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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben zumindest einer mobilen Ladeeinheit eines Ladesystems, wobei mit der zumindest einen mobilen Ladeeinheit zumindest ein elektrisch betriebenes Fahrzeug geladen werden kann.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Ladesystem mit zumindest einer mobilen Ladeeinheit und einer Auswerteeinheit.
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Aus der
US 2011/ 0 202 221 A1 ist ein System bekannt, mit welchem ein elektrisch betriebenes Fahrzeug effizienter geladen werden kann. Hierzu können Ladezeiten, Ankunftszeiten an einem Ziel, energieeffiziente Routen oder eine Verkehrssituation berücksichtigt werden.
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Ferner offenbart die
CN 211 280 675 U eine mobile Ladeeinheit, mit welcher elektrisch betriebene Fahrzeuge elektrisch versorgt werden können. Diese Ladeeinheit kann beispielsweise autonom betrieben werden. Ähnliches ist ebenso in der
CN 109 050 291 A gezeigt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Laderoboter beziehungsweise Ladeeinheiten eines Ladesystems situativer steuern zu können, sodass geparkte elektrische Fahrzeuge effizienter und insbesondere batterieschonender geladen werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Ladesystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben zumindest einer mobilen Ladeeinheit eines Ladesystems, wobei mit der zumindest einen mobilen Ladeeinheit zumindest ein elektrisch betriebenes Fahrzeug geladen werden kann, wobei
- - das zumindest eine elektrisch betriebene Fahrzeug innerhalb eines Ladebereichs des Ladesystems geparkt wird,
- - eine Aufenthaltsinformation eines Nutzers des geparkten zumindest einen elektrisch betriebenen Fahrzeugs einer Auswerteeinheit bereitgestellt wird,
- - eine Fahrzeuginformation des geparkten zumindest einen elektrisch betriebenen Fahrzeugs der Auswerteeinheit bereitgestellt wird,
- - durch die Auswerteeinheit zumindest ein Ladezeitpunkt und eine an dem zumindest einen Ladezeitpunkt benötige Lademenge zumindest eines Ladevorgangs des geparkten zumindest einen elektrisch betriebenen Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Aufenthaltsinformation und/oder der Fahrzeuginformation bestimmt wird, wobei
- - die zumindest eine mobile Ladeeinheit abhängig von dem zumindest einen Ladezeitpunkt und die an dem zumindest einen Ladezeitpunkt benötige Lademenge zum Durchführen des zumindest einen Ladevorgangs gesteuert wird.
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Durch das vorgeschlagene Verfahren kann die zumindest eine mobile Ladeeinheit und insbesondere mehrere mobile Ladeeinheiten eines Ladesystems beziehungsweise einer Ladeinfrastruktur effizienter gesteuert werden, da hierzu die verschiedensten beziehungsweise umfangsreichen Informationen von geparkten elektrisch betriebenen Fahrzeugen berücksichtigt wird. Somit kann in Abhängigkeit von einem geparkten elektrisch betriebenen Fahrzeugs die mobile Ladeeinheit intelligent gesteuert werden, sodass unter Berücksichtigung des geparkten elektrisch betriebenen Fahrzeugs ein effizienter und insbesondere batterieschonender Ladevorgang durchgeführt werden kann.
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Insbesondere kommt das erfindungsgemäße Verfahren dann vorteilhaft zum Tragen, wenn das Ladesystem mehrere mobile Ladeeinheiten beziehungsweise mobile Laderoboter aufweist und das Ladesystem dazu ausgebildet ist, mehrere Fahrzeuge, insbesondere gleichzeitig, zu laden. Hierzu kann sowohl das vorgeschlagene Verfahren als auch die jeweilige auf das jeweils zu ladende, insbesondere geparkte, elektrisch betriebene Fahrzeug individuell eingegangen werden. Durch diese Informationen kann die zumindest eine mobile Ladeeinheit oder mehrere mobile Ladeeinheiten so angesteuert beziehungsweise betrieben werden, dass die Fahrzeuge, welche einen Ladewunsch geäußert haben, effizient elektrisch geladen werden können. Dies erfolgt des Weiteren auch unter Berücksichtigung eines batterieschonenden Ladevorgangs. Somit kann die mobile Ladeeinheit situativ beziehungsweise situationsangepasst an die Ladebedürfnisse des geparkten zumindest einen elektrisch betriebenen Fahrzeugs gesteuert beziehungsweise verwaltet beziehungsweise gemanagt werden. Daher kann individuell mit Hilfe der mobilen Ladeeinheit ein effizienter Ladevorgang des geparkten Fahrzeugs oder geparkten Fahrzeugen durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann es sich bei dem vorgeschlagenen Verfahren um ein computerimplementiertes Verfahren handeln.
