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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung aus einer Ladestation für ein Kraftfahrzeug und einem über einen Anschluss an die Ladestation elektrisch angeschlossenen Kraftfahrzeug, wobei die Ladestation einen Netzanschluss zur Stromversorgung aus einem Stromnetz und das Kraftfahrzeug einen Energiespeicher zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung aus einer Ladestation für ein Kraftfahrzeug und einem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben einer Ladestation.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2016 222 358 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur Energieübertragung zwischen einer Fahrzeugbatterie und einem Gebäude, bei welchem ein fluidführender Wärmeübertrager einer Energieübertragungsvorrichtung des Gebäudes an die Fahrzeugbatterie herangeführt und Wärmeenergie zwischen der Fahrzeugbatterie und dem in dem Wärmeübertrager geführten Fluid übertragen wird.
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Weiterhin ist aus der Druckschrift
DE 10 2017 106 338 A1 ein Verfahren zum Starten eines Energieerzeugungsnetzes bekannt, wobei das Energieerzeugungsnetz an wenigstens einem Netzanschlusspunkt an ein elektrisches Versorgungsnetz angebunden ist, und wobei das Energieerzeugungsnetz in einem Normalbetriebsmodus elektrische Leistung über den Netzanschlusspunkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz austauscht. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Auswählen eines von dem Normalbetriebsmodus verschiedenen Aufbaumodus, wenn das elektrische Versorgungsnetz einen Spannungsfall aufweist, und/oder das Energieerzeugungsnetz von dem elektrischen Versorgungsnetz getrennt ist, und Betreiben des Energieerzeugungsnetzes in dem Aufbaumodus, wobei im Aufbaumodus wenigstens ein Spannungsprägemittel bereitgestellt und wenigstens ein Erstversorgungsmittel sich mit der von dem Spannungsprägemittel bereitgestellten Energieerzeugungsnetzspannung synchronisiert, und das Spannungsprägemittel und das Erstversorgungsmittel in Summe eine elektrische Leistung im Energieerzeugungsnetz in Höhe eines Eigenbedarfs des Energieerzeugungsnetzes bereitstellen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung aus einer Ladestation und einem Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einen Schwarzstart der Ladestation ermöglicht.
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Dies wird mit einem Verfahren zum Betreiben einer Anordnung aus einer Ladestation und einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Ladestation über eine Ladestationskommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs verfügt, und dass bei Ausbleiben der Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung der Energiespeicher zum Bereitstellen elektrischer Energie für die Ladestation elektrisch mit dem Anschluss verbunden und die von dem Kraftfahrzeug an dem Anschluss bereitgestellte elektrische Energie zum Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung verwendet wird.
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Die Ladestation dient normalerweise einem Bereitstellen von elektrischer Energie für das Kraftfahrzeug, insbesondere zum Aufladen des Energiespeichers. Zumindest zeitweise wird der Ladestation elektrische Energie aus dem Stromnetz über den Netzanschluss zur Verfügung gestellt. Die Ladestation entnimmt insoweit dem Stromnetz über den Netzanschluss elektrische Energie und führt sie dem Kraftfahrzeug zu. Die elektrische Energie wird vorzugsweise dazu verwendet, den Energiespeicher aufzuladen.
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Die Ladestation liegt bevorzugt als stationäre Ladestation vor. Beispielsweise umfasst sie eine Ladesäule, eine Wallbox oder dergleichen. Besonders bevorzugt dient als Stromnetz ein Hausstromnetz eines Wohnhauses, welches wiederum an ein öffentliches Stromnetz elektrisch angeschlossen ist. Dem Wohnhaus wird also zumindest zeitweise Strom aus dem öffentlichen Stromnetz zur Verfügung gestellt. Diese elektrische Energie wird wiederum zumindest zeitweise zum Betreiben der Ladestation herangezogen. Die Ladestation also lediglich mittelbar über das Hausstromnetz, welches allgemeiner als ein Zwischenstromnetz bezeichnet werden kann, an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sein. Das Zwischenstromnetz kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, es muss also nicht als Hausstromnetz vorliegen. Selbstverständlich kann die Ladestation auch unmittelbar an das öffentliche Stromnetz elektrisch angeschlossen sein.
