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Die Erfindung betrifft ein System zur Bereitstellung elektrischer Energie nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Energieentnahme aus einem Stromnetz nach Anspruch 12 sowie eine Stromabgabeeinheit als Teil eines solchen Systems nach Anspruch 13.
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Der Wunsch, dass ein zunehmender Teil des Individualverkehrs durch Elektrofahrzeuge, insbesondere durch Elektroautos, bewältigt wird, zieht die Forderung nach sich, öffentliche Ladestationen zur Verfügung zu stellen. Hierbei ist es natürlich möglich, solche Ladestationen in Form klassischer Tankstellen auszugestalten, bei denen die entnommene Energiemenge durch den Kunden/ die Kundin unmittelbar bezahlt werden kann.
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Es wurden jedoch auch schon Vorschläge dahingehend gemacht, dass öffentliche Ladepunkte geschaffen werden, an denen der Kunde/ die Kundin ein Fahrzeug aufladen kann und dann die Bezahlung über Kreditkarte oder dergleichen erfolgt. Beispiele hierfür sind unter anderem in der
DE 10 2017 221 597 A1 und in der
DE 10 2010 016 751 A1 beschrieben.
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Ein Nachteil aller bislang bekannt gewordenen derartigen Systeme besteht darin, dass sie auf die eine oder andere Weise sehr aufwendig sind: Entweder ist es notwendig, die Stromabgabeeinheit mit einem Internetanschluss vorzusehen und/oder der Benutzer/ die Benutzerin benötigt spezielles Ladeequipment und/oder der Benutzer/ die Benutzerin muss sich zuvor beim Anbieter registrieren.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein System zur Verfügung zu stellen, welches mit einfachen Mitteln eine kontrollierte Energieentnahme aus einem öffentlichen oder privaten Stromnetz ermöglicht. Vorzugsweise soll das System hierbei derart ausgestaltet sein, dass es eine Benutzung durch jedermann erlaubt, ohne dass der Benutzer/ die Benutzerin vor der Benutzung zwingend eine Registrierung durchlaufen und/oder zwingend eine spezielle App auf sein Mobiltelefon installieren muss.
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Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Verfahren zur Energieentnahme aus einer Stromleitung unter Verwendung dieses Systems ist in Anspruch 12 angegeben.
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Eine Stromabgabeeinheit als Teil eines solchen Systems ist in Anspruch 13 angegeben.
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Das System weist, wie dies grundsätzlich bekannt ist, eine Stromabgabeeinheit und eine Internet-Kommunikationseinrichtung auf. Die Internet-Kommunikationseinrichtung ist im Allgemeinen ein Server, insbesondere ein Cloud-Server.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die gesamte Kommunikation zwischen Stromabgabeeinheit und Internet-Kommunikationseinrichtung über ein mobiles internetfähiges Gerät (im Folgenden meist: Mobiltelefon) abzuwickeln, sodass die Stromabgabeeinheit selbst keinen Internetanschluss benötigt. Gemäß den in dieser Patentanmeldung getroffenen Definitionen ist das mobile internetfähige Gerät nicht Teil des Systems.
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Hierzu weist die Stromabgabeeinheit eine Verbindungsvorrichtung (diese kann beispielsweise schlicht als Steckdose ausgebildet sein), eine Freigabevorrichtung (diese kann insbesondere als Schalter/ Relais ausgebildet sein), eine Steuervorrichtung, eine lokale Kommunikationsvorrichtung und eine les- oder auslesbare Identifikation auf. Die lokale Kommunikationsvorrichtung ist dafür eingerichtet, mit einem mobilen internetfähigen Gerät zu kommunizieren, insbesondere drahtlos, insbesondere mittels einer Funkverbindung, beispielsweise einer WLAN- oder Bluetooth-Verbindung. Die les- oder auslesbare Identifikation kann beispielsweise in Form eines maschinenlesbaren Codes, wie eines QR-Codes oder eines Strichcodes vorliegen, kann jedoch auch ein für einen Menschen lesbarer alphanummerischer Code sein. Weiterhin kann der Code kann auch nur in elektronischer Form vorliegen, welcher von der lokalen Kommunikationsvorrichtung zum mobilen internetfähigen Gerät übertragen wird.
