DE102019103799A1 - Charging station and energy supply system for electric vehicles - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladestation (1) für ein Elektrofahrzeug (2), umfassend eine Schnittstelle (3) zur Verbindung mit einer Stromleitung, und eine Ladeeinheit (5). Um zu ermöglichen, dass Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung der aktuellen Bedarfs- und Marktsituation schnell und effizient mit vorzugsweise regenerativ erzeugtem Strom aufgeladen werden können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Schnittstelle (3) dazu eingerichtet ist, die Ladestation (1) über eine Direkt-Stromleitung mit einer auf einer regenerativen Energiequelle, beispielsweise Windkraft, basierenden Energieerzeugungseinheit (7) zu verbinden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Energiebereitstellungssystem für Elektrofahrzeuge (2).The present invention relates to a charging station (1) for an electric vehicle (2), comprising an interface (3) for connection to a power line, and a charging unit (5). In order to enable electric vehicles to be charged quickly and efficiently with electricity generated preferably from renewable sources, taking into account the current demand and market situation, it is proposed according to the invention that the interface (3) be set up to connect the charging station (1) via a direct power line to be connected to an energy generation unit (7) based on a regenerative energy source, for example wind power. The invention also relates to an energy supply system for electric vehicles (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug, umfassend zumindest eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Stromleitung, und eine Ladeeinheit. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Energiebereitstellungssystem für Elektrofahrzeuge.The present invention relates to a charging station for an electric vehicle, comprising at least one interface for connection to a power line, and a charging unit. The present invention also relates to an energy supply system for electric vehicles.

Sowohl in Deutschland als auch in Europa wurden in den vergangenen Jahren ambitionierte Klimaschutzziele festgelegt. Um diese Klimaschutzziele zu erreichen, ist es von wesentlicher Bedeutung, den Emissionsausstoß von klimaschädlichen Treibhausgasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2) zu reduzieren. Dies gilt unter anderem für die Bereiche der auf der Verbrennung nicht nachwachsender Rohstoffe basierenden (und somit nicht klimaneutralen) Strom- und Wärmeerzeugung, sowie des Verkehrs. Im Stromsektor erfolgt die Reduktion der CO2-Emissionen beispielsweise durch den stetigen Zubau an Energieanlagen, die auf erneuerbaren Energien wie Windkraft, Sonnenenergie (Photovoltaik), Wasserkraft, Bioenergie (z.B. Biogasanlagen) und Geothermie basieren. Während der Stromsektor durch die dort verfügbaren Potenziale erneuerbarer Energien weitestgehend in Richtung einer CO2-Neutralität entwickelt werden kann, ist dies in den Bereichen der Wärmeerzeugung und dem Verkehr nicht in gleichem Ausmaß möglich.In the past few years, ambitious climate protection targets have been set in Germany as well as in Europe. In order to achieve these climate protection goals, it is essential to reduce emissions of greenhouse gases such as carbon dioxide (CO 2 ) that are harmful to the climate. This applies, among other things, to the areas of electricity and heat generation based on the incineration of non-renewable raw materials (and therefore not climate-neutral), as well as transport. In the electricity sector, CO 2 emissions are reduced, for example, through the constant expansion of energy systems based on renewable energies such as wind power, solar energy (photovoltaics), hydropower, bioenergy (e.g. biogas systems) and geothermal energy. While the electricity sector can largely be developed in the direction of CO 2 neutrality due to the potential of renewable energies available there, this is not possible to the same extent in the areas of heat generation and transport.

Im Verkehrssektor, insbesondere beim Individualverkehr (z.B. PKWs), Personennahverkehr (Busse, Bahnen etc.) und im landwirtschaftlichen Verkehr (Agrarfahrzeuge) ist die derzeit aussichtsreichste Option zur CO2-Reduktion eine Umstellung auf Elektromobilität, sprich der Austausch oder die Ergänzung von Otto- und Dieselmotoren mit batteriebetriebenen Antrieben. Bei einer solchen Sektorenkopplung werden die verfügbaren Potenziale der erneuerbaren Energien im Strombereich genutzt, um durch die Elektrifizierung des Verkehrs die im Verkehrssektor bestehenden CO2-Emissionen zu vermindern. Aufgrund der sehr ambitionierten Klimaschutzziele ist davon auszugehen, dass sowohl der Ausbau der erneuerbaren Energien, als auch der Ausbau der Elektromobilität in den nächsten Jahren deutlich voranschreiten wird.In the transport sector, especially in private transport (e.g. cars), local passenger transport (buses, trains etc.) and in agricultural transport (agricultural vehicles), the currently most promising option for CO 2 reduction is a switch to electromobility, i.e. the replacement or addition of petrol and diesel engines with battery-powered drives. With such a sector coupling, the available potential of renewable energies in the electricity sector is used to reduce the CO 2 emissions that exist in the transport sector through the electrification of transport. Due to the very ambitious climate protection goals, it can be assumed that both the expansion of renewable energies and the expansion of electric mobility will make significant progress in the next few years.

Derzeit erfolgt das Aufladen von Elektrofahrzeugen insbesondere im Privatbereich, vornehmlich über die in Wohnhäusern ohnehin vorgesehenen Anschlüsse an das elektrische Versorgungsnetz. Auch im öffentlichen Bereich bzw. halböffentlichen Bereich nimmt die Anzahl von Ladestätten für Elektrofahrzeuge stetig zu. Beispielsweise finden sich solche Ladesäulen zunehmend an öffentlichen oder unternehmenseigenen Parkplätzen. Die zum Laden benötigte Energie wird bisher in der Regel über das Stromnetz der öffentlichen Versorgung bereitgestellt.Electric vehicles are currently being charged, particularly in the private sector, primarily via the connections to the electrical supply network that are already provided in residential buildings. The number of charging stations for electric vehicles is also steadily increasing in the public and semi-public areas. For example, such charging stations are increasingly found in public or company-owned parking lots. Until now, the energy required for charging has usually been provided via the public utility grid.

Der zunehmende Ausbau der Elektromobilität erhöht jedoch die Anforderungen an die Stromnetze, da Nutzer von Elektrofahrzeugen die Ladestationen häufig gleichzeitig aufsuchen (d.h. zu einer bestimmten Tageszeit, beispielsweise abends nach der Arbeit) und den Ladestationen die Bereitstellung einer relativ hohen Leistung abverlangen (dies gilt insbesondere für Schnellladeprogramme). Bedingt durch die zeitgleich auftretende hohe Nachfrage, kann die Netzbelastung temporär ansteigen. Die damit verbundenen Herausforderungen nehmen mit einer zunehmenden Anzahl von Elektrofahrzeugen noch weiter zu.However, the increasing expansion of electromobility is increasing the demands on the power grids, as users of electric vehicles often visit the charging stations at the same time (i.e. at a certain time of the day, for example in the evening after work) and require the charging stations to provide a relatively high output (this applies in particular to Fast charging programs). Due to the high demand that occurs at the same time, the network load can temporarily increase. The challenges associated with this increase as the number of electric vehicles increases.

Alternativ lassen sich Elektrofahrzeuge auch an bestehenden Tankstellen mit Elektroladesäulen bzw. eigens für Elektrofahrzeuge vorgesehenen Elektroladestationen aufladen. Sofern diese Ladestationen nicht an einer Autobahnraststätte stehen, streben die Nutzer von Elektrofahrzeugen in der Regel nach einem möglichst schnellen Ladevorgang (ca. 10-20 Minuten). Eine solche Schnellladung kann beispielsweise durch Ultra-Schnellladesäulen erfolgen, bei denen ein Elektrofahrzeug innerhalb weniger Minuten auf bis zu 80 % des maximalen Ladeniveaus aufgeladen werden kann. Diese Schnellladesäulen verfügen allerdings über eine Leistung von teils mehreren hundert kW pro Ladepunkt. Somit wird bei gleichzeitiger Nutzung von mehreren Elektroladepunkten an einer Station, eine Leistung von gegebenenfalls mehreren Megawatt benötigt. Um diesen hohen Leistungsanforderungen gerecht werden zu können, müssen diese Ultra-Schnellladestationen in der Regel an ein Versorgungsnetz mit ausreichender Spannung (Mittelspannung oder höher) angeschlossen sein. Diese Spannungsebenen sind jedoch insbesondere in städtischen Gebieten bzw. an Standorten bestehender Tankstellen nicht verfügbar. Um die zunehmende Anzahl von Elektrofahrzeugen bei der Fortentwicklung des bestehenden Stromsystems zu berücksichtigen, ist ein massiver Netzausbau, insbesondere auf Verteilnetzebene erforderlich. Entsprechende Lösungskonzepte für die vorgenannten Probleme sind daher von besonderem ökonomischem und ökologischem Interesse.Alternatively, electric vehicles can also be charged at existing filling stations with electric charging stations or electric charging stations specially designed for electric vehicles. If these charging stations are not located at a motorway service station, users of electric vehicles usually strive for the fastest possible charging process (approx. 10-20 minutes). Such rapid charging can take place, for example, using ultra-fast charging columns, in which an electric vehicle can be charged to up to 80% of the maximum charge level within a few minutes. However, these fast charging stations have an output of several hundred kW per charging point. Thus, if several electric charging points are used simultaneously at one station, an output of several megawatts may be required. In order to be able to meet these high performance requirements, these ultra-fast charging stations usually have to be connected to a supply network with sufficient voltage (medium voltage or higher). However, these voltage levels are not available, especially in urban areas or at locations of existing petrol stations. In order to take into account the increasing number of electric vehicles in the further development of the existing electricity system, a massive network expansion is necessary, especially at the distribution network level. Appropriate solution concepts for the aforementioned problems are therefore of particular economic and ecological interest.

Wie bereits erwähnt sind Ladestationen für Elektrofahrzeuge aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt.As already mentioned, charging stations for electric vehicles are basically known from the prior art.

