DE102019202201A1 - Method and device for controlling an energy transfer between a charging station of an electrical supply network and an energy store of an electrical vehicle on-board network - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (10) zum Steuern einer Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Ladestation (L) eines elektrischen Versorgungsnetzes (E) und einem Energiespeicher (B) eines elektrischen Bordnetzes eines über eine Anschlusseinrichtung (A) mit der Ladestation (L) verbundenen Fahrzeuges (1). Das Verfahren umfasst: Erfassen (S3) von Steuersignalen, die einer über die Anschlusseinrichtung (A) vom Fahrzeug (1) empfangenen (S1) Versorgungsspannung des elektrischen Versorgungsnetzes (E) aufmoduliert sind; Auswerten (S5) der erfassten Steuersignale zur Bildung von Steuerbefehlen; Steuern (S6) der Übertragung von elektrischer Energie in Abhängigkeit von den gebildeten Steuerbefehlen. Um die Leistungsfähigkeit einer derartigen Rundsteuertechnik zu vergrößern und eine möglichst fehlerfreie Interpretation der empfangenen Steuersignale zu gewährleisten, umfasst das Verfahren ferner ein Erfassen (S2) einer Position des Fahrzeuges (1), wobei das Auswerten (S5) der erfassten Steuersignale in Abhängigkeit von der erfassten Position des Fahrzeuges (1) durchgeführt wird.The invention relates to a method and a device (10) for controlling a transmission of electrical energy between a charging station (L) of an electrical supply network (E) and an energy store (B) of an on-board electrical system of a connection device (A) to the charging station ( L) connected vehicle (1). The method comprises: detecting (S3) control signals which are modulated onto a supply voltage of the electrical supply network (E) received (S1) via the connection device (A) from the vehicle (1); Evaluating (S5) the detected control signals to form control commands; Controlling (S6) the transmission of electrical energy as a function of the control commands formed. In order to increase the performance of such a ripple control technology and to ensure an interpretation of the received control signals that is as error-free as possible, the method further comprises a detection (S2) of a position of the vehicle (1), the evaluation (S5) of the detected control signals as a function of the detected Position of the vehicle (1) is carried out.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 7.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung, die beispielsweise beim Laden von Elektro- oder Hybridfahrzeugen an Ladestationen eingesetzt werden können, sind aus dem Stand der Technik bekannt (vgl. z. B.
Das bekannte Verfahren zum Steuern einer Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Ladestation eines elektrischen Versorgungsnetzes und einem Energiespeicher eines elektrischen Bordnetzes eines über eine Anschlusseinrichtung mit der Ladestation verbundenen Fahrzeuges weist folgende Schritte auf:
- - Erfassen von Steuersignalen, die einer über die Anschlusseinrichtung vom Fahrzeug empfangenen Versorgungsspannung des elektrischen Versorgungsnetzes aufmoduliert sind,
- - Auswerten der erfassten Steuersignale zur Bildung von Steuerbefehlen,
- - Steuern der Übertragung von elektrischer Energie in Abhängigkeit von den gebildeten Steuerbefehlen.
- - Acquisition of control signals that are modulated onto a supply voltage of the electrical supply network received from the vehicle via the connection device,
- - Evaluation of the recorded control signals to generate control commands,
- - Controlling the transmission of electrical energy as a function of the control commands formed.
Ein derartiges Verfahren wird im Stand der Technik allgemein auch als „Rundsteuertechnik“ bezeichnet. Hierbei werden im elektrischen Versorgungsnetz an geeigneten Stellen angeordnete Rundsteuersender eingesetzt, mittels welchen die Steuersignale erzeugt und der elektrischen Versorgungsspannung im Bereich des Senders aufmoduliert (überlagert) werden.Such a method is also generally referred to as “ripple control technology” in the prior art. In this case, ripple control transmitters arranged at suitable points in the electrical supply network are used, by means of which the control signals are generated and modulated (superimposed) on the electrical supply voltage in the area of the transmitter.
Problematisch kann hierbei zum Beispiel sein, dass der Versorgungsspannung überlagerte Störsignale unter Umständen von dem Fahrzeug als Steuersignale fehlinterpretiert werden.The problem here can be, for example, that interference signals superimposed on the supply voltage may be misinterpreted as control signals by the vehicle.