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Beispielsweise kann das vorgeschlagene Verfahren vorteilhaft eingesetzt werden, wenn der Nutzer des geparkten Fahrzeugs eine, insbesondere längere, Flug-, See- oder Bahnreise vornimmt. Hierbei bedarf es oft einer längeren Anreise, insbesondere zu dem geparkten Fahrzeug. Somit kann das elektrisch betriebene Fahrzeug bis zum Erreichen des Ladebereichs, insbesondere eines Parkplatzes, wo das elektrisch betriebene Fahrzeug anschließend, insbesondere für einen längeren Zeitraum, abgestellt wird, zu einem großen Teil nicht mehr vollständig geladen sein. Nach einer längeren Reise oder Abwesenheit, also wenn der Nutzer wieder zurück zum geparkten Fahrzeug kommt, sollte das geparkte elektrisch betriebene Fahrzeug soweit geladen werden, dass der Nutzer mit dem geparkten elektrisch betriebenen Fahrzeug zumindest eine Heimreise mit einer annehmbaren Reichweite des Fahrzeugs startet beziehungsweise wieder zu seinem ursprünglichen Aufenthaltsort fahren kann. Genau hier setzt das vorgeschlagene Verfahren an, da während des geparkten Zeitrahmens der zumindest eine Ladezeitpunkt und die benötigte Lademenge bestimmt werden kann. Somit kann während der Abwesenheit des Nutzers aufgrund seiner Reise das geparkte elektrisch betriebene Fahrzeug so und, insbesondere dann, geladen werden, dass der Nutzer das Fahrzeug bei Beendigung seiner Reise entsprechend seinem Rückreisewunsch wieder verwenden kann. Insbesondere kann das Ladesystem beispielsweise an Flughäfen oder an Orten, wo das Fahrzeug für eine längere Zeit abgestellt wird, eingesetzt werden. Hierbei ist es besonders wichtig, dass bei Rückkehr des Nutzers zu seinem geparkten beziehungsweise abgestellten elektrisch betriebenen Fahrzeug für eine anstehende beziehungsweise nachfolgende Fahrt, insbesondere eine Heimfahrt, ein entsprechend geladenes Fahrzeug zur Verfügung steht. Dies kann durch das vorgeschlagene Verfahren erreicht werden.
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Insbesondere bietet die intelligente Art und Weise der Ansteuerung der mobilen Ladeeinheit ebenfalls Vorteile. Wie herkömmlich üblich kann ein geparktes Fahrzeug einen Ladeplatz beziehungsweise eine herkömmlich betriebene Ladesäule blockieren. Beispielsweise kann hierfür bisher der Nutzer sein Fahrzeug vor Reiseantritt an einer elektrischen Ladesäule anschließen, sodass diese Ladesäule für ein, zwei oder mehrere Wochen blockiert ist. Dies würde anderweitigen Ladewünsche beziehungsweise Ladeanforderungen anderer Fahrzeuge entgegenstehen. Des Weiteren wurde dieses Problem bisher dadurch gelöst, dass nach der Reiserückkehr der Nutzer sein Fahrzeug an einer Ladesäule anschließt, wodurch jedoch der Nutzer eine längere Zeit darauf warten muss, bis eine entsprechende beziehungsweise gewünschte Ladekapazität erreicht ist. Vor einem Beginn der Reise hat bisher der Nutzer das Fahrzeug geladen und gewartet, bis das Fahrzeug vollgeladen ist und dann das Fahrzeug um geparkt. Des Weiteren ist der Nachteil, wenn der Nutzer vor Reiseantritt das Fahrzeug an einer Ladesäule anschließt, also für die komplette Reisedauer, so würde sich diese dauerhafte Stromeinspeisung beziehungsweise ein dauerhafter Ladevorgang negativ auf die Lebensdauer der Fahrzeugbatterie auswirken. Dabei kann es auch zu den weiteren Nachteilen kommen, da die Ladestation nach Ladevorgang-Ende „abgeworfen“ wird, so dass kein weiterer Ladevorgang mehr stattfindet. Ist jedoch das Fahrzeug weiterhin an die Ladestation angeschlossen, so wird je nach Ladestationsbetreiber ein zeitabhängiges Entgelt erhoben für das blockieren der Ladesäule. Somit können durch das vorgeschlagene Verfahren die soeben geschilderten Nachteile behoben und somit entgegengewirkt werden.