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Wie erwähnt, benötigt das System außer seinen eigenen Komponenten ein beliebiges mobiles internetfähiges Gerät, in der Regel das Mobiltelefon des Nutzers/ der Nutzerin des Systems, um arbeiten zu können. Ein solches mobiles internetfähiges Gerät aktueller Bauart ist stets in der Lage sowohl mit der lokalen Kommunikationsvorrichtung der Stromabgabeeinheit als auch mit der Internet-Kommunikationseinrichtung zu kommunizieren, sodass die gesamte notwendige Kommunikation zwischen Internet-Kommunikationseinrichtung und Stromabgabeeinheit über das mobile internetfähige Gerät erfolgt. Die Kommunikation zwischen mobilem internetfähigem Gerät und Internet-Kommunikationseinrichtung ist hierbei stets bidirektional. Die Kommunikation zwischen diesem mobilen internetfähigem Gerät und der lokalen Kommunikationsvorrichtung der Stromabgabeeinheit kann je nach Ausführungsbeispiel unidirektional nur vom mobilen internetfähigen Gerät zur lokalen Kommunikationsvorrichtung oder ebenfalls bidirektional sein.
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Die Internet-Kommunikationseinrichtung ist dazu eingerichtet, bei Mitteilung der les- oder auslesbaren Identifikation durch ein mobiles internetfähiges Gerät (Mobiltelefon) diesem einen Freigabecode für die Steuervorrichtung über das mobile Internet zu übermitteln. Die lokale Kommunikationsvorrichtung ist dazu eingerichtet, den an das mobile internetfähige Gerät gesendeten Freigabecode von diesem zu empfangen und an die Steuervorrichtung weiterzuleiten. Die Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, dass sie die Freigabevorrichtung bei Empfang des Freigabecodes derart ansteuert, dass die Freigabevorrichtung die Verbindungsvorrichtung freigibt und/ oder einen Stromfluss durch die Verbindungsvorrichtung von der Stromleitung zu einem angeschlossenen Verbraucher freigibt.
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Durch Verwendung folgendes System kann folgendes Verfahren ausgeführt werden:
- In einem Schritt wird eine Internetverbindung zwischen dem mobilen internetfähigen Gerät und der Internet-Kommunikationseinrichtung hergestellt. In einem weiteren Schritt (dieser kann vor oder nach dem eben genannten Schritt des Verbindungsaufbaus zwischen mobilem internetfähigem Gerät und Internet-Kommunikationseinrichtung erfolgen) wird die les- oder auslesbare Identifikation vom mobilen internetfähigen Gerät ausgelesen oder diese Identifikation wird ihr auf andere Weise, beispielsweise händisch, eingegeben.
- In einem nachfolgenden Schritt teilt das mobile internetfähige Gerät der Internet-Kommunikationseinrichtung die Identifikation mit und erhält daraufhin einen - in der Regel verschlüsselten - Freigabecode für die Stromabgabeeinheit, welchen das mobile internetfähige Gerät der lokalen Kommunikationsvorrichtung der Stromabgabeeinheit mitteilt. Dieser Freigabecode kann eine Angabe über eine vorbestimmte abzugebende Energiemenge beinhalten.
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Auf Mitteilung dieses Freigabecodes hin gibt die Steuervorrichtung die Verbindungsvorrichtung zur Abgabe von elektrischer Energie frei.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise noch einen Zwischenschritt auf, in welchem zwischen dem mobilen internetfähigen Gerät und der Internet-Kommunikationseinrichtung eine Zahlungsweise vereinbart wird, bevor die Internet-Kommunikationseinrichtung den Freigabecode an das mobile internetfähige Gerät übermittelt.
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In einer Ausführungsform, bei der die abzugebende Energiemenge nicht vor Übermittlung des Freigabecodes festgelegt wird, kann das Verfahren als weiteren Schritt beinhalten, dass nach Abschluss des Ladevorganges die Stromabgabeeinheit die abgegebene Energiemenge an das mobile internetfähige Gerät übermittelt wird, welches wiederum diese Menge der Internet-Kommunikationseinrichtung mitteilt.
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In beiden Fällen ist es in der Regel notwendig, dass die Stromabgabeeinheit zusätzlich einen Stromzähler aufweist.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems sowie ein Mobiltelefon und ein Fahrzeug,
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, welches durchlaufen wird, wenn mit Hilfe des in 1 dargestellten Systems ein Ladevorgang durchgeführt wird,
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der 1 entsprechenden Darstellung,
- 4 ein Verfahrensablauf, welcher beim Ausführungsbeispiel der 3 bevorzugt abläuft,
- 5 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer den 1 und 3 entsprechenden Darstellung, und
- 6 ein Verfahren, welches beim Ausführungsbeispiel der 5 durchlaufen werden kann.
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Die 1 zeigt stark schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems sowie ein Fahrzeug 50 und ein mobiles internetfähiges Gerät, nämlich ein Mobiltelefon 30, in einer stark schematisierten Darstellung.