So offenbart die DE 10 2008 052 827 A1 eine kombinierte Strom- und Wasserstofftankstelle für Fahrzeuge. Dabei kann die Strom- und Wasserstofftankstelle jedoch auch als reine Stromtankstelle ausgelegt sein. Bevorzugt sind bei den dortigen Stromtankplätzen Leistungen von über 100 kW erzielbar. Die Tankstelle kann Strom aus einer einzelnen oder mehreren lokalen Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien beziehen, also z. B. einer oder mehreren Windkraftanlagen. Nachteilig erscheint jedoch, dass der dort erzeugte Strom zumindest über ein lokales Verteilernetz an die Stromtankstelle geliefert werden muss. Unberücksichtigt bleiben zudem temporäre Wetterschwankungen, die zu einem Überschuss oder Mangel an regenerativ erzeugter Energie führen können.So reveals the DE 10 2008 052 827 A1 a combined electricity and hydrogen filling station for vehicles. However, the electricity and hydrogen filling station can also be designed as a pure electricity filling station. Power levels of over 100 kW can preferably be achieved at the charging stations there. The filling station can obtain electricity from a single or several local systems for the use of renewable energies, e.g. B. one or more wind turbines. However, it seems disadvantageous that the electricity generated there must at least be supplied to the charging station via a local distribution network. Temporary weather fluctuations, which can lead to an excess or lack of regeneratively generated energy, are also not taken into account.

Aus der WO 2015/103164 A1 ist ein batteriebasiertes Gleichstrom-Schnellladesystem bekannt, bei dem zunächst ein Elektrofahrzeug mit der Ladestation verbunden und - nach Anforderung der Batterieaufladung - aufgeladen wird. Sodann wird Strom an das Elektrofahrzeug durch das Batteriesystem der Ladestation abgegeben. Das Batteriesystem wird durch ein Sammelsystem für erneuerbare Energie sowie aus dem öffentlichen Stromnetz aufgeladen. Bei einem solchen System könnten temporäre Wetterschwankungen zwar aufgrund des zwischengeschalteten Batteriespeichers Berücksichtigung finden, jedoch würde der Nutzer des Ladesystems keinen Anreiz haben, in Zeiten von tatsächlicher bzw. verfügbarer Einspeisung regenerativer Netzenergie auf das Laden zu verzichten. Somit ist die dort offenbarte Vorrichtung nur in begrenztem Maße als umweltfreundlich zu bewerten. Weiterhin ist das Vorsehen eines Batteriesystems mit zusätzlichen Kostenaufwendungen verbunden.From the WO 2015/103164 A1 a battery-based direct current fast charging system is known in which an electric vehicle is first connected to the charging station and - after the battery has been charged - is charged. Electricity is then delivered to the electric vehicle by the battery system of the charging station. The battery system is charged by a collection system for renewable energy and from the public power grid. With such a system, temporary weather fluctuations could be taken into account due to the interposed battery storage, but the user of the charging system would have no incentive to forego charging in times of actual or available feed-in of regenerative network energy. The device disclosed there can therefore only be assessed as environmentally friendly to a limited extent. Furthermore, the provision of a battery system is associated with additional costs.

Die CN 106385098 A betrifft eine Ladesäule für Elektrofahrzeuge, die zumindest teilweise mit aus erneuerbaren Energien erzeugtem Strom gespeist wird. Die Ladesäule umfasst eine Photovoltaikanlage, einen Pfosten, eine Straßenlampe und einen Akkupack. Die Photovoltaikanlage und das öffentliche Stromnetz sind mit dem Akkupack verbunden, um diesen aufzuladen. Der Akkupack wiederrum ist mit der Straßenlampe und der Ladesäule verbunden, um die Straßenlampe und die Ladesäule mit Strom zu versorgen. Zwar nutzt die beschriebene Ladesäule teils auch regenerativ erzeugte Energie, wird jedoch zumindest teilweise auch mit konventionell erzeugter Energie versorgt. Damit einher gehen die eingangs erläuterten Nachteile. Ferner ist festzustellen, dass eine solche Ladesäule keinen Schnellladevorgang erlaubt.The CN 106385098 A relates to a charging station for electric vehicles that is at least partially fed with electricity generated from renewable energies. The charging station comprises a photovoltaic system, a post, a street lamp and a battery pack. The photovoltaic system and the public power grid are connected to the battery pack in order to charge it. The battery pack in turn is connected to the street lamp and the charging station in order to supply the street lamp and the charging station with power. Although the charging station described uses partly regenerative energy, it is at least partly supplied with conventionally produced energy. This is accompanied by the disadvantages explained at the beginning. It should also be noted that such a charging station does not allow rapid charging.

Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug vorzuschlagen, mit der Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung der aktuellen Bedarfs- und Marktsituation schnell und effizient mit vorzugsweise regenerativ erzeugtem Strom geladen werden können.Accordingly, the present invention is based on the object of proposing a charging station for an electric vehicle with which electric vehicles can be charged quickly and efficiently with preferably regeneratively generated electricity, taking into account the current demand and market situation.

Gleichsam liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Energiebereitstellungssystem für Elektrofahrzeuge vorzuschlagen, mit dem Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung der aktuellen Bedarfs- und Marktsituation schnell und effizient mit vorzugsweise regenerativ erzeugtem Strom geladen werden können.At the same time, the invention is based on the object of proposing an energy supply system for electric vehicles with which electric vehicles can be charged quickly and efficiently with preferably regeneratively generated electricity, taking into account the current demand and market situation.

Die genannte Aufgabe wird sowohl mit einer die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisenden Ladestation, als auch mit einem die Merkmale des Patentanspruchs 8 aufweisenden Energiebereitstellungssystem gelöst.The stated object is achieved both with a charging station having the features of claim 1 and with an energy supply system having the features of claim 8.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug gerichtet. Diese umfasst zumindest eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Stromleitung und eine Ladeeinheit. Die zumindest eine Schnittstelle ist dazu eingerichtet, die Ladestation über eine Direkt-Stromleitung mit einer auf einer regenerativen Energiequelle, beispielsweise Windkraft, basierenden Energieerzeugungseinheit zu verbinden. Bei der regenerativen Energiequelle kann es sich auch um eine andere Energiequelle handeln, beispielsweise Sonnenenergie, die über eine Photovoltaikanlage in elektrischen Strom umgewandelt wird.The present invention is directed to a charging station for an electric vehicle. This includes at least one interface for connection to a power line and a charging unit. The at least one interface is set up to connect the charging station via a direct power line to an energy generation unit based on a regenerative energy source, for example wind power. The regenerative energy source can also be another energy source, for example solar energy, which is converted into electrical current via a photovoltaic system.

Mit einer solchen Ladestation wird ermöglicht, den von einer Energieerzeugungseinheit, wie beispielsweise einer einzelnen Windkraftanlage oder einer in einem Windkraftpark angeordneten einzelnen Windkraftanlage, erzeugten Strom unmittelbar am Erzeugungsort zum Laden von Elektrofahrzeugen zu nutzen. Damit umfasst ist auch die Möglichkeit die Ladestation an eine interne Verkabelung eines Energieerzeugungsparks, beispielsweise eines Windparks, anzuschließen.Such a charging station makes it possible to use the electricity generated by an energy generation unit, such as a single wind power plant or a single wind power plant arranged in a wind power park, directly at the place of generation for charging electric vehicles. This also includes the possibility of connecting the charging station to internal cabling of a power generation park, for example a wind park.

Entsprechend ist die erfindungsgemäße Ladestation vorzugsweise räumlich benachbart zu der Energieerzeugungseinheit angeordnet, wodurch eine aufwendige Bereitstellung und Installation eines Leitungssystems vermieden wird. Mit dem Terminus „räumlich benachbart“ kann an dieser Stelle eine Entfernung von < 100 m gemeint sein, nicht ausgeschlossen ist es jedoch, die Ladestation in einer Entfernung von 100 m bis 1 km in Bezug auf die Energieerzeugungseinheit bzw. einen Energieerzeugungspark anzuordnen. Auch eine darüberhinausgehende Entfernung ist denkbar. Wesentlich ist dabei jedoch, dass eine Direkt-Stromleitung zur Ladestation bereitgestellt wird. Elektrofahrzeuge können also unmittelbar von einer Energieerzeugungseinheit mit regenerativ erzeugtem Strom geladen werden, die Ladestation wird also im Wege einer Direktlieferung mit Strom versorgt. Vorteilhaft ist dabei, dass auch bestehende Energieerzeugungseinheiten wie Windkraftanlagen mit der erfindungsgemäßen Ladestation gekoppelt werden können. Eine solche unmittelbar an eine Energieerzeugungseinheit angeschlossene Ladestation trägt zu einer Dezentralisierung der Stromerzeugung und Stromnutzung bei. Denn mit dem erfindungsgemäßen Konzept wird ermöglicht, Ladestationen und Energieerzeugungseinheiten dezentral an geeigneten und nutzerfreundlichen Standorten anzuordnen. Weiterhin erlaubt das der Erfindung zugrunde liegende Konzept, dass der regenerativ erzeugte Strom günstiger bereitgestellt werden kann als jener aus dem Stromnetz der öffentlichen Versorgung bereitgestellte Strom. Somit erhält ein potentieller Nutzer der Ladestation einen Anreiz sein Elektrofahrzeug mit regenerativ erzeugtem Strom zu laden, insbesondere in jenen Situationen, bei denen die Energieerzeugungseinheit aufgrund der Wetterbedingungen aktuell Strom erzeugt bzw. ausreichend Strom zur Verfügung steht. Umgekehrt wird ein Anreiz geschaffen, die Elektrofahrzeuge nicht zu laden, wenn nicht ausreichend regenerativ erzeugter Strom zur Verfügung steht.Accordingly, the charging station according to the invention is preferably arranged spatially adjacent to the power generation unit, thereby avoiding the costly preparation and installation of a line system. The term “spatially adjacent” can mean a distance of <100 m at this point, but it is not excluded to arrange the charging station at a distance of 100 m to 1 km in relation to the energy generation unit or an energy generation park. A further distance is also conceivable. However, it is essential that a direct power line to the charging station is provided. Electric vehicles can therefore be charged directly from an energy generation unit with electricity generated from renewable sources, so the charging station is supplied with electricity by direct delivery. It is advantageous here that existing power generation units such as wind turbines can also be coupled to the charging station according to the invention. Such a charging station, which is directly connected to an energy generation unit, contributes to the decentralization of electricity generation and use. This is because the concept according to the invention enables charging stations and power generation units to be connected in a decentralized manner to arrange suitable and user-friendly locations. Furthermore, the concept on which the invention is based allows the regeneratively generated electricity to be provided more cheaply than the electricity provided from the electricity network of the public supply. Thus, a potential user of the charging station receives an incentive to charge his electric vehicle with electricity generated from renewable sources, especially in those situations in which the power generation unit is currently generating electricity or sufficient electricity is available due to the weather conditions. Conversely, an incentive is created not to charge the electric vehicles if there is insufficient renewable electricity available.

