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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Netzwerkanordnung für einen Ladepark, in dem mindestens ein Elektrofahrzeug aufgeladen werden kann. Insbesondere wird eine Kommunikations- bzw. Software-Architektur der Netzwerkanordnung beschrieben. Ferner wird ein Verfahren zu einer Adressierung von Netzwerkkomponenten für den Ladepark beschrieben.
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Ladestationen bieten, vergleichbar mit einer konventionellen Mineralöl-Tankstelle für Autos mit Verbrennungsmotoren, die Möglichkeit, mindestens eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeuges aufzuladen. Meist wird durch Anschluss der jeweiligen Ladestation an ein Mittelspannungsnetz eines Energieversorgers ein Ladestrom bereitgestellt, der einem an der Ladestation geparkten Elektrofahrzeug zugeführt wird. Befinden sich an einem solchen Anschluss mehrere Ladestationen, und/oder werden zum gleichen Zeitpunkt mehrere Elektrofahrzeuge an diesen Ladestationen aufgeladen, ergibt sich die Notwendigkeit, eine endliche Stromkapazität des Anschlusses zum Mittelspannungsnetz möglichst effektiv zu verteilen. Gegebenenfalls gilt es auch, dabei einen jeweiligen Ladestand der Traktionsbatterie des jeweiligen Elektrofahrzeuges zu berücksichtigen. Jedenfalls sind so wechselseitig Informationen auszutauschen, welche an unterschiedlichen Stellen in einem aus den Ladestationen und den zu ladenden Elektrofahrzeugen gebildeten System auftreten, und wofür Kommunikationsmittel bereitgestellt werden müssen.
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Eine Ladestation samt Verteilernetz wird in der europäischen Patentschrift
EP 0 769 217 B1 offenbart. Insbesondere findet ein Verfahren zum Laden der Batterie des Elektrofahrzeugs Beachtung, welches unabhängig vom Vorhandensein oder der Art eines Ladekontrollgerätes im Elektrofahrzeug eine Ladeenergie zuführt.
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Die Druckschrift
EP 2 783 484 B1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes und einer Netzwerkanordnung. Insbesondere gilt das Augenmerk einem Priorisieren eines Datenaustauschs zwischen mindestens einem ersten Sende- und Empfangsport gegenüber einem Datenaustausch zwischen anderen Sende- und Empfangsports in dem Kommunikationsnetzwerk.
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In der Druckschrift
EP 1 065 858 B1 wird eine Netzwerkanordnung zur Lieferung von IP-Diensten an Teilnehmer-Endgeräte offenbart. Ein jeweiliger Übermittlungsvorgang findet in einem jeweiligen Tunnel statt, welcher in dem Netzwerk ausgebildet wurde. Das Netzwerk weist dabei eine Vielzahl solcher Tunnel auf.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Netzwerkanordnung für einen Kommunikationsaustausch, der bei einem Ladevorgang einer Traktionsbatterie an mindestens einer Ladestation auftritt, bereitzustellen. Insbesondere gilt es, Struktur und Kommunikationsmittel vorzusehen, um mehrere Ladestationen an einem Anschluss zu einem Versorgungsnetz betreiben zu können. Schließlich soll ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem bei gegebener Netzwerkanordnung einzelne Komponenten des Netzwerks eineindeutig adressiert werden können, wodurch eine Ansteuerung der Komponenten ermöglicht wird und diese einander zugeordnet werden können.
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Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird eine Netzwerkanordnung für einen Ladepark zur Bereitstellung von IP-Diensten an den Ladepark vorgeschlagen, wobei der Ladepark eine Mehrzahl von Komponenten umfasst. Die Netzwerkanordnung umfasst ein Kern-Netzwerk, einen Backend-Server und ein zentrales Gateway, das mit dem Kern-Netzwerk und dem Backend-Server gekoppelt ist und jeweils eine Schnittstelle für einen oder mehrere Kommunikations-Knoten des Kern-Netzwerks bereitstellt. Unter einem Backend-Server soll dabei jeder Server, der Daten verarbeitet und/oder zur Verfügung stellt, verstanden werden. Die Komponenten des Ladeparks stehen über das Kern-Netzwerk miteinander und mit dem zentralen Gateway in kommunikativer Verbindung, wobei jeder Komponente des Ladeparks ein Kommunikations-Knoten des Kern-Netzwerkes zugeordnet ist. Die jeweiligen Komponenten des Ladeparks können über die jeweils ihnen zugeordneten Kommunikations-Knoten und der jeweils den Kommunikations-Knoten zugeordneten Schnittstelle über das zentrale Gateway mit dem Backend-Server Daten/Signale austauschen.
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Das zentrale Gateway ist dazu konfiguriert, einen Datentransfer innerhalb des Kern-Netzwerks zu koordinieren. Eine Übertragung von Daten findet innerhalb des Kern-Netzwerks vorteilhaft gemäß IPv6, abgekürzt für Internet Protocol Version 6, statt.
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Das zentrale Gateway kann mit dem Backend-Server über eine Funktechnologie, insbesondere Mobilfunk, über DSL, über Ethernet und/oder über WLAN und/oder eine Kombination daraus gekoppelt sein. Dabei kann die Funktechnologie bspw. durch GSM, UMTS, LTE oder einen höher entwickelten Mobilfunk-Standard gebildet sein.
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Der Backend-Server kann in einer Cloud lokalisiert/implementiert sein, wobei er in der Cloud einen für das zentrale Gateway fest parametrierten und sicheren Cloud-Speicherplatz aufweist. Eine Übertragung von Daten zwischen Backend-Server und zentralem Gateway findet vorteilhaft gemäß IPv4, abgekürzt für Internet Protocol Version 4, statt. Zwischen zentralem Gateway und dem Backend-Server zu übertragende Daten werden in mindestens vier Kanäle eingeteilt und entsprechend über die mindestens vier Kanäle übertragen. Einen ersten Kanal bilden Zustandsdaten, welche mindestens einen Zustand mindestens eines in dem Kern-Netzwerk auf mindestens einem Steuergerät ausgeführten Anwendungsprogrammes, auch als Applikation bezeichnet, betreffen. Zustandsdaten können aber auch aus mindestens einem Steuergerät oder Sensor außerhalb des Kern-Netzwerks stammen. Einen zweiten Kanal bilden Abrechnungsdaten, welche einen auf eine Traktionsbatterie eines jeweiligen Elektrofahrzeugs übertragenen Ladestrom betreffen. Einen dritten Kanal bilden Diagnosedaten, welche von mindestens einem Steuergerät oder Sensor gebildet werden. Einen vierten Kanal bilden Anpassungen oder Neueinspielungen von Anwendungsprogrammen oder auf einzelnen Komponenten des Ladeparks ausgeführten Systemprogrammen, auch als Update bzw. Firmware-Update bezeichnet. Der erste Kanal läuft in einer Transportschicht, auch als vierte Schicht eines OSl-Modells bezeichnet, über UDP/IP ab, d. h. es wird bei Übertragung der Daten kein sogenanntes Handshake durchgeführt oder etwa eine Rückmeldung abgewartet. Kanäle zwei bis vier laufen über TCP/IP ab. Allen gemeinsam ist eine Verwendung von Ethernet MAC IEEE 802.3 in einer Sicherungsschicht des OSl-Modells.
