DE102019002450A1 - Method for charging a battery of at least partially autonomous vehicles and corresponding charging management system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Batterie (12) zumindest teilweiser autonomer Fahrzeuge (10). Zunächst wird eine Anfrage zum Laden der Batterie (12) des Fahrzeugs (10) erzeugt, falls ein vorgegebener erster Ladezustand unterschritten wird. Es wird ein von einem Fahrzeugnutzer veranlasstes Bestätigungssignal zu der Anfrage empfangen. Im weiteren Verlauf wird ein Reservierungssignal zu einer der mindestens einen Ladestation (16) übermittelt, womit die Ladestation (16) für andere Fahrzeuge (10) als nicht verfügbar gilt. Mit dem Reservierungssignal wird eine Identifikationsnummer des Fahrzeugs (10) zu der Ladestation (16) übermittelt. Anschließend wird das Fahrzeug (10) in einen vorgegebenen Bereich um die Ladestation (16) manövriert. Mithilfe eines Authentisierungssignals wird das Fahrzeug (10) authentifiziert. Mittels Positionssignale wird das Fahrzeug (10) gegenüber der Ladestation (16) in Abhängigkeit von dem Authentifizieren des Fahrzeugs (10) ausgerichtet.

Figure DE102019002450A1_0000
The invention relates to a method for charging a battery (12) of at least partially autonomous vehicles (10). First, a request for charging the battery (12) of the vehicle (10) is generated, if a predetermined first state of charge is exceeded. An acknowledgment signal originated by a vehicle user is received at the request. In the course of a reservation signal is transmitted to one of the at least one charging station (16), whereby the charging station (16) for other vehicles (10) is considered unavailable. With the reservation signal, an identification number of the vehicle (10) is transmitted to the charging station (16). Subsequently, the vehicle (10) is maneuvered into a predetermined area around the loading station (16). With the aid of an authentication signal, the vehicle (10) is authenticated. By means of position signals, the vehicle (10) is aligned with respect to the charging station (16) in dependence on the authentication of the vehicle (10).
Figure DE102019002450A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Batterie zumindest teilweise autonomer Fahrzeuge. Die Erfindung betrifft ferner ein Lademanagementsystem mit einem zumindest teilweise autonomen Fahrzeug sowie mindestens einer Ladestation.The invention relates to a method for charging a battery of at least partially autonomous vehicles. The invention further relates to a charging management system with an at least partially autonomous vehicle and at least one charging station.

Mit zunehmender Elektrifizierung des Straßenverkehrs stellt sich immer mehr die Herausforderung, eine entsprechende Ladeinfrastruktur beziehungsweise ein entsprechendes Ladeverfahren zum Laden von Elektrofahrzeugen zu entwickeln und bereitzustellen.With the increasing electrification of road traffic, the challenge of developing and providing an appropriate charging infrastructure or charging method for charging electric vehicles is becoming ever more challenging.

Die Druckschrift US 9.925.886 B2 beschreibt ein Verfahren zur Kommunikation mit einem Ladesystem, welches eine Vielzahl von Ladestationen und Kommunikationskontrolleinheiten aufweist. Das Elektrofahrzeug wird dabei über ein Magnetfeld aufgeladen. Das Verfahren beinhaltet das Erstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Kommunikationskontroller des Ladesystems. Mit Hilfe dieser Kommunikationsverbindung wird eine Serviceinformation bereitgestellt, welche eine oder mehrere induktive Energietransfermöglichkeiten für das Elektrofahrzeug bereitstellt. Vom Elektrofahrzeug wird über die Kommunikationsverbindung eine Anfrage zu einer ersten Ladestation übermittelt, wobei die erste Ladestation eine Schnittstelle zum Laden aufweist, welche das Magnetfeld erzeugt.The publication US 9,925,886 B2 describes a method for communicating with a charging system having a plurality of charging stations and communication control units. The electric vehicle is charged via a magnetic field. The method includes establishing a communication link between the electric vehicle and the communication controller of the charging system. With the aid of this communication connection, a service information is provided which provides one or more inductive energy transfer options for the electric vehicle. The electric vehicle transmits a request to a first charging station via the communication connection, wherein the first charging station has an interface for charging, which generates the magnetic field.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2015 218 410 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen einer Absolutposition eines Fahrzeugs für eine Nahbereichspositionierung beim Einparken des Fahrzeugs. Dabei wird ein induktives Positionierungsverfahren durchgeführt, wobei ein erster Sender in der Infrastruktur oder im Fahrzeug zur Erzeugung eines Positionierungsmagnetfelds und ein zweiter Sender in der Infrastruktur oder im Fahrzeug zur Erzeugung eines Positionierungssignals angeregt werden. Das Positionierungsmagnetfeld und das Positionierungssignal werden von einer Empfangseinrichtung im Fahrzeug oder in der Infrastruktur empfangen. Basierend auf dem empfangenen Positionsmagnetfeld und dem Positionierungssignal wird die Absolutposition des Fahrzeugs ermittelt.The publication DE 10 2015 218 410 A1 describes a method for determining an absolute position of a vehicle for a short-range positioning when parking the vehicle. In this case, an inductive positioning method is carried out, wherein a first transmitter in the infrastructure or in the vehicle for generating a positioning magnetic field and a second transmitter in the infrastructure or in the vehicle to generate a positioning signal are excited. The positioning magnetic field and the positioning signal are received by a receiving device in the vehicle or in the infrastructure. Based on the received position magnetic field and the positioning signal, the absolute position of the vehicle is determined.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Laden von Elektrofahrzeugen in einer Ladeinfrastruktur bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an alternative method for charging electric vehicles in a charging infrastructure.