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Insbesondere können Fahrzeuge, welche in dem Ladebereich des Ladesystems geparkt sind, selbstständig mit dem Ladesystem und insbesondere mit der einen mobilen Ladeeinheit kommunizieren und einen jeweiligen Ladebedarf beziehungsweise eine Ladeanforderung anfragen beziehungsweise übermitteln. Hierzu kann beispielsweise durch eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Ladesystem der Ladezeitpunkt und die Lademenge bestimmt werden. Optional kann das geparkte Fahrzeug die Information an der Auswerteeinheit des Ladesystems übermitteln.
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Bei der Auswerteeinheit kann es sich um eine elektronische Auswerteeinheit handeln. Insbesondere handelt es sich bei der Auswerteeinheit um einen Ladeleitrechner des Ladesystems. Speziell kann es sich bei der Auswerteeinheit um eine elektronische Recheneinheit des Fahrzeugs handeln. Ebenso denkbar ist, dass es sich bei der Auswerteeinheit um eine zentralen Server oder ein Backend oder eine Datenwolke handelt.
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Insbesondere kann die Auswerteeinheit mit den bereitgestellten Informationen die mobile Ladeeinheit beziehungsweise mobile Ladestation effizient planen in Kapazitätsvergabe, -wege und -auslastung. Beispielsweise kann die zumindest eine mobile Ladeeinheit ferngesteuert werden. Somit kann beispielsweise das Ladesystem eine Remotesteuerung beziehungsweise Fernsteuerung der mobilen Ladeeinheit ausführen.
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Insbesondere handelt es sich bei der mobilen Ladeeinheit um einen autonom fahrenden elektrischen Laderoboter. Somit kann das elektrisch betriebene Fahrzeug und insbesondere eine Fahrzeugbatterie elektrisch geladen werden.
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Bei dem Ladebereich handelt es sich insbesondere um einen vorgegebenen Bereich des Ladesystems. Insbesondere kann es sich bei dem Ladebereich um einen Parkplatz, eine Parkbucht, eine Parkfläche oder einen Parkbereich handeln. Insbesondere ist der Ladebereich ein für nur ein Fahrzeug, insbesondere maximal zwei Fahrzeuge, begrenzter Bereich. Insbesondere kann das Ladesystem mehrere Ladebereiche aufweisen. Somit kann der Ladebereich beispielsweise eine parkplatzartige Struktur aufweisen. Insbesondere können wie bei herkömmlich bekannten Parkplätzen bekannt, mehrere Ladebereiche, also Parkplätze, hintereinander, nebeneinander oder versetzt zueinander angeordnet werden.
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Beispielsweise handelt es sich bei der Aufenthaltsinformation und der Fahrzeuginformation um elektronische Informationen beziehungsweise elektronische Daten. Diese können über Kommunikationsverbindungen der Auswerteeinheit übermittelt beziehungsweise bereitgestellt werden. Beispielsweise kann in Abhängigkeit einer Zeitdauer, wie lange das Fahrzeug parkt, mehrere Ladezeitpunkte und somit mehrere verschiedene Ladevorgänge ermittelt und anschließend zu den jeweiligen Zeitpunkten durchgeführt werden.
