-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ladeinfrastrukturanordnung mit einer wenigstens eine Ladestation aufweisenden Ladeinfrastruktur und mit wenigstens einem Kraftfahrzeug, wobei die Ladestation für ein Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgestaltet ist und das Kraftfahrzeug
- - über eine elektrische Traktionsmaschine,
- - über den an die Traktionsmaschine elektrisch angeschlossenen Energiespeicher zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie sowie
- - über eine Ladeschnittstelle zum Aufladen des Energiespeichers mit von der Ladestation der Ladeinfrastruktur extern bereitgestellter elektrischer Energie verfügt.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ladeinfrastrukturanordnung.
-
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
US 2016/0009192 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur Optimierung der Verwendung elektrischer Energie aus einem Stromnetz. Dabei ist es vorgesehen, eine Zielleistung anhand einer Kostenfunktion für das Stromnetz zu ermitteln, ein Kostensignal an eine elektrische Einrichtung basierend auf der Zielleistung zu übermitteln, ein Ladeprofil von der elektrischen Einrichtung basierend auf dem Kostensignal zu empfangen, ein Anforderungsprofil für die Energieverwendung basierend auf dem Ladeprofil zu aggregieren, ein aktualisiertes Kostensignal basierend auf dem Anforderungsprofil zu ermitteln und das aktualisierte Kostensignal an eine weitere elektrische Einrichtung zu übermitteln. Die elektrische Einrichtung ist eine aufladbare elektrische Einrichtung, beispielsweise ein Plug In-Elektrofahrzeug. Die elektrische Einrichtung ermittelt das Ladeprofil basierend auf dem Kostensignal lediglich einmalig und wird mit maximaler Leistung geladen.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Ladeinfrastruktur vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein besonders effizientes Aufladen des Energiespeichers sicherstellt.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Ladeinfrastrukturanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass bei jedem Aufladen ein Ladeprofil des Kraftfahrzeugs um einen Ladeprofileintrag ergänzt wird, der die folgenden Größen enthält: eine Ladezeitangabe, einen Ladeparameter und einen die Ladestation beschreibenden Ladestationsparameter, wobei aus dem Ladeprofil ein Ladeverhalten des Kraftfahrzeugs ermittelt und der Ladeparameter und/oder der Ladestationsparameter für einen nachfolgenden Ladevorgang und/oder ein Betriebsparameter für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs aus dem Ladeverhalten ermittelt wird.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die Ladeinfrastrukturanordnung weist als wesentliche Bestandteile die Ladeinfrastruktur und das wenigstens eine Kraftfahrzeug auf. Das Kraftfahrzeug ist ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug. Zumindest verfügt das Kraftfahrzeug über die elektrische Traktionsmaschine und den Energiespeicher. Die Traktionsmaschine dient einem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments.
-
Das Bereitstellen des Antriebsdrehmoments mittels der Traktionsmaschine erfolgt unter Bereitstellung von elektrischer Energie aus den Energiespeicher. In anderen Worten wird dem Energiespeicher elektrische Energie zum Betreiben der Traktionsmaschine entnommen. Die Traktionsmaschine weist bevorzugt eine Nennleistung auf, welche einen erheblichen Anteil an einer Nennantriebsleistung des Kraftfahrzeugs hat. Beispielsweise beträgt die Nennleistung der Traktionsmaschine mindestens 25 %, mindestens 50 % oder mindestens 75 % der Nennantriebsleistung des Kraftfahrzeugs. Selbstständig kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Nennleistung der Traktionsmaschine der Nennantriebsleistung des Kraftfahrzeugs entspricht, sodass also Traktionsmaschine zum alleinigen Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgestaltet ist.
-
Durch das Betreiben der Traktionsmaschine mittels der in dem Energiespeicher zwischengespeicherten elektrischen Energie wird der Energiespeicher entladen. Von Zeit zu Zeit ist es daher notwendig, den Energiespeicher aufzuladen. Zumindest zeitweise wird hierzu extern bereitgestellte elektrische Energie verwendet, welche dem Energiespeicher über die Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Die Ladeschnittstelle dient dem elektrischen Verbinden des Energiespeichers mit der Ladestation der Ladeinfrastruktur. Die mittels der Ladeschnittstelle zwischen dem Energiespeicher und der Ladestation hergestellte elektrische Verbindung ist beispielsweise drahtlos oder drahtgebunden. In ersterem Fall verfügt die Ladeschnittstelle über wenigstens eine Spule, über welche die elektrische Energie von der Ladestation an den Energiespeicher übertragen werden kann. Im Falle der drahtgebundenen Verbindung liegt beispielsweise die Ladeschnittstelle als Teil einer Steckverbindung vor, über welche ein an die Ladestation elektrisch angeschlossenes Ladekabel reversibel mit dem Energiespeicher konduktiv verbindbar ist.