Eine Direkt-Stromleitung zwischen der Energieerzeugungseinheit und der Ladestation (insbesondere der Schnittstelle) ist erforderlich, um ein schnelles Aufladen eines an die Ladeeinheit der Ladestation angedockten Elektrofahrzeugs zu ermöglichen. Mit Andocken kann in diesem Sinne ein kabelgebundenes Laden oder auch ein kabelloses Laden (beispielsweise beim induktiven Laden) gemeint sein. Bei der Schnittstelle kann es sich um eine Wechselstrom-Schnittstelle oder eine Gleichstrom-Schnittstelle handeln. Somit kann die Ladestation unmittelbar an eine Gleichstromleitung oder eine Wechselstromleitung angeschlossen sein. Auch kann die Ladestation sowohl mit einer Gleichstrom-Schnittstelle als auch mit einer Wechselstrom-Schnittstelle ausgestattet sein. Wechselstromleitungen können beispielsweise zur Verbindung einzelner Energieerzeugungseinheiten eines Energieerzeugungsparks (z.B. eines Windenergieparks) oder als Netzanschluss an einer einzelnen Anlage vorgesehen sein. Entsprechend kann die Ladestation über die Wechselstrom-Schnittstelle an eine solches internes Wechselstromnetz angeschlossen sein. Auch kann ausgehend von einer Energieerzeugungseinheit eine Wechselstrom-Direktleitung zur Ladestation bzw. Wechselstrom-Schnittstelle der Ladestation vorgesehen sein.A direct power line between the power generation unit and the charging station (in particular the interface) is required in order to enable fast charging of an electric vehicle docked to the charging unit of the charging station. In this sense, docking can mean wired charging or wireless charging (for example with inductive charging). The interface can be an AC interface or a DC interface. The charging station can thus be connected directly to a direct current line or an alternating current line. The charging station can also be equipped with both a direct current interface and an alternating current interface. AC lines can, for example, be used to connect individual energy generation units in an energy generation park (e.g. a wind energy park) or as a grid connection to an individual system. Correspondingly, the charging station can be connected to such an internal alternating current network via the alternating current interface. An alternating current direct line to the charging station or alternating current interface of the charging station can also be provided starting from an energy generating unit.

Zu beachten ist, dass in diesem Fall zur Gewährleistung kurzer Ladezeiten eine Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom erfolgen muss, beispielsweise in einer der Wechselstrom-Schnittstelle nachgelagerten Transformationseinheit, die baulich in die Ladestation integriert sein kann. Gleichsam kann eine solche Transformationseinheit außerhalb der Ladestation angeordnet sein, sodass der von einer Wechselstromleitung abgegriffene Wechselstrom vor der Zuleitung an die Ladestation in Gleichstrom umgewandelt wird. In diesem Fall, kann der Gleichstrom unmittelbar der an der Ladestation vorgesehenen Gleichstrom-Schnittstelle zugeführt werden. Bei einer solchen Ausgestaltung ist eine Wechselstrom-Schnittstelle in der Ladestation selbst nicht zwingend erforderlich. Vorstellbar ist allerdings auch, sowohl eine Gleichstrom- als auch eine Wechselstrom-Schnittstelle an der Ladestation auszubilden. Auch können mehrere der vorgenannten Schnittstellen an einer Ladestation vorgesehen sein. Die Transformationseinheit kann auch als Leistungseinheit bezeichnet werden, und kann überdies eine Informations- und Kommunikationseinheit umfassen. Sofern die Transformationseinheit separat zur Ladestation angeordnet ist, kann auch die Informations- und Kommunikationseinheit außerhalb der Ladestation angeordnet sein, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Transformationseinheit. Um Daten von der Ladestation zu empfangen bzw. in Richtung der Ladestation auszusenden, muss in diesem Fall zusätzlich eine geeignete Sende- und Empfangseinheit in der Ladestation vorgesehen sein, mit welcher ein Signalaustausch ermöglicht wird. Dies kann grundsätzlich kabelgebunden oder kabellos erfolgen. Wie später noch erläutert, kann die Informations- und Kommunikationseinheit aber auch in die Ladestation integriert sein.It should be noted that in this case, to ensure short charging times, the alternating current must be converted into direct current, for example in a transformation unit downstream of the alternating current interface, which can be structurally integrated into the charging station. At the same time, such a transformation unit can be arranged outside the charging station, so that the alternating current tapped from an alternating current line is converted into direct current before it is fed to the charging station. In this case, the direct current can be fed directly to the direct current interface provided at the charging station. With such a configuration, an AC interface in the charging station itself is not absolutely necessary. However, it is also conceivable to design both a direct current and an alternating current interface at the charging station. Several of the aforementioned interfaces can also be provided on a charging station. The transformation unit can also be referred to as a power unit and can also include an information and communication unit. If the transformation unit is arranged separately from the charging station, the information and communication unit can also be arranged outside the charging station, for example in a common housing with the transformation unit. In order to receive data from the charging station or to send it out in the direction of the charging station, a suitable transmitting and receiving unit with which a signal exchange is possible must also be provided in the charging station. This can basically be done with a cable or wirelessly. As will be explained later, the information and communication unit can also be integrated into the charging station.

Auch ist es möglich gleich mehrere Ladeeinheiten an ein und derselben Ladestation vorzusehen. Dies kann dazu dienen, dass zeitgleich mehrere Elektrofahrzeuge, oder weitere elektrische Verbraucher aufgeladen werden können, sei es kabelgebunden oder induktiv.It is also possible to provide several charging units at one and the same charging station. This can be used to simultaneously charge several electric vehicles or other electrical consumers, be it wired or inductive.

Die mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Ladestation wird unmittelbar über eine Direkt-Stromleitung aus der in unmittelbarer räumlicher Nähe befindlichen Energieerzeugungseinheit mit regenerativ erzeugter Energie gespeist, sei es im Wege einer Wechselstrom-Direktleitung oder einer Gleichstrom-Direktleitung. Bei Vorsehen einer Wechselstrom-Direktleitung wird der Wechselstrom entweder in einer der Ladestation vorgelagerten (externen) Transformationseinheit oder in einer in die Ladestation integrierten Transformationseinheit in Gleichstrom umgewandelt. Damit wird eine Durchleitung der von der Energieerzeugungseinheit erzeugten Energie unmittelbar an den Verbraucher, beispielsweise den Nutzer eines Elektrofahrzeugs, geschaffen. Eine Inanspruchnahme von Strom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz ist dabei nicht erforderlich. Die mit der jeweiligen Ladestation verbundene Energieerzeugungseinheit kann dazu eingerichtet sein, neben der Bereitstellung von Strom für die Ladestation auch Strom in das Netz der öffentlichen Versorgung einzuspeisen.The charging station proposed by the present invention is fed with regeneratively generated energy directly via a direct power line from the power generation unit located in the immediate vicinity, be it by way of an AC direct line or a direct current line. If an alternating current direct line is provided, the alternating current is converted into direct current either in an (external) transformation unit upstream of the charging station or in a transformation unit integrated in the charging station. In this way, the energy generated by the energy generation unit is conveyed directly to the consumer, for example the user of an electric vehicle. It is not necessary to use electricity from the public supply network. The power generation unit connected to the respective charging station can be set up to feed electricity into the public supply network in addition to providing electricity for the charging station.

