DE102018212283A1

DE102018212283A1 - Verfahren und System zur Ermittlung eines Ladepaars

Info

Publication number: DE102018212283A1
Application number: DE102018212283.0A
Authority: DE
Inventors: Enrique Marcial-Simon
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Ladepaars mit jeweils einem Ladepartner aus zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern, wobei die zwei unterschiedlichen Mengen eine Menge von möglichen Ladestationen und eine Menge von möglichen Hybrid- oder Elektrofahrzeugen umfassen, wobei das Ladepaar eine Ladestation und ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug umfasst, das an der Ladestation einen Ladevorgang durchführt. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen wenigstens einer zeitlichen Reaktionseigenschaft wenigstens eines möglichen Ladepartners aus den möglichen Ladepartnern; ein Veranlassen eines Stimulus in Bezug auf den Ladevorgang durch einen stimulierenden Ladepartner aus einer ersten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern, wobei der Stimulus basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft veranlasst wird; ein Detektieren einer Reaktion auf den Stimulus durch einen reagierenden Ladepartner aus einer zweiten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern; und ein Bilden eines Ladepaars, das den stimulierenden Ladepartner und den reagierenden Ladepartner umfasst, basierend auf der detektierten Reaktion.

Description

Die Offenbarung betrifft ein Verfahren und System zur Ermittlung eines Ladepaars. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System, die es ermöglichen, eindeutig und schnell Zuordnungen zwischen elektrischen Ladestationen und Hybrid- oder Elektrofahrzeugen zu bestimmen.
Stand der Technik
Fahrzeuge mit Elektroantrieb (insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeugen) umfassen elektrische Energiespeicher (z.B. Batterien), die über eine Ladevorrichtung des Fahrzeugs an eine Ladestation angeschlossen und aufgeladen werden können. Zum Aufladen der elektrischen Speicher solcher Hybrid- oder Elektrofahrzeuge können verschiedene Ladetechnologien verwendet werden. Beim AC-Laden befindet sich das Ladegerät, das den Gleichstrom zur Aufladung des elektrischen Energiespeichers umwandelt, im Fahrzeug. Beim DC-Laden befindet sich das Ladegerät, das den Gleichstrom zur Aufladung des elektrischen Energiespeichers umwandelt, in der Ladestation.
Beim Laden kann eine eindeutige Zuordnung zwischen Ladestation und Fahrzeug erforderlich sein. Insbesondere können eine Vielzahl von Fahrzeugen an einer Vielzahl von Ladestationen angeschlossen sein, wobei es erforderlich sein kann zu bestimmen, welches Fahrzeug an welcher Ladestation angeschlossen ist. Dabei wäre eine manuelle Lösung z.B. über RFID möglich. Diese ist jedoch für einen Nutzer umständlich. Als weitere Möglichkeit für die Zuordnung von einem Fahrzeug zu einer Ladestation können Positions-Koordinaten, z.B. GPS-Koordinaten, herangezogen werden. Die Zuordnung mittels GPS ist jedoch ungenau und teilweise auch nicht möglich.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eindeutige und schnelle Zuordnungen zwischen elektrischen Ladestationen und Hybrid- oder Elektrofahrzeugen zu ermöglichen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, in effizienter Weise auch bei begrenzten direkten Kommunikationsmöglichkeiten eine eindeutige und zügige Zuordnung zwischen einer Ladestation und einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug zu ermitteln, das an der Ladestation geladen wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Ladepaars mit jeweils einem Ladepartner aus zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern angegeben, wobei die zwei unterschiedlichen Mengen eine Menge von möglichen Ladestationen und eine Menge von möglichen Hybrid- oder Elektrofahrzeugen umfassen, wobei das Ladepaar (genau) eine Ladestation und (genau) ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug umfasst, das an der Ladestation einen Ladevorgang durchführt. Das Verfahren umfasst:

Bestimmen wenigstens einer zeitlichen Reaktionseigenschaft wenigstens eines möglichen Ladepartners aus den möglichen Ladepartnern;
Veranlassen eines Stimulus in Bezug auf den Ladevorgang durch einen stimulierenden Ladepartner aus einer ersten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern, wobei der Stimulus basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft veranlasst wird;
Detektieren einer Reaktion auf den Stimulus durch einen reagierenden Ladepartner aus einer zweiten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern; und
Bilden eines Ladepaars, das den stimulierenden Ladepartner und den reagierenden Ladepartner umfasst, basierend auf der detektierten Reaktion.