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Das erfindungsgemäße System weist zwei Gruppen auf, nämlich eine Gruppe, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel in beziehungsweise am Laternenpfahl 12 einer Straßenlaterne 10 angeordnet und als Stromabgabeeinheit 20 bezeichnet wird, sowie eine Internet-Kommunikationseinrichtung (Server), welche sich an beliebiger Stelle befindet.
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Das System kann nur unter Zuhilfenahme eines nicht zum System gehörenden mobilen internetfähigen Gerätes - im Folgenden vereinfacht Mobiltelefon 30 - betrieben werden, wie nachfolgend erläutert wird. Zur sprachlichen Vereinfachung wird hier ausschließlich von einem Mobiltelefon 30 gesprochen, natürlich könnte statt eines Mobiltelefons 30 ebenso ein internetfähiger Tabletcomputer oder dergleichen eingesetzt werden. Auch das aufzuladende Fahrzeug 50 gehört nicht zum erfindungsgemäßen System.
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Im ersten Ausführungsbeispiel weist die Stromabgabeeinheit 20 eine Verbindungsvorrichtung 21, beispielsweise in Form einer Steckdose, eine über einen Stromzähler 28 mit dieser Verbindungsvorrichtung 21 verbundene Freigabevorrichtung, insbesondere in Form eines Relais 22 auf. Dieses Relais 22 ist an die die Straßenlaterne 10 versorgende Stromleitung 5 angeschlossen, sodass dann, wenn das Relais auf Durchlass geschaltet ist, Strom von der Stromleitung 5 über den Stromzähler 28 zur Verbindungsvorrichtung 21 fließt, wenn ein Verbraucher, insbesondere eine aufladbare Batterie, angeschlossen ist. Es ist weiterhin eine Steuervorrichtung 24 vorgesehen, welche das Relais 22 ansteuert und welche Signale vom Stromzähler 28 erhält. Schließlich ist noch eine mit der Steuervorrichtung in Kommunikationsverbindung stehende lokale Kommunikationsvorrichtung 26 vorgesehen. Diese kann beispielsweise in Form einer Bluetooth-Schnittstelle oder einer WLAN-Schnittstelle ausgebildet sein. Außen ist am Laternenpfahl 12 ein Code angebracht, welcher hier als QR-Code 29 ausgebildet ist. Dieser bildet gemäß den hier getroffenen Definitionen einen Teil der Stromabgabeeinheit 20. Die elektrischen/ elektronischen Bestandteile der Stromabgabeeinheit 20 werden über die Stromleitung 5 mit Energie versorgt; hierfür kann beispielsweise ein einzelner Transformator vorgesehen sein oder die einzelnen Komponenten können auch separat an die Stromleitung 5 angeschlossen sein.
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Dies ist für die Erfindung nicht relevant. Weiterhin ist zu erwähnen, dass zumindest manche Bestandteile der elektrischen/ elektronischen Bestandteile der Stromabgabeeinheit integrierte Bauteile sein können, insbesondere können beispielsweise die lokale Kommunikationsvorrichtung 26 und die Steuervorrichtung 24 ein gemeinsames Bauteil bilden. Insofern ist die Aufteilung in die einzelnen Vorrichtungen insbesondere auch funktional zu sehen.
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Die 1 zeigt den Zustand, in welchem ein Fahrzeug 50 mittels eines Ladekabels 54 an die als Steckdose ausgebildete Verbindungsvorrichtung 21 angeschlossen ist.
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Möchte nun der Fahrer/ die Fahrerin des Fahrzeugs 50 Strom tanken, so benötigt er/ sie ein Mobiltelefon 30. Das nun ablaufende Verfahren ist wie folgt:
- Zunächst wird mit dem Mobiltelefon 30 der QR-Code 29 gescannt. Mittels dieser Informationen baut das Mobiltelefon 30 in bekannter Art und Weise eine Verbindung zu einer Internetseite, also zu der Internet-Kommunikationseinrichtung 40 (im Weiteren auch: Server), auf. Weiterhin wird zwischen Mobiltelefon 30 und lokaler Kommunikationsvorrichtung 26 eine lokale Verbindung, beispielsweise eine Bluetooth-Verbindung, aufgebaut.
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Das Mobiltelefon 30 teilt der Internet-Kommunikationseinrichtung 40 nun die Identifikation der Stromabgabeeinheit 20 mit, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls im QR-Code 20 enthalten ist. Sie könnte jedoch auch eine auf dem Laternenpfahl angeordneter alphanumerischer Code sein, welcher händisch in das Mobiltelefon eingegeben wird, was aus Bequemlichkeitsgründen jedoch nicht bevorzugt ist.