Diese Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen dieser Anmeldung gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und alternative Ausgestaltungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung sowie Figuren angegeben.This object is achieved according to the independent claims of this application. Meaningful developments and alternative embodiments are specified in the claims, the description and figures.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Laden einer Batterie zumindest teilweiser autonomer Fahrzeuge vor. Das Fahrzeug ist insbesondere ein Elektrofahrzeug, kann jedoch auch ein Kraftfahrzeug sein. Dabei werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • In einem ersten Schritt a) wird eine Anfrage zum Laden der Batterie des Fahrzeugs erzeugt, falls ein vorgegebener erster Ladezustand unterschritten wird, wobei mindestens eine Ladestation in einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs zum Laden vorgeschlagen wird. Vorzugsweise wird die Anfrage zum Laden der Batterie bereits dann vorgeschlagen, wenn der Ladezustand der Batterie noch nicht null ist. Die Anfrage kann ein Signal sein, welches einem Fahrzeugnutzer einen Ladebedarf anzeigt oder signalisiert. Die Anfrage kann zum Beispiel auf einem Display visuell dargestellt werden. Das Display ist vorzugsweise in einem Fahrzeuginnenraum angeordnet.
The invention provides a method for charging a battery of at least partially autonomous vehicles. The vehicle is in particular an electric vehicle, but may also be a motor vehicle. The following process steps are carried out:
  • In a first step a), a request for charging the battery of the vehicle is generated if a predetermined first state of charge is exceeded, wherein at least one charging station in a predetermined environment of the vehicle is proposed for charging. Preferably, the request for charging the battery is already proposed when the state of charge of the battery is not yet zero. The request may be a signal which indicates or signals a load to a vehicle user. The request can be visualized on a display, for example. The display is preferably arranged in a vehicle interior.

Beispielsweise kann bei einem Ladezustand von weniger als zehn Prozent bereits eine Anfrage zum Laden der Batterie des Fahrzeugs vorgeschlagen werden. Idealerweise wird zusammen mit der Anfrage zum Laden der Batterie mindestens eine Ladestation in einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Vorschlagen einer oder mehrerer Ladestationen kann mittels einer Liste erfolgen, in der verfügbare Ladestationen innerhalb einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs verfügbar sind. Die vorgegebene Umgebung des Fahrzeugs kann dabei von dem ersten Ladezustand beziehungsweise der verbleibenden Energiemenge der Batterie abhängig sein. Dabei kann zum Beispiel eine Steuereinheit auf Informationen zu einer Ladeinfrastruktur zugreifen und basierend auf diesen Informationen mehrere potentielle Ladestationen vorschlagen. Diese Information kann ebenfalls eine jeweilige Statusinformation zu der betreffenden Ladestation aufweisen. Beispielsweise können die betreffenden Ladestationen als frei, belegt oder reserviert markiert sein. Die Liste mit mindestens einer vorgeschlagenen Ladestation kann weitere Informationen wie zum Beispiel Art der Ladestation (Schnellladestation oder normale Ladestation), Entfernung zur jeweiligen Ladestation, Status der Ladestation (frei, reserviert, belegt), verwendete Stromstärke oder Spannung zum Aufladen sowie an der Ladestation anschließbare Arten von Steckverbindungen beinhalten.For example, at a state of charge of less than ten percent already a request for charging the battery of the vehicle may be proposed. Ideally, together with the request to charge the battery, at least one charging station in a given environment of the vehicle is proposed. The suggestion of one or more charging stations may be made by means of a list in which available charging stations are available within a given environment of the vehicle. The predetermined environment of the vehicle may be dependent on the first state of charge or the remaining amount of energy of the battery. In this case, for example, a control unit can access information about a charging infrastructure and, based on this information, propose several potential charging stations. This information can also have a respective status information for the relevant charging station. For example, the charging stations in question may be marked as vacant, occupied or reserved. The list of at least one proposed charging station may contain further information such as the type of charging station (fast charging station or normal charging station), distance to the respective charging station, status of the charging station (free, reserved, occupied), used current or voltage for charging and connectable to the charging station Types of connectors include.

In einem weiteren Schritt b) wird ein Bestätigungssignal zu der Anfrage empfangen, welches von einem Fahrzeugnutzer veranlasst wurde. Bestätigt der Fahrzeugnutzer die Fahrt zum Laden des Fahrzeugs, so kann das Navigationssystem des Fahrzeugs den nächstgelegenen Ladepunkt beziehungsweise die nächste freie Ladestation reservieren. Es ist auch möglich, dass der Fahrzeugnutzer von mehreren vorgeschlagenen Ladestationen eine entsprechende Ladestation auswählt. Die ausgewählte Ladestation wird dabei insbesondere reserviert.In a further step b) an acknowledgment signal is received for the request, which was initiated by a vehicle user. If the vehicle user confirms the journey to load the vehicle, the navigation system of the vehicle can reserve the nearest charging point or the next free charging station. It is also possible that the vehicle user of several proposed charging stations selects a corresponding charging station. The selected charging station is reserved in particular.