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Im Falle eines Stromausfalls kann jedoch dem Wohnhaus keine elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz und entsprechend auch der Ladestation keine elektrische Energie aus dem Hausstromnetz beziehungsweise dem Stromnetz zur Verfügung gestellt werden. Dies gilt selbstverständlich auch, falls die Ladestation unmittelbar an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist. Die Ladestation ist insoweit stromlos. Es wäre nun wünschenswert, zur zumindest zeitweisen Versorgung des Stromnetzes, insbesondere des Hausstromnetzes oder des öffentlichen Stromnetzes, mit elektrischer Energie die in dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs zwischengespeicherte elektrische Energie heranzuziehen.
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Die auf diese Art und Weise bereitgestellte elektrische Energie kann zum Beispiel für einen Schwarzstart des Stromnetzes beziehungsweise Hausstromnetzes, beispielsweise einer an dieses angeschlossene Stromerzeugungseinrichtung herangezogen werden. Die Stromerzeugungseinrichtung liegt beispielsweise in Form einer Solaranlage, Photovoltaikanlage, Windkraftanlage, Wasserkraftanlage oder dergleichen vor. Unter dem Schwarzstart ist ein Anfahren des Stromnetzes beziehungsweise der Stromerzeugungseinrichtung mithilfe von extern bereitgestellter Energie zu verstehen, wobei als externe Energie die in dem Energiespeicher zwischengespeicherte elektrische Energie verwendet werden soll.
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Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, die von dem Kraftfahrzeug an dem Anschluss bereitgestellte elektrische Energie für einen Schwarzstart des öffentlichen Stromnetzes zu verwenden. Hierzu ist es besonders bevorzugt vorgesehen, die von mehreren Kraftfahrzeugen bereitgestellte elektrische Energie zu verwenden. Hierzu können die Kraftfahrzeuge kommunikationstechnisch miteinander verbunden sein, sodass sie die Energie koordiniert bereitstellen. Beispielsweise werden die Kraftfahrzeuge derart angesteuert, dass sie die Energie zeitgleich bereitstellen, sodass über das jeweilige Hausstromnetz das öffentliche Stromnetz mit elektrischer Energie versorgt wird, um den Schwarzstart durchführen. In diesem Rahmen wird beispielsweise ein Kraftwerk des öffentlichen Stromnetzes gestartet beziehungsweise hochgefahren.
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Da die Ladestation aufgrund des Stromausfalls jedoch stromlos ist, ist auch die Ladestationskommunikationseinrichtung außer Betrieb. Diese Ladestationskommunikationseinrichtung dient im Falle eines bestimmungsgemäßen Betriebs der Ladestation zur Kommunikation mit der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs. In einem Normalbetrieb der Ladestation, während welchem sie über den Netzanschluss mit elektrischer Energie versorgt wird, wird also zunächst über die Ladestationskommunikationseinrichtung die Kommunikation mit der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung aufgebaut, sodass nachfolgend eine stehende Kommunikationsverbindung zwischen der Ladestationskommunikationseinrichtung und der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung vorliegt.
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Über die Kommunikationsverbindung kommuniziert die Ladestation dem Kraftfahrzeug, dass nachfolgend entweder dem Kraftfahrzeug elektrische Energie von der Ladestation zugeführt oder elektrische Energie über die Ladestation entnommen wird. Dies erfolgt in jedem Fall über den elektrischen Anschluss des Kraftfahrzeugs an die Ladestation. Der Anschluss kann beispielsweise in Form einer kabelgebundenen Verbindung oder einer drahtlosen Verbindung vorliegen. In ersterem Fall verfügt der Anschluss beispielsweise über einen Steckanschluss oder ist als ein solcher ausgestaltet.
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Im Falle des Stromausfalls kann die Kommunikationsverbindung zunächst nicht aufgebaut werden, da die Ladestationskommunikationseinrichtung nicht mit elektrischer Energie versorgt wird. Aus diesem Grund ist es vorgesehen, bei dem Ausbleiben der Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung den Energiespeicher mit dem Anschluss elektrisch zu verbinden. Sobald also das Kraftfahrzeug feststellt, dass keine Kommunikation zwischen der Ladestationskommunikationseinrichtung und der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung erfolgt, wird davon ausgegangen, dass die Ladestationskommunikationseinrichtung nicht hinreichend mit elektrischer Energie versorgt ist.
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Entsprechend werden Maßnahmen eingeleitet, welche das Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung mit elektrischer Energie sicherstellt, die dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs entnommen ist. Hierzu wird über den Anschluss die elektrische Verbindung zwischen dem Energiespeicher und der Ladestation und mithin der Ladestationskommunikationseinrichtung hergestellt.