Der Begriff „zeitliche Reaktionseigenschaft“ bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung darauf, wie schnell der (stimulierende) Ladepartner zu einer Aktion veranlasst werden kann (z.B. wie schnell auf einen entsprechenden Befehl hin mit der Aktion, wie einem neuen Ladeprofil oder Betriebsmodus, reagiert werden kann) und/oder wie schnell eine Reaktion des (reagierenden) Ladepartners erfolgen oder erfasst werden kann. Die zeitlichen Reaktionseigenschaften verschiedener Ladepartner können unterschiedlich sein, beispielsweise aufgrund einer Art der verwendeten Kommunikation (z.B. SMS, TCP/IP, Mobilfunk, WLAN, IEC 61851-1, ISO 15118, etc.), von Ansprechzeiten, Reaktionszeiten, Reaktionsvermögen, Latenzzeiten, etc. Diese individuellen Fähigkeiten der einzelnen Ladepartner werden beim Veranlassen des Stimulus berücksichtigt, wodurch eine eindeutige und schnelle Zuordnung der Ladepaare aus den zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern ermöglicht wird.
Insbesondere werden erfindungsgemäß zur Zuordnung von Fahrzeug zu Ladesäule die spezifischen technischen Eigenschaften und Fähigkeiten eines Fahrzeugs und/oder einer Ladesäule benutzt. Beispielsweise kann ein fahrzeugspezifisches Verhalten in Bezug auf eine Reaktion möglichst effizient verarbeitet werden, insbesondere dann, wenn das Reaktionsverhalten für verschiedene Fahrzeuge unterschiedlich ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird zunächst wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft eines Fahrzeugs und/oder einer Ladesäule bestimmt. Anschließend wird ein Stimulus individuell für die bestimmte fahrzeugspezifische oder ladesäulenspezifische zeitliche Reaktionseigenschaft eingestellt. Basierend auf der Reaktion kann unter Berücksichtigung der beim Stimulus verwendeten zeitlichen Reaktionseigenschaft ermittelt werden, welcher Ladepartner (z.B. welche Ladestation) aus einer der Mengen von möglichen Ladepartnern mit welchem Ladepartner (z.B. mit welchem Fahrzeug) aus der anderen Menge von möglichen Ladepartnern für einen Ladevorgang miteinander verbunden ist. Dies kann in effizienter und eindeutiger Weise dadurch ermittelt werden, dass beobachtet wird, wie ein Ladepartner auf den Stimulus eines anderen Ladepartners reagiert.
Das Verfahren kann das Veranlassen von Stimuli in Bezug auf den Ladevorgang durch eine oder mehrere stimulierende Ladepartner aus der ersten Menge von möglichen Ladepartnern umfassen. Typischerweise können eine Vielzahl von stimulierenden Ladepartner veranlasst werden, die Stimuli zeitlich sequentiell oder parallel zu generieren. Dabei können so lange Stimuli generiert werden, bis eine geeignete Reaktion aus der zweiten Menge von möglichen Ladepartnern detektiert wird. Es kann dann der stimulierende Ladepartner aus der ersten Menge von möglichen Ladepartnern, der die geeignete Reaktion des Ladepartners aus der zweiten Menge von möglichen Ladepartnern bewirkt hat, dem bestimmten Ladepartner zugeordnet werden, um das Ladepaar bereitzustellen.
Beispielsweise können derjenige stimulierende Ladepartner aus der ersten Menge von möglichen Ladepartnern, dessen Stimulus mit der detektierten Reaktion des reagierenden Ladepartners aus der zweiten Menge von möglichen Ladepartnern unter Berücksichtigung der zeitlichen Reaktionseigenschaft zusammenpasst, einander zugeordnet werden.
In einem weiteren Beispiel kann eine Ladestation einen Stimulus mit hoher Frequenz aussenden, wie beispielsweise ein Start-Stopp-Lademuster. Wenn ein Fahrzeug mit einem schnellen Reaktionsvermögen in der zweiten Menge von möglichen Ladepartnern vorhanden ist (beispielsweise zusammen mit weiteren Fahrzeugen mit einem langsamen Reaktionsvermögen), kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug mit der schnellen Reaktion an dieser Ladestation angeschlossen ist.
Die Zuordnung der Ladepartner zueinander ist jedoch nicht auf die oben genannten Beispiele beschränkt, und es können andere Methoden zum Zuordnen der Ladepartner zueinander verwendet werden, die darauf basieren, dass die Reaktion des reagierenden Ladepartners (z.B. zeitlich) passend zum individuell bereitgestellten Stimulus erfolgt.