In einem weiteren Schritt c) wird ein Reservierungssignal zu einer der mindestens einen Ladestation übermittelt, womit die Ladestation für andere Fahrzeuge als nicht verfügbar gilt. Dabei wird mit dem Reservierungssignal eine Identifikationsnummer des Fahrzeugs zu der Ladestation übermittelt. Damit gilt die ausgewählte Ladestation als reserviert und zugleich wird die ausgewählte Ladestation mit dem aufzuladenden Fahrzeug verknüpft. Somit ist es nicht länger möglich, dass ein anderes Fahrzeug die ausgewählte Ladestation belegen kann. Damit kann sichergestellt werden, dass die ausgewählte Ladestation nicht von einem anderen Fahrzeug geladen wird beziehungsweise dem Fahrzeugnutzer nicht „weggeschnappt wird“.In a further step c), a reservation signal is transmitted to one of the at least one charging station, with the charging station being deemed not available to other vehicles. In this case, an identification number of the vehicle is transmitted to the charging station with the reservation signal. Thus, the selected charging station is considered reserved and at the same time the selected charging station is linked to the vehicle to be charged. Thus, it is no longer possible for another vehicle to occupy the selected charging station. This can ensure that the selected charging station is not loaded by another vehicle or is not "snatched away" by the vehicle user.

In einem weiteren Schritt d) wird das Fahrzeug in einen vorgegebenen Bereich um die Ladestation manövriert. Dieses Manövrieren erfolgt bevorzugt voll autonom oder wenigstens teilweise autonom. Der vorgegebene Bereich um die Ladestation ist insbesondere ein Kommunikationsbereich um die Ladestation herum. Dies ist somit bevorzugt jener Bereich, innerhalb dessen eine direkte Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug möglich ist. Ist das Fahrzeug außerhalb dieses Kommunikationsbereichs, so kann beispielsweise mit Hilfe einer der Ladestation zugeordneten Kommunikationseinheit eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und der Ladestation indirekt ermöglicht werden. Beispielsweise kann die Kommunikationseinheit mehrere Ladestationen innerhalb eines Ladeareals verwalten und entsprechende Anfragen zum Laden von Elektrofahrzeugen empfangen. Die Kommunikationseinheit kann ferner den Zustand der Ladestationen überprüfen und somit feststellen, ob eine geeignete Ladestation für das Elektrofahrzeug verfügbar ist. Insbesondere kann die Kommunikationseinheit ermitteln, ob die ihr zugeordneten Ladestationen frei, reserviert oder belegt sind. Diese Information kann dem Fahrzeug beziehungsweise Elektrofahrzeug beispielsweise über eine Internetverbindung übermittelt werden. Zusätzlich können diese übermittelten Informationen auf einem Display im Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs angezeigt werden. Somit kann das Fahrzeug Informationen zu Ladestationen in der vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs erhalten, auch wenn keine direkte Kommunikation mit der Ladestation möglich ist. Informationen über verfügbare Ladestationen sowie verfügbarer Ladeinfrastrukturen können auch mittels prädiktiver Streckendaten zur Verfügung gestellt werden und zusätzlich angezeigt werden.In a further step d), the vehicle is maneuvered into a predetermined area around the charging station. This maneuvering is preferably carried out fully autonomously or at least partially autonomously. The predetermined area around the charging station is in particular a communication area around the charging station. This is thus preferably the area within which a direct communication between the charging station and the vehicle is possible. If the vehicle is outside of this communication range, then, for example, with the aid of a communication unit assigned to the charging station, communication between the vehicle and the charging station can be made possible indirectly. For example, the communication unit may manage a plurality of charging stations within a charging area and receive corresponding requests for charging electric vehicles. The communication unit may also check the state of the charging stations and thus determine whether a suitable charging station for the electric vehicle is available. In particular, the communication unit can determine whether the charging stations assigned to it are free, reserved or assigned. This information can be transmitted to the vehicle or electric vehicle, for example via an Internet connection. In addition, these transmitted information can be displayed on a display in the vehicle interior of the vehicle. Thus, the vehicle can obtain information about charging stations in the given environment of the vehicle, even if no direct communication with the charging station is possible. Information about available charging stations and available charging infrastructures can also be provided by means of predictive route data and additionally displayed.

In einem weiteren Schritt e) wird ein Authentisierungssignal an die Ladestation übermittelt und das Fahrzeug authentifiziert. Dieser Schritt wird insbesondere dann ausgeführt, wenn das Fahrzeug den vorgegebenen Bereich um die Ladestation erreicht hat. In dieser Situation kann eine Steuereinheit des Fahrzeugs das Authentisierungssignal direkt an die Ladestation übermitteln. Eine Kontrolleinheit der Ladestation kann basierend auf dem Authentisierungssignal das Fahrzeug authentifizieren und somit überprüfen, ob das eingetroffene Fahrzeug auch jenes Fahrzeug ist, welches zuvor das Reservierungssignal übermittelt hat. Somit kann eine ungerechtfertigte Belegung der Ladestation verhindert werden.In a further step e), an authentication signal is transmitted to the charging station and the vehicle is authenticated. This step is carried out in particular when the vehicle has reached the predetermined area around the charging station. In this situation, a control unit of the vehicle can transmit the authentication signal directly to the charging station. A control unit of the charging station can authenticate the vehicle based on the authentication signal and thus check whether the arrived vehicle is also the vehicle that has previously transmitted the reservation signal. Thus, an unjustified occupancy of the charging station can be prevented.