-
Die Ladestation ist für das Aufladen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgestaltet. Das bedeutet, dass die Ladestation dem Energiespeicher zumindest zeitweise über die Ladeschnittstelle elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers zuführt. Zum Aufladen des Energiespeichers mittels der Ladestation wird das Kraftfahrzeug zu der Ladestation bewegt und an dieser beziehungsweise in ihrem Umfeld abgestellt.
-
Anschließend wird mittels der Ladeschnittstelle die elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und dem Kraftfahrzeug beziehungsweise dem Energiespeicher hergestellt und der Energiespeicher aufgeladen.
-
Die Ladestation ist Bestandteil der Ladeinfrastrukturanordnung, welche bevorzugt zusätzlich zu der Ladestation über wenigstens eine weitere Ladestation verfügt, sodass insgesamt die Ladeinfrastrukturanordnung mehrere Ladestationen, insbesondere eine Vielzahl von Ladestationen, aufweist. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von der Ladestation oder der wenigstens einen Ladestation die Rede ist, so sind diese Ausführungen äquivalent. Zudem können die Ausführungen stets auf jede der mehreren Ladestation übertragen werden.
-
Derzeit ist es für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs allenfalls schwierig abschätzbar, wie viel ihn das Aufladen des Energiespeichers mit elektrischer Energie kostet. Dies liegt vor allem daran, dass unterschiedliche Ladestationen von unterschiedlichen Betreibern betrieben und/oder von unterschiedlichen Stromlieferanten mit Strom beliefert werden. Auch existieren unterschiedliche Abrechnungsmodelle, wie beispielsweise zeitbasierte Modelle, energiebasierte Modelle und dergleichen. Auch sind die Kosten abhängig davon, ob der Fahrer des Kraftfahrzeugs mit dem Betreiber der Ladestation einen Stromliefervertrag abgeschlossen hat oder ob er die Ladestation beziehungsweise Ladestationen des jeweiligen Betreibers nur sporadisch nutzt, sodass er lediglich eine Abrechnung des jeweiligen Aufladevorgangs wünscht.
-
Um das Aufladen des Energiespeichers mit elektrischer Energie effizient durchzuführen, sowohl hinsichtlich des für das Aufladen notwendigen Zeitaufwands als auch hinsichtlich der zu erwartenden Kosten, ist es vorgesehen, das Ladeprofil des Kraftfahrzeugs zur Optimierung heranzuziehen. Das Ladeprofil beschreibt ein Aufladeverhalten des Kraftfahrzeugs beziehungsweise seines Fahrers. Bei jedem Aufladen des Energiespeichers wird ein Ladeprofileintrag erstellt, um welchen das Ladeprofil ergänzt wird. Das bedeutet insbesondere, dass der Ladeprofileintrag an das Ladeprofil angehängt wird.
-
Beispielsweise enthält das Ladeprofil eine bestimmte Anzahl an Ladeprofileinträgen, welche insoweit eine Ladehistorie des Kraftfahrzeugs beschreiben. Bevorzugt ist es hierbei vorgesehen, dass vor dem Ergänzen des Ladeprofils um den Ladeprofileintrag der jeweils älteste Ladeprofileintrag aus dem Ladeprofil des Kraftfahrzeugs entfernt wird, zumindest falls das Ladeprofil bereits eine bestimmte Anzahl an Ladeprofileinträgen enthält. Hierdurch ist sichergestellt, dass lediglich aktuelle Ladeprofileinträge und entsprechend das aktuelle Ladeverhalten von dem Ladeprofil beschrieben werden.
-
Der Ladeprofileintrag enthält die Ladezeitangabe, den Ladeparameter und den Ladestationsparameter. Die Ladezeitangabe ist eine das Aufladen des Energiespeichers beschreibende Zeitangabe. Der Ladeparameter beschreibt das Aufladen an sich und der Ladestationsparameter die Ladestation. Unter dem Ladeparameter ist beispielsweise eine tatsächlich vorliegende Ladeleistung zu verstehen, welche auch als Istladeleistung bezeichnet werden kann und insbesondere eine während des Aufladens maximal auftretende Ladeleistung ist. Die Istladeleistung kann jedoch auch eine über das Aufladen zeitlich gemittelte Ladeleistung sein.