Vorzugsweise umfasst (oder ist) die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft eine zeitliche Reaktionseigenschaft des stimulierenden Ladepartners. Zusätzlich oder alternativ umfasst (oder ist) die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft eine zeitliche Reaktionseigenschaft des reagierenden Ladepartners. Beispielsweise kann der Stimulus basierend auf der zeitlichen Reaktionseigenschaft des stimulierenden Ladepartners und/oder der zeitlichen Reaktionseigenschaft des reagierenden Ladepartners ausgewählt werden. Insbesondere kann der Stimulus individuell für einen der Ladepartner eingestellt werden.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft aus der Gruppe ausgewählt, die eine Reaktionsgeschwindigkeit und eine Latenzzeit umfasst oder die daraus besteht. Insbesondere kann das Verfahren bei der Stimulation eines Fahrzeugs und/oder der Ladesäule die Reaktionsgeschwindigkeit oder die Erfassbarkeit der Reaktion derart berücksichtigen, dass es für die Signalzeiten, wie beispielsweise eine Ladeleistung, die Kommunikationsgeschwindigkeit und/oder Latenzzeiten und/oder Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder der Ladesäule berücksichtigt.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft in einer Datenbank gespeichert. Die Datenbank kann in einer zentralen Einheit, wie beispielsweise dem Backend, bereitgestellt sein. Insbesondere kann die Datenbank Informationen über Eigenschaften und Fähigkeiten eines Fahrzeugs und/oder einer Ladesäule enthalten, auf die zugegriffen werden kann. Die Datenbank kann typischerweise manuell oder automatisch aktualisiert werden. Alternativ kann die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft z.B. von der zentralen Einheit direkt vom wenigstens einen möglichen Ladepartner abgefragt werden, wie beispielsweise vom Fahrzeug und/oder der Ladesäule.
Vorzugsweise umfasst das Veranlassen des Stimulus das Übertragen eines Stimulationssignals an den reagierenden Ladepartner. Zum Beispiel kann die zentrale Einheit einen Remote-Befehl an den stimulierenden Ladepartner senden, damit der stimulierenden Ladepartner das Stimulationssignal erzeugt und an den reagierenden Ladepartner sendet. Eine Pulsbreite und/oder eine Frequenz des Stimulationssignals kann basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft eingestellt werden. Zum Beispiel kann der reagierende Ladepartner ein Fahrzeug sein, das über eine SMS für ein Laden aktiviert werden kann. Der Stimulus für ein Start-Stopp-Lademuster zum Ermitteln der Zuordnung des Fahrzeugs zu einer Ladesäule kann Pulsbreiten an die langsame Kommunikation über SMS anpassen. Anders gesagt kann die Pulsbreite des Stimulus bzw. des Stimulationssignals derart gewählt werden, dass innerhalb der Zeit, die für die Aktivierung über SMS benötigt wird, kein alternierendes Start-Stopp-Lademuster mit kurzen Pulsbreiten vorgesehen wird, sondern entsprechend lange Pulsbreiten.
Vorzugsweise ist das Ladepaar über eine Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung miteinander verbunden. Die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung kann über ein Ladekabel zwischen den Ladepartnern des Ladepaars bereitgestellt werden. Der Stimulus kann dann über die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung von dem stimulierenden Ladepartner an den reagierenden Ladepartner übermittelt werden. Die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung kann beispielsweise eine Kommunikation zwischen den zwei Ladepartnern gemäß dem IEC 61851-1 Standard oder dem ISO 15118 Standard ermöglichen.
Vorzugsweise kann es die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung einer Ladestation des Ladepaars ermöglichen, einem Fahrzeug des Ladepaars Information in Bezug auf eine maximale Ladeleistung zu übermitteln, die von der Ladestation bereitgestellt werden kann. Dies kann insbesondere durch ein PWM Signal auf einer Pilotleitung eines Ladekabels übermittelt werden. In umgekehrter Richtung kann es die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung dem Fahrzeug des Ladepaars ermöglichen, der Ladestation Information darüber zu übermitteln, ob Ladeleistung bezogen werden kann oder nicht. Dies kann z.B. über einen Spannungs-Pegel auf der Pilotleitung des Ladekabels übermittelt werden.
Vorzugsweise ist der stimulierende Ladepartner über eine erste Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Einheit kommunikativ verbunden und der reagierende Ladepartner ist über eine zweite Kommunikationsverbindung, die von der ersten Kommunikationsverbindung verschieden ist, mit der zentralen Einheit kommunikativ verbunden. Die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft kann eine Reaktionsgeschwindigkeit der ersten Kommunikationsverbindung und/oder der zweiten Kommunikationsverbindung umfassen oder sein. Die Reaktionsgeschwindigkeit der ersten Kommunikationsverbindung kann größer als die Reaktionsgeschwindigkeit der zweiten Kommunikationsverbindung sein. In einigen Ausführungsformen kann die zentrale Einheit den stimulierenden Ladepartner über die erste Kommunikationsverbindung anweisen, den Stimulus auszugeben. Die zentrale Einheit kann die Reaktion des reagierenden Ladepartners über die zweite Kommunikationsverbindung erhalten. Basierend auf der detektierten Reaktion kann die zentrale Einheit eine Zuordnung von Ladestation und Fahrzeug vornehmen.
