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Die Erfindung betrifft einen Energiezähler für einen Stromabnehmer eines Fahrzeuges, insbesondere für einen Lkw.
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Aus dem Stand der Technik sind Energiezähler zur Erfassung einer von einem Fahrzeug aufgenommenen Energiemenge bekannt, wobei der Energiezähler im Fahrzeuginnenraum beabstandet vom Stromabnehmer angeordnet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Energiezähler und ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer vom Fahrzeug aufgenommenen Energiemenge bereitzustellen.
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Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Es wird ein Energiezähler für einen Stromabnehmer eines Fahrzeuges bereitgestellt, wobei der Energiezähler ein Gehäuse und eine Recheneinheit aufweist. Die Recheneinheit ist im Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse ist ausgebildet, um an dem Stromabnehmer befestigt zu werden.
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Die Recheneinheit weist elektrische Anschlüsse auf, die zur Erfassung der über den Stromabnehmer ausgetauschte, insbesondere aufgenommene, Energiemenge vorgesehen sind. Die Recheneinheit weist zudem eine Datenschnittstelle auf, über die die ermittelte elektrische Energiemenge ausgegeben werden kann.
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Der vorgeschlagene Energiezähler weist den Vorteil auf, dass die Anordnung des Energiezählers direkt am Stromabnehmer montiert werden kann und somit mit dem Stromabnehmer eine Einheit bilden kann. Somit kann der Energiezähler und der Stromabnehmer als Einheit getestet, verbaut und vertrieben werden. Zudem ist durch die Anordnung des Energiezählers außerhalb des Fahrzeuges kein Bauraum innerhalb des Fahrzeuges erforderlich. Weiterhin können sicherheitstechnische Überprüfungen des Energiezählers vereinheitlicht werden, ohne dass die individuelle Anordnung des Energiezählers im Fahrzeug berücksichtigt werden muss. Dadurch kann eine Erprobung des Energiezählers bereits vor dem Verbauen des Energiezählers in einer Fahrzeugkabine erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, um über die Datenschnittstelle eine aktuelle Ortsposition des Fahrzeuges zu erhalten. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um die Ortsposition und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket auszugeben. Somit wird bereits im Energiezähler eine Kombination der Ortsposition des Fahrzeuges mit der ermittelten Energiemenge vorgenommen. Die Ortsposition kann beispielsweise für die Ermittlung eines örtlichen Stromverbrauches von einer zentralen Einheit berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann der Stromaustausch, insbesondere die Stromentnahme örtlich einem Abschnitt der Fahrleitungen zugeordnet werden. Dadurch kann der örtliche Stromaustausch mit den Fahrleitungen erfasst werden. Dies kann für eine Überwachung des Stromverbrauches des Fahrzeuges abhängig von einer Ortsposition des Fahrzeuges genutzt werden. Zudem kann der Stromverbrauch einem Streckenabschnitt der Fahrleitungen zugeordnet werden. Dadurch kann ein zukünftiger ortsbezogener Bedarf an Strom für einen Streckenabschnitt ermittelt werden. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn verschiedene Streckenabschnitte der Fahrleitungen von verschiedenen Einspeisesystemen mit Strom versorgt werden. Durch die Information über den örtlichen Strombedarf können die Einspeisesystem in der Weise gesteuert werden, dass auf den verschiedenen Streckenabschnitten der Fahrleitungen ausreichend Strom zur Verfügung steht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, um über die Datenschnittstelle eine Streckeninformation über eine vom Fahrzeug befahrene Straßenstrecke zu erhalten. Auf diese Weise kann der Stromaustausch, insbesondere die Stromentnahme örtlich einem Abschnitt der Fahrleitungen zugeordnet werden. Dadurch kann der örtliche Stromaustausch mit den Fahrleitungen erfasst werden. Diese Information kann für eine Überwachung der Fahrleitungen in vorgegebenen Abschnitten verwendet werden. Zudem kann diese Information für die Ermittlung eines Stromverbrauches für vorgegebenen Abschnitte der Fahrleitungen verwendet werden. Auf diese Weise kann z.B. durch einen Vergleich des Stromverbrauches des Fahrzeuges mit einem gemessenen Strombedarf der Fahrleitungen für eine vorgegebene Strecke ein Leckstrom an den Fahrleitungen erkannt werden. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um die Streckeninformation und die ermittelte Energiemenge als Datenpaket auszugeben. Somit wird bereits von der Recheneinheit eine Kombination zwischen der Streckeninformation der vom Fahrzeug befahrenen Straßenstrecke mit der ermittelten Energiemenge vorgenommen. Somit kann eine zentrale Recheneinheit sowohl die Streckeninformation des Fahrzeuges als auch die aufgenommene Energiemenge des Fahrzeuges empfangen und weiterverarbeiten.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, um über die Datenschnittstelle einen Start- und/oder einen Endzeitpunkt zu empfangen, zu dem der Stromabnehmer einen leitenden Kontakt zu stationären Stromversorgungsleitungen aufnimmt und/oder den leitenden Kontakt zu den Stromversorgungsleitungen abbricht. Dadurch ist eine genauere Erfassung der ausgetauschten, insbesondere der aufgenommenen Energiemenge möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Datenspeicher im Gehäuse des Energiezählers vorgesehen. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um die ermittelte elektrische Energiemenge und/oder die empfangene Ortsposition und/oder die Streckeninformation im Datenspeicher abzulegen. Somit können die Daten gesammelt und zu einem späteren Zeitpunkt ausgegeben werden. Weiterhin können die Daten auch über einen längeren Zeitraum im Datenspeicher gespeichert werden und von der Recheneinheit ausgewertet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgebildet, um über die Datenschnittstelle Daten signiert und/oder verschlüsselt auszugeben. Auf diese Weise ist es möglich, die Herkunft der Daten und/oder die Richtigkeit der Daten zu gewährleisten.
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Es wird ein Stromabnehmer mit einem Energiezähler bereitgestellt. Somit wird ein Gesamtsystem bestehend aus Stromabnehmer und Energiezähler bereitgestellt. Das Gesamtsystem kann somit als Einheit getestet, verbaut und vertrieben werden.
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Es wird ein System mit einem Energiezähler und einer zweiten Recheneinheit vorgeschlagen, wobei die zweite Recheneinheit eine zweite Datenschnittstelle aufweist, um Daten von der Datenschnittstelle der Recheneinheit des Energiezählers zu empfangen. Die zweite Recheneinheit kann im Fahrzeuginnenraum angeordnet sein. Zudem kann die zweite Recheneinheit ausgebildet sein, um die von der Recheneinheit empfangenen Daten an eine weitere Recheneinheit, insbesondere an eine zentrale Recheneinheit, weiterzugeben. Beispielsweise kann die zweite Recheneinheit eine Mauterfassung für eine vom Fahrzeug gefahrene Straßenstrecke durchführen.
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Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer von einem Fahrzeug über einen Stromabnehmer ausgetauschten, insbesondere aufgenommenen Energiemenge bereitgestellt, wobei das Verfahren durch einen Energiezähler mit einer Recheneinheit ausgeführt wird, wobei eine vom Stromabnehmer aufgenommene elektrische Energiemenge ermittelt wird, wobei die Recheneinheit über eine Datenschnittstelle die ermittelte elektrische Energiemenge ausgibt.
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In einer Ausführungsform empfängt die Recheneinheit eine aktuelle Ortsposition des Fahrzeuges. Die Recheneinheit gibt die Ortsposition und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket aus.
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In einer weiteren Ausführungsform empfängt die Recheneinheit eine Streckeninformation über eine vom Fahrzeug befahrene Straßenstrecke. Die Recheneinheit gibt die Streckeninformation und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket aus.