-
Zusätzlich oder alternativ beschreibt der Ladeparameter den Ladestand des Energiespeichers zu Beginn des Aufladens und/oder bei einem Beenden des Aufladens. Auch kann der Ladeparameter die dem Energiespeicher während des Aufladens zugeführte elektrische Energie beschreiben, welche insoweit als Ladeenergie bezeichnet wird. Der Ladestationsparameter beschreibt hingegen die Ladestation, unabhängig von dem jeweiligen Aufladen des Energiespeichers. Beispielsweise beschreibt der Ladestationsparameter einen Standort der Ladestation, die an der Ladestation verfügbare Nennladeleistung oder dergleichen.
-
Nach dem Ergänzen des Ladeprofils um den Ladeprofileintrag wird aus dem Ladeprofil das Ladeverhalten des Kraftfahrzeugs ermittelt beziehungsweise abgeleitet. Dies kann beispielsweise durch Mittelwertbildung oder durch statistische Auswertung der in dem Ladeprofil enthaltenen Ladeprofileinträge erfolgen. In letzterem Fall erfolgt beispielsweise eine Kategorisierung der Ladeprofileinträge beziehungsweise der darin enthaltenen Größen in unterschiedliche, insbesondere vordefinierte, Kategorien. Während das Ladeprofil Informationen über bereits erfolgte Aufladevorgänge enthält, beschreibt das Ladeverhalten wenigstens einen in Zukunft von dem Kraftfahrzeug zu erwartenden Aufladevorgang. Anhand des Ladeprofils wird insoweit der nachfolgende Ladevorgang prädiziert, wobei bevorzugt für diesen nachfolgenden Ladevorgang zu erwartende Größen, wie zum Beispiel die Ladezeitangabe, der Ladeparameter und/oder der Ladestationsparameter ermittelt werden.
-
Nach dem Ermitteln des Ladeverhaltens wird aus diesem der Ladeparameter und/oder der Ladestationsparameter für den nachfolgenden Ladevorgang und/oder der Betriebsparameter für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermittelt. In anderen Worten wird aus dem Ladeprofil über das Ladeverhalten prädiktiv auf den Ladeparameter beziehungsweise den Ladestationsparameter des nachfolgenden Ladevorgang geschlossen oder alternativ auf den Betriebsparameter für den Fahrbetrieb. Hinsichtlich der Definition des Ladeparameters beziehungsweise des Ladestationsparameters wird auf die weiteren Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, insbesondere auch auf die vorstehenden Ausführungen, verwiesen.
-
Bevorzugt wird der für den nachfolgenden Ladevorgang ermittelte Ladeparameter beziehungsweise Ladestationsparameter für ein gezieltes Ansteuern der Ladestation verwendet. Bevorzugt ist es hierbei vorgesehen, anhand des Ladeparameters beziehungsweise des Ladestationsparameters aus mehreren Ladestation eine Ladestation auszuwählen und die ausgewählte Ladestation gezielt anzufahren. Dieses Anfahren kann im Rahmen des Betriebsparameters für den Fahrbetrieb erfolgen, wobei der Standort der Ladestation als Zielort für eine Routenplanung des Kraftfahrzeugs verwendet wird, welche insoweit den Betriebsparameter darstellt. In diesem Fall wird insoweit der Betriebsparameter mittelbar über den Ladeparameter beziehungsweise den Ladestationsparameter aus dem Ladeverhalten bestimmt.
-
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, den Betriebsparameter unmittelbar aus dem Ladeverhalten zu ermitteln. Der Betriebsparameter kann beispielsweise ein Grenzwert, vorzugweise für eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, für eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs oder dergleichen sein. In diesem Fall dient der Betriebsparameter vorzugweise dazu, einen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs nach oben zu begrenzen, um bei dem gegebenen Ladeverhalten des Kraftfahrzeugs eine hinreichende Reichweite zu erzielen. Es ist insbesondere vorgesehen, eine Mindestreichweite festzulegen und aus der Mindestreichweite und dem Ladeverhalten den Betriebsparameter derart auszuwählen, dass bei gegebenem Ladeverhalten die Mindestreichweite erzielt wird. Die Mindestreichweite ist beispielsweise fest hinterlegt. Alternativ wird sie von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs vorgegeben, beispielsweise über eine entsprechende Bedieneinrichtung.