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Durch das zentrale Gateway, das von einem Kontrollserver umfasst ist, wird eine zyklischdeterministische Kommunikation im zweistelligen Sekundenbereich ausgeführt. Hierdurch kann eine Kommunikationsüberwachung, bspw. bzgl. eines Time-Outs, realisiert werden. Die an den Ladepark angepassten Ethernet-Definitionen erlauben eine zeitliche Koordination zwischen mehreren Einheiten/Komponenten innerhalb des Ladeparks sowie eine Zugangsüberwachung.
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In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung weist das zentrale Gateway mindestens ein gatewayspezifische Aufgaben ausführendes Modul auf. Unter gatewayspezifischen Aufgaben ist im Wesentlichen eine Verbindungsherstellung zwischen zwei Komponenten des Ladeparks oder zwischen einer Komponente des Ladeparks und dem Backend-Server zu verstehen, aber auch damit zusammenhängende Funktionen, also bspw. eine Adressierung der jeweiligen Komponenten. Dieses Modul kann redundant ausgelegt sein, d. h. das Modul ist mindestens zweimal in einem vollen Funktionsumfang eines zentralen Gateways angeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung ist das Kern-Netzwerk ein Ethernet-basiertes Netz, in dem die Kommunikations-Knoten über jeweilige Glasfaserleitungen und/oder Kupferleitungen und/oder Schnittstellen mit dem zentralen Gateway und unmittelbar miteinander und/oder über das zentrale Gateway mittelbar miteinander verbunden sind. Ein Datenaustausch findet über ein an UDP, abgekürzt für User Data Protocol, oder TCP, abgekürzt für Transmission Control Protocol, angelehntes Kommunikationsprotokoll statt. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes sogenanntes „Automotive Ethernet“ wird damit in einer auf einen Ladepark zugeschnittenen Ausgestaltung bzw. Ausführungsform in der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung umgesetzt. Allerdings werden aufgrund der größeren Entfernungen in dem Ladepark Glasfaserkabel, gegebenenfalls alternativ oder in Kombination mit Kupferleitungen, eingesetzt.
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In noch weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung umfasst der Ladepark als Komponenten mindestens das zentrale Gateway, mindestens ein Kühlmodul, mindestens ein Leistungselektronikmodul, mindestens ein Ladekontrollgerät und mindestens einen Ladekabelstecker.
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In fortgesetzt weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung sind die Komponenten des Ladeparks jeweiligen dezidierten Gehäusen zugewiesen, wobei das zentrale Gateway in einem Kontrollserver innerhalb einer Trafostation implementiert ist und der Kontrollserver zusätzlich einen System-Router, eine unabhängige Stromversorgung, mindestens eine Schnittstelle zur Ansteuerung mindestens eines nicht im Kern-Netzwerk eingebundenen Steuergerätes oder Sensors und einen Zentralswitch mit einer Reihe von Ethernetanschlüssen aufweist, wobei das mindestens eine Kühlmodul in einer CoolingBox oder einer ComboBox implementiert ist und die CoolingBox oder die ComboBox zu jedem Kühlmodul einen Ethernetanschluss aufweist, wobei das mindestens eine Leistungselektronikmodul in mindestens einer PowerBox oder auch der ComboBox implementiert ist und die PowerBox oder die ComboBox zusätzlich einen Switch mit einer Reihe von Ethernetanschlüssen aufweist, wobei das mindestens eine Ladekontrollgerät und der mindestens eine Ladekabelstecker in mindestens einer Verteilereinheit mindestens einer Verteilergruppe implementiert sind. Während als die CoolingBox lediglich mindestens ein Kühlmodul und die PowerBox mindestens ein Leistungselektronikmodul aufweist, wird von der ComboBox sowohl mindestens ein Kühlmodul und mindestens ein Leistungselektronikmodul umfasst.
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Ein beispielhafter Ladepark mit der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung stellt für eine vorgegebene Zahl zwischen einem und zwölf Elektrofahrzeugen eine jeweilige Ladesäule bereit. Generell ist zwar eine solche Anordnung skalierbar, besonders vorteilhaft ist jedoch eine Zahl von sechs Ladesäulen bzw. Ladepunkten. Limitierendes Element ist dabei ein Mittelspannungstransformator: ab einer Größe von etwa acht Ladesäulen wird eine Konstruktion des Transformators sehr aufwändig. Eine jeweilige Ladesäule hält ein durch die zugehörige CoolingBox, an der bspw. bis zu sechs Ladesäulen angeschlossen sein können, gekühltes Ladekabel vor, wobei ein an einem Ende des Ladekabels sich befindlicher Ladekabelstecker in eine Ladebuchse eines vor der jeweiligen Ladesäule parkenden Elektrofahrzeuges eingeführt wird. Von der Trafostation, welche einen Anschluss zu bspw. einem Mittelspannungsnetz eines Energieversorgers aufweisen kann, wird ein Ladestrom zur Verfügung gestellt, der über dezentralisierte PowerBoxen, welche jeweilig zwei Leistungselektroniken, d. h. je eine pro versorgtem Ladepunkt umfassen, an die jeweiligen Ladesäulen geliefert wird. Sowohl die sich in den PowerBoxen befindlichen Leistungselektroniken, wie auch das den Ladestrom führende Ladekabel in der Säule werden gekühlt, wobei die Kühlleistung hierzu in dem mindestens einem Kühlmodul der CoolingBox aufgebracht wird.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung umfassen die dem Ladepark, insbesondere den von dem Ladepark umfassten Komponenten, bereitgestellten IP Dienste mindestens einen Dienst ausgewählt aus Datentransfer, Remote-Computing, Datenbankzugriff.
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In noch weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung weist das Kern-Netzwerk eine Baumtopologie mit einer Wurzel, einer Mehrzahl von Ästen mit jeweils mindestens einem Kommunikations-Knoten und mindestens einem Blatt auf, wobei das zentrale Gateway die Wurzel darstellt und die jeweiligen Komponenten des Ladeparks jeweils einem Kommunikations-Knoten oder einem Blatt zugeordnet sind.