In einem weiteren Schritt f) wird das Fahrzeug gegenüber der Ladestation in Abhängigkeit von dem Authentifizieren des Fahrzeugs mit Hilfe von Positionierungssignalen ausgerichtet. Die Positionierungssignale werden dabei zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation ausgetauscht, um die Batterie des Fahrzeugs zu laden.In a further step f), the vehicle is aligned with respect to the charging station in dependence on the authentication of the vehicle by means of positioning signals. The positioning signals are thereby exchanged between the vehicle and the charging station to charge the battery of the vehicle.

Die Erfindung betrifft auch ein Lademanagementsystem mit einem zumindest teilweise autonomen Fahrzeug, welches eine Batterie aufweist. Die Batterie ist dabei ausgebildet, das Fahrzeug anzutreiben. Das Lademanagementsystem weist mindestens eine Ladestation in einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs auf. Zudem weist das Lademanagementsystem je eine Sende- und Empfangseinheit am Fahrzeug und an der Ladestation auf. Das Lademanagementsystem umfasst ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, einen Ladebedarf der Batterie zu signalisieren, wenn ein Ladezustand der Batterie eine vorgegebene Schwelle unterschreitet und das Fahrzeug zumindest in Abhängigkeit von einem durch einen Fahrzeugnutzer veranlassten Bestätigungssignal betreffenden Ladebedarf zu einem vorgegebenen Bereich um die Ladestation zu manövrieren, um das Fahrzeug aufzuladen. Die zu dem Verfahren genannten Vorteile und Beispiele gelten sinngemäß für das Lademanagementsystem und umgekehrt.The invention also relates to a charging management system having an at least partially autonomous vehicle having a battery. The battery is configured to drive the vehicle. The charging management system has at least one charging station in a predetermined environment of the vehicle. In addition, the charging management system each has a transmitting and receiving unit on the vehicle and on the charging station. The charging management system further comprises a control unit, which is configured to signal a charging requirement of the battery when a charge state of the battery falls below a predetermined threshold and the vehicle at least in response to a vehicle user initiated confirmation signal charging requirement to a predetermined area around the charging station maneuver to charge the vehicle. The advantages and examples mentioned for the method apply mutatis mutandis to the charging management system and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten einzigen Fig. näher erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die einzige Fig. lediglich eine mögliche vorteilhafte Ausführungsform beschreibt, ohne dabei die Erfindung zu beschränken.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying single FIG. It should be noted that the only Fig. Describes only one possible advantageous embodiment, without limiting the invention.

Die einzige Fig. ist in sechs Abschnitte aufgeteilt. Jeder Abschnitt ist mit einer arabischen eingekreisten Ziffer entsprechend markiert. Der Abschnitt 1 zeigt ein Fahrzeug 10, welches eine Batterie 12, eine Sende-Empfangseinheit 14 sowie eine Steuereinheit 17 aufweist. Wenn der Ladezustand der Batterie 12 des Fahrzeugs einen bestimmten Wert, den sogenannten Ladezustandswert, einen ersten Wert unterschreitet, so wird eine Anfrage zum Laden der Batterie 12 des Fahrzeugs 10 erzeugt. Dies geschieht insbesondere mit Hilfe eines „Charge-Request Signals“, welches beispielsweise auf eins gesetzt wird. Damit kann einem Fahrzeugnutzer ein Ladewunsch oder ein Ladebedarf für das Fahrzeug 10 mitgeteilt werden. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 10 oder die Steuereinheit 17 des Fahrzeugs 10 den Fahrzeugnutzer über den Ladebedarf informieren. The only Fig. Is divided into six sections. Each section is marked with an Arabic circled number. The section 1 shows a vehicle 10 which is a battery 12 a transceiver unit 14 and a control unit 17 having. When the state of charge of the battery 12 of the vehicle falls below a certain value, the so-called state of charge value, a first value, so is a request for charging the battery 12 of the vehicle 10 generated. This happens in particular with the aid of a "charge request signal", which is set to one, for example. This can be a vehicle user a charge request or a charging requirement for the vehicle 10 be communicated. That way, the vehicle can 10 or the control unit 17 of the vehicle 10 inform the vehicle user about the charging requirement.

Vorzugsweise kann die Steuereinheit 17 mehrere Ladestationen 16 in einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs 10 ermitteln und dem Fahrzeugnutzer eine Liste 18 möglicher Ladestationen 16 präsentieren. Die Liste 18 kann optisch angezeigt werden oder akustisch angesagt werden. Dazu kann zum Beispiel eine vorhandene Lautsprecheranlage eines Infotainment-Systems verwendet werden.Preferably, the control unit 17 several charging stations 16 in a given environment of the vehicle 10 determine and the vehicle user a list 18 possible charging stations 16 present. The list 18 can be visually displayed or announced acoustically. For this purpose, for example, an existing public address system of an infotainment system can be used.