-
Die beschriebene Vorgehensweise zum Betreiben der Ladeinfrastrukturanordnung ermöglicht einen energie- und kosteneffizienten Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs. Zum einen kann sichergestellt werden, dass stets eine bestimmte Reichweite, insbesondere die Mindestreichweite, erzielt wird. Zum anderen kann der Ladevorgang derart durchgeführt werden, dass sich besonders geringe Betriebskosten des Kraftfahrzeugs einstellen.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Ladezeitangabe eine Ladezeitpunktangabe und/oder eine Ladedauerangabe verwendet wird. Unter der Ladezeitpunktangabe ist eine Angabe des Zeitpunkts zu verstehen, in welchem der Energiespeicher aufgeladen wird. Beispielsweise ist die Ladezeitpunktangabe ein Startzeitpunkt oder ein Endzeitpunkt des Aufladens. Die Ladezeitpunktangabe kann eine Angabe über einen Tag des Aufladens und/oder eine Uhrzeit des Aufladens enthalten. Zusätzlich oder alternativ beschreibt sie einen Wochentag, an welchem das Aufladen erfolgt. Zusätzlich oder alternativ enthält die Ladezeitangabe die Ladedauerangabe. Unter der Ladedauerangabe ist die zeitliche Dauer des Aufladens zu verstehen, also die Dauer zwischen dem Beginn des Aufladens und dem Ende des Aufladens. Mithilfe der Ladezeitpunktangabe beziehungsweise der Ladedauerangabe ist eine genaue Vorhersage des Ladeverhaltens des Kraftfahrzeugs möglich.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ladestationsparameter vor dem Aufladen oder während des Aufladens an das Kraftfahrzeug übertragen wird. Der Ladestationsparameter ist dem Kraftfahrzeug zunächst nicht bekannt. Er wird vor dem Aufladen oder erst während des Aufladens dem Kraftfahrzeug bekannt gemacht. Das Übertragen des Ladestationsparameters kann bevorzugt durch die Ladestation selbst erfolgen, insbesondere während des Aufladens. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Ladestationsparameter von einer Zentralrecheneinheit der Ladeinfrastruktur an das Kraftfahrzeug übermittelt wird. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine Berücksichtigung von Eigenschaften der Ladestation beziehungsweise mehrere Ladestationen in dem Ladeverhalten und damit eine genaue Prädiktion des Ladeverhaltens.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Ladeparameter mindestens einer der folgenden Parameter verwendet wird: Istladeleistung, Startladestand des Energiespeichers, Endladestand des Energiespeichers und Ladeenergie, und/oder dass als Ladestationsparameter mindestens eine der folgenden Parameter verwendet wird: Ladestationsart, Nennladeleistung, Stromart, Strompreis, Betreiberbezeichnung und Stromlieferantenbezeichnung. Auf die Istladeleistung, den Startladestand und den Endladestand sowie die Ladeenergie wurde bereits eingegangen. Auf die entsprechenden Ausführungen wird insoweit verwiesen. Selbstredend kann lediglich ein einziger der Parameter als Ladeparameter herangezogen werden. Bevorzugt enthält der Ladeparameter jedoch mehrere oder sogar alle der genannten Parameter, um eine sehr genaue Prädiktion des Ladeverhaltens zu erzielen.
-
Der Ladestationsparameter kann genau einen oder mehrere, insbesondere alle, der genannten Parameter enthalten, nämlich die Ladestationsart, die Nennladeleistung, die Auslastung, die Stromart, den Strompreis, die Betreiberbezeichnung und/oder die Stromlieferantenbezeichnung. Unter der Ladestationsart ist zu verstehen, dass die Ladestation als Einzelladestation oder als Mehrfachladestation ausgestaltet ist. Zusätzlich oder alternativ beschreibt die Ladestationsart zudem, ob die Ladestation eine private Ladestation oder eine öffentliche Ladestation ist. Die Einzelladestation ist für das gleichzeitige Aufladen lediglich eines einzigen Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgestaltet. Die Mehrfachladestation weist hingegen mehrere Stromanschlüsse auf und ermöglicht insoweit das gleichzeitige Aufladen mehrerer Kraftfahrzeuge.
-
Unter der Auslastung ist die zeitliche Auslastung der Ladestation zu verstehen, also ob die Ladestation zu einem gegebenen Zeitpunkt zum Aufladen eines Kraftfahrzeugs verwendet wird oder nicht. Hieraus kann abgeleitet werden, wie hoch die Wahrscheinlichkeit für das Kraftfahrzeug ist, die Ladestation in einem Zustand vorzufinden, welcher das sofortige oder zumindest zeitnahe Aufladen des Energiespeichers zulässt. Die Nennladeleistung beschreibt die maximal mögliche Ladeleistung der Ladestation. Unter der Stromart ist eine Angabe zu verstehen, ob an der Ladestation Wechselstrom oder Gleichstrom zum Aufladen des Energiespeichers angeboten wird.