Ferner ist z. B. problematisch, dass zusätzlich zu den für das Fahrzeug vorgesehenen Steuersignalen, die von einem regionalen Betreiber des elektrischen Versorgungsnetzes eingespeist werden, auch andere Steuersignale über das (zusammenhängende) elektrische Versorgungsnetz bis zum Fahrzeug gelangen können, die eigentlich für elektrische Einrichtungen bzw. Fahrzeuge in einer ganz anderen Region vorgesehen sind (und von einem anderen regionalen Betreiber des elektrischen Versorgungsnetzes eingespeist wurden).Furthermore, z. B. problematic that in addition to the control signals provided for the vehicle, which are fed by a regional operator of the electrical supply network, other control signals can reach the vehicle via the (coherent) electrical supply network that are actually used for electrical equipment or vehicles in in a completely different region (and fed in by another regional operator of the electrical supply network).
Verschiedene regionale Netzbetreiber entsprechender verschiedener Regionen des elektrischen Versorgungsnetzes verwenden oftmals verschiedenartige Steuersignale (z. B. bestimmte Impulsfolgen etc.), um damit bestimmte Steuerbefehle zu codieren.Different regional network operators corresponding to different regions of the electrical supply network often use different types of control signals (e.g. specific pulse trains, etc.) in order to use them to encode specific control commands.
Insofern besteht beispielweise die Gefahr, dass seitens des Fahrzeuges ein nicht für dieses Fahrzeug vorgesehenes Steuersignal nicht richtig interpretiert wird bzw. z. B. fälschlicherweise zur Bildung von Steuerbefehlen ausgewertet wird.In this respect there is, for example, the risk that the vehicle will not correctly interpret a control signal that is not intended for this vehicle or B. is incorrectly evaluated for the formation of control commands.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren und Vorrichtungen besteht darin, dass mittels der für eine bestimmte Region in das Versorgungsnetz eingespeisten Steuersignale stets sämtliche Energieübertragungen der mit Ladestationen in dieser Region (in der die Steuersignale empfangen werden) verbundenen Fahrzeuge angesteuert werden.Another disadvantage of the known methods and devices is that the control signals fed into the supply network for a specific region are always used to control all energy transmissions of the vehicles connected to charging stations in this region (in which the control signals are received).
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme des Stands der Technik zu vermeiden und insbesondere einen Weg aufzuzeigen, mit dem die Leistungsfähigkeit der Rundsteuertechnik bei Fahrzeugen vergrößert werden kann und seitens der Fahrzeuge die empfangenen Steuersignale zuverlässiger bzw. möglichst fehlerfrei interpretiert werden können.It is an object of the present invention to avoid the above-mentioned problems of the prior art and in particular to show a way with which the performance of the ripple control technology in vehicles can be increased and the received control signals can be interpreted more reliably or as error-free as possible by the vehicles .
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 7, respectively. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Erfassen einer Position des Fahrzeuges umfasst, und dass das Auswerten der erfassten Steuersignale in Abhängigkeit von der erfassten Position des Fahrzeuges durchgeführt wird.The method according to the invention is characterized in that it further comprises a position of the vehicle being detected, and the evaluation of the control signals detected is carried out as a function of the detected position of the vehicle.
In einer Ausführungsform erfolgt das Erfassen der Steuersignale unter Verwendung einer Spannungsmesseinrichtung zur Messung der vom Fahrzeug über die Anschlusseinrichtung empfangenen Versorgungsspannung.In one embodiment, the control signals are detected using a voltage measuring device for measuring the supply voltage received from the vehicle via the connection device.
Damit kann für das Erfassen der Steuersignale vorteilhaft eine bei Fahrzeugen der hier interessierenden Art oftmals ohnehin vorgesehene Spannungsmesseinrichtung zu diesem Zweck mitgenutzt werden. Hierbei ist lediglich sicherzustellen, etwa durch eine geringfügige Adaption einer bestehenden Spannungsmesseinrichtung, dass die damit durchgeführte Spannungsmessung mit ausreichend hoher Zeitauflösung erfolgt, um „den Steuersignalen folgen“ zu können bzw. diese hinreichend genau zu erfassen.A voltage measuring device, which is often provided anyway in vehicles of the type of interest here, can thus advantageously also be used for this purpose for detecting the control signals. It is only necessary to ensure, for example by slightly adapting an existing voltage measuring device, that the voltage measurement carried out with it takes place with a sufficiently high time resolution to be able to “follow the control signals” or to record them with sufficient accuracy.