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Insbesondere kann in Abhängigkeit von dem zumindest einen Ladezeitpunkt und der benötigten Lademenge die mobile Ladeeinheit zum geparkten Fahrzeug autonom, insbesondere teilautonom, manövriert beziehungsweise navigiert beziehungsweise bewegt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die zumindest eine mobile Ladeeinheit derart gesteuert wird, dass sich die zumindest eine mobile Ladeeinheit selbstständig, insbesondere autonom, für den zumindest einen durchzuführenden Ladevorgang zu einer Ladeposition in einer Umgebung des geparkten zumindest einen elektrisch betriebenen Fahrzeugs bewegt. Somit erfolgt ein dynamisch koordiniertes Laden, insbesondere mobiles Laden, des geparkten Fahrzeugs. Dies ist vor allem bei einer längeren Abwesenheit des Nutzers des geparkten Fahrzeugs vorteilhaft. Somit kann systemseitig überprüft beziehungsweise festgestellt werden, ob und wenn wann ein Ladevorgang des Fahrzeugs durchzuführen ist. Wenn dies systemseitig, insbesondere über das Ladesystems, festgestellt wurde, kann automatisch die zumindest eine mobile Ladeeinheit so angesteuert werden, dass ein autonomer Ladevorgang des geparkten Fahrzeugs erfolgen kann. Hierzu kann die mobile Ladeeinheit von dem Ladesystem ferngesteuert werden. Ebenso denkbar ist, dass die mobile Ladeeinheit entsprechende Informationen und insbesondere Steuersignale übermittelt bekommt, sodass die mobile Ladeeinheit eigenständig, also autonom, zu der, insbesondere vorgegebenen, Ladeposition bewegt wird.
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Insbesondere handelt es sich bei der Ladeposition um eine solche Position, bei welcher die mobile Ladeeinheit einen Kontaktierungsvorgang mit einem Ladeanschluss des geparkten Fahrzeugs durchführen kann. Somit kann die Ladeposition innerhalb beziehungsweise in einem Grenzbereich des Ladebereichs sein. Insbesondere kann hier zusätzlich ein Fahrzeugtyp und/oder eine Fahrzeugart und/oder eine Fahrzeugdimensionierung des geparkten Fahrzeugs berücksichtigt werden, sodass es zu keinen Kollisionen zwischen der mobilen Ladeeinheit und dem geparkten Fahrzeug kommen kann. Insbesondere kann mit Hilfe der Fahrzeuginformation und der Aufenthaltsinformation eine effizientere, insbesondere optimierte Steuerung von Abläufen der zumindest einen mobilen Ladeeinheit erfolgen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist des Weiteren vorgesehen, dass mit der Fahrzeuginformation eine Kapazität einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs und/oder ein aktueller Ladezustand der Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs und/oder ein Energieverbrauch und/oder eine Energieverbrauachsabschätzung während das Fahrzeug geparkt ist der Auswerteeinheit bereitgestellt wird. Diese Beispiele für die Fahrzeuginformation sind nicht abschließend zu verstehen, sondern sollen lediglich einen kleinen Einblick darüber geben, dass umfangreiche, vielfältigste und verschiedenste Informationen, Parameter oder Daten der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt werden oder durch die Auswerteeinheit abgerufen werden, um die den zumindest einen Ladezeitpunkt und/oder die benötigte Lademenge situativ und insbesondere effizient ermitteln beziehungsweise berechnen zu können. Diese Informationen können beispielsweise durch eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Ladesystem übermittelt beziehungsweise bereitgestellt werden.
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Insbesondere kann mit der Fahrzeuginformation eine maximale Kapazität der Fahrzeugbatterie und eine aktuelle Kapazität der Fahrzeugbatterie, bei dem Parken in dem Ladebereich bereitgestellt werden, sodass dies von dem Ladesystem berücksichtigt werden kann. Insbesondere kann während der Parkdauer beziehungsweise der Parkzeitdauer in vorgegebenen Zeitabständen durch das Ladesystem oder durch das Fahrzeug selbst ein jeweils aktueller Ladezustand übermittelt werden, sodass zu jedem Zeitpunkt insbesondere zu jeder Situation das Ladesystem über den Zustand des geparkten Fahrzeugs informiert ist und entsprechend bei Bedarf einen effizienten Ladevorgang einleiten und anschließend von der Ladeeinheit durchführen lassen kann.