Vorzugsweise umfasst das Veranlassen des Stimulus eine Aktivierung oder eine Modifikation einer Funktionalität des stimulierenden Ladepartners. Zum Beispiel kann die zentrale Einheit einen Remote-Befehl zur Verfügung stellen, um die Messwerte der Ladesäule mit einer höheren Frequenz zu übertragen, beispielsweise einmal pro Sekunde statt einmal pro Minute. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn auch ein potenzieller Ladepartner über die Möglichkeit verfügt, Signale schnell verarbeiten zu können.
Aus der Reaktion von potentiellen Ladepartnern kann auf die Zuordnung geschlossen bzw. die Zuordnung eingegrenzt werden. Wenn beispielsweise eine bestimmte Ladesäule den hochfrequenten Stimulus verwendet, können nicht-reagierende oder zeitlich unpassend reagierende Fahrzeuge der zweiten Menge von möglichen Ladepartnern für die Zuordnung zu dieser Ladesäule ausgeschlossen werden. Passend reagierende Fahrzeuge können als mögliche Ladepartner in Betracht gezogen werden. Mehrere zeitlich und/oder funktionale Stimuli können parallel oder sequentiell verwendet werden, um eine eindeutige Zuordnung von Fahrzeug und Ladesäule zu erreichen.
Vorzugsweise ist der stimulierende Ladepartner über eine dritte Kommunikationsverbindung (z.B. die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung) mit dem reagierenden Ladepartner kommunikativ verbunden. Die zentrale Einheit kann die Reaktion des reagierenden Ladepartners über die erste Kommunikationsverbindung mit dem stimulierenden Ladepartner detektieren. Anders gesagt kann ein schneller Aktion-Reaktion-Pfad ermittelt und benutzt werden. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug mit einem IS015118-Tariff-/PMax-Schedule über die Ladesäule zum Laden stimuliert werden kann und nicht erst über eine potenziell langsame Kommunikationsstrecke wie SMS aufgeweckt werden muss, so kann das Verfahren wesentlich schneller eine Stimulation im Fahrzeug bewirken und damit auch schneller eine Reaktion in der Messerfassung der Ladesäule, so dass dann auch mit einer höheren Messdatenversandrate schneller eine Zuordnung ermittelt werden kann.
Vorzugsweise ist der stimulierende Ladepartner eine Ladestation und der reagierende Ladepartner ein Fahrzeug. Der Stimulus kann eine Änderung der von der Ladestation für den Ladevorgang bereitgestellten maximalen Ladeleistung umfassen. Die Reaktion kann dann eine Änderung der von dem Fahrzeug ermittelten Ladezeit für den Ladevorgang umfassen. Insbesondere kann ermittelt werden, welches Fahrzeug in Reaktion auf eine Änderung der maximalen Ladeleistung eine geänderte Ladezeit für den Ladevorgang ermittelt hat. Dieses Fahrzeug kann dann unter Berücksichtigung der zeitlichen Reaktionseigenschaft des Fahrzeugs oder der Ladestation in eindeutiger Weise als Ladepartner für die stimulierende Ladestation ermittelt werden.
Alternativ oder ergänzend kann der stimulierende Ladepartner ein Fahrzeug und der reagierende Ladepartner eine Ladestation sein. Der Stimulus kann eine Änderung der von dem Fahrzeug für den Ladevorgang bezogenen Ladeleistung umfassen. Die Reaktion kann dann eine Änderung eines Betriebsstatus der Ladestation in Bezug auf den Ladevorgang umfassen. Insbesondere kann ermittelt werden, dass eine bestimmte Ladestation einen geänderten Betriebsstatus aufweist, der zu der Änderung der von dem Fahrzeug für den Ladevorgang bezogenen Ladeleistung passt. Diese Ladestation kann dann unter Berücksichtigung der zeitlichen Reaktionseigenschaft des Fahrzeugs oder der Ladestation in eindeutiger Weise dem stimulierenden Fahrzeug als Ladepartner zugewiesen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System, und insbesondere ein Ladesystem, zur Ermittlung eines Ladepaars angegeben. Das System umfasst eine Prozessoreinheit (z.B. die zentrale Einheit), die eingerichtet ist, um das Ladepaar mit jeweils einem Ladepartner aus zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern zu ermitteln, wobei die zwei unterschiedlichen Mengen eine Menge von möglichen Ladestationen und eine Menge von möglichen Hybrid- oder Elektrofahrzeugen umfassen, wobei das Ladepaar eine Ladestation und ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug umfasst, das an der Ladestation einen Ladevorgang durchführt. Die Prozessoreinheit ist weiter eingerichtet ist, um:

wenigstens eine zeitlichen Reaktionseigenschaft wenigstens eines möglichen Ladepartners aus den möglichen Ladepartnern zu bestimmen;
einen Stimulus in Bezug auf den Ladevorgang durch einen stimulierenden Ladepartner aus einer ersten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern zu veranlassen, wobei der Stimulus basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft veranlasst wird;
eine Reaktion auf den Stimulus durch einen reagierenden Ladepartner aus einer zweiten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern zu detektieren; und
das Ladepaar, das den stimulierenden Ladepartner und den reagierenden Ladepartner umfasst, basierend auf der detektierten Reaktion zu bilden.