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Nachfolgend wird die von dem Kraftfahrzeug an dem Anschluss bereitgestellte elektrische Energie zum Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung herangezogen. Insbesondere wird die Kommunikation zwischen der Ladestationskommunikationseinrichtung und der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung hergestellt und hierzu die Kommunikationsverbindung zwischen ihnen aufgebaut. Anschließend ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Ladestation dem Kraftfahrzeug über die Kommunikationsverbindung wenigstens einen Stromversorgungsparameter übermittelt und das Kraftfahrzeug der Ladestation die elektrische Energie aus dem Energiespeicher entsprechend dieses Stromversorgungsparameters bereitstellt. Der Stromversorgungsparameter kann beispielsweise eine elektrische Spannung oder dergleichen sein.
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Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug bei dem Ausbleiben der Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung die elektrische Energie zunächst mit einer voreingestellten ersten Spannung der Ladestation zur Verfügung stellt. Diese erste Spannung ist derart gewählt, dass die Ladestationskommunikationseinrichtung bestimmungsgemäß betreibbar ist. Nach dem Inbetriebnehmen der Ladestationskommunikationseinrichtung mit der aus dem Energiespeicher entnommenen elektrischen Energie teilt die Ladestation dem Kraftfahrzeug eine zweite Spannung in Form des Stromversorgungsparameters mit, welche von der ersten Spannung verschieden sein kann oder verschieden ist. Diese zweite Spannung wird von der Ladestation insbesondere derart gewählt, dass ein bestimmungsgemäßer Betrieb des Stromnetzes oder zumindest eines an diesen angeschlossenen Verbrauchers und/oder einer an diese angeschlossene Stromerzeugungseinrichtung durchgeführt werden kann. Insbesondere ist die zweite Spannung höher als die erste Spannung. Bevorzugt ist die erste Spannung eine Kleinspannung, insbesondere eine Schutzkleinspannung, um eine Gefährdung durch die Bereitstellung der elektrischen Energie zu vermeiden.
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Die beschriebene Vorgehensweise hat den Vorteil, dass auch bei einem Stromausfall ein Schwarzstart der Ladestation mithilfe der in dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs vorliegenden elektrischen Energie durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht nachfolgend einen Schwarzstart des Stromnetzes, insbesondere einen Schwarzstart von wenigstens einem an das Stromnetz angeschlossenen Verbraucher und/oder wenigstens einer an das Stromnetz angeschlossenen Stromerzeugungseinrichtung.
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Beispielsweise ist es vorgesehen, dass zwischen dem öffentlichen Stromnetz und dem Hausstromnetz ein elektrischer Schalter, insbesondere ein Schaltschütz, vorliegt. In einem ersten Schaltzustand des Schalters ist das Hausstromnetz mit dem öffentlichen Stromnetz elektrisch verbunden, wohingegen es in einem zweiten Schaltzustand von dem öffentlichen Stromnetz elektrisch entkoppelt ist. Bevorzugt ist es vorgesehen, die von dem Kraftfahrzeug an dem Anschluss bereitgestellte elektrische Energie nicht nur zum Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung zu verwenden, sondern zusätzlich auch zum Betätigen des Schalters, insbesondere zum Umschalten des Schalters aus dem ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand, sodass nachfolgend das Hausstromnetz von dem öffentlichen Stromnetz elektrisch entkoppelt und autark betreibbar ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Energie in Form von Gleichstrom bereitgestellt wird. Der Energiespeicher ist entsprechend bevorzugt ein Gleichstromenergiespeicher. Zum Bereitstellen der elektrischen Energie an dem Anschluss und über diesen an der Ladestation kann so auf besonders einfache Art und Weise vorgenommen werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zum Bereitstellen der elektrischen Energie ein zwischen dem Anschluss und dem Energiespeicher elektrisch angeordneter Schalter geschlossen oder ein zwischen dem Anschluss und dem Energiespeicher angeordneter Gleichspannungswandler zum Bereitstellen einer Sollspannung an dem Anschluss betrieben wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher über den Schalter unmittelbar an den Anschluss elektrisch angeschlossen ist. Bei geschlossenem Schalter liegt insoweit an dem Anschluss dieselbe elektrische Spannung an wie an dem Energiespeicher. Bei geöffnetem Schalter ist hingegen die elektrische Verbindung zwischen dem Anschluss und dem Energiespeicher unterbrochen.