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Mit dem Energieverbrauch ist insbesondere gemeint, welchen Energieverbrauch, insbesondere welchen durchschnittlichen Energieverbrauch, das elektrisch betriebene Fahrzeug im Ruhezustand, also im geparkten Zustand, aufweist. Durch dies kann beispielsweise die Auswerteeinheit ermitteln, welchen Ladezustand die Fahrzeugbatterie am Ende des Parkvorgangs beziehungsweise am Ende der Parkdauer aufweist.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von zumindest einem Ladezeitpunkt und die an dem zumindest einen Ladezeitpunkt benötigte Lademenge durch das Ladesystem eine Anzahl von benötigten mobilen Ladeeinheiten und/oder einen Typ zumindest einer benötigten mobilen Ladeeinheit und/oder eine Speicherkapazität zumindest einer benötigten Ladeeinheit und/oder ein oder mehrere Ladevorgänge festgelegt wird. Beispielsweise kann es sein, dass die zumindest eine mobile Ladeeinheit auf Grund von aktuellen Gegebenheiten, wie ihr eigener Energieverbrauch, ein vorheriger Ladevorgang, nicht ausreicht um zu dem Ladezeitpunkt die benötigte Lademenge zur Verfügung zu stellen. Somit kann auf intelligente Arte und Weise durch das Ladesystem Abhilfe geschaffen werden, indem beispielsweise zwei, drei oder mehrere mobile Ladeeinheiten für den Ladezeitpunkt für den Ladevorgang zur Verfügung gestellt werden. Somit kann das geparkte Fahrzeug mit Hilfe von mehreren mobilen Ladeeinheiten geladen werden. Hierzu kann entweder jede Ladeeinheit nacheinander seine elektrische Energie dem geparkten Fahrzeug abgeben. Ebenfalls denkbar ist, dass sich die mobilen Ladeeinheiten im Bereich des geparkten Fahrzeuges über eigene Kontaktierungsanschlüsse miteinander, zumindest temporär, verbinden, um somit die benötigte Lademenge für das geparkte Fahrzeug zur Verfügung stellen zu können.
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Insbesondere kann das Ladesystem abhängig von beispielsweise der Fahrzeuginformation feststellen, welche Art von Ladeanschluss das Fahrzeug aufweist. Beispielsweise kann hierbei das Fahrzeug entweder induktiv oder konduktiv geladen werden. Dementsprechend muss eine entsprechend ausgebildete mobile Ladeeinheit zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren kann eine Anschlussart, wie beispielsweise welchen Ladesteckertyp das Fahrzeug aufweist, berücksichtigt werden. Somit kann sicher erreicht werden, dass auch die mobile Ladeeinheit zum Ladezeitpunkt zur Verfügung steht, mit welcher auch eine elektrische Kontaktierung des geparkten Fahrzeugs für einen Ladevorgang durchgeführt werden kann.
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Beispielsweise kann das geparkte Fahrzeug de Ladesystem mitteilen, welche Art, beispielsweise induktiver oder konduktiver, des Ladevorgangs das geparkte Fahrzeug benötigt.
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Des Weiteren kann überprüft werden, ob eben der zumindest einen Ladeeinheit eine anderweitige beziehungsweise weitere mobile Ladeeinheit zur Verfügung steht, welche im Vergleich zu der einen mobilen Ladeeinheit einen größeren elektrischen Energiespeicher beziehungsweise eine größere Speicherkapazität aufweist. Somit kann aus einer Ansammlung von mehreren mobilen Ladeeinheiten die Ladeeinheit für den Ladezeitpunkt reserviert und insbesondere zur Verfügung gestellt werden, welche eine Speicherkapazität aufweist, mit welcher die Lademenge bereitgestellt werden kann.