Diese Situation ist im Abschnitt 2 der einzigen Fig. dargestellt. Eine Liste 18 mit Ladestationen 16 in der Umgebung des Fahrzeugs 10 können in der Liste 18 enthalten sein. Diese Liste 18 kann als Information eine Nummer oder Bezeichnung der Ladestation, eine entsprechende Entfernung von dem Fahrzeug 10 zu der Ladestation 16 sowie eine Information über die Belegung oder Status (frei, reserviert oder belegt) der Ladestation 16 enthalten. Beispielsweise kann die Liste 18 darüber Aufschluss geben, ob die Ladestation 16 besetzt, reserviert oder frei ist. Bestätigt der Fahrzeugnutzer die Fahrt zum Laden des Fahrzeugs 10, so kann ein Navigationssystem des Fahrzeugs 10 eine der vorgeschlagenen Ladestationen 16 auswählen und die entsprechende Ladestation 16 reservieren. Dies geschieht mithilfe eines Reservierungssignals, welches zu der ausgewählten Ladestation 16 übermittelt wird. Das Auswählen und Reservieren der entsprechenden Ladestation 16 kann die Steuereinheit 17 ausführen. Es ist möglich, dass der Fahrzeugnutzer die Ladestation 16 auswählt oder die Steuereinheit 17 die nächstgelegene freie Ladestation 16 auswählt und entsprechend reserviert. In der Regel kann die Steuereinheit 17 dabei nur jene Ladestationen 16 reservieren, welche als frei markiert sind.This situation is in the section 2 the single FIG. A list 18 with charging stations 16 in the vicinity of the vehicle 10 can in the list 18 be included. This list 18 may for information a number or name of the charging station, a corresponding distance from the vehicle 10 to the charging station 16 and information about the occupancy or status (free, reserved or occupied) of the charging station 16 contain. For example, the list 18 give information about whether the charging station 16 occupied, reserved or free. Confirms the vehicle user the drive to load the vehicle 10 so can a navigation system of the vehicle 10 one of the proposed charging stations 16 select and the appropriate charging station 16 Reservations. This is done by means of a reservation signal, which is sent to the selected charging station 16 is transmitted. Selecting and reserving the appropriate charging station 16 can the control unit 17 To run. It is possible that the vehicle user the charging station 16 selects or the control unit 17 the nearest free charging station 16 selects and reserves accordingly. In general, the control unit 17 only those charging stations 16 reserve, which are marked as free.

Nach dem Übermitteln des Reservierungssignals durch das Fahrzeug 10 beziehungsweise durch die Steuereinheit 17 wird der Status der entsprechenden Ladestation 16 geändert. Dies kann beispielsweise mittels einer Kontrolleinheit geschehen, welche die Ladestation 16 steuert. Mit dem Reservierungssignal wird ebenfalls eine Identifikationsnummer des reservierenden Fahrzeugs 10 der Ladestation 16 übermittelt. Damit wird die Identifikationsnummer des reservierenden Fahrzeugs 10 der entsprechenden Reservierung zugeordnet. Solange die Reservierung gültig ist, steht insbesondere die entsprechende Ladestation 16 nur dem Fahrzeug 10 mit der entsprechenden Identifikationsnummer zur Verfügung. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Reservierungssignal zeitlich begrenzt ist und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne verfällt. In der Regel navigiert das Fahrzeug 10 nach einer erfolgten Reservierung zu der reservierten Ladestation 16 beziehungsweise zu dem reservierten Ladepunkt.After transmitting the reservation signal by the vehicle 10 or by the control unit 17 becomes the status of the corresponding charging station 16 changed. This can be done for example by means of a control unit which the charging station 16 controls. With the reservation signal also becomes an identification number of the reserving vehicle 10 the charging station 16 transmitted. This will be the identification number of the reserving vehicle 10 associated with the relevant reservation. As long as the reservation is valid, in particular the corresponding charging station 16 only the vehicle 10 with the corresponding identification number available. In particular, it can be provided that the reservation signal is limited in time and expires after a predetermined period of time. As a rule, the vehicle navigates 10 after a reservation has been made to the reserved charging station 16 or to the reserved charging point.

Im Abschnitt 3 der einzigen Fig. ist beispielhaft ein Lademanagementsystem 19 mit dem Fahrzeug 10 sowie der Ladestation 16 gezeigt. Sowohl die Ladestation 16 als auch das Fahrzeug 10 besitzen eine Sende-Empfangseinheit 14. Mithilfe der Sende-Empfangseinheit 14 kann das Reservierungssignal und die Identifikationsnummer des Fahrzeugs 10 übermittelt werden. Des Weiteren können mithilfe dieser beiden Sende-Empfangseinheiten 14 weitere Informationen wie zum Beispiel eine Verfügbarkeit der Ladestation 16 ausgetauscht werden.In the section 3 the single FIGURE is an example of a charging management system 19 with the vehicle 10 as well as the charging station 16 shown. Both the charging station 16 as well as the vehicle 10 have a transceiver unit 14 , Using the transceiver 14 can the reservation signal and the identification number of the vehicle 10 be transmitted. Furthermore, using these two transceiver units 14 Further information such as availability of the charging station 16 be replaced.