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In fortgesetzt weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung sind von der Mehrzahl von Komponenten umfasste Ladekontrollen jeweils einem Blatt und von der Mehrzahl von Komponenten umfasste Leistungselektroniken jeweils einem Kommunikations-Knoten zugeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung ist die Netzwerkanordnung dazu ausgestaltet, einen Datentransfer innerhalb des Kern-Netzwerks ohne oder mit Einbindung des Gateways, aber ohne Einbindung des Backend-Servers zu realisieren. Damit sind mindestens drei Kommunikationsszenarien denkbar. In einem ersten Kommunikationsszenario findet eine lokale Kommunikation per Ethernet unter den jeweiligen Komponenten des Ladeparks statt, und zwar ohne dass der Backend-Server involviert ist. In einem zweiten Kommunikationsszenario bietet das zentrale Gateway einen alleinigen Kontakt zum Backend und steht zusätzlich zur lokalen Kommunikation innerhalb des Ladeparks zur Verfügung. In einem dritten Kommunikationsszenario kommunizieren bei spezifischen Aspekten einzelne Komponenten des Ladeparks ohne Einbindung des zentralen Gateways, bspw. bei einem Notlauf, in dem das zentrale Gateway ausgefallen ist, aber die Verteilereinheiten innerhalb der zuletzt übertragenen Parameter weiterlaufen und sich gegenseitig über die aktuell bezogene Ladestrommenge informieren.
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Manche Aspekte eines Ladeparks, wie bspw. ein Thermomanagement, ein Beleuchtungsmanagement oder ein Lastmanagement, sind auch möglich, wenn der Backend-Server ausfällt oder nicht erreichbar ist. Die diesbezügliche Kommunikation erfolgt über das zentrale Gateway und bspw. ein Energie- und/oder Lastausgleich ist innerhalb vorbestimmter oder bei einem letztmaligen Zugriff auf den Backend-Server festgelegten Parameter möglich. Zwar sind die PowerBoxen innerhalb des Ladeparks mit dem zentralen Gateway physikalisch, d. h. ohne Funktechnik, verbunden, was bspw. über Glasfaser-Leitungen realisiert ist, die PowerBoxen können aber auch untereinander mit Glasfaser- oder Kupferleitungen verbunden sein.
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Ferner wird ein Verfahren zu einer Adressierung von Komponenten des Ladeparks beansprucht, um einen Datenaustausch über ein von einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung umfasstes Kern-Netzwerk zu realisieren. Jeder einzelnen Komponente des Ladeparks wird durch Bildung einer globalen Identifikationszahl eine eineindeutige Netzwerkadresse zugewiesen. Die globale Identifikationszahl wird aus einer Reihe von auf den Ladepark bezogener Werte gebildet, wobei ein erster Wert auf eine Gruppe von Komponenten, ein zweiter Wert auf einen Typ der Komponenten, ein dritter Wert auf eine Steuergerätenummer oder eine Gruppennummer, und ein vierter Wert auf eine jeweilige Verteilergruppe bezogen ist bzw. wird. Diese Aufgabe, d. h. die Bildung und Zuweisung der jeweiligen globalen Identifikationszahl wird durch das zentrale Gateway ausgeführt.
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Des Weiteren ist jede Komponente im Ladepark mit ihrer jeweiligen MAC-Adresse an ihre jeweilige IPv6-Adresse gekoppelt. Eine Zuordnung zwischen MAC-Adresse und IPv6-Adresse wird dem Backend-Server vom zentralen Gateway bei einer Initialisierung der Netzwerkanordnung des Ladeparks mitgeteilt. Demgegenüber wird die globale Identifikationszahl je nachdem, welche Komponenten oder Gruppen von Komponenten angesprochen werden sollen, im zentralen Gateway gebildet. Anhand dieser globalen Identifikationszahl ist jedoch eindeutig ein Ansprechen einer dezidierten Komponente bzw. Gruppe über das zentrale Gateway möglich
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Über das zentrale Gateway besteht zwar der einzige datenübertragungstechnische Zugang zum Ladepark, was im Gegensatz zu Ladesäulen aus dem Stand der Technik steht, die jeweilig einen eigenen Zugang zum Internet besitzen, Zugriff auf das Kern-Netzwerk ist aber auch lokal an einem der im Kern-Netzwerk befindlichen Switches möglich, um bspw. Konfigurationen auszuführen. Der zentrale Zugang zum Ladepark über das zentrale Gateway erhöht vorteilhaft eine IT-Sicherheit des Ladeparks. Eine Internetanbindung des zentralen Gateways wird in der Regel funktechnisch durchgeführt, wobei auch DSL-Modem oder ähnliche Techniken möglich sind. Alle Daten der Steuergeräte, wie bspw. Ladestromdaten oder Thermodaten, werden innerhalb eines UDP-Frames gesondert über jeweilige Prüfsummen mit Applikationsebene gesichert, so dass Datenübertragungsfehler erkennbar sind. Eine Übertragung dieser Daten erfolgt zyklisch und deterministisch, im Gegensatz zu einer ereignisbasierten Übertragung. Dies ermöglicht vorteilhaft die Erkennung eines Time-Outs, d. h. ein Überschreiten einer für einen Datenübertragungsprozess festgelegten Zeitspanne. Durch Hinzufügen deterministischer Timing-Funktionen wird das Anwendungsspektrum des Ethernets im Ladepark erweitert.
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In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Kommunikation innerhalb des Kern-Netzwerks in Anlehnung an ein Open-System-Interconnection-Schichtmodell, abgekürzt als OSI-Schichtmodell, ausgeführt. Eine Überwachung der Kommunikation, d. h. ob ein Datenaustausch fehlerhaft ist, wird durch zyklische Übermittlung von Informationen bei Ende-zu-Ende-Absicherung mittels Checksummenbildung ermöglicht. Dies macht auch vorteilhaft eine sofortige Erkennung eines Kommunikationsausfalls mit entsprechenden Ersatzreaktionen möglich.
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Die Kommunikation mit bzw. in einem Steuergerät wird durch eine Datenfestlegung definiert. Zum Kommunikationsaustausch über einen CAN-Bus erfolgt die Datenfestlegung in einer Klartext-lesbaren dbc-Datei. Diese wird zur Entwicklung und zum Monitoring der übertragenden Daten verwendet. Der CAN-BUS wird in der Leistungselektronik intern und bezüglich einer Kommunikation für den chinesischen GB/T-Standard verwendet, jedoch nicht für die grundlegende Ladepark-Kommunikation. Damit wird direkt oder indirekt auch eine Kommunikationsstruktur für die einzelnen Steuergeräte in dem Ladepark festgelegt und die Überwachung der Kommunikation durch Ende-zu-Ende-Absicherung, bspw. über eine in einem Datenpaket übermittelte Prüfsumme, ermöglicht. Dabei wird eine im Automotive-Bereich standardisierte ARXML Software verwendet.