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Die Recheneinheit empfängt einen Startzeitpunkt und/oder einen Endzeitpunkt, zu dem der Stromabnehmer einen Kontakt zu elektrischen Stromversorgungsleitungen aufnimmt bzw. zu dem der Stromabnehmer den elektrischen Kontakt zu den Stromversorgungsleitungen abbricht.
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In einer weiteren Ausführungsform gibt die Recheneinheit die Streckeninformation und/oder die ermittelte elektrische Energiemenge und/oder die Ortsinformation signiert und/oder verschlüsselt aus.
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Zudem wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinheit diese veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit Stromabnehmern und elektrischen Fahrleitungen,
- 2 eine schematische Darstellung eines eingeklappten Stromabnehmers mit einer Strombox,
- 3 eine schematische Darstellung der Strombox, und
- 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Ermittlung einer zwischen dem Stromabnehmer und den Fahrleitungen ausgetauschten, insbesondere aufgenommene elektrischen Energiemenge.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, das beispielsweise als Lkw ausgebildet ist und auf einer Straße 24 fährt. Das Fahrzeug 1 weist zwei Stromabnehmer 2 auf, wobei jeweils ein Stromabnehmer 2 mit einer Fahrleitung 4 in Kontakt steht. Eine der Fahrleitungen 4 führt eine positive Gleichspannung und die andere Fahrleitung 4 führt eine negative Gleichspannung. Ein Gehäuse in Form einer Strombox 3 ist an den Stromabnehmern 2 und am Fahrzeug 1 befestigt. Die Strombox 3 kann die Stromabnehmer 2 am Fahrzeug 1 befestigen und/oder zur Durchleitung des Stromes zum Fahrzeug vorgesehen sein. Es können jedoch auch weitere Befestigungsmittel vorgesehen sein, die den Stromabnehmer 2 am Fahrzeug befestigen. Der Stromabnehmer 2 weist elektrische Leitungen auf, die über die Strombox 3 mit einer dritten und vierten Stromleitung 16, 17 verbunden werden. Die dritte und vierte Stromleitung 16, 17 sind im Fahrzeug 1 angeordnet und zu einem elektrischen Verbraucher, wie beispielsweise einem elektrischen Motor und/oder einer Batterie, geführt. Mithilfe des elektrischen Motors 6 kann das Fahrzeug 1 über den Strom aus den Fahrleitungen 4 angetrieben werden. Die Stromabnehmer 2 können schwenkbar ausgebildet sein und abhängig von der gewählten Position in Anlage an die Fahrleitungen 4 gebracht werden oder von den Fahrleitungen 4 beabstandet angeordnet sein. Die Strombox 3 ist vorzugsweise an der Außenseite des Fahrzeuges 1, insbesondere an der Außenseite einer Fahrzeugkabine angeordnet. Die Strombox 3 ist vorzugsweise direkt mit den Stromabnehmern 2 mechanisch verbunden. Zudem kann die Strombox 3 auch direkt mit einer Karosserie des Fahrzeuges 1 verbunden sein. Die zwei Stromabnehmer 2 können auch in Form eines Stromabnehmers 2 ausgebildet sein, der über getrennte elektrische Leitungen die positive und die negative Spannung der Fahrleitungen 4 zum Fahrzeug führen kann. Das Fahrzeug 1 kann eine zweite Recheneinheit 5 aufweisen, die beispielsweise im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist. Die zweite Recheneinheit 5 kann beispielsweise als Mauterfassungsgerät ausgebildet sein.
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Der Stromabnehmer 2 und die Strombox 3 bilden eine Einheit und können beispielsweise als Messmittel gemeinsam über eine Baumusterprüfung eichrechtlich zugelassen werden. Der Stromabnehmer 2 erfüllt dabei die Aufgabe, eine elektrische Verbindung zwischen den Fahrleitungen 4 und dem Fahrzeug 1 herzustellen. In der Strombox 3 ist ein Energiezähler, insbesondere ein Gleichstromenergiezähler, angeordnet, der die über den Stromabnehmer ausgetauschte, insbesondere vom Fahrzeug aufgenommene Energiemenge erfasst.