Die in der einzigen Fig. dargestellte Kommunikation kann dabei direkt zwischen der Ladestation 16 und dem Fahrzeug 10 erfolgen oder über die Kontrolleinheit der Ladestation 16. Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit der Ladestation 16 mit einem Netzwerk verbunden, auf das mehrere Fahrzeuge 10 zugreifen können. Dieses Netzwerk kann insbesondere als Informationsnetzwerk ausgebildet sein, welches über Internet abrufbar ist.The communication shown in the single figure can be directly between the charging station 16 and the vehicle 10 carried out or via the control unit of the charging station 16 , Preferably, the control unit is the charging station 16 connected to a network on which several vehicles 10 can access. This network can in particular be designed as an information network which can be called up via the Internet.

Im Abschnitt 4 der einzigen Fig. ist die Situation dargestellt, wenn das Fahrzeug 10 den vorgegebenen Bereich um die Ladestation 16 erreicht. In diesem Fall erfolgt vorzugsweise eine direkte Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 16. Dabei sendet das Fahrzeug 10 über die Sende-Empfangseinheit 14 ein Authentisierungssignal an die Ladestation 16. Die Ladestation 16 oder die dazugehörige Kontrolleinheit kann dieses Authentisierungssignal zusammen mit der bereits erhaltenen Identifikationsnummer verifizieren. Mit anderen Worten führt die Ladestation 16 beziehungsweise die Kontrolleinheit für die Ladestation 16 eine Authentifizierung des Fahrzeugs 10 durch. Ein nachfolgender Ladevorgang wird dabei vorzugsweise nur dann initiiert, wenn das Authentifizieren erfolgreich abgeschlossen ist.In the section 4 the only Fig. The situation is shown when the vehicle 10 the predetermined area around the charging station 16 reached. In this case, preferably a direct communication between the vehicle takes place 10 and the charging station 16 , The vehicle sends 10 via the transceiver unit 14 an authentication signal to the charging station 16 , The charging station 16 or the associated control unit can verify this authentication signal together with the already obtained identification number. In other words, the charging station performs 16 or the control unit for the charging station 16 an authentication of the vehicle 10 by. A subsequent download is preferably only initiated when the authentication is successfully completed.

Nach einer erfolgreichen Authentifizierung tauschen die Ladestation 16 sowie das Fahrzeug 10 Positionierungssignale aus, welche darauf ausgerichtet sind, das Fahrzeug 10 gegenüber der Ladestation 16 zu positionieren. Damit soll ein möglichst effizientes Aufladen der Batterie 12 des Fahrzeugs 10 erreicht werden. Vorzugsweise positioniert sich das Fahrzeug 10 nach erfolgter Authentifizierung autonom anhand der Positionssignale beziehungsweise Positionsinformationen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs um die Ladestation 16 gegenüber der Ladestation 16. Erreicht das Fahrzeug 10 den Aktionsbereich der Ladestation 16, so können sich das Fahrzeug 10 und die Ladestation 16 automatisch koppeln. Anschließend kann der Aufladevorgang automatisch eingeleitet werden. Vorzugsweise wird zugleich nach Einleiten des Aufladevorgangs die Statusinformation zu der Ladestation 16 geändert. Die Ladestation 16 wird als besetzt markiert.After a successful authentication exchange the charging station 16 as well as the vehicle 10 Positioning signals, which are aligned to the vehicle 10 opposite the charging station 16 to position. This should be as possible efficient charging of the battery 12 of the vehicle 10 be achieved. Preferably, the vehicle positions itself 10 after authentification autonomously based on the position signals or position information within a predetermined range around the charging station 16 opposite the charging station 16 , Reach the vehicle 10 the action area of the charging station 16 so can the vehicle 10 and the charging station 16 automatically pair. Subsequently, the charging process can be initiated automatically. Preferably, at the same time after initiating the charging process, the status information to the charging station 16 changed. The charging station 16 is marked as busy.