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass durch die Auswerteeinheit überprüft wird, ob eine Kapazität eines internen elektrischen Energiespeichers der zumindest einen mobilen Ladeeinheit zum Bereitstellen der benötigten Lademenge ausreicht, und falls diese Kapazität nicht ausreicht, dann wird ein weiteres geparktes Fahrzeug in dem Ladebereich als Zwischenpuffer verwendet, sodass die zumindest eine mobile Ladeeinheit seinen internen elektrischen Energiespeicher an dem weiteren geparkten Fahrzeug laden kann. Beispielsweise kann die mobile Ladeeinheit zum Bereitstellen von elektrischer Energie zumindest einen internen elektrischen Energiespeicher oder mehrere zusammengeschaltete elektrische Energiespeicher, wie Batteriemodule, aufweisen. Da beispielsweise die mobile Ladeeinheit mehrere beziehungsweise verschiedene geparkte Fahrzeuge nacheinander elektrisch laden kann, kann es sein, dass abhängig von einem vorher getätigten Ladevorgang, die Restenergie beziehungsweise gespeicherte Energie in dem internen Energiespeicher nicht mehr ausreichend ist. Dies wird durch die Auswerteeinheit auf intelligente Art und Weise berücksichtigt, sodass nicht die mobile Ladeeinheit zu dem Ladezeitpunkt zum Fahrzeug geschickt wird, obwohl der Ladevorgang nicht vollständig, also nur teilweise, durchgeführt werden kann. Hierbei kann die Auswerteeinheit und insbesondere das Ladesystem überprüfen, ob sich insbesondere in dem innerhalb des Ladesystems weitere geparkte elektrisch betriebene Fahrzeuge aufweisen. Sollte beispielsweise eines dieser geparkten weiteren Fahrzeuge im Vergleich zu dem einen geparkten elektrischen Fahrzeug eine längere Standzeit beziehungsweise einen längeren Aufenthalt aufweisen, so könnte dieses geparkte weitere Fahrzeug temporär als elektrischer Zwischenpuffer verwendet werden. Insbesondere wird darauf geachtet, dass sich dieses weitere geparkte Fahrzeug in der Umgebung des zumindest einen geparkten Fahrzeugs aufhält, sodass es hier nicht zu weiten Wegstrecken kommt. Somit kann die mobile Ladeeinheit seinen internen Energiespeicher an diesem geparkten Fahrzeug laden, also zwischenaufladen. Dies kann wiederum an das für den Ladevorgang an dem einen geparkten Fahrzeug verwendet werden. Anschließend kann wiederum durch die Auswerteeinheit die eine mobile Ladeeinheit oder eine weitere mobile Ladeeinheit, welche zwischenzeitlich an einer zentralen Ladevorrichtung wieder aufgeladen werden können, zu diesem weiteren geparkten Fahrzeug geschickt werden, sodass die entnommene Energie des weiteren geparkten Fahrzeugs wieder dem weiteren geparkten Fahrzeug hinzugefügt werden kann.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Nutzer des geparkten zumindest einen elektrisch betriebenen Fahrzeugs über eine elektronische Eingabeeinheit eine geplante Parkdauer des geparkten Fahrzeugs und/oder ein Zeitpunkt eines Verlassens des Ladebereichs durch das geparkte Fahrzeug und/oder eine Reiseabsicht des Nutzers während das Fahrzeug geparkt ist und oder ein Routenverlauf nach dem Verlassen des Ladebereichs durch das geparkte Fahrzeug als Aufenthaltsinformation der Auswerteeinheit übermittelt. Somit kann der Nutzer bereits im Vorfeld, also bevor der Parkvorgang durchgeführt wird, die entsprechenden Informationen dem Ladesystem zur Verfügung stellen. Somit kann beispielsweise durch das Ladesystem bereits berechnet werden, wann gegebenenfalls ein Ladevorgang mit Hilfe der mobilen Ladeeinheit durchzuführen wäre. Insbesondere kann mit Hilfe der elektronischen Eingabeeinheit der Nutzer eine Parkmöglichkeit innerhalb des Ladebereichs reservieren beziehungsweise buchen. Ebenso denkbar ist, dass bereits für zumindest einen Ladezeitpunkt, welcher beispielsweise zeitlich unmittelbar vor dem Verlassen des Ladebereichs durch das geparkte Fahrzeug liegt, eine mobile Ladeeinheit reserviert beziehungsweise vorgehalten wird.
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Beispielsweise kann es sich bei der elektronischen Eingabeeinheit um ein Handy beziehungsweise Smartphone, Tablet, Recheneinheit, Computer, ein Navigationssystem des Fahrzeugs, ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs oder einen Terminal handeln. Beispielsweise kann mit Hilfe einer Applikation die entsprechenden Informationen dem Ladesystem zur Verfügung gestellt werden.