-
Der Strompreis beschreibt den Preis des zum Aufladen des Energiespeichers bereitgestellten Stroms, wohingegen die Betreiberbezeichnung einen Betreiber der Ladestation und die Stromlieferantenbezeichnung einen Stromlieferanten der Ladestation benennen. Aus der Betreiberbezeichnung und/oder der Stromlieferantenbezeichnung kann beispielsweise abgeleitet werden, ob der Fahrer des Kraftfahrzeugs in einer vertraglichen Beziehung zu dem Betreiber der Ladestation und/oder dem Stromlieferanten steht oder nicht. In ersterem Fall hat dies unter Umständen Einfluss auf den Strompreis. Die Verwendung der genannten Parameter als Ladeparameter beziehungsweise Ladestationsparameter ermöglicht eine präzise Ermittlung beziehungsweise Vorhersage des zukünftigen Ladeverhaltens des Kraftfahrzeugs.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das für zumindest eine der Größen des Ladeprofileintrags mehrere Kategorien hinterlegt sind, wobei bei dem Ermitteln des Ladeverhaltens zumindest eine Größe durch Aufteilen auf die Kategorien kategorisiert wird und bei dem Ermitteln des Ladeparameters und/oder des Ladestationsparameters für den nachfolgenden Ladevorgang und/oder des Betriebsparameters nur die vorherrschende Kategorie herangezogen wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Kategorien fest vorgegeben sind oder aus den Ladeprofileinträgen des Ladeprofils dynamisch erzeugt werden. In letzterem Fall erfolgt durch das Kategorisieren ein Gruppieren der Größen des Ladeprofileintrags.
-
Enthalten beispielsweise die Ladeprofileinträge unterschiedliche Stromarten, so wird für jede der Stromarten eine Kategorie angelegt und für jede der Kategorien ermittelt, wie häufig die jeweilige Stromart in den Ladeprofileinträgen des Ladeprofils vorkommt. Dies gilt im Übrigen auch, falls die Kategorien fest vorgegeben sind.
-
Aus den Kategorien wird nach dem Kategorisieren diejenige Kategorie ausgewählt, welche in den Ladeprofileinträgen des Ladeprofils am häufigsten vorkommt. Diese Kategorie wird auch als vorherrschende Kategorie bezeichnet. Anhand dieser vorherrschenden Kategorie wird der Ladeparameter beziehungsweise der Ladestationsparameter des nachfolgenden Ladevorgang beziehungsweise der Betriebsparameter für den Fahrbetrieb ermittelt. Dies ermöglicht wiederum eine präzise Vorhersage des zukünftigen Ladeverhaltens.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder der Kategorien ein bestimmter Wert des Ladeparameters und/oder des Ladestationsparameters für den nachfolgenden Ladevorgang und/oder ein bestimmter Wert des Betriebsparameters zugeordnet ist, anhand dessen der Ladeparameter und/oder der Ladestationsparameter und/oder der Betriebsparameter ermittelt wird. Der jeweilige Parameter kann der jeweiligen Kategorie fest zugeordnet sein. Vorzugweise wird nach dem Kategorisieren der Parameter der vorherrschenden Kategorie herangezogen und der Ladeparameter beziehungsweise der Ladestationsparameter und/oder der Betriebsparameter diesem Parameter gleichgesetzt. Dies ermöglicht eine äußerst rasche Ermittlung des gewünschten Werts.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ladeparameter und/oder der Ladestationsparameter für den nachfolgenden Ladevorgang und/oder der Betriebsparameter anhand wenigstens eines Standorts der wenigstens einen Ladestation und/oder einer Auslastung der wenigstens einen Ladestation ermittelt wird. Aus dem Standort wird hierbei beispielsweise eine Entfernung der Ladestation zu dem Kraftfahrzeug bestimmt. Anhand der Entfernung und dem Ladeverhalten wird nachfolgend bevorzugt die anzusteuernde Ladestation aus mehreren Ladestationen der Ladeinfrastruktur ausgewählt. Zusätzlich oder alternativ wird die Auslastung der wenigstens einen Ladestation berücksichtigt. Die Auslastung beschreibt die momentane oder die bei der Ankunft des Kraftfahrzeugs an der Ladestation zu erwartende Auslastung beziehungsweise Belegung der Ladestation. Diese Vorgehensweise stellt einen effizienten und raschen Ladevorgang sicher.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Ladeprofil in einer Zentralrecheneinheit der Ladeinfrastruktur vorliegt und der Ladeprofileintrag bei dem Aufladen von dem Kraftfahrzeug an die Zentralrecheneinheit übermittelt wird, oder dass das Ladeprofil in dem Kraftfahrzeug vorliegt und nach dem Ergänzen des Ladeprofils um den Ladeprofileintrag das Ladeprofil an die Zentralrecheneinheit übermittelt wird. Grundsätzlich können insoweit zwei Ausgestaltungen des Verfahrens unterschieden werden. Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird das Ladeprofil in der Zentralrecheneinheit abseits des Kraftfahrzeugs gespeichert. In diesem Fall wird bei jedem Aufladen der Ladeprofileintrag von dem Kraftfahrzeug an die Zentralrecheneinheit übermittelt und das dort vorliegenden Ladeprofil um den Ladeprofileintrag ergänzt.