Die erfindungsgemäße Ladestation erlaubt ferner, dass der Strom in Zeiten, in denen die regenerative Energieerzeugungseinheit keine für Schnellladevorgänge ausreichende Leistung bereitstellen kann, alternativ aus dem Stromnetz der öffentlichen Versorgung bezogen werden kann, um somit den Ladevorgang trotz lokaler Versorgungsengpässe zu ermöglichen. Das Aufladen durch Strom aus dem Stromnetz der öffentlichen Versorgung stellt eine Rückfallposition dar, falls der regenerativ von der Energieerzeugungseinheit erzeugte Strom nicht in ausreichendem Maße verfügbar ist. Da das Stromnetz der öffentlichen Versorgung auf Wechselstrom basiert, ist auch hier eine Transformation von Wechselstrom in Gleichstrom erforderlich. Dazu kann die in die Ladestation integrierte Transformationseinheit oder eine externe Transformationseinheit genutzt werden. Im ersteren Fall kann eine in der Ladestation vorgesehene Wechselstrom-Schnittstelle mit einer Stromleitung des öffentlichen Stromnetzes verbunden werden. Im letzteren Fall kann eine in der Ladestation vorgesehene Gleichstrom-Schnittstelle mit einer zwischen der externen Transformationseinheit und Ladestation vorgesehenen Stromleitung verbunden werden.The charging station according to the invention also allows the electricity to be alternatively drawn from the public supply network at times when the regenerative energy generation unit cannot provide sufficient power for fast charging processes, in order to enable the charging process despite local supply bottlenecks. Charging with electricity from the public supply network represents a The fallback position if the electricity generated regeneratively by the energy generation unit is not available in sufficient quantities. Since the power grid of the public supply is based on alternating current, a transformation from alternating current into direct current is also necessary here. The transformation unit integrated in the charging station or an external transformation unit can be used for this. In the former case, an AC interface provided in the charging station can be connected to a power line of the public power grid. In the latter case, a direct current interface provided in the charging station can be connected to a power line provided between the external transformation unit and the charging station.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladestation sind in den Unteransprüchen sowie den nachfolgend aufgeführten, weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.Further advantageous refinements of the charging station according to the invention are specified in the dependent claims and the further advantageous refinements of the invention listed below.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Schnittstelle eine Gleichstrom-Schnittstelle oder eine Wechselstrom-Schnittstelle sein. Im letzteren Fall muss der über die Wechselstrom-Schnittstelle bezogene Wechselstrom über eine in der Ladestation vorgesehene Transformationseinheit in Gleichstrom umgewandelt werden. Im ersteren Fall, also der Ausbildung der Schnittstelle als Gleichstrom-Schnittstelle, wird der bezogene Gleichstrom entweder unmittelbar als Gleichstrom in Richtung der Schnittstelle geliefert, oder Wechselstrom wird in einer extern zur Ladestation vorgesehenen Transformationseinheit in Gleichstrom umgewandelt und im Anschluss daran in Richtung der Gleichstrom-Schnittstelle der Ladestation weitergeleitet. Auch kann die Ladestation eine Wechselstrom-Schnittstelle und zusätzlich eine Gleichstrom-Schnittstelle aufweisen. Sowohl die Wechselstrom-Schnittstelle als auch die Gleichstrom-Schnittstelle können in einer Mehrzahl vorliegen. Ebenso ist es möglich, ausschließlich eine oder mehrere Wechselstrom-Schnittstellen oder Gleichstrom-Schnittstellen an der Ladestation vorzusehen. Das Vorsehen von Wechselstrom-Schnittstellen ermöglicht die alternative oder zusätzliche Anbindung der Ladestation an Wechselstromnetze, sei es an ein auf Wechselstrom basierendes Netz der öffentlichen Versorgung, an ein zwischen einzelnen Energieerzeugungseinheiten (z.B. Windkrafträdern) eines Energieerzeugungsparks vorliegendes Wechselstromnetz oder an eine Versorgungsleitung, die ausgehend von einer Energieerzeugungseinheit bzw. eines Energieerzeugungsparks in Richtung des öffentlichen Versorgungsnetzes verläuft. In diesem Fall muss allerdings gewährleistet sein, dass der in Richtung der Ladestation gelieferte Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird, beispielsweise über eine externe Transformationseinheit oder ein in die Ladestation integrierte Transformationseinheit.According to an advantageous embodiment of the invention, the interface can be a direct current interface or an alternating current interface. In the latter case, the alternating current drawn via the alternating current interface must be converted into direct current via a transformation unit provided in the charging station. In the first case, i.e. when the interface is designed as a direct current interface, the drawn direct current is either supplied directly as direct current in the direction of the interface, or alternating current is converted into direct current in a transformation unit provided externally to the charging station and then in the direction of the direct current Interface of the charging station. The charging station can also have an alternating current interface and, in addition, a direct current interface. Both the AC interface and the DC interface can be present in a plurality. It is also possible to provide only one or more alternating current interfaces or direct current interfaces at the charging station. The provision of alternating current interfaces enables the alternative or additional connection of the charging station to alternating current networks, be it to an alternating current-based network of the public supply, to an alternating current network between individual energy generation units (e.g. wind turbines) of an energy generation park or to a supply line that starts from an energy generation unit or an energy generation park runs in the direction of the public supply network. In this case, however, it must be ensured that the alternating current supplied in the direction of the charging station is converted into direct current, for example via an external transformation unit or a transformation unit integrated into the charging station.

Entsprechend kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, eine in die Ladestation integrierte Transformationseinheit vorzusehen, die dazu eingerichtet ist, über die Wechselstromschnittstelle empfangenen Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Mit „Integration“ ist an dieser Stelle insbesondere eine bauliche Integration gemeint. Alternativ kann die Ladestation aber auch mit einer außerhalb der Ladestation angeordneten Transformationseinheit zusammenwirken. In diesem Fall wird der zugelieferte Wechselstrom bereits außerhalb der Ladestation in Gleichstrom umgewandelt, weshalb in diesem Fall keine gesonderte Wechselstrom-Schnittstelle an der Ladestation erforderlich ist. Der Gleichstrom kann dann über eine Gleichstrom-Schnittstelle seitens der Ladestation empfangen werden.Accordingly, it can be advantageous within the scope of the invention to provide a transformation unit integrated into the charging station which is set up to convert alternating current received via the alternating current interface into direct current. At this point, “integration” means, in particular, structural integration. Alternatively, however, the charging station can also interact with a transformation unit arranged outside the charging station. In this case, the supplied alternating current is converted into direct current outside the charging station, which is why no separate alternating current interface is required at the charging station. The direct current can then be received by the charging station via a direct current interface.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Ladestation zumindest eine weitere Ladeeinheit zum Laden eines elektrischen Verbrauchers, beispielsweise einem mobilen Endgerät, einem Tablet-Computer oder einem E-Bike, aufweisen. Auch bei der weiteren Ladeeinheit kann es sich - wie bereits erwähnt - um einen kabelgebundenen Anschluss oder eine kabellose Ladeeinheit (beispielsweise zum induktiven Laden) handeln. Dadurch ist es dem Nutzer eines Elektrofahrzeugs ermöglicht, während des Ladevorgangs des Elektrofahrzeugs auch weitere elektronische Verbraucher aufzuladen und somit die Ladezeit effizient auszunutzen. Vorzugsweise sind mehrere der weiteren Ladeeinheiten an der Ladestation ausgebildet, beispielsweise in Form einer eigenen Anschlussleiste.According to a further embodiment of the invention, the charging station can have at least one further charging unit for charging an electrical consumer, for example a mobile terminal, a tablet computer or an e-bike. As already mentioned, the further charging unit can also be a wired connection or a wireless charging unit (for example for inductive charging). This enables the user of an electric vehicle to also charge other electronic loads while the electric vehicle is being charged and thus to make efficient use of the charging time. Preferably, several of the further charging units are formed on the charging station, for example in the form of a separate terminal strip.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Ladestation eine Informations- und Kommunikationseinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Signale und Daten mit einer externen Datenverarbeitungsplattform auszutauschen. Jedoch kann die Informations- und Kommunikationseinheit auch in eine extern vorgesehene Transformationseinheit integriert sein. Im letzteren Fall kann die Informations- und Kommunikationseinheit jedoch trotzdem Daten und/oder Signale mit der Ladestation austauschen, beispielsweise über eine eigens dazu vorgesehene Daten- oder Signalleitung, welche kabellos oder kabelgebunden ausgeführt sein kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the charging station can have an information and communication unit which is set up to exchange signals and data with an external data processing platform. However, the information and communication unit can also be integrated into an externally provided transformation unit. In the latter case, however, the information and communication unit can still exchange data and / or signals with the charging station, for example via a data or signal line provided specifically for this purpose, which can be wireless or wired.

Über die Informations- und Kommunikationseinheit und die externe Datenverarbeitungsplattform können unter anderem Daten des aktuellen Status und der zu erwartenden Leistung der Energieerzeugungseinheit empfangen und/oder übermittelt und an die potentiellen Nutzer und Verbraucher weitergegeben werden. Auch können derartige Informationen auf einer Anzeigeeinheit der Ladestation angezeigt werden. Entsprechend kann es vorteilhaft sein, dass die Ladestation eine Anzeigeeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, von der Informations- und Kommunikationseinheit bereitgestellte Anzeigeinformationen optisch darzustellen. Der Status und die zu erwartende Leistung einer Energieerzeugungseinheit kann beispielsweise durch ein eigens in der jeweiligen Energieerzeugungseinheit vorgesehenes Kommunikationsmodul an die externe Datenverarbeitungsplattform oder unmittelbar an die Ladestation übermittelt werden. Auch können diese Informationen zunächst ausgehend von der Energieerzeugungseinheit in Richtung der Informations- und Kommunikationseinheit übermittelt und von dieser im Anschluss daran an die externe Datenverarbeitungsplattform weitergeleitet werden.Via the information and communication unit and the external data processing platform, among other things, data on the current status and the expected output of the energy generation unit can be received and / or transmitted and passed on to potential users and consumers. Such information can also be displayed on a display unit of the charging station. Accordingly, it can be advantageous that the charging station comprises a display unit which is set up to visually display display information provided by the information and communication unit. The status and the expected output of an energy generation unit can for example be transmitted to the external data processing platform or directly to the charging station by a communication module provided specifically in the respective energy generation unit. This information can also initially be transmitted from the energy generation unit in the direction of the information and communication unit and then forwarded by the latter to the external data processing platform.

Ein Verbraucher oder potenzieller Kunde kann diese Informationen (oder darauf basierende bzw. aufgearbeitete Informationen) seinerseits über ein geeignetes Endgerät, beispielsweise ein mobiles Endgerät wie ein Smartphone, entweder von der Ladestation oder der externen Datenverarbeitungsplattform abfragen. Auch kann auf dem Endgerät des Verbrauchers eine geeignete Applikationssoftware (App) vorgesehen sein, die automatisiert oder auf Befehl entsprechende Daten abfragt.A consumer or potential customer can for his part request this information (or information based on it or processed information) via a suitable terminal, for example a mobile terminal such as a smartphone, either from the charging station or the external data processing platform. Suitable application software (app) can also be provided on the end device of the consumer, which automatically or on command requests corresponding data.

Eine solche Informationsübertragung ist unabdingbar für die Bereitstellung eines umwelt- und kundenfreundlichen Energiemanagements im Bereich der Energieversorgung von Elektrofahrzeugen. Denn Energieerzeugungseinheiten auf Basis von regenerativen Energien unterliegen den natürlichen Schwankungen diverser Umweltfaktoren, entsprechend unterliegt auch die Energiebereitstellung diesen natürlichen Schwankungen. Meteorologische Bedingungen wie Windgeschwindigkeiten, Sonneneinstrahlung oder die Wasserführung von Flüssen beeinflussen die auf diesen Naturkräften basierende Energiebereitstellung. Somit kann nicht durchgängig sichergestellt werden, dass eine auf Basis von regenerativen Energien betriebene Energieerzeugungseinheit kontinuierlich die für Schnellladevorgänge an der erfindungsgemäßen Ladestation erforderliche Leistung bereitstellen kann, ohne das Stromnetz der öffentlichen Versorgung zusätzlich in Anspruch zu nehmen.Such information transfer is indispensable for the provision of an environmentally and customer-friendly energy management in the field of energy supply for electric vehicles. Because energy generation units based on renewable energies are subject to the natural fluctuations of various environmental factors, and the energy supply is also subject to these natural fluctuations. Meteorological conditions such as wind speeds, solar radiation or the flow of rivers influence the energy supply based on these natural forces. Thus, it cannot be consistently ensured that an energy generation unit operated on the basis of renewable energies can continuously provide the power required for fast charging processes at the charging station according to the invention without additionally using the electricity network of the public supply.