Das System kann die Aspekte des Verfahrens zur Ermittlung eines Ladepaars der vorliegenden Erfindung implementieren. Das System ist insbesondere eingerichtet, das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 schematisch ein Ladesystem für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
2 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Ermittlung eines Ladepaars gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und
3 Pulsbreiten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.

Ausführungsformen der Offenbarung
Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt schematisch ein Ladesystem 100 für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Der Begriff Hybrid- oder Elektrofahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung.
Das Ladesystem 100 umfasst eine Ladestation 110 und einem Fahrzeug 120. Das Fahrzeug 100 umfasst einen elektrischen Speicher (z.B. einen Hochvoltspeicher), der durch die Ladestation 110 beispielsweise über ein Ladekabel aufgeladen werden kann. Das Fahrzeug 120 umfasst eine Ladedose, an der ein entsprechender Stecker des Ladekabels angesteckt werden kann. Das Ladekabel kann fest mit der Ladestation 110 verbunden sein. Das Ladepaar ist über eine Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung 146 miteinander verbunden. Die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung 146 kann über das Ladekabel bereitgestellt werden.
Vorzugsweise ist die Ladestation 110 (die beispielsweise der stimulierende Ladepartner sein kann) über eine erste Kommunikationsverbindung 142 mit einer zentralen Einheit 130 kommunikativ verbunden und das Fahrzeug 120 (das beispielsweise der reagierende Ladepartner sein kann) über eine zweite Kommunikationsverbindung 144 mit der zentralen Einheit 130 kommunikativ verbunden. Die Ladestation 110 und das Fahrzeug 120 können optional über eine dritte Kommunikationsverbindung (z.B. die Ladestation-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung 146) kommunikativ miteinander verbunden sein.
Jeder Ladepartner kann eine Kommunikationsvorrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, unter Verwendung eines Kommunikations-Protokolls zu kommunizieren. Beispielsweise kann ein erster Ladepartner (z.B. die Ladestation 110) eine erste Kommunikationsvorrichtung und ein zweiter Ladepartner (z.B. das Fahrzeug 120) eine zweite Kommunikationsvorrichtung aufweisen. Die erste Kommunikationsvorrichtung kann für eine Kommunikation mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung über die dritte Kommunikationsverbindung 146 und/oder der zentralen Einheit 130 über die erste Kommunikationsverbindung 142 eingerichtet sein. Die zweite Kommunikationsvorrichtung kann für eine Kommunikation mit der ersten Kommunikationsvorrichtung über die dritte Kommunikationsverbindung 146 und/oder der zentralen Einheit 130 über die zweite Kommunikationsverbindung 144 eingerichtet sein.
Insbesondere kann die erste Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines ersten Kommunikations-Protokolls mit der zentralen Einheit 130 und unter Verwendung eines zweiten Kommunikations-Protokolls mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung kommunizieren. Das erste Kommunikations-Protokoll und das zweite Kommunikations-Protokoll können verschieden sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines dritten Kommunikations-Protokolls mit der zentralen Einheit 130 und unter Verwendung des zweiten Kommunikations-Protokolls mit der ersten Kommunikationsvorrichtung kommunizieren. Das dritte Kommunikations-Protokoll und das zweite Kommunikations-Protokoll können verschieden sein. Zusätzlich oder alternativ können das erste Kommunikations-Protokoll und das dritte Kommunikations-Protokoll dieselben oder verschieden sein.
In einigen Ausführungsformen verwendet die erste Kommunikationsverbindung 142 SMS, Mobilfunk oder WLAN. Zusätzlich oder alternativ verwendet die zweite Kommunikationsverbindung 144 TCP/IP. Zusätzlich oder alternativ verwendet die dritte Kommunikationsverbindung 146 den IEC 61851-1 Standard oder den ISO 15188 Standard. Beispielsweise verwendet die erste Kommunikationsverbindung 142 SMS, die zweite Kommunikationsverbindung 144 TCP/IP und die die dritte Kommunikationsverbindung 146 den IEC 61851-1 Standard oder den ISO 15188 Standard.