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In einer fortgesetzt weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Überwachung der Kommunikation auch auf ein jeweiliges an den Ladepark zeitweise angekoppeltes Elektrofahrzeug ausgedehnt. Die Ankopplung des jeweiligen Elektrofahrzeuges findet über den Ladekabelstecker statt.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens zwei Komponenten des Ladeparks zu einer jeweiligen Gruppe gruppiert und der jeweiligen Gruppe eine eineindeutige Netzwerkadresse zugewiesen. Vorteilhaft können so die bei einem Ladevorgang an einer jeweiligen Verteilereinheit beaufschlagten Steuergeräte, wie bspw. die jeweilige Leistungselektronik und die jeweilige Ladekontrolle, gemeinsam angesprochen werden.
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In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch einen Flash-Prozess, kurz auch „Flashen“ genannt, eine Neuprogrammierung mindestens einer Komponente des Ladeparks durchgeführt. Die Neuprogrammierung der Steuergeräte/Komponenten erfolgt über das zentrale Gateway, welches das Flashen koordiniert. Dadurch ist ein gezieltes sukzessives Flashen der einzelnen Steuergeräte im Ladepark möglich. Die dazu notwendige Software wird nur einmal vom Backend auf das zentrale Gateway heruntergeladen und vom zentralen Gateway koordiniert an die einzelnen Steuergeräte/Komponenten innerhalb des Ladeparks verteilt bzw. dort „aufgespielt“. Dadurch ist es möglich, das Flashen in Abstimmung mit dem derzeitigen Betrieb des Ladeparks zu koordinieren, so dass der Ladepark, ohne größere zeitliche Unterbrechung, weiter betrieben werden kann. Dies wird weiter in Zusammenhang mit 8 beschrieben und erläutert. Im Stand der Technik war bislang ein gesondertes gezieltes Flashen einzelner Komponenten innerhalb des Ladeparks nicht möglich, da das Flashen unmittelbar über das Backend durchgeführt wurde, und nicht jede der einzelnen Komponenten über ein zentrales Gateway mit dem Backend vernetzt war. Der Flash-Prozess kann bspw. eine neue Parametrierung für den gesamten Ladepark ausbringen, wie nachfolgend beispielhaft in 8 beschrieben. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- 1 zeigt einen schematischen Überblick eines Ladeparks gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung.
- 2 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung für einen Ladepark.
- 3 zeigt schematisch ein in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung verwendetes Kommunikationsschichtmodell gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 4 zeigt schematisch eine durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung erhaltene Architektur des Netzwerks mit gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Adressierungsmöglichkeiten.
- 5 zeigt schematisch eine Definition einer Global-ID zu einer Adressierung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 6 zeigt schematisch einen Ablaufplan für eine Gruppierung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 7 zeigt schematisch einen Ablaufplan einer Neuprogrammierung von Steuergeräten mittels eines Flash-Prozesses gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 wird ein schematischer Überblick eines Ladeparks 1 gemäß einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung gezeigt. Ein zentrales Gateway befindet sich in einer Trafostation 6 und ist von dort über eine Datenverbindung mit einem Backend-Server 2 verbunden. Die Trafostation 6 ist durch elektrische Leitungen 8 mit einem Versorgungsnetz, bspw. eines Energieversorgers verbunden. Als Baumtopologie beschrieben, werden ausgehend von dem zentralen Gateway in der Trafostation 6, welches einer Wurzel entspricht, Äste 18 zu den Komponenten PowerBox 12, hier beispielhaft dreifach vorhanden, und CoolingBox 10 gebildet. Jeweilig einer PowerBox 12 sind als Blätter jeweilig zwei Verteilereinheiten (DispenserUnits) 14 mit jeweilig einem Ladekabel zugeordnet. Zusätzlich gibt es Äste von der CoolingBox 10 zu den wärmeerzeugenden PowerBoxen 12 und zu den Verteilereinheiten 14 mit den zu kühlenden Ladekabeln.
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In 2 wird schematisch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung 100 für einen Ladepark gezeigt. Der Backend-Server 110 eines zentralen Systems ist über verschiedene kabelgebundene oder funktechnische Datenübertragungswege mit einem jeweiligen Port 101, 102, 103 und 107 eines System-Routers 122 verbunden. Ein Ladepark-Management-Server (LMS) bzw. ein hier beispielhaft redundant ausgelegtes zentrales Gateway 126 und 127 öffnet für jede Ladesäule einen Websocket. Der Backend-Server 110 nimmt dadurch quasi eine Ansammlung von einzelnen Ladepunkten für eine Open-Charge-Point-Protocol-Kommunikation wahr. Als Port-Beispiele sind hier ein DSL-Port 101, ein Glasfaser-Port 102, ein Kabel-Port 103 und ein LTE-Mobilfunk-Port 107 angeführt. Der System-Router 122 ist Teil eines Kontrollservers 121, der sich in der Trafostation 120 befindet. Ebenfalls Teile des Kontrollservers 121 sind eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, kurz USV, 123, eine Schnittstelle 124 für Steuergeräte oder Sensoren außerhalb eines Kern-Netzwerkes (welchem alle weiteren in der 2 dargestellten Komponenten zugeordnet sind), ein hier beispielhaft redundant ausgelegtes zentrales Gateway 126 und 127, und ein Zentralswitch 125. Der System-Router 122 ist über jeweilig einen Ethernet-Port 105 mit dem redundant ausgelegten zentralen Gateway 126 und 127 verbunden. Die USV 123 kann über einen IIO-Port mit dem zentralen Gateway verbunden sein, ist dem hier gezeigten Beispiel aber über jeweilig einen USB-Port 104 ebenfalls mit dem redundant ausgelegten zentralen Gateway 126 und 127 verbunden, wobei sie ein optionales XOR-Glied 