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Der Energiezähler ist beispielsweise ausgebildet, um nach Abschluss einer Messung Daten wie eine Streckenkennung, eine Uhrzeit für einen Beginn einer Energieaufnahme bzw. eines Energieaustausches und/oder eine Uhrzeit für ein Ende einer Energieaufnahme bzw. eines Energieaustausches, eine Kennung des Energiezählers und/oder eine Ortsposition des Fahrzeuges beim Start des Energieaustausches, insbesondere beim Start der Energieaufnahme, und/oder eine Ortsposition des Fahrzeuges bei einem Ende des Energieaustausches, insbesondere beim Ende der Energieaufnahme, auszugeben. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Recheneinheit ausgebildet sein, um die vom Stromabnehmer ausgetauschte, insbesondere aufgenommene Energiemenge zu berechnen. Es kann jedoch auch ein separater Energiezähler vorgesehen sein, der die Erfassung der Spannung und/oder des Stromes durchführt und diese Daten an die Recheneinheit weitergibt.
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Beispielsweise können die Daten verschlüsselt und/oder signiert als Datenpakete ausgegeben werden. Die Daten können dabei an die zweite Recheneinheit 5 und/oder an eine außerhalb des Fahrzeuges 1 angeordnete zentrale Recheneinheit 7 ausgegeben werden. Die zweite Recheneinheit 5 ist beispielsweise als Mauterfassungsgerät ausgebildet und geeignet, um die für eine Mautberechnung für die Benutzung einer Straßenstrecke notwendigen Datensätze zu bestimmen. Zusätzlich kann die zweite Recheneinheit mittels einer Datenverbindung, beispielsweise mittels eines CAN-Bus, mit dem Stromabnehmer 2 und/oder über eine Ethernet- oder RS485-Schnittstelle mit dem Energiezähler der Strombox 3 Daten austauschen. Zudem kann die zweite Recheneinheit 5 ausgebildet sein, um über eine Mobilfunkverbindung mit der zentralen Recheneinheit 7 Daten auszutauschen.
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Die zweite Recheneinheit 5 ermittelt beispielsweise bei Erreichen eines Streckenabschnittes mit einer Fahrleitung 4 eine diesem Streckenabschnitt zugeordnete Streckenkennung. Die Streckenkennung kann beispielsweise aus einer Datenbank abhängig von der Ortsposition des Fahrzeuges ausgelesen werden. Die Ortsposition des Fahrzeuges wird beispielsweise mit einem GPS-System ermittelt, das ebenfalls im Fahrzeug 1 angeordnet ist. Die Straßenkennung kann zudem der zweiten Recheneinheit von der zentralen Recheneinheit 7 abhängig von der Ortsposition des Fahrzeuges übermittelt werden. Weiterhin erhält die zweite Recheneinheit 5 über eine Datenverbindung zum Stromabnehmer die Information, wann der Stromabnehmer die Fahrleitung kontaktiert und wann der Kontakt zwischen dem Stromabnehmer und der Fahrleitung wieder unterbrochen wird. Dazu kann der Stromabnehmer 2 Sensoren aufweisen, die einen mechanischen und/oder elektrischen Kontakt zur Fahrleitung 4 erfassen und an die zweite Recheneinheit 5 weitergeben. Die zweite Recheneinheit 5 übermittelt den Zeitpunkt, zu dem der Stromabnehmer 2 die Fahrleitungen 4 kontaktiert bzw. den Zeitpunkt, zu dem der Stromabnehmer 2 sich von den Fahrleitungen 4 wegbewegt, an die erste Recheneinheit 8. Zudem kann die zweite Recheneinheit 5 die GPS-Positionen des Fahrzeuges beim Aufbauen des Kontakts zwischen den Stromabnehmern 2 und den Fahrleitungen 4 und beim Lösen des Kontakts zwischen den Stromabnehmern 2 und den Fahrleitungen 4 an die erste Recheneinheit 8 übermitteln.