Vorzugsweise erfolgt die Bereitstellung und Verarbeitung der genannten Daten und Informationen auf der externen Datenverarbeitungsplattform. Die Datenverarbeitungsplattform kann dabei Daten von einzelnen Energieerzeugungseinheiten, Energieerzeugungsparks, Wetterdatenbanken, meteorologischen Stationen, Preisdatenbanken etc. beziehen. Die Datenverarbeitungsplattform verarbeitet sämtliche erforderlichen Informationen der Energieerzeugungseinheiten bzw. Energieerzeugungsparks, wie z.B. Live-Daten bezüglich der aktuell bereitgestellten Leistung und der Daten zu Leistungsprognosen für die nächsten Stunden. Daneben können auch die jeweils aktuell für die Ladestationen geltenden Preise ermittelt und ausgewiesen werden. Auch können dahingehende Informationen ermittelt und ausgewiesen werden, ob der an einer Ladestation abgegriffene Strom auf Basis von regenerativer Energie erzeugt oder aus dem öffentlichen Versorgungsnetz bereitgestellt wird. Potentielle Verbraucher oder Kunden der Ladestation können dann erkennen, wo die nächstgelegene, günstigste und umweltfreundlichste Lademöglichkeit besteht. Auch kann der potentielle Verbraucher oder Kunde eine Einschätzung über die voraussichtliche Dauer und den Preis des Ladevorgangs erhalten. Zudem kann der Verbraucher oder Kunde darüber informiert werden, ob die Ladestation aktuell oder zu einem künftigen Zeitpunkt verfügbar ist.The data and information mentioned are preferably provided and processed on the external data processing platform. The data processing platform can obtain data from individual energy generation units, energy generation parks, weather databases, meteorological stations, price databases, etc. The data processing platform processes all necessary information from the energy generation units or energy generation parks, such as Live data on the currently available power and the data on power forecasts for the next few hours. In addition, the current prices for the charging stations can be determined and shown. Relevant information can also be determined and indicated whether the electricity tapped at a charging station is generated on the basis of regenerative energy or is provided from the public supply network. Potential consumers or customers of the charging station can then see where the closest, cheapest and most environmentally friendly charging option is. The potential consumer or customer can also receive an assessment of the expected duration and price of the charging process. In addition, the consumer or customer can be informed whether the charging station is currently available or at a future point in time.

Informationen zur aktuell verfügbaren Leistung der Energieerzeugungseinheit können sowohl unmittelbar an die Informations- und Kommunikationseinheit und/oder an die externe Datenverarbeitungsplattform übermittelt werden. Weiterhin können auch Informationen bezüglich anstehender Erzeugungsausfälle (z.B. aufgrund von geplanten Wartungsarbeiten) auf diesem Wege übermittelt werden.Information on the currently available power of the energy generation unit can be transmitted both directly to the information and communication unit and / or to the external data processing platform. Furthermore, information regarding upcoming generation failures (e.g. due to planned maintenance work) can also be transmitted in this way.

Zur Bestimmung und Festlegung eines jeweils aktuell gültigen Preises für den Ladevorgang werden zusätzlich Echtzeit und Prognose-Informationen der alternativen Vermarktung des regenerativ erzeugten Stroms an Strommärkten (z. B. regionale und überregionale Strommärkte, Ausgleichsenergiemarkt) genutzt. Der dort vermarktete Strom fließt durch das Stromnetz der öffentlichen Versorgung. So kann die jeweilige Höhe des Preises für den Ladevorgang an der Ladestation an den jeweiligen Kosten bzw. der Wertigkeit des erzeugten Stroms durch die Vermarktung an den Strommärkten orientiert werden. In Situationen, in denen beispielsweise der von der Energieerzeugungseinheit regenerativ erzeugte und vermarktete Strom an den Strommärkten nur einen geringen oder sogar einen negativen Wert hat, kann es sinnvoll und wirtschaftlich sein, den Strom für die direkt an die Energieerzeugungseinheit angeschlossene Ladestation vergleichsweise günstig anzubieten, um damit die Nachfrage zu steigern. Umgekehrt ist es in Situationen, in denen der am Strommarkt vermarktete Strom einen hohen Preis hat, sinnvoll, den Ladestrom zu einem vergleichsweise hohen Preis anzubieten. Für den Fall, dass nicht ausreichend Strom aus der vor Ort befindlichen Energieerzeugungseinheit verfügbar ist, können auch die Preise für den Strombezug aus dem Netz der öffentlichen Versorgung berücksichtigt und verarbeitet werden. Diese Kalkulationen werden vorzugsweise auf der externen Datenverarbeitungsplattform durchgeführt. Dies erfolgt vorzugsweise automatisiert.To determine and set a currently valid price for the charging process, real-time and forecast information from the alternative marketing of regeneratively generated electricity on electricity markets (e.g. regional and supraregional electricity markets, balancing energy market) is used. The electricity marketed there flows through the public utility grid. In this way, the respective price for the charging process at the charging station can be based on the respective costs or the value of the electricity generated through marketing on the electricity markets. In situations in which, for example, the electricity generated and marketed regeneratively by the energy generation unit has only a low or even a negative value on the electricity markets, it can be sensible and economical to offer the electricity for the charging station directly connected to the energy generation unit at a comparatively cheap rate in order to thus increasing the demand. Conversely, in situations in which the electricity marketed on the electricity market has a high price, it makes sense to offer the charging electricity at a comparatively high price. In the event that not enough electricity is available from the on-site power generation unit, the prices for electricity purchase from the public supply network can also be taken into account and processed. These calculations are preferably carried out on the external data processing platform. This is preferably done automatically.

Ferner kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass die zumindest eine Schnittstelle, die Ladeeinheiten, sowie die Informations- und Kommunikationseinheit in einem gemeinsamen Modul zusammengefasst sind. Dies verringert den Aufwand beim Austausch einzelner Komponenten im Schadens- und Reparaturfall. Furthermore, it can be advantageous within the scope of the invention that the at least one interface, the charging units, and the information and communication unit are combined in a common module. This reduces the effort involved in replacing individual components in the event of damage or repairs.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Energiebereitstellungssystem für Elektrofahrzeuge. Dieses umfasst

  1. a) eine externe Datenverarbeitungsplattform;
  2. b) eine auf einer regenerativen Energiequelle, beispielsweise Windkraft, basierende Energieerzeugungseinheit, die dazu eingerichtet ist, Signale und Daten mit der externen Datenverarbeitungsplattform auszutauschen;
  3. c) eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug, aufweisend:
    1. i. eine Schnittstelle, die über eine Direkt-Stromleitung mit der Energieerzeugungseinheit verbunden ist;
    2. ii. eine Ladeeinheit zum Laden des Elektrofahrzeugs und
  4. d) eine Informations- und Kommunikationseinheit, die dazu eingerichtet ist, Signale und Daten mit der externen Datenverarbeitungsplattform auszuta uschen.
The invention also relates to an energy supply system for electric vehicles. This includes
  1. a) an external data processing platform;
  2. b) an energy generation unit based on a regenerative energy source, for example wind power, which is set up to exchange signals and data with the external data processing platform;
  3. c) a charging station for an electric vehicle, comprising:
    1. i. an interface connected to the power generation unit via a direct power line;
    2. ii. a charging unit for charging the electric vehicle and
  4. d) an information and communication unit which is set up to exchange signals and data with the external data processing platform.

Die vorangehend bereits dargestellten vorteilhaften Ausgestaltungen der einzelnen Komponenten gelten auch für das ebenfalls mit der Erfindung beanspruchte Energiebereitstellungssystem. Entsprechend sei für die Ausführungen zu den bevorzugten Ausgestaltungsmöglichkeiten betreffend die externe Datenverarbeitungsplattform, die Energieerzeugungseinheit und die Ladestation auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen.The advantageous configurations of the individual components already presented above also apply to the energy supply system also claimed with the invention. Correspondingly, reference is made to the preceding explanations for the explanations relating to the preferred design options relating to the external data processing platform, the energy generation unit and the charging station.

Mit dem vorgenannten Energiebereitstellungssystem kann einerseits auf regenerativem Wege Energie in Form von Strom erzeugt und zum Laden von Elektrofahrzeugen verwendet werden, andererseits ermöglicht das erfindungsgemäße Energiebereitstellungssystem einem Nutzer eines Elektrofahrzeugs die Abfrage von Informationen zur Verfügbarkeit und zum Preis des von der Ladestation bzw. der Energieerzeugungseinheit bereitgestellten Stroms. Dazu kann die Datenverarbeitungsplattform eine Schnittstelle aufweisen, über welche diesbezügliche Informationen kabellos übermittelt werden können, beispielweise in Richtung von externen Rechenzentren oder Servern, unmittelbar an mobile oder stationäre Endgeräte von Endnutzern via Internet, E-Mail oder über geeignete Applikationsprogramme bzw. Software. Zu diesbezüglichen Details sei ebenfalls auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen.With the aforementioned energy supply system, on the one hand, energy in the form of electricity can be generated in a regenerative way and used to charge electric vehicles, and on the other hand, the energy supply system according to the invention enables a user of an electric vehicle to query information on the availability and price of that provided by the charging station or the energy generation unit Current. For this purpose, the data processing platform can have an interface via which related information can be transmitted wirelessly, for example in the direction of external data centers or servers, directly to mobile or stationary end devices of end users via the Internet, e-mail or via suitable application programs or software. For details in this regard, reference is also made to the preceding statements.