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Beispielsweise kann mit Hilfe der elektronischen Eingabeeinheit der Nutzer Daten über seine Abwesenheit, Rückfahrplanungen über eine Applikation eingeben und somit dem Ladesystem zur Verfügung stellen. Des Weiteren kann beispielsweise der Nutzer mit Hilfe der elektronischen Eingabeeinheit eine Ladestrategie zum Laden seines geparkten Fahrzeuges auswählen. Des Weiteren kann beispielsweise mit Hilfe der elektronischen Eingabeeinheit der Nutzer festlegen, ob sein geparktes Fahrzeug als Zwischenpuffer für die mobile Ladeeinheit verwendet werden darf.
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Insbesondere kann auf einem Anwendungsprogramm beziehungsweise Applikation auf der elektronischen Eingabeeinheit der Nutzer dahingehend informiert werden, welche Information das Ladesystem benötigt, sodass das Ladesystem anschließend Ladezeitpunkt und Lademenge berechnen kann. Mit Hilfe der Eingabeeinheit erfolgt insbesondere eine Dateneingabe zur Abwesenheit des Nutzers und Ziel der Rückfahrt.
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In einem Ausführungsbeispiel ist des Weiteren vorgesehen, dass eine Umgebungsinformation einer Umgebung aus einem elektrisch betriebenen Fahrzeugs während des Ladevorgangs und/oder zeitlich nach der Durchführung des Ladevorgangs bestimmt wird, wobei die Umgebungsinformation für das Bestimmen der benötigten Lademenge berücksichtigt wird. Beispielsweise kann durch das Ladesystem selbst, dem Fahrzeug oder einer externen Informationsquelle Umgebungsinformationen hinsichtlich der Umgebung des geparkten Fahrzeuges zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann mit der Umgebungsinformation eine Wettersituation beziehungsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Wettervorhersageinformation bereitgestellt werden. Dies hat insbesondere Einfluss auf den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der Fahrzeugbatterie des Fahrzeuges. Dies kann von der Auswerteeinheit, insbesondere zum Ermitteln der Lademenge berücksichtigt werden. Ebenfalls kann mit Hilfe der Umgebungsinformation festgestellt werden, ob in der Umgebung des geparkten Fahrzeuges Verkehrssituationen beziehungsweise Verkehrslagen, wie beispielsweise ein Stau oder eine Baustelle, vorhanden sind. Somit benötigt das Fahrzeug nach Beendigung des Parkvorgangs für die Rückfahrt mehr elektrische Energie. Dies kann also von der Auswerteeinheit berücksichtigt werden, sodass der Ladevorgang situativ und insbesondere dynamisch angepasst werden kann. Somit kann die Lademenge erhöht werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zu einem Kontrollzeitpunkt, welcher zeitlich vor dem zumindest einem Ladezeitpunkt liegt, eine Zusatzinformation des zumindest einen geparkten Fahrzeugs und/oder des Nutzers durch das Ladesystem abgerufen wird, wobei in Abhängigkeit von der Zustandsinformation des zumindest einen geparkten Fahrzeugs und/oder des Nutzers der zumindest einen Ladezeitpunkt und/oder der zum zumindest einen Ladezeitpunkt benötigten Menge, insbesondere dynamisch, angepasst wird. Durch die Überprüfung der Zustandsinformation zu dem Kontrollzeitpunkt, welcher zeitlich vor dem Ladezeitpunkt sich befindet, kann auf Situationsabhänge, insbesondere spontane, neue Gegebenheiten und/oder Eigenschaften reagiert werden. Somit kann auf kurzfristige Situationen reagiert werden. Beispielsweise kann es sein, dass der Nutzer früher als geplant zu dem geparkten Fahrzeug wieder ankommt und somit frühzeitiger dem Parkzustand des Fahrzeugs wieder in einen Fahrzustand versetzt. Ebenfalls kann vorkommen, dass sich nach Beendigung des Parkvorgangs der Rückfahrweg beziehungsweise der weitere Fortbewegungsvorgang des Fahrzeugs verändert hat. Insbesondere bei einer längeren zurückzulegenden Fahrstrecke. Diese Parameter beziehungsweise Informationen kann berücksichtigt werden durch die Auswerteeinheit, sodass erreicht werden kann, dass zu jeder Situation der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs ausreichend geladen ist. Beispielsweise können mehrere zeitlich voneinander versetzte Kontrollzeitpunkte durch das Ladesystem festgelegt werden. Hierbei kann insbesondere die geplante Parkdauer und wieder ein geplanter Weiterfahrtzeitpunkt des geparkten Fahrzeugs berücksichtigt werden.