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Anschließend kann die erste Recheneinheit 8 Daten an die zweite Recheneinheit 5 in Form eines Datenpaketes, insbesondere in Form eines signierten und/oder verschlüsselten Datenpaketes übermitteln. Die zweite Recheneinheit 5 kann das Datenpaket, insbesondere das signierte und/oder verschlüsselte Datenpaket, unverändert an die zentrale Recheneinheit 7 übermitteln. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch die erste Recheneinheit 8 ausgebildet sein, die Datenpakete direkt drahtlos an die zentrale Recheneinheit 7 zu übermitteln. Eine Datenverbindung zwischen der ersten Recheneinheit 8 und der zweiten Recheneinheit 5 kann beispielsweise als Kabelverbindung oder in Form einer drahtlosen Verbindung ausgebildet sein.
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Die zentrale Recheneinheit 7 empfängt und speichert die empfangenen Datenpakete in einer Datenbank. Dabei können mautrelevante Daten zusammengefasst und für eine Mautabrechnung weiterverarbeitet werden. Daten, die für eine Abrechnung einer elektrischen Energie verwendet werden, können anhand der Streckenkennung bzw. der Geräte-ID der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit zusammengefasst und für eine zukünftige Strombedarfsplanung und/oder für eine Kostenabrechnung für bestimmte Streckenabschnitte verwendet werden. Beispielsweise können aufgrund der Streckenkennung und/oder aufgrund der Geräte-ID der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit eine Spedition, ein Lkw, ein Streckenbetreiber, ein Mobilitätsanbieter und/oder ein Energieversorger identifiziert und für eine Planung eines elektrischen Energieverbrauches und/oder für eine direkte Abrechnung des Energieaustausches, insbesondere des Stromverbrauches berücksichtigt werden.
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Beispielsweise kann anhand der Ortsposition und/oder der Streckeninformation der Abschnitt der Fahrleitungen ermittelt werden, mit dem Energie ausgetauscht wird, insbesondere dem Energie entnommen wird. Beispielsweise über eine Zuordnung in einer Datenbank kann ein Betreiber des Streckenabschnittes der Fahrleitungen ermittelt werden. Somit kann die Abrechnung des Stromverbrauches direkt dem Betreiber des Streckenabschnittes der Fahrleitungen zugeordnet werden. Über die Geräte ID-Kennung der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit und eine Zuordnung über eine Datenbank zu einem Betreiber des Fahrzeuges kann direkt ein Stromverbrauch einem Betreiber zugeordnet und entsprechend automatisch abgerechnet werden.