Der Abschnitt 5 der einzigen Fig. zeigt das Fahrzeug 10, welches sich bereits gegenüber der Ladestation 16 ausgerichtet hat. Das Fahrzeug 10 verharrt dabei vorzugsweise in dieser Position, solange der Aufladevorgang noch andauert. In der Regel wird die Batterie 12 des Fahrzeugs 10 nicht vollständig aufgeladen, sondern lediglich bis zu einem zweiten vorgegebenen Ladezustand. Der Ladezustand wird oft als SOC-Wert bezeichnet. Erreicht der Ladezustand der Batterie 12 den zweiten vorgegebenen Wert, so wird der Ladevorgang beendet beziehungsweise abgebrochen. Vorzugsweise wird zugleich das Signal betreffend die Anfrage zum Aufladen des Fahrzeugs 10 geändert. Beispielsweise kann das Signal zum Aufladen der Batterie 12 eins sein und das Signal zum Beenden des Aufladevorgangs beziehungsweise zum Signalisieren, dass die Aufladung erfolgreich abgeschlossen wurde, kann beispielsweise null sein. Dieses Signal kann als „Charge-Request“ Signal bezeichnet werden, wobei diesem Signal der Wert 0 zugeordnet wird, wenn die Batterie 12 bis zum vorgegebenen zweiten Ladezustand geladen ist. Nach Abschluss des Ladevorgangs der Batterie 12 verlässt das Fahrzeug 10 die Ladestation 16. Dabei wird zugleich die Statusinformation der Ladestation 16 von besetzt auf frei geändert. Somit ist die Ladestation 16 für weitere Fahrzeuge 10 wieder reservierbar.The section 5 the only Fig. shows the vehicle 10 , which is already opposite the charging station 16 has aligned. The vehicle 10 preferably remains in this position as long as the charging process is still ongoing. In general, the battery will 12 of the vehicle 10 not fully charged, but only up to a second predetermined state of charge. The state of charge is often referred to as the SOC value. Reached the state of charge of the battery 12 the second predetermined value, the charging process is terminated or aborted. Preferably, at the same time, the signal concerning the request to charge the vehicle 10 changed. For example, the signal can be used to charge the battery 12 can be one and the signal to terminate the charging process or to signal that the charging has been completed successfully, for example, can be zero. This signal can be referred to as a "charge request" signal, this signal being the value 0 is assigned when the battery 12 is charged to the predetermined second state of charge. After completing the charging process of the battery 12 leaves the vehicle 10 the charging station 16 , At the same time, the status information of the charging station is displayed 16 changed from busy to free. Thus, the charging station 16 for more vehicles 10 Reserved again.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass nach dem Ausrichten des Fahrzeugs 10 gegenüber der Ladestation 16 die Statusinformation zu der Ladestation 16 derart geändert wird, sodass die Ladestation 16 als belegt gilt. Der Abschnitt 6 der einzigen Fig. zeigt ein Verlassen des Fahrzeugs 10 von der Ladestation 16. Dies entspricht der Situation, in der die Batterie 12 des Fahrzeugs 10 bis zum zweiten vorgegebenen Ladezustand aufgeladen wurde.An advantageous development of the method provides that after the alignment of the vehicle 10 opposite the charging station 16 the status information to the charging station 16 changed so that the charging station 16 is considered occupied. The section 6 the only Fig. shows a leaving the vehicle 10 from the charging station 16 , This corresponds to the situation in which the battery 12 of the vehicle 10 was charged to the second predetermined state of charge.

Das in der einzigen Figur dargestellte Manövrieren des Fahrzeugs 10 kann dabei manuell, teilautonom oder vollautonom erfolgen. Bei einer zumindest teilweisen autonomen Steuerung des Fahrzeugs 10 kann die Steuereinheit 17 entsprechend Steuerungssignale für das Fahrzeug 10 erzeugen. Nach einer erfolgreichen Aufladung kann das Fahrzeug 10, wie im Abschnitt 6 der einzigen Fig. dargestellt ist, die Ladestation 16 verlassen. Dabei kann das Fahrzeug 10 eine geplante Fahrt fortsetzen oder zu einem Wartebereich oder Parkplatz navigieren. Beispielsweise kann das Fahrzeug 10 autonom zu der Ladestation 16 fahren, sich dort aufladen und im Anschluss in einem Wartebereich oder bei dem Parkplatz auf den Fahrzeugnutzer warten. Ein solches zumindest teilweise autonomes Aufladen von Elektrofahrzeugen 10 könnte zum Beispiel bei Einkaufszentren mit entsprechender Ladeinfrastruktur zum Einsatz kommen. Der Fahrzeugnutzer kann sein Fahrzeug 10 in einer Tiefgarage parken und das Fahrzeug 10 kann sich während eines Einkaufs des Fahrzeugnutzers selbständig aufladen. Bei einer Rückkehr des Fahrzeugnutzers zu seinem Fahrzeug 10 wäre das Elektrofahrzeug 10 zumindest teilweise aufgeladen. Auf diese Weise können ohnehin nötige Standzeiten sinnvoll zum Aufladen von Elektrofahrzeugen 10 genutzt werden.The maneuvering of the vehicle shown in the single figure 10 can be done manually, partially autonomous or fully autonomous. In an at least partial autonomous control of the vehicle 10 can the control unit 17 according to control signals for the vehicle 10 produce. After a successful charge, the vehicle can 10 as in the section 6 the only Fig is shown, the charging station 16 leave. The vehicle can 10 continue a planned trip or navigate to a waiting area or parking lot. For example, the vehicle 10 autonomous to the charging station 16 drive, recharge there and then wait in the waiting area or at the parking lot to the vehicle user. Such at least partially autonomous charging of electric vehicles 10 could, for example, be used at shopping malls with corresponding charging infrastructure. The vehicle user can be his vehicle 10 park in an underground car park and the vehicle 10 can self-charge during a purchase of the vehicle user. When the vehicle user returns to his vehicle 10 would be the electric vehicle 10 at least partially charged. In this way, any necessary downtime useful sense for charging electric vehicles 10 be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Fahrzeugvehicle
1212
Batteriebattery
1414
Sende-EmpfangseinheitTransceiver unit
1616
Ladestationcharging station
1717
Steuereinheitcontrol unit
1818
Listelist
1919
LademanagmentsystemCharging Management System
11
Abschnittsection
22
Abschnittsection
33
Abschnittsection
44
Abschnittsection
55
Abschnittsection
66
Abschnittsection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 9925886 B2 [0003]US 9925886 B2 [0003]
  • DE 102015218410 A1 [0004]DE 102015218410 A1 [0004]