In einer Ausführungsform wird anhand der erfassten Position des Fahrzeuges aus einer Mehrzahl von Zuordnungen zwischen Steuersignalen und Steuerbefehlen eine bestimmte, bei der Auswertung der erfassten Steuersignale zu verwendende Zuordnung ausgewählt.In one embodiment, based on the detected position of the vehicle from a A plurality of assignments between control signals and control commands, a specific assignment to be used in the evaluation of the detected control signals is selected.
Die Mehrzahl von Zuordnungen kann z. B. einer Mehrzahl derjenigen Zuordnungen entsprechen, die für die Codierung von Steuerbefehlen von verschiedenen regionalen Versorgungsnetzbetreibern vorgesehen sind. Die bei der Erfindung erfasste Position des Fahrzeuges kann in diesem Fall dazu genutzt werden, diejenige Zuordnung zwischen Steuersignalen und Steuerbefehlen auszuwählen, die von demjenigen Netzbetreiber verwendet wird, in dessen (z. B. geografisch definierten) Region sich das Fahrzeug aktuell befindet.The plurality of assignments can e.g. B. correspond to a plurality of those assignments that are provided for the coding of control commands from different regional supply network operators. The position of the vehicle detected in the invention can in this case be used to select the assignment between control signals and control commands that is used by the network operator in whose (e.g. geographically defined) region the vehicle is currently located.
Hierzu ein Beispiel: An Bord des Fahrzeuges, etwa in einer digitalen Speichereinheit eines elektronischen Steuergeräts, können sämtliche Zuordnungen zwischen Steuersignalen und Steuerbefehlen gespeichert sein, die von den vielen regionalen Versorgungsnetzbetreibern eines größeren geografischen Bereiches (z. B. Europa) zur Steuerung von elektrischen Verbrauchern bzw. den Fahrzeugen der hier interessierenden Art (z. B. Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge) verwendet werden. Wenn nun der Fall eintritt, dass seitens eines Fahrzeuges gleichzeitig verschiedene (von verschiedenen Versorgungsnetzbetreibern eingespeiste) Steuersignale erfasst werden, so kann das Fahrzeug unter Verwendung der erfassten Fahrzeugposition stets die „richtige“ Zuordnung auswählen und bei der Auswertung der erfassten Steuersignale berücksichtigen, egal an welchem Ort in dem genannten größeren Bereich sich das Fahrzeug momentan befindet.Here is an example: On board the vehicle, for example in a digital memory unit of an electronic control unit, all assignments between control signals and control commands can be stored that are used by the many regional supply network operators in a larger geographical area (e.g. Europe) to control electrical consumers or the vehicles of the type of interest here (e.g. electric vehicles or hybrid vehicles). If the case now occurs that different control signals (fed in by different supply network operators) are recorded by a vehicle at the same time, the vehicle can always select the "correct" assignment using the recorded vehicle position and take it into account when evaluating the recorded control signals, regardless of which one The vehicle is currently located in the larger area mentioned.
Die Zuordnungen können z. B. in Form einer oder mehrerer Tabellen gespeichert sein, z. B. je einer Tabelle pro (regionalem) Netzbetreiber, in der bestimmte Steuersignale bzw. Steuersignalcharakteristika wie bestimmte zeitliche Pulsabstände oder Pulsfrequenzen jeweils einem bestimmten Steuerbefehl (z. B. „kein Laden“ oder „kein Entladen“ etc.) zugeordnet werden. Da das Fahrzeug „weiß“ wo es sich lokal befindet, können durch Auswahl der entsprechenden Information (z. B. Tabelle) und nachfolgender Nutzung der Information empfangene Steuersignale richtig interpretiert und in Steuerbefehle umgesetzt werden.The assignments can be B. be stored in the form of one or more tables, e.g. E.g. one table for each (regional) network operator in which certain control signals or control signal characteristics such as certain time intervals or pulse frequencies are assigned to a certain control command (e.g. "no loading" or "no unloading" etc.). Since the vehicle “knows” where it is locally, the control signals received can be correctly interpreted and converted into control commands by selecting the appropriate information (e.g. table) and then using the information.