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Zusätzlich oder alternativ wird der Gleichspannungswandler zum Bereitstellen der Sollspannung an dem Anschluss betrieben. Der Gleichspannungswandler kann alternativ zu dem Schalter vorliegen oder beispielsweise elektrisch parallel zu diesem geschaltet sein. Der Gleichspannungswandler dient zumindest zum Umwandeln der an dem Energiespeicher anliegenden Spannung in die Sollspannung, welche an dem Anschluss vorliegt beziehungsweise vorliegen soll.
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Selbstverständlich kann der Gleichspannungswandler auch bidirektional ausgestaltet sein. In diesem Fall kann er einerseits während des Ladens des Energiespeichers mit von der Ladestation bereitgestellter elektrischer Energie zum Umwandeln der an dem Anschluss vorliegenden Spannung in die von dem Energiespeicher benötigte Spannung oder umgekehrt zum Umwandeln der von dem Energiespeicher bereitgestellten Spannung in die Sollspannung betrieben werden. In jedem Fall ist ein flexibles und zuverlässiges Bereitstellen von elektrischer Energie für die Ladestationskommunikationseinrichtung im Falle des Stromausfalls sichergestellt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bereitstellen der elektrischen Energie eingeleitet wird, sobald eine bestimmte Zeitspanne nach dem Anschließen des Kraftfahrzeugs an die Ladestation ohne Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung verstrichen ist, oder sobald eine Bedieneinrichtung des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer betätigt wird. Das Kraftfahrzeug detektiert insoweit das Anschließen des Kraftfahrzeugs an die Ladestation und hält den Zeitpunkt fest, in welchem dieses Anschließen erfolgt. Ist die bestimmte Zeitspanne seit diesem Zeitpunkt verstrichen, so wird davon ausgegangen, dass die Ladestation stromlos ist und es wird das Bereitstellen der elektrischen Energie eingeleitet.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Bereitstellen erfolgen, sobald die Bedieneinrichtung durch den Benutzer betätigt wird. Die Bedieneinrichtung ist beispielsweise ein Schalter, ein Knopf oder dergleichen. Die Bedieneinrichtung kann beispielsweise dediziert vorliegen oder in Form eines Bedienelements einer grafischen Benutzeroberfläche vorliegen. Die beschriebene Vorgehensweise stellt sicher, dass der Ladestation zuverlässig nur dann elektrische Energie aus dem Energiespeicher bereitgestellt wird, sofern dies tatsächlich notwendig ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bereitstellen der elektrischen Energie abgebrochen wird, sobald eine Stromstärke eines zwischen dem Energiespeicher und dem Anschluss fließenden Stroms und/oder eine elektrische Leistung des über den Anschluss bereitgestellten elektrischen Stroms einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Entsprechend wird die Stromstärke des elektrischen Stroms gemessen, der zwischen dem Energiespeicher und dem Anschluss fließt.
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Überschreitet die Stromstärke den Grenzwert, so wird das Bereitstellen der elektrischen Energie aus Sicherheitsgründen abgebrochen, insbesondere durch ein Öffnen des Schalters und/oder durch ein entsprechendes Betreiben des Gleichspannungswandlers. Entsprechendes gilt für das Überschreiten des Grenzwerts durch die elektrische Leistung. Hierdurch wird verhindert, dass die elektrische Energie einer ungeeigneten Gegenstelle zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise einer defekten Ladestation oder dergleichen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bereitstellen der elektrischen Energie abgebrochen wird, sobald eine bestimmte Zeitspanne ab einem Beginn des Bereitstellens ohne den Aufbau der Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung verstrichen ist. Ab dem Bereitstellen der elektrischen Energie wird insoweit die Kommunikation überwacht, insbesondere durch entsprechendes Betreiben der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung. Wird die Kommunikation beziehungsweise die Kommunikationsverbindung durch die Ladestationskommunikationsverbindung nicht aufgebaut, so wird auf eine ungeeignete Ladestation oder einen Defekt der Ladestation erkannt. Entsprechend wird das Bereitstellen der elektrischen Energie abgebrochen, wiederum insbesondere durch das Öffnen des Schalters oder durch entsprechendes Betreiben des Gleichspannungswandlers.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mit der bereitgestellten elektrischen Energie ein Wechselrichter der Ladestation betrieben wird, um die elektrische Energie in Form von Wechselstrom dem Stromnetz zur Verfügung zu stellen. Wie vorstehend bereits erläutert, dient das beschriebene Verfahren nicht oder zumindest nicht zwingend ausschließlich dem Schwarzstart der Ladestation. Vielmehr ist ein Schwarzstart des Stromnetzes zumindest teilweise oder sogar vollständig durchführbar. Hierdurch wird ein besonders großer Nutzen für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs erzielt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung aus einer Ladestation für ein Kraftfahrzeug und einem über einen Anschluss an die Ladestation elektrisch angeschlossenen Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Ladestation einen Netzanschluss zur Stromversorgung aus einem Stromnetz und das Kraftfahrzeug einen Energiespeicher zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie aufweist.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Ladestation über eine Ladestationskommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs verfügt, und dass die Ladestation dazu vorgesehen und ausgebildet ist, bei Ausbleiben der Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung den Energiespeicher zum Bereitstellen elektrischer Energie für die Ladestation elektrisch mit dem Anschluss zu verbinden und die von dem Kraftfahrzeug an dem Anschluss bereitgestellte elektrische Energie zum Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung zu verwenden.