Folglich kann die externe Datenverarbeitungsplattform dazu eingerichtet sein, unter Berücksichtigung aktueller und/oder prädiktiver Wetterdaten und Marktdaten zur Stromnachfrage bzw. zum Strompreis, eine Ladeempfehlung an ein Endgerät eines Kunden, beispielsweise einen Fahrer eines Elektrofahrzeugs, auszugeben. Die Ladeempfehlung oder weitere Informationen können dem Kunden über kundenseitige Endgeräte oder über eine an den jeweiligen Ladestationen vorgesehene Anzeigeeinheiten übermittelt werden.Consequently, the external data processing platform can be set up to output a charging recommendation to a customer's terminal, for example a driver of an electric vehicle, taking into account current and / or predictive weather data and market data on electricity demand or the electricity price. The charging recommendation or further information can be transmitted to the customer via the customer's end devices or via a display unit provided at the respective charging station.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Energiebereitstellungssystem eine Mehrzahl von Energieerzeugungseinheiten aufweisen, wobei die Energieerzeugungseinheiten vorzugsweise über Wechselstromleitungen miteinander verbunden und an ein öffentliches Versorgungsnetz angeschlossen sind, und wobei zumindest eine Energieerzeugungseinheit über eine Direkt-Stromleitung mit einer Ladestation verbunden ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the energy supply system can have a plurality of energy generation units, wherein the energy generation units are preferably connected to each other via AC lines and connected to a public supply network, and at least one energy generation unit is connected to a charging station via a direct power line.

Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend anhand von Übersichtsdarstellungen näher erläutert. So zeigt die

  • 1 eine schematische Übersichtsdarstellung der Ladestation bzw. des Energiebereitstellungssystems sowie deren Interaktion mit weiteren Komponenten;
  • 2 eine schematische Übersichtsdarstellung der externen Datenverarbeitungsplattform samt deren Interaktion mit weiteren Komponenten und;
  • 3 eine schematische Übersichtsdarstellung bezüglich möglicher Anbindungen der Ladestation an eine Energieerzeugungseinheit bzw. das Stromnetz der öffentlichen Versorgung.
Further design options of the present invention are explained in more detail below with reference to overview representations. So shows
  • 1 a schematic overview of the charging station or the energy supply system and their interaction with other components;
  • 2 a schematic overview of the external data processing platform including its interaction with other components and;
  • 3 a schematic overview of possible connections of the charging station to a power generation unit or the power grid of the public supply.

Die 1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung des erfindungsgemäßen Energiebereitstellungssystems samt der zugehörigen Ladestation 1 für Elektrofahrzeuge 2. Mit Elektrofahrzeugen 2 können Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge wie LKWs oder Agrarfahrzeuge gemeint sein. Auch Fahrzeuge des öffentlichen Personenverkehrs wie Busse können als Elektrofahrzeuge 2 im Sinne der Erfindung angesehen werden. Mit dem hier beschriebenen Energiebereitstellungssystem wird einerseits die für das Laden eines Elektrofahrzeugs 2 benötigte Energie in Form von (möglichst regenerativ erzeugtem) Strom bereitgestellt, andererseits kann mit dem besagten Energiebereitstellungssystem ein Elektrofahrzeug 2 unmittelbar geladen werden, nämlich über eine dem Energiebereitstellungssystem zugehörige Ladestation 1. Beachtet sei, dass dem erfindungsgemäßen Energiebereitstellungssystem auch eine Mehrzahl von Ladestationen 1 zugeordnet sein können.The 1 shows a schematic overview of the energy supply system according to the invention including the associated charging station 1 for electric vehicles 2 . With electric vehicles 2 can mean passenger cars, commercial vehicles such as trucks or agricultural vehicles. Public transport vehicles such as buses can also be considered electric vehicles 2 be viewed in the sense of the invention. The energy supply system described here is, on the one hand, used for charging an electric vehicle 2 The energy required is provided in the form of electricity (generated from renewable sources if possible); 2 be charged directly, namely via a charging station belonging to the energy supply system 1 . It should be noted that the energy supply system according to the invention also a plurality of charging stations 1 can be assigned.

Wie in der 1 gezeigt, umfasst das Energiebereitstellungssystem zumindest eine Energieerzeugungseinheit 7. Dabei kann es sich - wie illustrativ angedeutet - beispielsweise um eine Windkraftanlage oder um eine Solar- bzw. Photovoltaikanlage handeln. Die Energieerzeugungseinheit 7 kann eine einzelne Windkraftanlage, d.h. ein einzelnes Windrad bzw. eine einzelne Solar- bzw. Photovoltaikanlage umfassen, jedoch kann auch eine Mehrzahl von Windrädern oder Solar- bzw. Photovoltaikanlagen zu einem Energieerzeugungspark zusammengefasst sein. In einem solchen Fall (siehe zum Beispiel die Darstellung nach 3) sind die einzelnen Energieerzeugungseinheiten 7 untereinander vernetzt, vornehmlich über Wechselstromleitungen 15. Grundsätzlich speisen die in einem solchen Energieerzeugungspark vorgesehenen Energieerzeugungseinheiten 7 den erzeugten Strom in ein Stromnetz 10 der öffentlichen Versorgung ein. Dies kann beispielsweise über eine Übergabestation 23 erfolgen, welcher eine Verteilerstation nachgelagert sein kann.Like in the 1 As shown, the energy supply system comprises at least one energy generation unit 7th . As indicated by way of illustration, this can be, for example, a wind power plant or a solar or photovoltaic plant. The power generation unit 7th can comprise a single wind turbine, ie a single wind turbine or a single solar or photovoltaic installation, but a plurality of wind turbines or solar or photovoltaic installations can also be combined to form an energy generation park. In such a case (see for example the illustration after 3 ) are the individual energy generation units 7th networked with one another, primarily via alternating current lines 15th . In principle, the energy generation units provided in such an energy generation park feed 7th the generated electricity into a power grid 10 public supply. This can be done, for example, via a transfer station 23 take place, which can be followed by a distribution station.

Wie in der 1 schematisch illustriert, versorgt die Energieerzeugungseinheit 7 (beispielsweise eine Windkraftanlage) die Ladestation 1 unmittelbar mit Strom. Dazu ist die Ladestation 1 mit einer entsprechenden Schnittstelle 3 ausgestattet. Grundsätzlich kann es sich dabei um eine Gleichstrom-Schnittstelle oder eine Wechselstrom-Schnittstelle handeln. Der Strom kann ausgehend von der Energieerzeugungseinheit 7 über eine Direkt-Stromleitung der Ladestation 1 zugeführt werden. Sofern es sich bei dem über eine solche Direkt-Stromleitung übertragenen Strom um Wechselstrom handelt, so wird dieser entweder vor Eintritt in die Ladestation über eine außerhalb der Ladestation 1 vorgesehene Transformationseinheit in Gleichstrom umgewandelt und einer als Gleichstrom-Schnittstelle ausgebildeten Schnittstelle 3 der Ladestation 1 zugeführt. Auch kann der Wechselstrom einer als Wechselstrom-Schnittstelle ausgebildeten Schnittstelle 3 der Ladestation 1 unmittelbar zugeführt werden. Sodann ist der Wechselstrom-Schnittstelle eine Transformationseinheit zur Umwandlung in Gleichstrom nachgelagert. Im letzteren Fall kann die Transformationseinheit in die Ladestation integriert sein. Grundsätzlich ist es aber auch möglich ausgehend von einer Energieerzeugungseinheit 7 unmittelbar Gleichstrom in Richtung der Ladestation 1 zu übertragen. In diesem Fall erfolgt die Stromübertragung über eine Gleichstrom-Schnittstelle.Like in the 1 illustrated schematically, supplies the power generation unit 7th (for example a wind turbine) the charging station 1 directly with electricity. This is the charging station 1 with a corresponding interface 3 fitted. In principle, this can be a direct current interface or an alternating current interface. The electricity can start from the power generation unit 7th via a direct power line from the charging station 1 are fed. If the current transmitted via such a direct power line is alternating current, this is either before entering the charging station via one outside the charging station 1 provided transformation unit converted into direct current and an interface designed as a direct current interface 3 the charging station 1 fed. The alternating current can also be an interface designed as an alternating current interface 3 the charging station 1 are supplied immediately. The AC interface is then followed by a transformation unit for converting into DC. In the latter case, the transformation unit can be integrated into the charging station. In principle, however, it is also possible to start from an energy generation unit 7th direct current in the direction of the charging station 1 transferred to. In this case, the power is transmitted via a direct current interface.

Neben der Strom-Direktlieferung an die mit der Energieerzeugungseinheit 7 verbundene Ladestation 1, speist die Energieerzeugungseinheit 7 Strom in das Stromnetz 10 der öffentlichen Versorgung ein. Der Strom des öffentlichen Stromnetzes 10 wird von Endverbrauchern bzw. Unternehmen für verschiedenste Zwecke genutzt, beispielsweise für den Betrieb elektronischer Geräte, die Innen- und Außenbeleuchtung von Gebäuden und Straßen und den Betrieb von Maschinen und Industrieanlagen. Auch können Ladevorrichtungen 16 für Elektrofahrzeuge 2 Strom aus dem Stromnetz 10 der öffentlichen Versorgung beziehen. Dies ist jedoch - wie eingangs erläutert - hinsichtlich einer klimaneutralen Energieversorgung nicht unbedingt nachhaltig, denn bekanntlich wird ein beträchtlicher Anteil der über das öffentliche Stromnetz 10 bezogenen Energie aus nicht-regenerativen Energien gewonnen (z.B. durch die Verbrennung fossiler Energieträger).In addition to the direct delivery of electricity to those with the power generation unit 7th connected charging station 1 , feeds the power generation unit 7th Electricity in the power grid 10 public supply. The electricity of the public grid 10 is used by end consumers and companies for a wide variety of purposes, for example for the operation of electronic devices, the indoor and outdoor lighting of buildings and streets and the operation of machines and industrial plants. Also can loaders 16 for electric vehicles 2 Electricity from the grid 10 the public supply. However, as explained at the beginning, this is not necessarily sustainable with regard to a climate-neutral energy supply, because, as is well known, a considerable proportion of the energy is generated via the public power grid 10 obtained energy from non-regenerative energies (e.g. by burning fossil fuels).