Die erste Kommunikationsverbindung 142 und/oder die zweite Kommunikationsverbindung 144 und/oder die dritte Kommunikationsverbindung 146 können unterschiedliche zeitliche Reaktionseigenschaften, wie beispielsweise Reaktionszeiten, aufweisen. Diese unterschiedlichen Eigenschaften können gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, um eine eindeutige Zuordnung der Fahrzeuge und Ladestationen zueinander zu bestimmen.
Das Ladesystem 100 umfasst eine Prozessoreinheit, wie beispielsweise die zentrale Einheit 130, die eingerichtet ist, um das Ladepaar aus zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern zu ermitteln. Das Ladepaar umfasst (genau) eine Ladestation 110 und (genau) ein Fahrzeug 120. Der stimulierende Ladepartner, wie beispielsweise die Ladestation 110, erzeugt einen Stimulus, auf den der reagierende Ladepartner, wie beispielsweise das Fahrzeug 120, eine Reaktion zeigt. Der Stimulus wird basierend auf wenigstens einer zeitlichen Reaktionseigenschaft beispielsweise der Kommunikationsvorrichtung des stimulierenden Ladepartners oder des reagierenden Ladepartners erzeugt.
2 zeigt ein Flussdiagram eines Verfahrens 200 zur Ermittlung eines Ladepaars gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Das Verfahren 200 umfasst im Block 210 ein Bestimmen wenigstens einer zeitlichen Reaktionseigenschaft wenigstens eines möglichen Ladepartners aus den möglichen Ladepartnern, im Block 220 ein Veranlassen eines Stimulus in Bezug auf den Ladevorgang durch einen stimulierenden Ladepartner aus einer ersten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern, wobei der Stimulus basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft veranlasst wird, im Block 230 ein Detektieren einer Reaktion auf den Stimulus durch einen reagierenden Ladepartner aus einer zweiten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern, und im Block 240 ein Bilden eines Ladepaars, das den stimulierenden Ladepartner und den reagierenden Ladepartner umfasst, basierend auf der detektierten Reaktion.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung berücksichtigt das Verfahren 200 bei der Stimulation des Fahrzeugs und/oder der Ladesäule die Reaktionsgeschwindigkeit oder die Erfassbarkeit der Reaktion. So kann eine Pulsbreite und/oder eine Frequenz des Stimulus bzw. eines Stimulationssignals basierend auf der Reaktionsgeschwindigkeit oder der Erfassbarkeit der Reaktion eingestellt werden.
In einigen Ausführungsformen berücksichtigt das Verfahren 200 die Reaktionsgeschwindigkeit und die Erfassbarkeit einer Reaktion zum Beispiel derart, dass es für die Signalzeiten, wie eine Ladeleistung, die Kommunikationsgeschwindigkeit, Latenzzeiten, und/oder Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder der Ladesäule berücksichtigt. Dies ist beispielhaft in 3 dargestellt. Wenn ein Signal an das Fahrzeug geschickt wird, wie zum Beispiel eine Aktivierung für ein Sofort-Laden, kann es über eine Minute dauern bis das Signal das Fahrzeug erreicht, da über eine SMS ein Steuergerät im Fahrzeug aktiviert wird. Das Verfahren 200 berücksichtigt diese Zeit derart, dass es innerhalb dieser Zeit kein alternierendes Start-Stopp-Lademuster mit kurzen Pulsbreiten wie in 3(a) vorsieht, sondern ein alternierendes Start-Stopp-Lademuster mit entsprechend längeren Pulsbreiten von jeweils mehr als einer 1 Minute, wie beispielsweise 2 Minuten (3(b)).
In weiteren Ausführungsformen berücksichtigt das Verfahren 200 die Reaktionsgeschwindigkeit oder die Erfassbarkeit der Reaktion auch derart, dass die Frequenz zur Mitteilung eines Signals, wie zum Beispiel eines Ladeleistungs-Messwerts von der Ladesäule, berücksichtigt wird. Beispielsweise kann es sein, dass eine Ladesäule einen Messwert einmal pro Minute überträgt. In diesem Fall kann das Verfahren 200 ebenfalls eine Pulsbreite für die Stimulationssignale wählen, in der das Signal konstant bleibt. Hier dient analog die 3 zur Illustration.
In noch weiteren Ausführungsformen berücksichtigt das Verfahren 200 die Eigenschaften der technischen Komponenten im Fahrzeug, die ebenfalls zu einer verzögerten Aktions-/Reaktionsgeschwindigkeit führen können. Beispielsweise berücksichtigt das Verfahren die Berechnungszeit für ein neues Ladeprofil eines Steuergeräts im Fahrzeug oder die benötigte Ramp-Up-Zeit der Ladeelektronik in einem Fahrzeug. Zum Beispiel kann das Verfahren eine benötigte Ramp-Up-Zeit von 10 Sekunden mit einer Pulsbreite von 20 Sekunden berücksichtigen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist das Verfahren derart gestaltet, dass es auf Basis der Fähigkeiten eines Fahrzeugs oder einer Ladesäule gewisse Funktionen aktiviert bzw. modifiziert. Insbesondere kann das Veranlassen des Stimulus eine Aktivierung oder eine Modifikation einer Funktionalität des stimulierenden Ladepartners umfassen. Damit kann in kürzerer Zeit eine Zuordnung von Fahrzeug und Ladesäule ermittelt werden.