Falls das Fahrzeug kommunikativ mit einer externen IT-Struktur verbunden ist, z. B. einer mittels eines Mobilfunknetzes bewerkstelligten Internetanbindung, so kann eine Mehrzahl von an Bord des Fahrzeuges gespeicherten Zuordnungen vorteilhaft ausgehend von einer derartigen IT-Infrastruktur von Zeit zu Zeit aktualisiert werden.If the vehicle is communicatively connected to an external IT structure, e.g. B. an internet connection established by means of a mobile radio network, a plurality of assignments stored on board the vehicle can advantageously be updated from time to time based on such an IT infrastructure.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfasste Position des Fahrzeuges vorteilhaft für eine neuartige Rundsteuertechnik genutzt werden, bei der ein von allen sich in einer bestimmten, mehr oder weniger ausgedehnten Region befindenden Fahrzeugen empfangene Steuersignale unterschiedlich interpretiert werden (und z. B. nur bei einem bestimmten Teil dieser Fahrzeuge die Bildung eines bestimmten Steuerbefehls bewirken). Dies deshalb, weil das Erfassen der Fahrzeugposition (z. B. mit zur Positionsbestimmung gängigen Methoden) ohne weiteres mit einer Ortsauflösung realisiert werden kann, die gemessen an einer typischen Ausdehnung einer Region, in der die Steuersignale eines Rundsteuersenders empfangbar sind, relativ groß ist.As an alternative or in addition, the detected position of the vehicle can be used advantageously for a new type of ripple control technology, in which control signals received from all vehicles in a certain, more or less extensive region are interpreted differently (and e.g. only for a certain part cause these vehicles to generate a specific control command). This is because the detection of the vehicle position (e.g. using common methods for determining position) can easily be implemented with a spatial resolution that is relatively large, measured against a typical extension of a region in which the control signals of a ripple control transmitter can be received.
Hierzu ein Beispiel: Angenommen in der Region eines bestimmten regionalen Versorgungsnetzbetreibers befinden sich zwei große Parkhäuser (gegebenenfalls unmittelbar einander benachbart), in denen einzelnen Parkplätzen zugeordnet jeweils eine Ladestation angeordnet ist, wobei sämtliche Ladestationen beider Parkhäuser sich in der gleichen Versorgungsnetzregion befinden und mithin sämtlichen Fahrzeugen die gleichen Steuersignale zur Verfügung stellen. Mit der Erfindung kann dann jedoch realisiert werden, dass die mit den Ladestationen des einen Parkhauses verbundenen Fahrzeuge diese Steuersignale anders interpretieren als die mit den Ladestationen des anderen Parkhauses verbunden Fahrzeuge. Anhand der erfassten Fahrzeugposition kann jedes Fahrzeug gewissermaßen die Information gewinnen, in welchem Parkhaus es sich befindet und dementsprechend eine hierfür vorgesehene Zuordnung zwischen Steuersignalen und Steuerbefehlen einsetzen.Here is an example: Assuming that there are two large parking garages (possibly directly adjacent to one another) in the region of a certain regional supply network operator, each of which has a charging station assigned to individual parking spaces, with all charging stations of both parking garages being in the same supply network region and therefore all vehicles provide the same control signals. With the invention, however, it can then be realized that the vehicles connected to the charging stations of one parking garage interpret these control signals differently than the vehicles connected to the charging stations of the other parking garage. On the basis of the detected vehicle position, each vehicle can, to a certain extent, obtain the information in which parking garage it is located and accordingly use an association between control signals and control commands provided for this purpose.
Ein abgewandeltes Beispiel wäre ein Parkhaus, bei dem die von den darin befindlichen, mit Ladestationen verbundenen Fahrzeuge die empfangenen Steuersignale unterschiedlich interpretieren, je nachdem, in welchem Stockwerk des Parkhauses das betreffende Fahrzeug mit einer Ladestation verbunden ist.A modified example would be a multi-storey car park, in which the vehicles located therein and connected to charging stations interpret the received control signals differently, depending on which floor of the multi-storey car park the vehicle in question is connected to a charging station.