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Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Anordnung wurde bereits eingegangen. Sowohl die Anordnung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines über einen Anschluss an eine Ladestation elektrisch angeschlossenen Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Kraftfahrzeug einen Energiespeicher zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug eine Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer Ladestationskommunikationseinrichtung der Ladestation aufweist, und dass bei Ausbleiben der Kommunikation durch die Ladestationskommunikationseinrichtung der Ladestation der Energiespeicher zum Bereitstellen elektrischer Energie für die Ladestation mit dem Anschluss verbunden wird.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein verfahren zum Betreiben einer über einen Anschluss an ein Kraftfahrzeug elektrisch angeschlossene Ladestation, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Ladestation einen Netzanschluss zur Stromversorgung aus einem Stromnetz aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Ladestation über eine Ladestationskommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs verfügt, und dass bei nicht für einen bestimmungsgemäßen Betrieb der Ladestation hinreichender Stromversorgung über den Netzanschluss eine von dem Kraftfahrzeug an dem Anschluss bereitgestellte elektrische Energie zum Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung verwendet wird.
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Sowohl hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben des Kraftfahrzeugs als auch des Verfahrens zum Betreiben der Ladestation sei hinsichtlich der Vorteile und möglicher Weiterbildungen auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen. Selbstverständlich betrifft die Erfindung ebenfalls ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Betriebsverfahrens für das Kraftfahrzeug sowie eine Ladestation zur Durchführung des Betriebsverfahrens für die Ladestation.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung aus einer Ladestation für ein Kraftfahrzeug und dem Kraftfahrzeug sowie eines Gebäudes,
- 2 eine schematische Darstellung der Anordnung aus der Ladestation und dem Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführungsform, sowie
- 3 eine schematische Darstellung der Anordnung aus der Ladestation und dem Kraftfahrzeug in einer zweiten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 1 aus einer Ladestation 2 und einem Kraftfahrzeug 3, wobei die Ladestation 2 zum Aufladen eines hier nicht dargestellten Energiespeichers 4 des Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen und ausgebildet ist. Die zum Aufladen des Energiespeichers 4 benötigte Energie wird der Ladestation 2 in einem Normalbetrieb über einen Netzanschluss 5 aus einem Stromnetz 6 zur Verfügung gestellt. Das Stromnetz 6 liegt in der hier dargestellten Ausführungsform als Hausstromnetz vor und ist abseits der Ladestation 2 an ein öffentliches Stromnetz 7 elektrisch angeschlossen. In dem Stromnetz 6 liegt beispielsweise eine Stromerzeugungseinrichtung 8, insbesondere eine Photovoltaikeinrichtung, vor. Zudem weist das Stromnetz 6 mehrere Stromverbraucher 9 auf, welche hier lediglich angedeutet sind.
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Im Falle eines Stromausfalls in dem öffentlichen Stromnetz 7 wird das Stromnetz 6 nicht mehr elektrischem Strom versorgt. Entsprechend kann auch der Ladestation 2 keine elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers 4 zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall ist es in einem Notbetrieb vorgesehen, die Ladestation 2 mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher 4 zu versorgen, um so einen Schwarzstart der Ladestation 2 zu ermöglichen. Anschließend kann die in dem Energiespeicher 4 des Kraftfahrzeugs 3 zwischengespeicherte elektrische Energie zum Betreiben des Stromnetzes 6 herangezogen werden, insbesondere zur Durchführung eines Schwarzstarts der Stromerzeugungseinrichtung 8.