In einigen Ausführungsformen kann ein Remote-Befehl ausgegeben werden, um die Messwerte der Ladesäule zumindest für eine gewisse Zeit mit einer höheren Frequenz zu übertragen, zum Beispiel einmal pro Sekunde (1Hz) anstatt einmal pro Minute (0,017Hz). Diese Funktionalität kann insbesondere dann aktiviert oder modifiziert werden, wenn ein potenzieller Ladepartner über die Möglichkeit verfügt, Signale schnell verarbeiten zu können. Wenn zum Beispiel ein Fahrzeug mit einem ISO15118-Tariff-/PMax-Schedule (eine Alternative hierzu ist die Leistungsaufnahme-Freigabe über einen entsprechenden PWM-Duty-Cycle gemäß ICE 61851-1) über die Ladesäule zum Laden stimuliert werden kann (und nicht erst über eine potenziell langsame Kommunikationsstrecke wie SMS aufgeweckt werden muss), so kann das Verfahren wesentlich schneller eine Stimulation im Fahrzeug bewirken und damit auch schneller eine Reaktion in der Messerfassung der Ladesäule. Damit kann mit einer höheren Messdatenversandrate schneller eine Zuordnung ermittelt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren bei mehreren Fahrzeugen und/oder Ladesäulen einen oder mehrere der folgenden Aspekte umfassen:

• Das Verfahren kann bestimmen, wie schnell eine Aktion (z.B. ein Stimulus) in einem Ladepartner bewirkt werden kann. Der Stimulus kann basierend darauf eingestellt werden.
• Das Verfahren kann bestimmen, wie schnell eine Reaktion in einem Ladepartner erfasst werden kann.
• Das Verfahren kann bestimmen, ob durch eine Funktions-/Modus-Aktivierung (zumindest für eine gewisse Zeit) in einem Ladepartner eine Zuordnung potenziell beschleunigt werden kann.
• Das Verfahren kann bestimmen, mit welcher Stimulation bei welchem Ladepartner eine Reaktion bei einem anderen Ladepartner am schnellsten durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann das Verfahren entscheiden, über eine „schnelle“ TCP/IP-Kommunikation die Ladesäule derart anzusteuern, dass es beispielsweise über einen gewissen IS015118-Tariff-/PMax-Schedule gemäß ISO 15118-2 das Fahrzeug auf der Gegenseite zum Laden bewegt. Das Fahrzeug reagiert hierbei eventuell wesentlich schneller, da mit der Ladesäule über ISO 15118 während einer Ladung die Verbindung gehalten wird und außerdem von einem Backend keine „langsame“ SMS an das Fahrzeug geschickt werden muss. Eine Alternative hierzu ist die Leistungsaufnahme-Freigabe über entsprechendes PWM-Duty-Cycle gemäß IEC 61851-1. Möglich ist ebenfalls eine verbindungsorientierte Kommunikation mit einem Backend über einen anderen Weg wie zum Beispiel WLAN oder ein Mobilfunknetz. Eine Änderung des Ladezustands des Fahrzeugs würde typischerweise zu einer Benachrichtigung über „schnelle“ TCP/IP-Kommunikation an ein Backend-System führen.
• Das Verfahren kann bestimmen, welches die höchste Pulsbreite ist, die zu berücksichtigen ist. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug nur per SMS benachrichtigt werden kann und ein anderes über TCP/IP-Kommunikation, so kann das Verfahren entscheiden, eine Pulsbreite von mehr als einer Minute auszuwählen, damit eine Reaktionserfassung für beide Fahrzeuge möglich ist.

Die vorliegende Offenbarung berücksichtigt die Eigenschaften und Fähigkeiten von Fahrzeug und Ladesäulen für eine geeignete Stimulation von Ladepartnern um eine Zuordnung finden zu können. Zudem wird bestimmt, wie die Zuordnung beschleunigt werden kann, zum Beispiel durch Ermitteln von schnellen Aktion-Reaktion-Pfaden oder durch Nutzung von gewissen Fähigkeiten einer Ladesäule oder eines Fahrzeugs.