In beiden Beispielfällen wird mit der Erfindung eine insofern „selektive“ Steuerung der elektrischen Energieübertragung realisiert, als trotz des Empfangs bzw. der Erfassung identischer Steuersignale durch mehrere Fahrzeuge in derselben Region diese Fahrzeuge, in Abhängigkeit von deren jeweiliger momentaner Position innerhalb dieser Region, zu unterschiedlichen Ergebnissen der Auswertung der Steuersignale kommen.In both example cases, the invention realizes a "selective" control of the electrical energy transmission, as despite the receipt or detection of identical control signals by several vehicles in the same region, these vehicles differ depending on their current position within this region Results of the evaluation of the control signals come.
In einer Ausführungsform wird für das Auswerten der erfassten Steuersignale eine Steuereinrichtung des Fahrzeuges verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann hierfür jedoch auch eine extern vom Fahrzeug befindliche Steuereinrichtung (z. B. über das Internet mit dem Fahrzeug verbundene IT-Infrastruktur) verwendet werden.In one embodiment, a control device of the vehicle is used to evaluate the detected control signals. As an alternative or in addition, however, a control device located externally from the vehicle (e.g. via the Internet IT infrastructure connected to the vehicle) can be used.
In einer Ausführungsform wird wenigstens eine für das Auswerten der erfassten Steuersignale erforderliche Information aus einer Speichereinrichtung des Fahrzeuges ausgelesen. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine derartige Information auch aus einer externen Speichereinrichtung (z. B. über das Internet mit dem Fahrzeug verbundene IT-Infrastruktur) abgerufen werden (z. B. die bereits erwähnten „Zuordnungen“, aus denen das Fahrzeug in Abhängigkeit von dessen Position eine bei der Auswertung zu verwendende Zuordnung auswählt). In einer Ausführungsform wird diese wenigstens eine Information über ein Mobilfunknetz aus der betreffenden externen Speichereinrichtung abgerufen.In one embodiment, at least one piece of information required for evaluating the detected control signals is read out from a memory device of the vehicle. Alternatively or additionally, at least one such piece of information can also be called up from an external storage device (e.g. IT infrastructure connected to the vehicle via the Internet) (e.g. the aforementioned “assignments” from which the vehicle is dependent on whose position selects an assignment to be used in the evaluation). In one embodiment, this at least one piece of information is retrieved from the relevant external storage device via a cellular network.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position des Fahrzeuges aufweist, und dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das Auswerten der erfassten Steuersignale in Abhängigkeit von der erfassten Position des Fahrzeuges durchzuführen.The device according to the invention is characterized in that the device also has a position detection device for detecting a position of the vehicle, and that the device is designed to evaluate the detected control signals as a function of the detected position of the vehicle.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren hier beschriebenen Ausführungsformen und besonderen Ausgestaltungen können, einzeln oder in beliebiger Kombination, in analoger Weise auch als Ausführungsformen bzw. besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, oder umgekehrt.The embodiments and special configurations described here for the method according to the invention can, individually or in any combination, also be provided in an analogous manner as embodiments or special configurations of the device according to the invention, or vice versa.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist dementsprechend beispielweise vorgesehen, dass die Signalerfassungseinrichtung von einer Spannungsmesseinrichtung zur zeitaufgelösten Messung der vom Fahrzeug über die Anschlusseinrichtung empfangenen Versorgungsspannung gebildet ist.In one embodiment of the device it is accordingly provided, for example, that the signal detection device is formed by a voltage measuring device for time-resolved measurement of the supply voltage received from the vehicle via the connection device.