128 aufweist. Außerdem ist die USV 123 optional über den Ethernet-Port 105 mit dem Zentralswitch 125 verbunden. Der Zentralswitch 125 stellt einen Kommunikations-Knoten des Kern-Netzwerks dar. Die Schnittstelle 124 für Steuergeräte oder Sensoren außerhalb des Kern-Netzwerkes ist über jeweils einen RS-232-Port 129 mit dem redundant ausgelegten zentralen Gateway 126 und 127 verbunden. Schließlich ist das redundant ausgelegte zentrale Gateway 126 und 127 über jeweils einen Ethernet-Port 105 mit dem Zentralswitch 125 verbunden. Ausgehend vom Zentralswitch 125 bieten eine Reihe von Ethernet-Ports 105 eine jeweilige Verbindung zu den hier beispielhaft gezeigten drei PowerBoxen 141, 142 und 143, sowie zu der CoolingBox 130. Außerdem hält der Zentralswitch_125 einen Service-Ethernet-Port 106 vor. Die CoolingBox 130 weist zwei Kühlmodule 131 und 132 auf, die jeweils über einen Ethernet-Port 105 verfügen. Die drei PowerBoxen 141, 142 und 143 sind identisch aufgebaut. Eine jeweilige PowerBox 141, 142 oder 143 umfasst zwei Leistungselektronikmodule 144 und 145 und einen Switch 146 mit einer Reihe von Ethernet-Ports 105 und einem zusätzlichen Service-Ethernet-Port 106. Die PowerBoxen 141, 142 und 143, konkret die davon umfassten jeweiligen Switches 146 innerhalb der jeweiligen PowerBoxen 141, 142, 143 stellen hier einen jeweiligen Kommunikations-Knoten des Kern-Netzwerks dar. Ebenso stellt die CoolingBox 130 einen Kommunikations-Knoten des Kern-Netzwerks dar. Die Leistungselektronikmodule 144 und 145 sind jeweilig über einen Ethernet-Port 105 mit dem Switch 146 verbunden. Die jeweiligen PowerBoxen 141, 142 und 143 sind über eine jeweilige Glasfaser- oder alternativ Kupferleitung, dargestellt als durchgezogene oder alternativ gestrichelte Linie, mittels Ethernet mit zwei jeweiligen Ladekontrollen 151 und 152 oder 153 und 154 oder 155 und 156 verbunden. Im Einzelnen ist die PowerBox 141 mit den Ladekontrollen 151 und 152, die PowerBox 142 mit den Ladekontrollen 153 und 154, und die PowerBox 143 mit den Ladekontrollen 155 und 156 verbunden. Die jeweiligen Ladekontrollen 151, 152, 153, 154, 155 und 156 einer Verteilergruppe sind identisch aufgebaut. Eine jeweilige Ladekontrolle 151, 152, 153, 154, 155 oder 156 umfasst einen Ethernet-Port 105, über den sie mit der jeweiligen PowerBox 141, 142 oder 143 verbunden ist und darüber dem jeweiligen Switch 146 als Kommunikations-Knoten des Kern-Netzwerks zugeordnet ist. Sie umfasst weiter einen Near-Field-Communication-Port, kurz NFC-Port, 108, einen Controller-Area-Network-Port, kurz CAN-Port, 158 und einen PLC-Port 159 für PowerLine Communication. Der NFC-Port 108 steht für eine Abrechnung nach RFID-Standard bereit. Eine Konfiguration des CAN-Ports 158 und des PLC-Ports 159 wird in Abhängigkeit des umgesetzten Ladestandards durchgeführt: der japanische CHAdeMO 161 oder der chinesische GB/T 162 sind dem CAN-Port 158 zugeordnet, während eine europäische bzw. amerikanische Version des Combined Charging Systems 163, CCS1 bzw. CCS2, dem PLC-Port 159 zugeordnet ist. Angelehnt an die Ladekontrolle 153 befindet sich ein optionaler Kunden-Router 150, der aber auch an jede andere Ladekontrolle 151, 152, 154, 155 oder 156 angelehnt sein kann. Der Kunden-Router 150 verfügt über einen LTE-Mobilfunk-Port 107 und einen WLAN-Port 109. Optional kann auch eine zweite Verteilergruppe 170 von Ladekontrollen 171, 172, 173, 174, 175 und 176 vorhanden sein, welche auf gleiche Art und Weise wie die Ladekontrollen 151, 152, 153, 154, 155 und 156 mit den jeweiligen PowerBoxen 141, 142 oder 143 verbunden sind und die gleichen Ports 161, 162, 163 für Ladestandards zur Verfügung stellen.
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In 3 wird schematisch ein in einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung verwendetes Kommunikationsschichtmodell 200 gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Es ist angelehnt an das Open-Systems-Interconnection-Modell, kurz OSl-Modell, welches ein Referenzmodell für Netzwerkprotokolle als Schichtenarchitektur darstellt und aus sieben Schichten besteht. Die erste Schicht 201 wird von einer physischen Schicht 210 gebildet, welche die Datenübertragung in Kupfer- oder Glasfaserleitungen beinhaltet. Die zweite Schicht 202 wird von einer Verbindungsschicht 220 gebildet, welche Ethernet Media Access Control nach IEEE-Standard 802.3 ausführt. Die dritte Schicht 203 bildet eine Vermittlungsschicht, welche einerseits ein optionales Network-Time-Protocol, kurz NTP, 231, andererseits Internet-Protocol-Version-6, kurz IPv6, 232, bzw. Internet-Control-Message-Protocol-Version-6, kurz ICMPv6, 233 verwendet. Teilweise kann aber auch Internet-Protocol-Version-4, kurz IPv4, zum Einsatz kommen. Die vierte Schicht 204 bildet eine Transportschicht mit den Protokollen Datagram-Transport-Layer-Security, kurz DTLS, 241 mit User-Datagram-Protocol, kurz UDP, 242 einerseits und mit Transport-Layer-Security, kurz TLS, 243 mit Transmission-Control-Protocol, kurz TCP, 244 andererseits. Die fünfte Schicht 205 wird von einer Sitzungsschicht, welche im OSI-Modell eine Prozesskommunikation zwischen zwei Systemen regelt, und die sechste Schicht 206 wird von einer Darstellungsschicht, welche im OSI-Modell eine systemabhängige Darstellung von Daten in eine systemunabhängige Form umsetzt, gebildet. Beide Schichten 205 und 206 werden, was die Datenübertragung aus einer Diagnose 274 betrifft, mittels Cellular-Digital-Packet-Data, kurz CDPD, 256 gebildet. Die sonstige Datenübertragung aus der siebten Schicht 207, welche eine sogenannte Anwendungsschicht 270 bildet, findet aber direkt mittels den Sicherheitsprotokollen DTSL 241 und TLS 243 der vierten Schicht statt und wird durch Applikationen 271, Protocol-Buffers 272 und SFTP 273 gebildet.