Entsprechend sieht die Erfindung vor, dass eine Ladestation 1 über eine Direkt-Stromleitung (in der Regel über Wechselstrom-Leitung mit extern zur Ladestation 1 vorgesehener Transformationseinheit) mit einer Energieerzeugungseinheit 7 verbunden ist, mit welcher Strom auf Basis von regenerativen Energien erzeugt wird. Über eine oder mehrere an der Ladestation 1 vorgesehene Ladeeinheiten 5 können Elektrofahrzeuge 2 geladen werden. Die Ladeeinheiten 5 können kabelgebunden oder kabellos ausgeführt sein. Kabelloses Laden kann auf einem induktiven Ladeprozess basieren. Weiterhin kann die Ladestation 1 weitere Ladeeinheiten 6 für weitere elektrische Verbraucher 11 aufweisen. Somit kann ein die Ladestation 1 zum Zwecke der Strombetankung seines Elektrofahrzeugs 2 nutzender Kunde während des zumindest einige Minuten andauernden Ladevorgangs gleichzeitig noch andere elektronische Geräte aufladen, beispielsweise ein Smartphone. Accordingly, the invention provides that a charging station 1 via a direct power line (usually via an alternating current line with external to the charging station 1 provided transformation unit) with an energy generation unit 7th connected with which electricity is generated on the basis of renewable energies. Via one or more at the charging station 1 intended loading units 5 can electric vehicles 2 Loading. The loading units 5 can be wired or wireless. Wireless charging can be based on an inductive charging process. Furthermore, the charging station 1 further loading units 6th for other electrical consumers 11 exhibit. Thus, the charging station 1 for the purpose of charging his electric vehicle with electricity 2 The customer using the device can simultaneously charge other electronic devices, such as a smartphone, during the charging process, which takes at least a few minutes.

Außerdem können auch weitere Verbraucher wie beispielsweise E-Bikes die Ladestation 1 nutzen.In addition, other consumers such as e-bikes can also use the charging station 1 use.

Weiterer Bestandteil der Ladestation 1 ist eine Informations- und Kommunikationseinheit 12, die eine kabellose Daten- und Signalverbindung der Ladestation 1 mit einer externen Datenverarbeitungsplattform 13 erlaubt. Grundsätzlich kann die Informations- und Kommunikationseinheit 12 auch außerhalb der Ladestation 1 vorgesehen sein, beispielsweise kann die Informations- und Kommunikationseinheit 12 in eine externe Transformationseinheit (nicht dargestellt) integriert sein.Another part of the charging station 1 is an information and communication unit 12 that have a wireless data and signal connection for the charging station 1 with an external data processing platform 13th allowed. In principle, the information and communication unit 12 also outside the charging station 1 be provided, for example the information and communication unit 12 be integrated into an external transformation unit (not shown).

Die Daten- und Signalverbindung zwischen der Informations- und Kommunikationseinheit 12 und der externen Datenverarbeitungsplattform 13 erfolgt über das Internet 19. Dazu kann in die Informations- und Kommunikationseinheit 12 eine entsprechende Sende- und Empfangseinheit integriert sein, selbiges gilt auch für die externe Datenverarbeitungsplattform 13. Weiterhin kann die Informations- und Kommunikationseinheit 12 mit den Energieerzeugungseinheiten 7 signal- und datentechnisch vernetzt sein, sodass aktuelle Informationen zur Energie- bzw. Stromproduktion von der Energieerzeugungseinheit 7 in Richtung der Informations- und Kommunikationseinheit 12 übermittelt werden können. Die Informations- und Kommunikationseinheit 12 wiederrum kann die gesammelten Informationen in Richtung der externen Datenverarbeitungsplattform 13 weitergeben. Die Datenverarbeitungsplattform 13 weist eine Schnittstelle 18 auf, über die seitens eines Verbrauchers Informationen digital abgerufen werden können, was vorzugsweise internetbasiert erfolgt. Hierzu kann ein Verbraucher über ein geeignetes, internetfähiges Endgerät 17 und eine entsprechende Software, App, oder einen Informationsdienst die gewünschten Informationen von der externen Datenverarbeitungsplattform 13 beziehen. Auf der externen Datenverarbeitungsplattform 13 können Informationen bezüglich einer Vielzahl von Energieerzeugungseinheiten 7 bzw. verschiedenen Energieparks, Informationen bezüglich des Strompreismarktes und Wetterinformationen zusammenlaufen und ausgewertet werden. Über die Endgeräte 17 können Nutzer eines Elektrofahrzeugs 2 beispielsweise abrufen, ob bzw. an welcher Ladestation 1 das Elektrofahrzeug 2 auf Basis von regenerativ erzeugtem Strom geladen werden kann. Auch können Informationen hinsichtlich eines möglichen Strompreises, der möglichen Dauer des Ladevorgangs und der Verfügbarkeit einer Ladestation 1 abgerufen werden.The data and signal connection between the information and communication unit 12 and the external data processing platform 13th takes place over the Internet 19th . This can be done in the information and communication unit 12 a corresponding transmitting and receiving unit can be integrated, the same also applies to the external data processing platform 13th . Furthermore, the information and communication unit 12 with the power generation units 7th be networked in terms of signaling and data, so that current information on energy and Electricity production from the power generation unit 7th in the direction of the information and communication unit 12 can be transmitted. The information and communication unit 12 in turn, the information collected can be directed towards the external data processing platform 13th pass on. The data processing platform 13th assigns an interface 18th on, via which information can be accessed digitally by a consumer, which is preferably done on the Internet. To this end, a consumer can use a suitable, internet-enabled terminal 17th and a corresponding software, app, or information service, the desired information from the external data processing platform 13th Respectively. On the external data processing platform 13th can provide information related to a variety of power generation units 7th or various energy parks, information on the electricity price market and weather information converge and be evaluated. Via the end devices 17th can users of an electric vehicle 2 for example, call up whether or at which charging station 1 the electric vehicle 2 can be charged on the basis of electricity generated from renewable sources. Information regarding a possible electricity price, the possible duration of the charging process and the availability of a charging station 1 can be accessed.

In Situationen, bei denen die Wetterbedingungen seitens der Energieerzeugungseinheit 7 keine ausreichende Stromproduktion zur Gewährleistung einer für den Ladevorgang an der Ladestation 1 benötigten Leistung erlauben, kann vorgesehen sein, dass die Ladestation 1 Strom über das Stromnetz 10 der öffentlichen Versorgung bezieht. Dazu kann die Ladestation 1 eine entsprechend ausgebildete Schnittstelle aufweisen, beispielsweise eine separate Schnittstelle 4. Bei der Schnittstelle 4 kann es sich um eine Wechselstrom-Schnittstelle oder eine Gleichstrom-Schnittstelle handeln. Im Falle der Ausbildung als Wechselstrom-Schnittstelle, kann dieser eine Transformationseinheit nachgelagert sein. Bei einer Ausbildung als Gleichstrom-Schnittstelle muss der aus dem öffentlichen Stromnetz 10 bezogene Wechselstrom vor Eintritt in die Ladestation 1 über eine externe Transformationseinheit in Gleichstrom umgewandelt werden.In situations where the weather conditions on the part of the power generation unit 7th insufficient electricity production to guarantee a charging process at the charging station 1 Allow the required power, it can be provided that the charging station 1 Electricity from the mains 10 the public supply relates. The charging station 1 have a correspondingly designed interface, for example a separate interface 4th . At the interface 4th it can be an AC interface or a DC interface. In the case of an alternating current interface, this can be followed by a transformation unit. In the case of training as a direct current interface, it must come from the public power grid 10 AC current drawn before entering the charging station 1 can be converted into direct current via an external transformation unit.

In der 2 ist in einer schematischen Übersichtsdarstellung die Wechselwirkung der externen Datenverarbeitungsplattform 13 mit den weiteren Komponenten des Energiebereitstellungssystems nochmals wiedergegeben. Auf der externen Datenverarbeitungsplattform 13 können aktuelle Daten (z. B. Live-Daten wie die Leistung der Energieerzeugungseinheit 7) der an dem Energiebereitstellungssystem beteiligten Energieerzeugungseinheiten 7 verarbeitet werden. Diese Daten können entweder über die Energieerzeugungseinheiten 7 direkt an die externe Datenverarbeitungsplattform 13 übermittelt werden oder über die jeweils mit den Energieerzeugungseinheiten 7 vernetzten Ladestationen 1. Im letzteren Fall erfolgt die Datenübermittlung über die Informations- und Kommunikationseinheit 12 der Ladestationen 1. Jedoch kann die Informations- und Kommunikationseinheit 12 auch extern zur Ladestation 1 angeordnet sein, beispielsweise innerhalb einer externen Transformationseinheit. Auch kann die externe Datenverarbeitungsplattform 13 Daten aus weiteren externen Datenquellen 20 beziehen. Dabei kann es sich beispielsweise um Wetterdaten, Marktdaten betreffend den Strompreis etc. handeln.In the 2 is a schematic overview of the interaction of the external data processing platform 13th reproduced again with the other components of the energy supply system. On the external data processing platform 13th can provide current data (e.g. live data such as the performance of the power generation unit 7th ) the energy generation units involved in the energy supply system 7th are processed. These data can either be via the power generation units 7th directly to the external data processing platform 13th be transmitted or via each with the energy generation units 7th networked charging stations 1 . In the latter case, the data is transmitted via the information and communication unit 12 of the charging stations 1 . However, the information and communication unit 12 also external to the charging station 1 be arranged, for example within an external transformation unit. The external data processing platform 13th Data from other external data sources 20th Respectively. This can be, for example, weather data, market data relating to the electricity price, etc.

Insgesamt beinhalten die an die Datenverarbeitungsplattform 13 übermittelten Daten also Informationen zur aktuellen Höhe der Leistung der an dem Energiebereitstellungssystem beteiligten Energieerzeugungseinheiten 7 sowie der aktuellen Vermarktungskosten bzw. Erlöse auf den Strommärkten. Zudem werden auf der Datenverarbeitungsplattform 13 regelmäßig Prognosedaten für die zu erwartende Entwicklung der Leistung sowie zur Verfügbarkeit der Ladestationen 1 verarbeitet. Um die Attraktivität zur Nutzung der (regenerativ erzeugten Strom bereitstellenden) Ladestationen 1 zu erhöhen, können auch weitere Informationen wie der Standorte und Preise alternativer Ladestationen verarbeitet und ausgewiesen werden. Die verarbeiteten Daten und Informationen werden über eine Schnittstelle 18 an die jeweiligen Nutzer bzw. Verbraucher bzw. deren Endgeräte 17 in Form von Apps, Softwarelösungen oder direkt an die Endgeräte (z.B. via E-Mail oder SMS) übermittelt. Auch eine Übermittlung der Daten an externe Dienstleister ist möglich.Overall, they include the data processing platform 13th transmitted data that is information on the current level of performance of the energy generation units involved in the energy supply system 7th as well as the current marketing costs and revenues on the electricity markets. In addition, on the data processing platform 13th Regular forecast data for the expected development of the performance and the availability of the charging stations 1 processed. About the attractiveness of using the charging stations (which provide electricity from renewable sources) 1 to increase, further information such as the locations and prices of alternative charging stations can be processed and shown. The processed data and information are transmitted via an interface 18th to the respective users or consumers or their devices 17th in the form of apps, software solutions or directly to the end devices (e.g. via e-mail or SMS). It is also possible to transfer the data to external service providers.