-
Alternativ ist es gemäß einer zweiten Ausgestaltung möglich, dass das Ladeprofil in dem Kraftfahrzeug vorgehalten wird und dort um den Ladeprofileintrag ergänzt wird. In diesem Fall wird das gesamte Ladeprofil von Zeit zu Zeit, insbesondere nach jedem Aufladen, an die Zentralrecheneinheit übermittelt. In jedem Fall erfolgt das Auswerten des Ladeprofils in der Zentralrecheneinheit der Ladeinfrastruktur, also das Ermitteln des Ladeverhaltens aus dem Ladeprofil.
-
Es kann vorgesehen sein, das Ladeverhalten nach dem Ermitteln unmittelbar an das Kraftfahrzeug zu übertragen und dort das Ermitteln des Ladeparameters beziehungsweise des Ladestationsparameters für den nachfolgenden Ladevorgang und/oder des Betriebsparameters für den Fahrbetrieb vorzunehmen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die genannten Größen bereits in der Zentralrecheneinheit ermittelt und anschließend an das Kraftfahrzeug übertragen werden. In jedem Fall ermöglicht die Verwendung der Zentralrecheneinheit die Heranziehung größerer Datenmengen, welche für mehrere Kraftfahrzeuge zentral in der Zentralrecheneinheit vorgehalten werden. Dies gilt insbesondere für den Ladestationsparameter der Ladestation beziehungsweise für Ladestationsparameter einer Vielzahl von Ladestationen.
-
Auf diese Art und Weise kann dem Kraftfahrzeug beziehungsweise dessen Fahrer beispielsweise die Verwendung von Ladestationen eines bestimmten Betreibers und/oder eines bestimmten Stromlieferanten vorgeschlagen werden, bei dessen Nutzung sich für das Ladeverhalten des Kraftfahrzeugs ein besonders günstiger Gesamtpreis einstellt. So könnte beispielsweise die Nutzung eines bestimmten Vertragsmodells beziehungsweise Preismodells vorgeschlagen werden. Auch eine Routenplanung einer Fahrtroute des Kraftfahrzeugs ist auf diese Art und Weise mit hoher Genauigkeit möglich.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Betriebsparameter für eine Fahrtroutenplanung des Kraftfahrzeugs verwendet wird, und/oder dass aus dem Betriebsparameter ein Grenzwert für eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und/oder dass das Kraftfahrzeug über eine Rekuperationsbremse verfügt, die anhand des Betriebsparameters angesteuert wird. Die genannten Maßnahmen dienen beispielsweise der Erzielung der Mindestreichweite, auf welche bereits hingewiesen wurde.
-
In jedem Fall soll sichergestellt werden, dass das Kraftfahrzeug die Ladestation zuverlässig erreicht, insbesondere mit der noch in dem Energiespeicher vorliegenden elektrischen Energie, insbesondere ausschließlich mit dieser.
-
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Fahrtroutenplanung beziehungsweise die Wahl des Grenzwerts und/oder das Ansteuern der Rekuperationsbremse lediglich in Abstimmung mit dem Fahrer des Kraftfahrzeugs erfolgt. Es ist also bevorzugt vorgesehen, dass dem Fahrer zunächst ein entsprechender Einstellungsvorschlag unterbreitet wird, welchen dieser annehmen oder ablehnen kann. Nur im Falle des Annehmens wird die vorgeschlagene Fahrtroutenplanung beziehungsweise der vorgeschlagene Grenzwert tatsächlich umgesetzt.