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In 4 wird schematisch eine durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung erhaltene Architektur 300 des Netzwerks mit durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Adressierungsmöglichkeiten gezeigt. Ein Backend-Modul bzw. Backend-Server 310 weist eine IP-Adresse gemäß IPv4 auf und kann mit dem zentralen Gateway 320 Objekte gemäß JavaScript-Object-Notation, kurz JSON, 307 austauschen. Das zentrale Gateway 320 bildet einen CP-Null-Kommunikations-Knoten 303 und weist eine Global-ID 304 auf. Es kommuniziert über seine IP-Adresse 301 gemäß IPv4 mit dem Backend-Server 310. Für die Kommunikation im Kern-Netzwerk weist es eine IP-Adresse nach IPv6 auf. Dem zentralen Gateway 320 steht eine Zuordnungstabelle 321 zwischen Global-IDs 304 und IP-Adressen 302 zur Verfügung. Dem Kühl-Modul 330 ist eine Global-ID 304 zugewiesen und es kommuniziert als Kommunikations-Knoten im Kern-Netzwerk über seine IP-Adresse 302. In der dargestellten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung bilden ein Leistungselektronikmodul 341 und zwei Ladekontrollen 351 und 352 eine Gruppe „Ladepunkt CP-1“ und sind einem CP-1-Kommunikations-Knoten 303 zugeordnet. Ein Leistungselektronikmodul 342 und eine Ladekontrolle 353 bilden eine Gruppe „Ladepunkt CP-2“ und sind einem CP-2-Kommunikations-Knoten 303 zugeordnet, wobei CP-2 eine Realisierungsvariante von CP-1 darstellt. Jede dieser Komponenten 341, 342, 351, 352 und 353 verfügt über eine eigene Global-ID 304. Die jeweiligen Ladekontrollen 351, 352 und 353 weisen zusätzlich eine Ladestationsidentifikationsnummer EVSE-ID 305 auf und sind mit mindestens einer Verteilereinheit 361, 362, 363 oder 364 verbunden. In der dargestellten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Netzwerkanordnung ist die Ladekontrolle 351 mit den Verteilereinheiten 361 und 362, die Ladekontrolle 352 mit der Verteilereinheit 363 und die Ladekontrolle 353 mit der Verteilereinheit 364 verbunden. Die jeweiligen Verteilereinheiten 361, 362, 363 und 364 weisen eine jeweilige Verbindungs-ID 306 auf.
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In 5 wird schematisch eine Definition einer Global-ID zu einer Adressierung 900 gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Global-ID weist einen als „Park-Prefix“ 901 genannten ersten Teil und einen als „ECU-ID“ 902 genannten zweiten Teil auf. Der Park-Prefix 901 umfasst sechs Bytes, wovon eine Gruppe 903 von ersten fünf Bytes zur freien Verwendung ist und ein sechstes Byte 904 eine dem zentralen Gateway zugewiesene Standortzahl ist. Die ECU-ID 902, also eine Steuergeräte-Identifikationszahl, umfasst vier Bytes, wovon ein erstes Byte 911 für eine zukünftige Verwendung reserviert ist, ein zweites Byte in den ersten vier Bits 912 eine Gruppe von Komponenten des Ladeparks referenziert und in den zweiten vier Bits 913 einen Typ von Komponenten des Ladeparks referenziert. Ein drittes Byte 914 ist eine einfache Zahl, während ein viertes Byte 915 einen Index bildet. Die ersten vier Bits 912 des zweiten Bytes der ECU-ID 902 nehmen folgende Werte 920 an, die den beschriebenen Fällen 921 zugewiesen sind: Sie nehmen einen Wert 0 an, wenn keine Gruppe, kein Steuergerät oder kein Steuergerätetyp referenziert ist. Sie nehmen den Wert 1 an, wenn eine Kühlgruppe referenziert ist, und sie nehmen den Wert 2 an, wenn eine Ladungspunktgruppe referenziert ist. Alle anderen Werte sind für eine zukünftige Verwendung reserviert. Die zweiten vier Bits 913, die einen Typ von Komponenten des Ladeparks bezeichnen, nehmen folgende Werte 930 an, die den beschriebenen Fällen 931 zugewiesen sind: Sie nehmen den Wert 1 an, wenn das zentrale Gateway referenziert ist, sie nehmen den Wert 2 an, wenn ein Leistungselektronikmodul referenziert ist, sie nehmen den Wert 3 an, wenn eine Ladekontrolle referenziert ist, sie nehmen den Wert 4 an, wenn ein Kühlmodul referenziert ist, sie nehmen den Wert 5 an, wenn eine PowerBox bzw. eine ChargeBox referenziert ist, sie nehmen den hexadezimalen Wert F an, wenn alle Komponenten zusammen referenziert sind. Weitere Werte als die genannten sind für eine zukünftige Verwendung reserviert. Das dritte Byte 914 nimmt folgende Werte 940 an, die den beschriebenen Fällen 941 zugewiesen sind: der Wert 940 entspricht einer Steuergerätenummer, wenn das einzelne Steuergerät referenziert wird. Der Wert 940 entspricht einer Gruppennummer, wenn eine Gruppe referenziert wird. Schließlich nimmt der Wert 940 den hexadezimalen Wert FF für den Fall an, dass alle Steuergeräte referenziert werden. Das vierte Byte 915 nimmt folgende Werte 950 an, die den beschriebenen Fällen 951 zugewiesen sind, hier beispielhaft beschrieben, falls der Wert 930 dem für die Ladekontrolle entspricht: der hexadezimale Wert A wird für Ladekontrollen aus einer Verteilergruppe A, bezeichnet mit LKxxA (x ist hierbei eine Zahl), angenommen. Der hexadezimale Wert B wird für Ladekontrollen aus einer Verteilergruppe B, bezeichnet mit LKxxB angenommen. Der hexadezimale Wert F wird angenommen, falls keine Indexnummer notwendig ist oder beide voranstehend genannten Ladegruppen LKxxA und LKxxB referenziert sind. Ein erstes Beispiel, wie sich eine ECU-ID 902 ergibt, ist für den Fall, dass ein einzelnes Steuergerät, bspw. das erste Leistungselektronikmodul im Kern-Netzwerk, referenziert wird, dargestellt: Da es sich um keine Gruppe handelt, ist der Wert 920 gleich Null. Für den Typ Leistungselektronikmodul wird dem