Wie bereits erwähnt, zeigt die 3 eine schematische Übersichtsdarstellung bezüglich möglicher Anbindungen einer dem erfindungsgemäßen Energiebereitstellungssystem zugehörigen Ladestation 1 an eine Energieerzeugungseinheit 7 (bzw. einen aus einer Mehrzahl von Energieerzeugungseinheiten 7 bestehenden Energieerzeugungspark) sowie an das Stromnetz 10 der öffentlichen Versorgung. Wie bereits eingangs erwähnt, ist die erfindungsgemäße Ladestation 1 über eine Direkt-Stromleitung (dies kann eine Gleichstromleitung 21 sein, in der Regel jedoch eine Wechselstromleitung 22) mit einer Energieerzeugungseinheit 7 verbunden. Häufig sind Energieerzeugungseinheiten 7 wie Windkrafträder jedoch zu einem Verbund einer Vielzahl von Energieerzeugungseinheiten 7 zusammengefasst. Leitungstechnisch sind die einzelnen Energieerzeugungseinheiten 7 über Wechselstromleitungen 15 miteinander vernetzt. In der Regel speisen solche in einem Energieerzeugungspark angeordnete Energieerzeugungseinheiten auch Strom in das Stromnetz 10 der öffentlichen Versorgung ein. Dies erfolgt jedoch in der Regel nicht über einzelne mit den jeweiligen Energieerzeugungseinheiten 7 verbundene Einzelverbindungen, sondern gemeinsam. Der von den Energieerzeugungseinheiten 7 erzeugte Strom wird dann gebündelt über eine Übergabestation 23 an das öffentliche Stromnetz abgegeben. Wie in der 3 weiter zu erkennen ist, kann die Ladestation nebst der unmittelbaren Anbindung an eine einzelne Energieerzeugungseinheit 7 (über die Direkt-Stromleitung) auch an das Lokale Wechselstromnetz des Energieerzeugungsparks angeschlossen sein, beispielsweise über eine Wechselstromleitung 22.As mentioned earlier, the 3 a schematic overview of possible connections to a charging station associated with the energy supply system according to the invention 1 to a power generation unit 7th (or one of a plurality of power generation units 7th existing power generation park) as well as to the power grid 10 the public supply. As already mentioned at the beginning, the charging station according to the invention is 1 Via a direct power line (this can be a direct current line 21st but usually an AC line 22nd ) with a power generation unit 7th connected. Often are power generation units 7th like wind turbines, however, to a network of a large number of energy generation units 7th summarized. In terms of line technology, the individual power generation units are 7th via AC power lines 15th networked with each other. As a rule, such energy generation units arranged in an energy generation park also feed electricity into the power grid 10 public supply. As a rule, however, this does not take place via individual units with the respective energy generation units 7th connected Individual connections, but together. The one from the power generation units 7th The electricity generated is then bundled via a transfer station 23 delivered to the public power grid. Like in the 3 can also be seen, the charging station, in addition to the direct connection to an individual energy generation unit 7th (via the direct power line) also be connected to the local alternating current network of the power generation park, for example via an alternating current line 22nd .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
LadestationCharging station
22
ElektrofahrzeugElectric vehicle
33
Schnittstelleinterface
44th
Schnittstelleinterface
55
LadeeinheitLoading unit
66th
weitere Ladeeinheitfurther loading unit
77th
EnergieerzeugungseinheitPower generation unit
1010
Stromnetz der öffentlichen VersorgungPublic utility power grid
1111
elektrischer Verbraucherelectrical consumer
1212
Informations- und KommunikationseinheitInformation and communication unit
1313
externe Datenverarbeitungsplattformexternal data processing platform
1515th
WechselstromleitungAC line
1616
LadevorrichtungLoading device
1717th
EndgeräteTerminals
1818th
Schnittstelleinterface
1919th
InternetInternet
2020th
externe Datenquellenexternal data sources
2121st
GleichstromleitungDC line
2222nd
WechselstromleitungAC line
2323
ÜbergabestationTransfer station

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102008052827 A1 [0008]DE 102008052827 A1 [0008]
  • WO 2015/103164 A1 [0009]WO 2015/103164 A1 [0009]
  • CN 106385098 A [0010]CN 106385098 A [0010]

Claims (10)

Ladestation (1) für ein Elektrofahrzeug (2), umfassend zumindest eine Schnittstelle (3) zur Verbindung mit einer Stromleitung, und eine Ladeeinheit (5), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schnittstelle (3) dazu eingerichtet ist, die Ladestation (1) über eine Direkt-Stromleitung mit einer auf einer regenerativen Energiequelle, beispielsweise Windkraft, basierenden Energieerzeugungseinheit (7) zu verbinden.Charging station (1) for an electric vehicle (2), comprising at least one interface (3) for connection to a power line, and a charging unit (5), characterized in that the at least one interface (3) is set up to connect the charging station (1 ) to connect via a direct power line to an energy generation unit (7) based on a regenerative energy source, for example wind power. Ladestation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (3) eine Gleichstrom-Schnittstelle oder eine Wechselstrom-Schnittstelle ist.Charging station (1) Claim 1 , characterized in that the interface (3) is a direct current interface or an alternating current interface. Ladestation (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine in die Ladestation (1) integrierte Transformationseinheit, die dazu eingerichtet ist, den über die Wechselstrom-Schnittstelle empfangenen Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln.Charging station (1) Claim 2 , characterized by a transformation unit integrated in the charging station (1) which is set up to convert the alternating current received via the alternating current interface into direct current. Ladestation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) zumindest eine weitere Ladeeinheit (6) zum Laden eines elektrischen Verbrauchers (11), beispielsweise einem mobilen Endgerät, einem Tablet-Computer oder einem E-Bike, aufweist.Charging station (1) Claim 1 , characterized in that the charging station (1) has at least one further charging unit (6) for charging an electrical consumer (11), for example a mobile terminal, a tablet computer or an e-bike. Ladestation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) eine Informations- und Kommunikationseinheit (12) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Signale und Daten mit einer externen Datenverarbeitungsplattform (13) auszutauschen.Charging station (1) Claim 1 , characterized in that the charging station (1) has an information and communication unit (12) which is set up to exchange signals and data with an external data processing platform (13). Ladestation (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (1) eine Anzeigeeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, von der Informations- und Kommunikationseinheit (12) bereitgestellte Anzeigeinformationen optisch darzustellen.Charging station (1) Claim 5 characterized in that the charging station (1) comprises a display unit which is set up to visually display display information provided by the information and communication unit (12). Ladestation nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schnittstelle (3), die Ladeeinheiten (5, 6), sowie die Informations- und Kommunikationseinheit (12), in einem gemeinsamen Modul zusammengefasst sind.Charging station according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one interface (3), the charging units (5, 6) and the information and communication unit (12) are combined in a common module. Energiebereitstellungssystem für Elektrofahrzeuge (2), umfassend a) eine externe Datenverarbeitungsplattform (13); b) eine auf einer regenerativen Energiequelle, beispielsweise Windkraft, basierende Energieerzeugungseinheit (7), die dazu eingerichtet ist, Signale und Daten mit der externen Datenverarbeitungsplattform (13) auszutauschen; c) eine Ladestation (1) für ein Elektrofahrzeug (2), aufweisend: i. eine Schnittstelle (3), die über eine Direkt-Stromleitung mit der Energieerzeugungseinheit (7) verbunden ist; ii. eine Ladeeinheit (5) zum Laden des Elektrofahrzeugs (2) und d) eine Informations- und Kommunikationseinheit (12), die dazu eingerichtet ist, Signale und Daten mit der externen Datenverarbeitungsplattform (13) auszutauschen.An energy supply system for electric vehicles (2), comprising a) an external data processing platform (13); b) an energy generation unit (7) based on a regenerative energy source, for example wind power, which is set up to exchange signals and data with the external data processing platform (13); c) a charging station (1) for an electric vehicle (2), comprising: i. an interface (3) which is connected to the power generation unit (7) via a direct power line; ii. a charging unit (5) for charging the electric vehicle (2) and d) an information and communication unit (12) which is set up to exchange signals and data with the external data processing platform (13). Energiebereitstellungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Datenverarbeitungsplattform (13) dazu eingerichtet ist, unter Berücksichtigung aktueller und/oder prädiktiver Wetterdaten und Marktdaten zur Stromnachfrage bzw. zum Strompreis, eine Ladeempfehlung an ein Endgerät (17) eines Kunden, beispielsweise einen Fahrer eines Elektrofahrzeugs (2), auszugeben.Energy supply system according to Claim 8 , characterized in that the external data processing platform (13) is set up, taking into account current and / or predictive weather data and market data on electricity demand or electricity price, a charging recommendation to a terminal (17) of a customer, for example a driver of an electric vehicle (2 ) to output. Energiebereitstellungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiebereitstellungssystem eine Mehrzahl von Energieerzeugungseinheiten (7) aufweist, wobei die Energieerzeugungseinheiten (7) vorzugsweise über Wechselstromleitungen (15) miteinander verbunden und an ein öffentliches Versorgungsnetz (10) angeschlossen sind, und wobei zumindest eine Energieerzeugungseinheit (7) über eine Direkt-Stromleitung mit einer Ladestation (1) verbunden ist.Energy supply system according to Claim 8 , characterized in that the energy supply system has a plurality of energy generation units (7), wherein the energy generation units (7) are preferably connected to one another via AC lines (15) and connected to a public supply network (10), and at least one energy generation unit (7) via a direct power line is connected to a charging station (1).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022119076A1 (en) 2022-07-29 2024-02-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy infrastructures and methods for reducing energy consumption when updating information

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