Die Zeitauflösung der Spannungsmesseinrichtung kann hierbei z. B. mit 10 ms oder weniger, insbesondere mit 1 ms oder weniger bemessen sein. Andererseits ist es zumeist ausreichend (abhängig von der Art bzw. dem zeitlichen Verlauf der Steuersignale), wenn diese Zeitauflösung zumindest 0,1 ms beträgt.The time resolution of the voltage measuring device can be e.g. B. be dimensioned with 10 ms or less, in particular with 1 ms or less. On the other hand, it is usually sufficient (depending on the type or the time course of the control signals) if this time resolution is at least 0.1 ms.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung der hier beschriebenen Art aufweist. Vorteilhafterweise kann es sich insbesondere um ein Fahrzeug handeln, bei dem der Energiespeicher (z. B. elektrische Batterie) des elektrischen Bordnetzes zur Bereitstellung von Energie zum Antrieb des Fahrzeuges nutzbar ist, wie z. B. bei einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug (mit wenigstens einem Elektromotor und wenigstens einem weiteren Energiewandler zum Zwecke des Fahrzeugantriebs).According to a further aspect of the invention, a vehicle is proposed which has a device of the type described here. Advantageously, it can in particular be a vehicle in which the energy store (z. B. electric battery) of the electrical system can be used to provide energy to drive the vehicle, such as. B. in an electric vehicle or a hybrid vehicle (with at least one electric motor and at least one further energy converter for the purpose of driving the vehicle).
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches einen Programmcode umfasst, der auf einer Datenverarbeitungseinrichtung (z. B. gebildet von einer Steuereinrichtung (z. B. programmgesteuertes elektronisches Steuergerät) des Fahrzeuges und/oder einer externen IT-Infrastruktur) ausgeführt ein Verfahren der hier beschriebenen Art durchführt.According to a further aspect of the invention, a computer program product is proposed which comprises a program code that is executed on a data processing device (e.g. formed by a control device (e.g. program-controlled electronic control device) of the vehicle and / or an external IT infrastructure) performs a method of the type described herein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
-
1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeuges während einer Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Ladestation und einem Energiespeicher des Fahrzeuges, und -
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, mit dem bei dem Fahrzeug von1 die Übertragung der elektrischen Energie gesteuert wird.
-
1 a block diagram of a vehicle during a transfer of electrical energy between a charging station and an energy store of the vehicle, and -
2 a flowchart of a method with which the vehicle of1 the transmission of electrical energy is controlled.
Die Batterie B bildet eine Komponente eines elektrischen Bordnetzes des Fahrzeuges
In der in
Die Übertragung der elektrischen Energie kann z. B. ausgehend von der Ladestation L zur Batterie B erfolgen, um die Batterie B des Fahrzeuges
Die Übertragung der elektrischen Energie kann jedoch auch ausgehend von der Batterie B des Fahrzeuges
Das Fahrzeug
Der Begriff „Steuern der Übertragung der elektrischen Energie“ umfasst z. B. insbesondere ein durch entsprechende Steuerbefehle bewirktes Einschalten oder Ausschalten der Energieübertragung. Darüber hinaus kann das Steuern auch z. B. die Einstellung einer bestimmten elektrischen Leistung der Energieübertragung vorsehen. Die Erfindung kann somit insbesondere vorteilhaft für den Betrieb eines „intelligenten Stromnetzes“ eingesetzt werden, bei welchem eine kommunikative Vernetzung und Steuerung von Stromerzeugern, Speichern, elektrischen Verbrauchern und sonstigen Netzbetriebsmitteln in einem elektrischen Versorgungsnetz vorgesehen ist.The term “controlling the transmission of electrical energy” includes e.g. B. in particular a switching on or off of the energy transmission caused by corresponding control commands. In addition, the control can also z. B. provide the setting of a certain electrical power of the energy transmission. The invention can thus be used particularly advantageously for the operation of an “intelligent power network”, in which a communicative networking and control of power generators, stores, electrical consumers and other network resources is provided in an electrical supply network.
Eine Signalerfassungseinrichtung
Abweichend von der im Beispiel eingesetzten Spannungsmesseinrichtung kommt als Signalerfassungseinrichtung auch ein dediziert nur zur Extraktion der Steuersignale ausgebildeter „Rundsteuerempfänger“ in Betracht.In contrast to the voltage measuring device used in the example, a “ripple control receiver” designed specifically only for extracting the control signals can also be considered as the signal detection device.
Eine Auswerteeinrichtung
Die Auswerteeinrichtung
Der Stromrichter
Im dargestellten Beispiel stellt das elektrische Versorgungsnetz E die Versorgungsspannung in Form einer Wechselspannung bereit, wobei dieser Wechselspannung die Steuersignale als Impulsfolgen einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Amplitude überlagert sind.In the example shown, the electrical supply network E provides the supply voltage in the form of an alternating voltage, the control signals being superimposed on this alternating voltage as pulse sequences of a specific frequency and a specific amplitude.