Wert 930 eine Zwei zugewiesen. Dem dritten Byte 914 wird eine Eins zugewiesen, da das erste Leistungselektronikmodul die Steuergerätenummer Eins hat. Es soll in dem Beispiel nur eine Verteilergruppe geben, so ist kein Index notwendig und dem Wert 950 wird ein F zugewiesen. Damit ergibt sich „0002010F“ als ECU-ID. Ein zweites Beispiel ist für den Fall, dass alle Steuergeräte vom Typ Ladekontrolle referenziert werden, dargestellt: Da es sich um keine Gruppe handelt, ist der Wert 920 gleich Null. Für den Typ Ladekontrolle wird dem Wert 930 eine Drei zugewiesen. Dem dritten Byte 914 wird ein FF zugewiesen, da alle Steuergerätenummer vom Ladekontrolltyp referenziert werden sollen. Es soll in dem Beispiel nur eine Verteilergruppe geben, so ist kein Index notwendig und dem Wert 950 wird ein F zugewiesen. Damit ergibt sich „0003FF0F“ als ECU-ID. Ein drittes Beispiel ist für den Fall, dass alle Ladekontrollen einer Ladegruppe referenziert werden, dargestellt: Da es sich um eine Ladungspunktgruppe handelt, ist dem Wert 920 eine Zwei zugewiesen. Für den Typ Ladekontrolle wird dem Wert 930 eine Drei zugewiesen. Dem dritten Byte 914 wird eine Eins zugewiesen, da es sich um eine erste Gruppe von Ladekontrollen handelt. Es soll in dem Beispiel nur eine Verteilergruppe geben, so ist kein Index notwendig und dem Wert 950 wird ein F zugewiesen. Damit ergibt sich „0023010F“ als ECU-ID. Ein viertes Beispiel ist für den Fall, dass alle Steuergeräte der Kühlgruppe 1 referenziert werden, dargestellt: Da es sich um eine Kühlgruppe handelt, ist dem Wert 920 eine Eins zugewiesen. Da bei dem Typ alle Steuergeräte der Kühlgruppe referenziert werden sollen, wird dem Wert 930 ein F zugewiesen. Dem dritten Byte 914 wird eine Eins zugewiesen, da es sich um eine erste Kühlgruppe handelt. Es soll in dem Beispiel nur eine Verteilergruppe geben, so ist kein Index notwendig und dem Wert 950 wird ein F zugewiesen. Damit ergibt sich „001F010F“ als ECU-ID. Ein fünftes Beispiel ist für den Fall, dass alle Steuergeräte des Ladeparks referenziert werden, dargestellt: Da keine spezielle Gruppe referenziert wird, ist dem Wert 920 eine Null zugewiesen. Da bei dem Typ alle Steuergeräte referenziert werden sollen, wird dem Wert 930 ein F zugewiesen. Dem dritten Byte 914 wird ein FF zugewiesen, da alle Steuergeräte referenziert werden. Es soll in dem Beispiel nur eine Verteilergruppe geben, so ist kein Index notwendig und dem Wert 950 wird ein F zugewiesen. Damit ergibt sich „000FFF0F“ als ECU-ID.
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6 zeigt schematisch einen Ablaufplan 600 für eine Gruppierung gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Kommunikationsaustausch zwischen einzelnen Komponenten des Ladeparks und Arbeitsschritte der Komponenten werden anhand des Ablaufplans 600 dargestellt, wobei ein Zeitablaufpfeil 609 eine Reihenfolge anzeigt. Bei den Komponenten handelt es sich um einen HTML-Tester 610, das zentrale Gateway 620 und die Ladekontrolle 630, wobei eine Aktivität der jeweiligen Komponente mit einem jeweilig verbreiterten Streifen 611, 621 und 631 dargestellt wird. Die Komponente HTML-Tester 610 wird auf dem zentralen Gateway 620 bzw. Lade-Management-System (LMS) 620 ausgeführt. Zunächst wird ein Vorgang „zentrales Gateway gruppieren“ 601 aufgezeigt: Ausgehend von dem HTML-Tester 610 wird an das zentrale Gateway 620 ein Befehl „Gruppieren“ 612 mit zugehörigen Gruppierungsparametern ausgegeben. Wenn eine Komponente oder ein Steuergerät, in diesem Fall das zentrale Gateway 620, bemerkt, dass die Gruppierungsparameter stimmen und die Gruppierung sofort umgesetzt werden kann, wird dies mit einer positiven Antwort 613 bestätigt. Das zentrale Gateway 620 vollzieht als nächstes eine IPv6 Adress-Konfiguration 603, dann eine Sende- und Empfangskonfiguration einer Protokolldateneinheit-Identifikation 604, und vollzieht schließlich einen Reset 605. Nun muss die Kommunikation 621 zu einer Rekonfiguration der IPv6-Adresse erneut geöffnet werden und es werden Anwendungsdaten 622 und 623 zu normalen Protokolldateneinheit-Identifikationen an die Ladekontrolle 630 gesendet.
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Weiter wird nun der Vorgang „Gruppieren eines verbundenen Steuergerätes“ 602 aufgezeigt: Ausgehend von dem HTML-Tester 610 wird an das zentrale Gateway 620 ein Befehl „Gruppieren“ 614 mit MAC-Adresse und Steuergeräte-(ECU)-Typ ausgegeben. Das zentrale Gateway 620 sendet den Befehl „Gruppieren“ an eine Standard-IPv6-Adresse als einen Default-Diagnostic-Request 624 an die Ladekontrolle 630. Von dieser wird der Auftrag zum Gruppieren mit einer Default-Diagnostic-Response 625 an das zentrale Gateway 620 bestätigt. Das zentrale Gateway 620 bestätigt wiederum in Nachricht 615 an den HTML-Tester 610, dass der Gruppierungsvorgang ausgeführt wird. Daraufhin vollzieht die Ladekontrolle 630 eine IPv6 Adress-Konfiguration 607, dann eine Sende- und Empfangskonfiguration einer Protokolldateneinheit-Identifikation 608, und vollzieht schließlich einen Reset 609. Gleichzeitig erneuert das zentrale Gateway 620 einen bei ihm abgespeicherten Plan 606 über die Steuergeräte. Nun muss die Kommunikation 622 zur Rekonfiguration der IPv6-Adresse erneut geöffnet werden, wobei die Ladekontrolle 630 bereits zum Zeitpunkt 632 gruppiert ist und Anwendungsdaten 626 und 627 zu normalen Protokolldateneinheit-Identifikationen an das zentrale Gateway 620 sendet. Die Rekonfiguration der Gruppierung ist auf gleiche Ablaufart möglich.