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Das Fahrzeug 1, das in einen E-Highway-Streckenabschnitt mit Fahrleitungen 4 einfährt, passiert beispielsweise ein virtuelles Maut-Gate. Dabei empfängt die zweite Recheneinheit 5 über eine Mobilfunkverbindung von der zentralen Recheneinheit 7 eine dem gerade befahrenen Streckenabschnitt zugeordnete Streckenkennung. Die zweite Recheneinheit 5 sendet die Streckenkennung, den Zeitpunkt der Einfahrt in den Streckenabschnitt, eine Kennung der zweiten Recheneinheit und/oder eine GPS-Position des Fahrzeuges bei der Einfahrt in den Streckenabschnitt an die erste Recheneinheit 8. Das Maut-Gate zeigt eine Zuordnung des Streckenabschnittes der Fahrleitungen zu einem bestimmten Betreiber des Streckenabschnittes der Fahrleitungen an. Die erste Recheneinheit 8 speichert diese Daten in einem Datenspeicher ab. Sobald die Stromabnehmer 2 die Fahrleitungen 4 kontaktieren, wird diese Information von Sensoren der Stromabnehmer an die zweite Recheneinheit 5 übermittelt. Daraufhin sendet die zweite Recheneinheit 5 ein Startsignal an die erste Recheneinheit 8 für den Start der Energieerfassung. Die erste Recheneinheit 8 startet mit der Erfassung der aus den Fahrleitungen 4 entnommenen Energiemenge. Sobald sich ein Stromabnehmer 2 von den Fahrleitungen 4 entfernt, wird dies mithilfe der Sensoren an die zweite Recheneinheit 5 übermittelt. Die zweite Recheneinheit sendet daraufhin ein Endsignal an die erste Recheneinheit 8. Die erste Recheneinheit 8 kann in einem verschlüsselten und/oder signierten Datenpaket folgende Informationen an die zweite Recheneinheit übermitteln: Streckenkennung der befahrenen Strecke, GPS-Positionen des Fahrzeuges, Kennung der zweiten Recheneinheit, Zeitpunkt für den Start und das Ende der Energiemessung. Die zweite Recheneinheit 5 kann mautrelevante Datensätze plus das von der ersten Recheneinheit 8 erhaltene Datenpaket unverändert an die zentrale Recheneinheit 7 übermitteln. Dieser Vorgang kann bei jeder Kontaktierung der Fahrleitungen durch die Stromabnehmer innerhalb einer Streckenkennung beliebig oft wiederholt werden. Verlässt das Fahrzeug den E-Highway-Streckenabschnitt, kann dies durch Überfahren eines virtuellen Maute-Gates erfasst und von der zentralen Recheneinheit an die zweite Recheneinheit übermittelt werden. Die zweite Recheneinheit übermittelt das Verlassen des E-Highway-Streckenabschnittes an die erste Recheneinheit und setzt die Streckenkennung in der ersten Recheneinheit zurück. Bei der Einfahrt in einen neuen Streckenabschnitt mit elektrischen Fahrleitungen beginnt das beschriebene Verfahren von Neuem mit der entsprechend geänderten Streckenkennung des neuen Streckenabschnittes. In einer alternativen Lösung kann es vorgesehen sein, dass anstelle einer Streckenkennung auch eine GPS-Position oder eine sonstige Positionsinformation bereitgestellt wird, anhand der die befahrene Strecke identifiziert werden kann. Über die Geräte ID-Kennung der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit und eine Zuordnung über eine Datenbank zu einem Betreiber des Fahrzeuges kann direkt ein Stromverbrauch einem Betreiber zugeordnet und entsprechend automatisch mit dem Betreiber des Streckenabschnittes der Fahrleitungen abgerechnet werden.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Stromabnehmer 2 in eingeklapptem Zustand und die Strombox 3. Für jede der zwei Fahrleitungen kann das Fahrzeug 1 jeweils einen Stromabnehmer aufweisen, um die positive und die negative Gleichspannung getrennt über einen Stromabnehmer kontaktieren zu können.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform der Strombox 3. Die Strombox weist eine erste und eine zweite Stromleitung 12, 13 auf, die den Strom von den Stromabnehmern zum Fahrzeug leiten. In der Strombox 3 ist die erste Recheneinheit 8 angeordnet, die über einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss 9, 10 und über Messleitungen 14, 15 mit der ersten und der zweiten Stromleitung 12, 13 verbunden ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die erste Recheneinheit 8 die Funktion eines Energiemessgerätes ausführen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform, wie in 3 dargestellt ist, ein Energiemessgerät 11 vorgesehen sein, das die von den Stromabnehmern 2 aufgenommene Energiemenge erfasst und an die elektrischen Anschlüsse 9, 10 der ersten Recheneinheit 8 weitergibt. Zudem steht die erste Recheneinheit 8 mit einem Datenspeicher 25 in Verbindung.