In diesem Fall bewerkstelligt der Stromrichter
Abweichend von diesem Beispiel wäre es jedoch auch möglich, dass das elektrische Versorgungsnetz E oder zumindest die Ladestation L desselben eine Versorgungsspannung in Form einer Gleichspannung bereitstellt. In diesem Fall könnte der im dargestellten Beispiel als Gleichrichter bzw. Wechselrichter betriebene Stromrichter
Im dargestellten Beispiel ist die Anschlusseinrichtung A wie in
Eine Besonderheit der Vorrichtung
Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung
Abweichend von einer solchen satellitengestützten Positionsbestimmung kommen jedoch im Rahmen der Erfindung (alternativ oder zusätzlich) auch beliebige andere Methoden der Positionsbestimmung in Betracht, wie z. B. unter Verwendung eines Mobilfunknetzes (z. B. Funkzellenortung, Triangulation etc.), einschließlich WLAN-Netzen oder dergleichen. Vorteilhaft sind Fahrzeuge der hier interessierenden Art oftmals ohnehin mit einem Navigationssystem ausgestattet, welches in diesem Fall vorteilhaft auch für die Positionserfassung bei der Erfindung mitgenutzt werden kann.Notwithstanding such a satellite-based position determination, however, any other methods of position determination can be considered within the scope of the invention (alternatively or additionally), such as e.g. B. using a cellular network (z. B. cell location, triangulation, etc.), including WLAN networks or the like. Vehicles of the type of interest here are advantageously equipped with a navigation system anyway, which in this case can advantageously also be used for position detection in the invention.
Schließlich kommt abweichend vom dargestellten Beispiel alternativ oder zusätzlich auch in Betracht, für das Erfassen der Position des Fahrzeuges eine dies ermöglichende Information aus einer Speichereinheit der Ladestation auszulesen. Diese Information kann z. B. einen (geografischen) Ort der Ladestation angeben. Alternativ kann die Information z. B. eine Identifikation der Ladestation (z. B. ID-Code) umfassen, so dass seitens des Fahrzeuges (z. B. mittels der Auswerteeinrichtung) die Identifikation der Ladestation als Information über die Fahrzeuginformation verarbeitet wird. Gegebenenfalls kann hierbei auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug aus der Identifikation zunächst eine (geografische) Position ermittelt, sei es z. B. anhand diesbezüglich an Bord des Fahrzeuges gespeicherter Information (z. B. Tabellen) und/oder durch Kommunikation (z. B. via Mobilfunknetz) mit einer externen IT-Struktur (welche die Ermittlung der Fahrzeugposition anhand der Identifikation der Ladestation durchführt oder hierfür erforderliche Information dem Fahrzeug bereitstellt).Finally, in a departure from the example shown, it is also possible, as an alternative or in addition, to read out information that enables this from a storage unit of the charging station in order to record the position of the vehicle. This information can e.g. B. specify a (geographical) location of the charging station. Alternatively, the information can e.g. B. an identification of the charging station (z. B. ID code) so that the vehicle (z. B. by means of the evaluation device) the identification of the charging station is processed as information about the vehicle information. If necessary, it can also be provided that the vehicle first determines a (geographical) position from the identification, be it z. B. on the basis of information stored on board the vehicle in this regard (e.g. tables) and / or through communication (e.g. via cellular network) with an external IT structure (which determines the vehicle position based on the identification of the charging station or for this purpose provides necessary information to the vehicle).
Für das Auswerten der erfassten und ebenfalls von der Auswerteeinrichtung
Zu diesem Zweck kann die Auswerteeinrichtung
Alternativ oder zusätzlich kann für das Auswerten der erfassten Steuersignale auch eine externe IT-Struktur (z. B. „Cloud“) verwendet werden. In dieser Hinsicht ist bei dem dargestellten Fahrzeug
Zu diesem Zweck kann insbesondere z. B. vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung
In diesem Fall umfasst die erfindungsgemäße Steuervorrichtung sowohl Komponenten des Fahrzeuges (
In dieser Hinsicht ist z. B. auch eine Ausführung möglich, bei der von dem Fahrzeug
In einem Schritt S1 erfolgt ein Empfangen der Versorgungsspannung des elektrischen Versorgungsnetzes E (über die betreffende Anschlusseinrichtung A), woraufhin in einem Schritt S3 ein Erfassen etwaiger der Versorgungsspannung aufmodulierter Steuersignale erfolgt.In a step S1, the supply voltage of the electrical supply network E is received (via the relevant connection device A), whereupon any control signals modulated onto the supply voltage are detected in a step S3.