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Die 2 zeigt die Anordnung 1 aus Ladestation 2 und Kraftfahrzeug 3 in einer ersten Ausführungsform. Die Ladestation 2 verfügt über einen AC/DC-Wandler 10, der einerseits an den Netzanschluss 5 und andererseits an einen Anschluss 11 elektrisch angeschlossen ist. Weiterhin verfügt die Ladestation 2 über eine Ladestationskommunikationseinrichtung 12. Das Kraftfahrzeug 3 weist den Energiespeicher 4, einen DC/DC-Wandler 13 und eine Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung 14 auf. Der Energiespeicher 4 ist über den DC/DC-Wandler 13 an den Anschluss 11 angeschlossen. Über den Anschluss 11 sind die Ladestation 2 und das Kraftfahrzeug 3 elektrisch aneinander angeschlossen. Der Anschluss 11 kann beispielsweise in Form eines Steckanschlusses oder dergleichen vorliegen.
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Im Falle des Stromausfalls in dem Stromnetz 6 und/oder dem Stromnetz 7 ist die Ladestationskommunikationseinrichtung 12 zunächst außer Betrieb. In diesem Fall wird ein Notbetrieb der Anordnung 1 durchgeführt. In diesem wird der DC/DC-Wandler 13 derart betrieben, dass der Anschluss 11 mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher 4 beaufschlagt wird, sodass die elektrische Energie der Ladestation 2 zur Verfügung gestellt wird. Die zur Verfügung gestellte elektrische Energie wird von der Ladestation 2 zum Betreiben der Ladestationskommunikationseinrichtung 12 und zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen der Ladestationskommunikationseinrichtung 12 und der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung 14 verwendet.
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Nach dem Herstellen der Kommunikation zwischen der Ladestationskommunikationseinrichtung 12 und der Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung 14 werden der AC/DC-Wandler 10 und der DC/DC-Wandler 13 vorzugsweise derart angesteuert, dass elektrische Energie aus dem Energiespeicher 4 über den Netzanschluss 5 dem Stromnetz 6 zur Verfügung gestellt wird. Beispielsweise wird mit der zur Verfügung gestellten elektrischen Energie ein Schwarzstart der Stromerzeugungseinrichtung 8 durchgeführt.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung 1 in einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich nur geringfügig von der ersten Ausführungsform, sodass auf die vorstehenden Ausführungen hingewiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Diese liegen darin, dass anstelle des DC/DC-Wandlers 13 elektrisch zwischen dem Energiespeicher 4 und dem Anschluss 11 ein Schalter 15 vorliegt, der in einer ersten Schaltstellung die elektrische Verbindung zwischen dem Energiespeicher 4 und dem Anschluss 11 unterbricht und in einer zweiten Schaltstellung herstellt. Aus Sicherheitsgründen ist jedoch die erste Ausführungsform zu bevorzugen.
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Die beschriebene Ausgestaltung der Anordnung 1 sowie die beschriebene Vorgehensweise ermöglichen auf einfache Art und Weise eine Inbetriebnahme der Ladestation 2 ausschließlich mit elektrischer Energie, die von dem Kraftfahrzeug 3 aus dem Energiespeicher 4 zur Verfügung gestellt wird. Es ist insoweit ein Schwarzstart der Ladestation 2 möglich, infolge dessen die Kommunikation zwischen der Ladestation 2 und dem Kraftfahrzeug 3 über die Ladestationskommunikationseinrichtung 12 und die Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung 14 aufgebaut wird. Über die Kommunikation kann das Kraftfahrzeug 3 anschließend derart angesteuert werden, dass die zur Verfügung gestellte Energie aus dem Energiespeicher 4 nachfolgend zum Betreiben des Stromnetzes 6 verwendet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 2
- Ladestation
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Energiespeicher
- 5
- Netzanschluss
- 6
- Stromnetz
- 7
- Stromnetz
- 8
- Stromerzeugungseinrichtung
- 9
- Stromverbraucher
- 10
- AC/DC-Wandler
- 11
- Anschluss
- 12
- Ladestationskommunikationseinrichtung
- 13
- DC/DC-Wandler
- 14
- Kraftfahrzeugkommunikationseinrichtung
- 15
- Schalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016222358 A1 [0002]
- DE 102017106338 A1 [0003]