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Die Strombox 3 weist erste elektrische Verbindungen 22 und zweite elektrische Verbindungen 23 auf. Die ersten elektrischen Verbindungen 22 stehen mit den elektrischen Leitungen der Stromabnehmer in Verbindung. Die zweiten elektrischen Verbindungen 23 stehen mit der dritten bzw. der vierten Stromleitung des Fahrzeuges in Verbindung. Auf diese Weise wird der Strom vom Stromabnehmer 2 durch die Strombox 3 zu elektrischen Verbrauchern 6, das heißt elektrischen Motoren und/oder Batterien geführt.
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Die erste Recheneinheit 8 weist eine Datenschnittstelle 26 beispielsweise in Form eines Ethernet-Ports oder in Form einer COM-Schnittstelle auf. Zudem kann die zweite Recheneinheit 5 als Datenschnittstelle beispielsweise einen Ethernet-Port aufweisen.
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Die Datenschnittstelle 26 der ersten Recheneinheit 8 kann somit über eine elektrische Leitung 27 mit einer Datenschnittstelle der zweiten Recheneinheit 5 verbunden sein.
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In der Strombox 3 sind beispielsweise weitere elektrische Komponenten wie beispielsweise elektrische Sicherungselemente, ISO-Meter, ein Überspannungsschutz, Stromschienen, die die erste und die zweite Stromleitung 12, 13 darstellen können, und die ersten elektrische Schnittstellen, die eine elektrische Verbindung zu den Stromleitungen der Stromabnehmer ermöglichen, und/oder die zweiten elektrische Schnittstellen, die eine elektrische Verbindung der dritten und vierten Stromleitung 16, 17 des Fahrzeuges ermöglichen. Die Fahrleitungen 4 können beispielsweise eine Gleichspannung von 650 Volt führen. Mithilfe des ISO-Meters können Isolationswiderstände zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Stromabnehmer sowie zwischen dem Hochvoltpol eines Stromabnehmers und einem isolierten Bereich des Stromabnehmers erfasst werden.
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Die Strombox 3 kann zudem erste und zweite Befestigungsmittel 18, 19 zur Befestigung an einem Stromabnehmer aufweisen. Zudem kann die Strombox 3 dritte und vierte Befestigungsmittel 20, 21 zur Befestigung an dem Fahrzeug, insbesondere an der Fahrzeugkarosserie, aufweisen.
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4 zeigt einen schematischen Programmablauf zur Ermittlung und zur Ausgabe einer von einem Stromabnehmer ausgetauschten, insbesondere aufgenommenen Energiemenge. Bei Programmpunkt 100 startet das Programm. Bei einem folgenden Programmpunkt 110 fährt das Fahrzeug in einen Streckenabschnitt ein, in dem Fahrleitungen über der Straße mit einer Gleichspannung von beispielsweise 650 Volt vorgesehen sind. Bei der Einfahrt in den Streckenabschnitt durchfährt das Fahrzeug ein virtuelles Maut-Gate. Bei einem folgenden Programmpunkt 120 ermittelt die zweite Recheneinheit eine aktuelle Ortsposition des Fahrzeuges beispielsweise mithilfe eines GPS-Systems. Bei einem folgenden Programmpunkt 130 ermittelt die zweite Recheneinheit eine Streckenkennung. Die Streckenkennung kann beispielsweise von einer zentralen Recheneinheit an die zweite Recheneinheit des Fahrzeuges übermittelt werden. Zudem kann die zweite Recheneinheit anhand einer Datenbank und anhand der Ortsposition des Fahrzeuges eine Streckenkennung aus einer Datenbank auslesen. Die Streckenkennung wird von der zweiten Recheneinheit an die erste Recheneinheit, das heißt an den Energiezähler, übertragen. Bei einem folgenden Programmpunkt 140 kontaktiert der Stromabnehmer die Fahrleitungen und gibt diese Information an die erste Recheneinheit weiter. Dabei wird beispielsweise der Zeitpunkt der Kontaktierung der Fahrleitung an die zweite Recheneinheit übermittelt.