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In 7 wird schematisch ein Ablaufplan 1000 einer Neuprogrammierung von Steuergeräten mittels eines Flash-Prozesses gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Hierzu ist beispielhaft ausgehend von einem zentralen Gateway 1010 ein Kern-Netzwerk mit zwei Kühlgruppen 1001 und 1002 angeordnet, wobei die erste Kühlgruppe 1001 ein Kühlmodul KM1 1020, eine erste Ladegruppe 1003 mit einer Ladekontrolle LK1 1030 und einem Leistungselektronikmodul LEM1 1040 und eine zweite Ladegruppe 1004 mit einer Ladekontrolle LK2 1050 und einem Leistungselektronikmodul LEM2 1060 umfasst, und wobei die zweite Kühlgruppe 1002 ein Kühlmodul KM2 1070 und eine dritte Ladegruppe 1005 mit einer Ladekontrolle LK3 1080 und einem Leistungselektronikmodul LEM3 1090 umfasst. Der Zeitablauf findet, wie in 6, entlang der senkrechten verbreiterten Streifen von oben nach unten statt, wobei eine Musterung aufzeigt, ab wann bei dem jeweiligen Steuergerät die Neuprogrammierung ausgeführt ist und es dem Ladepark wieder zur Verfügung steht. Das hier beschriebene Szenario soll beispielhaft eine Ausgangssituation beinhalten, bei der die zweite Ladegruppe 1004 gerade aktiv ist und durch sie ein Elektrofahrzeug aufgeladen wird. Zu Beginn wird zur Neuprogrammierung von dem zentralen Gateway 1010 an jedes Steuergerät 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, 1070, 1080 und 1090 der Befehl 1091 gesendet, dass sie außer Funktion gehen sollen. Das Kühlmodul KM1 1020 geht zu einem Zeitpunkt 1021 in den Modus Einzel-Ladepunkt. Es kann nicht geflasht werden, da die zweite Ladegruppe 1004 noch das Elektrofahrzeug auflädt. Die Ladekontrolle LK1 1030 geht zu einem Zeitpunkt 1031 in den Modus Einzel-Ladepunkt. Es wird entschieden, die zweite Kühlgruppe 1002 zuerst zu flashen, da an der ersten Kühlgruppe 1001 bereits ein Ladepunkt (mit Bezugszeichen 1004) besetzt ist. Das Leistungselektronikmodul LEM1 1040 geht zu einem Zeitpunkt 1041 in den Modus Einzel-Ladepunkt. Zwar könnte dieses geflasht werden, aber es soll für einen möglichen Anwender anwählbar bleiben. Die Ladekontrolle LK2 1050 geht zu einem Zeitpunkt 1051 und das Leistungselektronikmodul LEM2 1060 geht zu einem Zeitpunkt 1061 in den Modus Einzel-Ladepunkt. Damit befinden sich alle Steuergeräte in der ersten Kühlgruppe 1001 im Modus Einzel-Ladepunkt. Dies ist Voraussetzung, damit das zentrale Gateway 1010 geflasht werden kann und trotzdem die Steuergeräte 1020, 1030, 1040, 1050 und 1060 für einen möglichen Anwender verfügbar bleiben. Als nächstes wird nun mit Vorgang 1011 das zentrale Gateway 1010 geflasht.
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Mit Vorgang 1052 speichert die Ladekontrolle LK2 1050 und mit Vorgang 1062 das Leistungselektronikmodul LEM2 1060 jeweilig den Befehl, nach Beendigung einer gegenwärtigen Operation (Laden des Elektrofahrzeugs) außer Funktion zu gehen. Vom zentralen Gateway 1010 erfolgt mittels einer Diagnostic-Routine das Flashen 1071 des zweiten Kühlmoduls 1070. Ebenfalls erfolgt mittels der Diagnostic-Routine das Flashen 1081 der Ladekontrolle LK3 1080. Zu einem Zeitpunkt 1072 ist der Flash-Prozess am Kühlmodul KM2 1070 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 eine Mitteilung 1073 erfolgt, dass das Kühlmodul KM2 1070 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Zu einem Zeitpunkt 1082 ist der Flash-Prozess an der Ladekontrolle LK3 1080 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1083 erfolgt, dass die Ladekontrolle LK3 1080 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Nun erfolgt von dem zentralen Gateway 1010 mittels der Diagnostic-Routine die Mitteilung 1093 an das Leistungselektronikmodul LEM3 1090, jetzt zu flashen. Mittlerweile ist der Ladevorgang an dem Elektrofahrzeug abgeschlossen, was von der Ladekontrolle LK2 1050 mit Mitteilung 1053 und von dem Leistungselektronikmodul LEM2 1060 mit Mitteilung 1063 an das zentrale Gateway 1010 gesendet wird. Zu diesem Zeitpunkt 1012 könnte nun die erste Kühlgruppe 1001 geflasht werden. Damit wäre aber kein Ladepunkt mehr verfügbar, da auf dem Leistungselektronikmodul LEM3 1090 noch der Flash-Prozess ausgeführt wird, was vorteilhaft kontinuierlich überwacht werden kann, um festzustellen, wann das Steuergerät wieder frei ist. Deshalb wird mit dem Flashen von Kühlgruppe 1001 solange gewartet, bis die zweite Kühlgruppe 1002 wieder verfügbar ist. Zu einem Zeitpunkt 1094 ist der Flash-Prozess an dem Leistungselektronikmodul LEM3 1090 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1095 erfolgt, dass das Leistungselektronikmodul LEM3 1090 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Es folgt ausgehend vom zentralen Gateway 1010 eine Deaktivierung 1064 der Steuergeräte 1020, 1030, 1040, 1050 und 1060 der ersten Kühlgruppe 1001. Es erfolgt von dem zentralen Gateway 1010 mittels der Diagnostic-Routine die Mitteilung 1032 an die Ladekontrolle LK1 1030 jetzt zu flashen. Zu einem Zeitpunkt 1033 ist der Flash-Prozess an der Ladekontrolle LK1 1030 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1034 erfolgt, dass die Ladekontrolle LK1 1030 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Als nächstes erfolgt von dem zentralen Gateway 1010 mittels der Diagnostic-Routine die Mitteilung 1043 an das Leistungselektronikmodul LEM1 1040, die Mitteilung 1022 an das Kühlmodul KM1 1020, sowie die Mitteilung 1054 an die Ladkontrolle LK2 1050 jetzt zu flashen. Zu einem Zeitpunkt 1044 ist der Flash-Prozess an dem Leistungselektronikmodul LEM1 1040 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1045 erfolgt, dass das Leistungselektronikmodul LEM1 1040 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Zu einem Zeitpunkt 1055 ist der Flash-Prozess an der Ladekontrolle LK2 1050 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1056 erfolgt, dass die Ladekontrolle LK2 1050 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Schließlich erfolgt vom zentralen Gateway die Mitteilung 1065 an das Leistungselektronikmodul LEM2 1060 jetzt zu flashen. Zu einem Zeitpunkt 1023 ist der Flash-Prozess an dem Kühlmodul KM1 1020 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1024 erfolgt, dass das Kühlmodul KM1 1020 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Abschließend ist zu einem Zeitpunkt 1066 der Flash-Prozess an dem Leistungselektronikmodul LEM2 1060 abgeschlossen und es wird ein Reset ausgeführt, wobei mit Abschluss des Resets an das zentrale Gateway 1010 die Mitteilung 1067 erfolgt, dass das Leistungselektronikmodul LEM2 1060 wieder eingeschaltet zur Verfügung steht. Damit ist die Neuprogrammierung der Steuergeräte im Kern-Netzwerk abgeschlossen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0769217 B1 [0003]
- EP 2783484 B1 [0004]
- EP 1065858 B1 [0005]