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Innerhalb der vom Mobiltelefon von der Internet-Kommunikationseinrichtung aufgerufenen Webseite werden nun die Zahlungsmodalitäten ausgewählt und gegebenenfalls überprüft. Die Internet-Kommunikationseinrichtung 40 kann hierzu beispielsweise auf andere Internet-Kommunikationseinrichtungen/ Webseiten zugreifen.
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Über die aufgerufene Webseite gibt der Benutzer/ die Benutzerin nun die gewünschte Energiemenge (beispielsweise 10 kWh) an und daraufhin sendet die Internet-Kommunikationseinrichtung einen Freigabecode an das Mobiltelefon 30, welches diesen über die bestehende lokale Verbindung an die lokale Kommunikationsvorrichtung weitergibt. Der Freigabecode kann die Information über die gewünschte Energiemenge enthalten oder die Information über die gewünschte Energiemenge kann separat übertragen werden.
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Nach Erhalt des Freigabecodes durch die lokale Kommunikationsvorrichtung 26 übermittelt diese den Freigabecode an die Steuervorrichtung 24, welche diesen überprüft. Beispielsweise kann sich der Algorithmus zur Erzeugung des Freigabecode seitens der Internet-Kommunikationseinrichtung und zur Überprüfung seitens der Steuervorrichtung zeitabhängig ändern, sodass ein einmal verwendeter Freigabecode nicht wiederverwendet werden kann. Eine nicht-dynamische Verschlüsselung kann jedoch ebenfalls ausreichend sein.
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Nach erfolgreicher Überprüfung steuert die Steuervorrichtung 24 das Relais 22 derart an, dass dieses die Verbindung zur Stromleitung 5 schließt und somit Strom durch das Relais und den Stromzähler 28 zur Steckdose (Verbindungsvorrichtung) 21 und von dort zur Batterie 52 des Fahrzeugs 50 fließt. Der Stromzähler 28 misst hierbei die durchgeflossene Energiemenge und meldet diese an die Steuervorrichtung 24. Nach Erreichen der gewünschten Energiemenge steuert die Steuervorrichtung das Relais 22 derart an, dass dieses den Stromfluss unterbricht, also in die „Offen“-Stellung springt. Hiermit ist der Ladevorgang abgeschlossen. Gegebenenfalls kann dies die Steuervorrichtung über die lokale Kommunikationsvorrichtung 26 dem Mobiltelefon 30 mitteilen.
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Die 3 und 4 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel. Dieses unterscheidet sich vom eben beschreibenden darin, dass die Energiemenge nicht fest definiert wird, sondern, dass der Ladevorgang solange andauert, wie dies gewünscht ist, beziehungsweise bis die Batterie 52 vollständig geladen ist. Dies bedeutet, dass der Freigabecode keine Information über die gewünschte Ladungsmenge enthält. Zum Ausgleich werden folgende weitere Schritte durchgeführt: Die tatsächlich geflossene Energiemenge wird von der Steuervorrichtung an die lokale Kommunikationsvorrichtung und von dieser an das Mobiltelefon übermittelt, welche diese Information wiederum an die Internet-Kommunikationsvorrichtung 40 weitergibt.
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Die 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Identifikation nicht optisch lesbar vorliegt, sondern unmittelbar von der lokalen Kommunikationsvorrichtung zum Mobiltelefon übertragen wird. Das Verfahren, welches in 6 beschrieben ist, entspricht ansonsten dem Verfahren der 4 (nicht vorbestimmte Energiemenge). Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, auch in diesem Fall eine vorbestimmte Ladungsmenge entsprechend dem Verfahren der 2 vorzusehen.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Freigabevorrichtung ausschließlich durch einen Schalter in Form einer Relais ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ hierzu wäre es jedoch auch möglich, eine mechanisch ansteuerbare Verschlussvorrichtung mit einer offenen und einer geschlossenen Stellung vorzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Strom leitung
- 10
- Straßenlaterne
- 12
- Laternenpfahl
- 14
- Leuchte
- 20
- Stromabgabeeinheit
- 21
- Steckdose (Verbindungsvorrichtung)
- 22
- Freigabevorrichtung (Relais)
- 24
- Steuervorrichtung
- 26
- lokale Kommunikationsvorrichtung
- 28
- Stromzähler
- 29
- QR-Code
- 30
- mobiles internetfähiges Gerät (Mobiltelefon)
- 40
- Internet-Kommunikationseinrichtung (Server)
- 50
- Fahrzeug
- 52
- Batterie
- 54
- Ladekabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017221597 A1 [0003]
- DE 102010016751 A1 [0003]