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 150 übermittelt die zweite Recheneinheit wenigstens einen Teil der folgenden Daten an die erste Recheneinheit: GPS-Position des Fahrzeuges, Startzeitpunkt für die Kontaktierung der Fahrleitungen durch die Stromabnehmer, Startsignal für den Start einer Energiemessung. Bei einem folgenden Programmpunkt 160 empfängt die erste Recheneinheit die Daten von der zweiten Recheneinheit. Zudem startet die erste Recheneinheit mit der Erfassung von Messwerten zur Ermittlung einer vom Stromabnehmer ausgetauschten, insbesondere aufgenommenen Energiemenge. Bei Programmpunkt 160 speichert die erste Recheneinheit die von der zweiten Recheneinheit empfangenen Daten in einem Datenspeicher.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 170 meldet ein Sensor des Stromabnehmers, dass der Stromabnehmer die Fahrleitung verlassen hat, an die zweite Recheneinheit. Nach dem Programmpunkt 170 gibt die zweite Recheneinheit bei Programmpunkt 180 ein Informationssignal an die erste Recheneinheit, die das Ende der Kontaktierung der Fahrleitung durch den Stromabnehmer anzeigt.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 190 übermittelt die erste Recheneinheit, das heißt der Energiezähler, wenigstens eines der folgenden Daten an die zweite Recheneinheit und/oder an eine zentrale Recheneinheit: eine Streckenkennung, eine Kennung für den Energiezähler, einen Startzeitpunkt der Energiemessung, einen Endzeitpunkt der Energiemessung, eine GPS-Position des Fahrzeuges bei der Kontaktierung der Fahrleitung durch den Stromabnehmer und bei Lösen des Kontaktes zwischen dem Stromabnehmer und der Fahrleitung und einen vom Stromabnehmer während der Messung aufgenommenen elektrischen Energiewert beispielsweise in Kilowattstunden. Die erste Recheneinheit kann die Daten signiert und/oder verschlüsselt an die zweite Recheneinheit und/oder an die zentrale Recheneinheit übermitteln.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 200 übermittelt die zweite Recheneinheit wenigstens einen Teil der im Verfahrensschritt 190 von der ersten Recheneinheit erhaltenen Daten an die zentrale Recheneinheit beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung. Zudem übermittelt die zweite Recheneinheit Mautdaten, das heißt eine Kennung für einen Streckenabschnitt, der vom Fahrzeug befahren wurde, zusätzlich mit den Daten der ersten Recheneinheit an die zentrale Recheneinheit übermitteln.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 210 speichert die zentrale Recheneinheit die übermittelten Daten. Die übermittelten Daten können von der zentralen Recheneinheit weiterverarbeitet werden. Dabei kann beispielsweise ein zukünftiger Strombedarf aus historischen Daten für bestimmte Streckenabschnitte ermittelt werden. Zudem kann der aktuelle Strombedarf mit einem vorliegenden Stromverbrauch verglichen werden. Beispielsweise kann daraus die Funktionsfähigkeit des Stromnetzes, das heißt die Funktion der Fahrleitungen, die die Gleichspannung führen, überprüft werden. Dadurch kann beispielsweise ein Stromverlust durch eine fehlerhafte Isolation in den verschiedenen Streckenabschnitten erkannt werden. Zudem kann mithilfe der erfassten Daten über die tatsächliche Energieaufnahme durch die Fahrzeuge ein tatsächlicher Strombedarf auf den einzelnen Streckenabschnitten ermittelt werden. Dieser kann für eine zukünftige Energieversorgung der Fahrleitungen berücksichtigt werden. Zudem können die Daten für eine Zuordnung der Energieaufnahme zu bestimmten Fahrzeugen und eine Kostenabrechnung der Energieaufnahme verwendet werden. Bei einem folgenden Programmpunkt 220 endet das Verfahren.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