Parallel dazu erfolgt in einem Schritt S2 ein Erfassen der Position des Fahrzeuges 1, woraufhin in einem Schritt S4 ein Auswählen einer Zuordnung zwischen Steuersignalen und Steuerbefehlen erfolgt (oder eine andere Art und Weise einer positionsabhängigen Auswertung zur dementsprechend positionsabhängigen Bildung von Steuerbefehlen). Eine Mehrzahl derartiger Zuordnungen kann z. B. in der erwähnten Speichereinheit der Auswerteeinrichtung
In einem Schritt S5 erfolgt ein Auswerten der Steuersignale unter Verwendung der zuvor ausgewählten Zuordnung.In a step S5, the control signals are evaluated using the previously selected assignment.
In einem Schritt S6 erfolgt ein Steuern der Übertragung von elektrischer Energie unter Berücksichtigung der gebildeten Steuerbefehle.In a step S6, the transmission of electrical energy is controlled taking into account the control commands formed.
Die Steuerung kann im Rahmen der Erfindung insbesondere dazu eingesetzt werden, um im Falle einer Überlastung des elektrischen Versorgungsnetzes durch daran angeschlossene elektrische Verbraucher die Energieübertragung bei einem Laden des Fahrzeuges abzuschalten („Lastabwurf“) oder zumindest zu drosseln oder ein Entladen des Fahrzeuges zu initiieren oder zu verstärken, oder z. B. um im Falle einer Überlastung des elektrischen Versorgungsnetzes durch daran angeschlossene elektrische Energieerzeuger (z. B. solartechnische Einrichtungen oder z. B. Windkraftanlagen etc.) die Energieübertragung bei einem Entladen des Fahrzeuges abzuschalten oder zumindest zu drosseln oder ein Laden des Fahrzeuges zu initiieren oder zu verstärken.In the context of the invention, the control can in particular be used to switch off (“load shedding”) or at least to throttle or to initiate or unload the vehicle in the event of an overload of the electrical supply network due to electrical consumers connected to it to reinforce, or z. B. in the event of an overload of the electrical supply network by connected electrical energy generators (e.g. solar technology or e.g. wind turbines etc.) to switch off or at least to throttle the energy transmission when the vehicle is unloaded or to initiate charging of the vehicle or to reinforce.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- EE.
- elektrisches Versorgungsnetzelectrical supply network
- LL.
- LadestationCharging station
- AA.
- AnschlusseinrichtungConnection device
- 11
- Fahrzeugvehicle
- BB.
- Energiespeicher (elektrische Batterie)Energy storage (electric battery)
- 1010
- SteuervorrichtungControl device
- 1212
- SignalerfassungseinrichtungSignal detection device
- 1414th
- Auswerteeinrichtung (Steuergerät)Evaluation device (control unit)
- 1616
- StromrichterPower converter
- 1818th
- GPS-EinheitGPS unit
- SS.
- GPS-SatellitenGPS satellites
- 2020th
- MobilfunkkommunikationseinheitCellular communication unit
- NN
- MobilfunknetzCellular network
- CC.
- externe IT-Struktur („Cloud“)external IT structure ("cloud")
- S1S1
- Empfangen der VersorgungsspannungReceiving the supply voltage
- S2S2
- Erfassen der Position des FahrzeugesDetecting the position of the vehicle
- S3S3
- Erfassen von SteuersignalenAcquisition of control signals
- S4S4
- Auswählen einer ZuordnungSelect an association
- S5S5
- Auswerten der SteuersignaleEvaluation of the control signals
- S6S6
- Steuern der Übertragung von elektrischer EnergieControlling the transmission of electrical energy
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2909911 B1 [0002]EP 2909911 B1 [0002]
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DE102019202201.4A DE102019202201A1 (en) | 2019-02-19 | 2019-02-19 | Method and device for controlling an energy transfer between a charging station of an electrical supply network and an energy store of an electrical vehicle on-board network |
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