-
Im Rahmen der beschriebenen Vorgehensweise kann es selbstverständlich vorgesehen sein, das Ladeprofil wenigstens einem Drittanbieter zur Verfügung zu stellen, damit dieser eine eigene Auswertung vornehmen und dem Fahrer des Kraftfahrzeugs einen Vorschlag für die Nutzung der Ladestation zum Aufladen des Energiespeichers unterbreiten kann. Hierdurch ist eine hohe Flexibilität des Verfahrens sichergestellt.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ladeinfrastrukturanordnung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einer wenigstens eine Ladestation aufweisenden Ladeinfrastruktur und mit wenigstens einem Kraftfahrzeug, wobei die Ladestation für ein Aufladen eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgestaltet ist und das Kraftfahrzeug
- - über eine elektrische Traktionsmaschine,
- - über den an die Traktionsmaschine elektrisch angeschlossenen Energiespeicher zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie sowie
- - über eine Ladeschnittstelle zum Aufladen des Energiespeichers mit von der Ladestation der Ladeinfrastruktur extern bereitgestellter elektrischer Energie verfügt.
-
Dabei ist die Ladeinfrastrukturanordnung dazu vorgesehen und ausgestaltet, bei jedem Aufladen ein Ladeprofil des Kraftfahrzeugs um einen Ladeprofileintrag zu ergänzen, der die folgenden Größen enthält: eine Ladezeitangabe, einen Ladeparameter und einen die Ladestation beschreibenden Ladestationsparameter, wobei aus dem Ladeprofil ein Ladeverhalten des Kraftfahrzeugs ermittelt und der Ladeparameter und/oder der Ladestationsparameter für einen nachfolgenden Ladevorgang und/oder ein Betriebsparameter für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs aus dem Ladeverhalten ermittelt wird.
-
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Ladeinfrastrukturanordnung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Ladeinfrastrukturanordnung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
-
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung fast anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausdrucksformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- 1 eine schematische Darstellung einer Ladeinfrastrukturanordnung mit einer Ladeinfrastruktur und einem Kraftfahrzeug.
-
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ladeinfrastrukturanordnung 1, welche eine Ladeinfrastruktur 2 und wenigstens ein Kraftfahrzeug 3 aufweist. Die Ladeinfrastruktur 2 verfügt über mindestens eine Ladestation 4, bevorzugt jedoch über eine Vielzahl von Ladestationen 4, von welchen hier lediglich eine einzige dargestellt ist. Die Ladestation 4 dient dem Aufladen eines Energiespeichers 5 des Kraftfahrzeugs 3, welche hier lediglich beispielhaft angedeutet ist. Der Energiespeicher 5 dient zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie und ist elektrisch an eine elektrische Traktionsmaschine des Kraftfahrzeugs 3 angeschlossen. Die Traktionsmaschine dient zumindest zeitweise dem Antreiben des Kraftfahrzeugs 3 unter Verwendung von dem Energiespeicher 5 entnommener elektrischer Energie. Das Aufladen des Energiespeichers 5 mittels der Ladestation 4 erfolgt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Ladekabel 6 beziehungsweise ganz grundsätzlich über eine konduktive elektrische Verbindung.
-
Bei jedem Aufladen wird ein das Aufladen beschreibender Ladeprofileintrag erstellt und ein Ladeprofil des Kraftfahrzeugs 3 um diesen Ladeprofileintrag ergänzt. Beispielsweise wird das Ladeprofil in einer Zentralrecheneinheit 7 vorgehalten. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass der Ladeprofileintrag separat an die Zentralrecheneinheit 7 übermittelt und dem dort vorliegenden Ladeprofil zugeschlagen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Ladeprofil in dem Kraftfahrzeug 3 abgespeichert und um den Ladeprofileintrag ergänzt wird, wobei erst anschließend das gesamte Ladeprofil an die Zentralrecheneinheit 7 übermittelt wird.
-
Aus dem Ladeprofil wird ein Ladeverhalten des Kraftahrzeugs 3 abgeleitet beziehungsweise ermittelt. Das Ladeverhalten beschreibt prädiktiv beziehungsweise vorausschauend wenigstens einen zukünftigen beziehungsweise nachfolgenden Ladevorgang. Anhand des ermittelten Ladeverhaltens wird ein Ladeparameter beziehungsweise ein Ladestationsparameter für diesen nachfolgenden Ladevorgang ermittelt. Zusätzlich oder alternativ wird aus dem Ladeverhalten ein Betriebsparameter für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 3 ermittelt.