Claims (5)

Verfahren zum Laden einer Batterie (12) zumindest teilweiser autonomer Fahrzeuge (10) durch Ausführen folgender Verfahrensschritte: a) Erzeugen einer Anfrage zum Laden der Batterie (12) des Fahrzeugs (10), falls ein vorgegebener erster Ladezustand unterschritten wird, wobei mindestens eine Ladestation (16) in einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs (10) zum Laden vorgeschlagen wird, b) Empfangen eines von einem Fahrzeugnutzer veranlassten Bestätigungssignals zu der Anfrage, c) Übermitteln eines Reservierungssignals zu einer der mindestens einen Ladestation (16), womit die Ladestation (16) für andere Fahrzeuge (10) als nicht verfügbar gilt, wobei mit dem Reservierungssignal eine Identifikationsnummer des Fahrzeugs (10) zu der Ladestation (16) übermittelt wird, d) Manövrieren des Fahrzeugs (10) in einen vorgegebenen Bereich um die Ladestation (16), e) Übermitteln eines Authentisierungssignals an die Ladestation (16) und Authentifizieren des Fahrzeugs (10), f) Ausrichten des Fahrzeugs (10) gegenüber der Ladestation (16) in Abhängigkeit von dem Authentifizieren des Fahrzeugs (10) mithilfe von Positionierungssignalen, welche zwischen dem Fahrzeug (10) und der Ladestation (16) ausgetauscht werden, um die Batterie (12) des Fahrzeugs (10) zu laden.Method for charging a battery (12) of at least partially autonomous vehicles (10) by carrying out the following method steps: a) generating a request for charging the battery (12) of the vehicle (10), if a predetermined first state of charge is exceeded, wherein at least one charging station (16) in a given environment of the vehicle (10) is proposed for loading, b) receiving an acknowledgment signal from the vehicle user for the request, c) transmitting a reservation signal to one of the at least one charging station (16), whereby the charging station (16) for other vehicles (10) is considered unavailable, with the reservation signal transmitted an identification number of the vehicle (10) to the charging station (16) becomes, d) maneuvering the vehicle (10) into a predetermined area around the charging station (16), e) transmitting an authentication signal to the charging station (16) and authenticating the vehicle (10), f) aligning the vehicle (10) with respect to the charging station (16) in response to authenticating the vehicle (10) using positioning signals exchanged between the vehicle (10) and the charging station (16) to power the battery (12). of the vehicle (10) to load. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Ausrichten des Fahrzeugs (10) gegenüber der Ladestation (16) eine Statusinformation zu der Ladestation (16) derart geändert wird, sodass die Ladestation (16) als belegt gilt.Method according to Claim 1 , wherein after the alignment of the vehicle (10) relative to the charging station (16) a status information to the charging station (16) is changed such that the charging station (16) is considered occupied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Batterie (12) des Fahrzeugs (10) bis zu einem vorgegebenen zweiten Ladezustand aufgeladen wird und das Aufladen nach Überschreiten des zweiten Ladezustands der Batterie (12) abgebrochen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the battery (12) of the vehicle (10) is charged to a predetermined second state of charge and the charging is aborted after exceeding the second state of charge of the battery (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reservierungssignal zeitlich begrenzt ist und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne verfällt.Method according to one of the preceding claims, wherein the reservation signal is limited in time and expires after a predetermined period of time. Lademanagementsystem (19) mit - einem zumindest teilweise autonomen Fahrzeug (10), welches eine Batterie (12) aufweist, die ausgebildet ist, das Fahrzeug (10) anzutreiben, - mindestens einer Ladestation (16) in einer vorgegebenen Umgebung des Fahrzeugs (10), - je einer Sende-Empfangseinheit (14) am Fahrzeug (10) und an der Ladestation (16), und - einer Steuereinheit (17), die ausgebildet ist, * einen Ladebedarf der Batterie (12) zu signalisieren, wenn ein Ladezustand der Batterie (12) eine vorgegebene Schwelle unterschreitet, und * das Fahrzeug (10) zumindest in Abhängigkeit von einem durch einen Fahrzeugnutzer veranlassten Bestätigungssignal betreffend den Ladebedarf zu einem vorgegebenen Bereich um die Ladestation (16) zu manövrieren, um das Fahrzeug (10) aufzuladen.Lademanagementsystem (19) with an at least partially autonomous vehicle (10) having a battery (12) adapted to drive the vehicle (10), at least one charging station (16) in a predetermined environment of the vehicle (10), - Each one transceiver unit (14) on the vehicle (10) and at the charging station (16), and a control unit (17) which is designed * to signal a charging requirement of the battery (12) when a state of charge of the battery (12) falls below a predetermined threshold, and to maneuver the vehicle (10) to a predetermined area around the charging station (16), at least in response to a load request confirmation signal prompted by a vehicle user, to charge the vehicle (10).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023061418A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 奥动新能源汽车科技有限公司 Battery swapping control method and system, battery-swapping platform, vehicle to be subjected to battery swapping, and storage medium

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