Claims

Verfahren (200) zur Ermittlung eines Ladepaars mit jeweils einem Ladepartner aus zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern, wobei die zwei unterschiedlichen Mengen eine Menge von möglichen Ladestationen und eine Menge von möglichen Hybrid- oder Elektrofahrzeugen umfassen, wobei das Ladepaar eine Ladestation (110) und ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug (120) umfasst, das an der Ladestation (110) einen Ladevorgang durchführt, wobei das Verfahren (200) umfasst: Bestimmen (210) wenigstens einer zeitlichen Reaktionseigenschaft wenigstens eines möglichen Ladepartners aus den möglichen Ladepartnern; Veranlassen (220) eines Stimulus in Bezug auf den Ladevorgang durch einen stimulierenden Ladepartner aus einer ersten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern, wobei der Stimulus basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft veranlasst wird; Detektieren (230) einer Reaktion auf den Stimulus durch einen reagierenden Ladepartner aus einer zweiten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern; und Bilden (240) eines Ladepaars, das den stimulierenden Ladepartner und den reagierenden Ladepartner umfasst, basierend auf der detektierten Reaktion.
Das Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft eine zeitliche Reaktionseigenschaft des stimulierenden Ladepartners und/oder eine zeitliche Reaktionseigenschaft des reagierenden Ladepartners umfasst.
Das Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine zeitliche Reaktionseigenschaft eine Reaktionsgeschwindigkeit und/oder eine Latenzzeit umfasst.
Das Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Veranlassen des Stimulus eine Aktivierung oder eine Modifikation einer Funktionalität des stimulierenden Ladepartners umfasst.
Das Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Veranlassen des Stimulus das Übertragen eines Stimulationssignals an den reagierenden Ladepartner umfasst, und wobei eine Pulsbreite und/oder eine Frequenz des Stimulationssignals basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft eingestellt wird.
Das Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der stimulierende Ladepartner über eine erste Kommunikationsverbindung (142) mit einer zentralen Einheit (130) kommunikativ verbunden ist, wobei der reagierende Ladepartner über eine zweite Kommunikationsverbindung (144), die von der ersten Kommunikationsverbindung verschieden ist, mit der zentralen Einheit (130) kommunikativ verbunden ist.
Das Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei der stimulierende Ladepartner über eine dritte Kommunikationsverbindung (146) mit dem reagierenden Ladepartner kommunikativ verbunden ist, insbesondere wobei die dritte Kommunikationsverbindung (146) auf dem IEC 61851-1 oder ISO 15118 Standard basiert.
Das Verfahren (200) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die zentrale Einheit (130) die Reaktion des reagierenden Ladepartners über die erste Kommunikationsverbindung (142) detektiert.
Das Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der stimulierende Ladepartner eine Ladestation (110) ist; der reagierende Ladepartner ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug (120) ist; der Stimulus eine Änderung der von der Ladestation (110) für den Ladevorgang bereitgestellten maximalen Ladeleistung umfasst; und die Reaktion eine Änderung der von dem Hybrid- oder Elektrofahrzeug (120) ermittelten Ladezeit für den Ladevorgang umfasst.
Das Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der stimulierende Ladepartner ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug (120) ist; der reagierende Ladepartner eine Ladestation (110) ist; der Stimulus eine Änderung der von dem Hybrid- oder Elektrofahrzeug (120) für den Ladevorgang bezogenen Ladeleistung umfasst; und die Reaktion eine Änderung eines Betriebsstatus der Ladestation (110) in Bezug auf den Ladevorgang umfasst.
Ein System (100) zur Ermittlung eines Ladepaars, umfassend: eine Prozessoreinheit (130), die eingerichtet ist, um das Ladepaar mit jeweils einem Ladepartner aus zwei unterschiedlichen Mengen von möglichen Ladepartnern zu ermitteln, wobei die zwei unterschiedlichen Mengen eine Menge von möglichen Ladestationen und eine Menge von möglichen Hybrid- oder Elektrofahrzeugen umfassen, wobei das Ladepaar eine Ladestation (110) und ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug (120) umfasst, das an der Ladestation (110) einen Ladevorgang durchführt, wobei die Prozessoreinheit (130) weiter eingerichtet ist, um: wenigstens eine zeitlichen Reaktionseigenschaft wenigstens eines möglichen Ladepartners aus den möglichen Ladepartnern zu bestimmen; einen Stimulus in Bezug auf den Ladevorgang durch einen stimulierenden Ladepartner aus einer ersten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern zu veranlassen, wobei der Stimulus basierend auf der wenigstens einen zeitlichen Reaktionseigenschaft veranlasst wird; eine Reaktion auf den Stimulus durch einen reagierenden Ladepartner aus einer zweiten Menge der zwei Mengen von möglichen Ladepartnern zu detektieren; und das Ladepaar, das den stimulierenden Ladepartner und den reagierenden Ladepartner umfasst, basierend auf der detektierten Reaktion zu bilden.