-
Der Ladeprofileintrag enthält wenigstens eine Ladezeitangabe, den Ladeparameter und einen Ladestationsparameter, welcher die Ladestation 4 selbst beschreibt. Als Ladeparameter kann beispielsweise eine Istladeleistung, ein Startladestand des Energiespeichers 5, ein Endladestand des Energiespeichers 5 und/oder eine dem Kraftfahrzeug 3 während des Aufladens zugeführte Ladeenergie herangezogen werden. Als Ladestationsparameter wird beispielsweise eine Ladestationsart, eine Auslastung der Ladestation 4, einen Nennladeleistung der Ladestation 4, eine von der Ladestation 4 angebotene Stromart, ein Strompreis, eine Betreiberbezeichnung und/oder eine Stromlieferantenbezeichnung herangezogen.
-
Insgesamt wird also anhand des Ladeprofils des Kraftfahrzeugs 3 eine Optimierung des nachfolgenden Ladevorgangs und/oder des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 3 vorgenommen. Die beschriebene Vorgehensweise fußt hierbei insbesondere auf der Aufzeichnung von relevanten Informationen des Aufladens, also beispielsweise wann wurde wo wie viel für welchen Preis aufgeladen. Diese Aufzeichnung erfolgt insbesondere über einen definierten Zeitraum. Bevorzugt werden hierbei Ladeprofileinträge, welche eine bestimmte Zeit zurückliegen, aus dem Ladeprofil entfernt.
-
Zusätzlich kann selbstverständlich ein Mobilitätsverhalten des Kraftfahrzeugs, also ein Fahrverhalten des Fahrers und/oder zurückgelegte Fahrstrecken, erfasst werden. Hierzu ist das Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Sensorik ausgestattet. Die erfassten Daten werden, beispielsweise in Kombination mit weiteren Fahrzeugdaten, beispielsweise der Batteriekapazität, zu der Zentralrecheneinheit 7 übermittelt. Basierend auf den Daten wird in der Zentralrecheneinheit aus dem Ladeprofil das individuelle Ladeverhalten des Kraftfahrzeugs berechnet. Hierzu zählen beispielsweise folgende Informationen: Ladezeit., Ladedauer, Ladestationsart, Betreiberbezeichnung beziehungsweise Stromlieferantenbezeichnung, Istladeleistung, Startladestand, Endladestand, Strompreis und dergleichen.
-
In der Zentralrecheneinheit können zudem weitere Daten berücksichtigt werden, beispielsweise der Standort der Ladestation 4 beziehungsweise die Standorte mehrerer Ladestationen 4, eine Auslastung beziehungsweise Verfügbarkeit der Ladestation 4, der Strompreis, die Betreiberbezeichnung und die Stromlieferantenbezeichnung.
-
Basierend auf dem Ladeprofil des Kraftfahrzeugs einerseits und Informationen zu der Ladeinfrastruktur 2 andererseits sowie den dazugehörigen Strompreisen, Betreibern beziehungsweise Stromlieferanten kann schließlich für das Kraftfahrzeug 3 beziehungsweise dessen Fahrer der optimale Ladeparameter, der optimale Ladestationsparameter und/oder der optimale Betriebsparameter ermittelt werden. Diese Größen können dem Fahrer des Kraftahrzeugs angezeigt beziehungsweise zur Verfügung gestellt werden, insbesondere von dem Kraftfahrzeug 3 selbst oder über ein Drittgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon oder dergleichen. Beispielsweise kann dem Fahrer vorgeschlagen werden, einen Stromliefervertrag mit einem bestimmten Betreiber und einem bestimmten Strompreis abzuschließen oder von einem solchen Stromliefervertrag abzuraten. Zudem kann es vorgesehen sein, eine Fahrtroutenplanung des Kraftahrzeugs 3 an das Ladeverhalten anzupassen, sodass beispielsweise auf längeren Strecken seltener, dafür aber länger der Energiespeicher 5 aufgeladen wird.
-
Der Zeitraum, über welchen hinweg das Ladeprofil ausgewertet wird, also über welchen Zeitraum hinweg in dem Ladeprofil enthaltene Ladeprofileinträge ausgewertet werden, kann beispielsweise von dem Fahrer des Kraftahrzeugs 3 festgelegt werden. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Fahrer zusätzliche Parameter für das Ermitteln des Ladeparameters beziehungsweise des Ladestationsparameters und/des Betriebsparameters vorgeben kann. Insgesamt ergibt sich somit eine Ladeinfrastrukturanordnung 1, bei welcher ein besonders energie- und kosteneffizienter Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 erfolgen kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ladeinfrastrukturanordnung
- 2
- Ladeinfrastruktur
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Ladestation
- 5
- Energiespeicher
- 6
- Ladekabel
- 7
- Zentralrecheneinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2016/0009192 A1 [0003]