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Beispielweise kann mittels des Ladevorgangs ein vollständiges Aufladen des Fahrzeugs oder ein teilweises Aufladen des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dies kann optional durch den Nutzer vorgegeben werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein aktueller Ladezustand einer Fahrzeugbatterie des zumindest einen geparkten Fahrzeugs kontinuierlich, insbesondere permanent oder in vorgegebenen Zeitabständen, an die Auswerteeinheit übermittelt wird, wobei durch die Auswerteeinheit ein Vergleich des aktuellen Ladezustands mit einem vorgegebenen Schwellenwert durchgeführt wird, wobei dieser Vergleich bei dem Bestimmen des zumindest einen Ladezeitpunkts und an dem zumindest einen Ladezeitpunkt benötigten Lademenge berücksichtigt wird. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Ladezustand der Fahrzeugbatterie einen kritischen Wert annähert oder bereits unterschritten hat. Dies kann durch die Auswerteeinheit frühzeitig festgestellt werden durch den permanenten beziehungsweise kontinuierlichen Überprüfungsladezustand. Sollte ein solcher kritischer Zustand erreicht worden sein oder unmittelbar bevorstehen, kann ein entsprechender rascher Ladevorgang der Fahrzeugbatterie mit Hilfe der mobilen Ladeeinheit angesteuert beziehungsweise getriggert werden. Hierbei kann beispielsweise in vorgegebenen Zeitabständen der Ladezustand überprüft werden. Hierbei kann überprüft werden, ob der aktuelle Ladezustand einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Somit kann beispielsweise mit Hilfe der Auswerteeinheit ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt werden. Dies ist besonders dann der Vorteil, da bei einer langen Standzeit beziehungsweise einem langen Parkvorgang der Ladezustand der Fahrzeugbatterie stetig weniger wird. Dies liegt daran, da das elektrisch betriebene Fahrzeug auch im Standbetrieb einen gewissen Energieverbrauch aufweist. Ebenso ist hierzu berücksichtigen, dass vor allem bei niedrigen Temperaturen und insbesondere beispielsweise in Wintermonaten der Ladezustand der Fahrzeugbatterie durch Kälte beeinträchtigt und insbesondere stark reduziert werden kann. Dies kann durch das jeweils aktuelle Überprüfen des Ladezustands der Fahrzeugbatterie verhindert werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Ladesystem mit zumindest einer mobilen Ladeeinheit und einer Auswerteeinheit, wobei das Ladesystem ausgebildet ist, ein Verfahren nach dem vorherigen Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung davon durchzuführen beziehungsweise auszuführen. Insbesondere wird das Verfahren nach dem vorherigen Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung mit dem soeben geschildeten Ladesystem ausgeführt.
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Insbesondere kann es sich bei dem Ladesystem um eine Ladeinfrastruktur zum Laden von mehreren elektrisch betriebenen Fahrzeugen handeln. Hierzu kann das Ladesystem mehrere mobile Ladeeinheiten beziehungsweise Laderoboter aufweisen. Insbesondere kann das Ladesystem mehrere Parkbereiche beziehungsweise Ladebereiche aufweisen, sodass pro Ladebereich ein Fahrzeug parken und anschließend geladen werden kann.
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Insbesondere kann das Ladesystem zum Durchführen von elektrischen Ladevorgängen an elektrisch betriebenen Fahrzeugen verwendet werden. Hierzu kann das Ladesystem mobil die zumindest eine mobile Ladeeinheit fernsteuern oder derart steuern, dass sich die mobile Ladeeinheit autonom für einen Ladevorgang zu einem elektrisch betrieben Fahrzeug, welches innerhalb des Ladesystems parkt, bewegt.
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An die Auswerteeinheit, insbesondere einem Ladeleitrechner, können per Datenkommunikation die verschiedensten Informationen zur Verfügung gestellt werden, so dass eine dynamische Termin- und Kapazitätsplanung der Ladeeinheit erstellt werden kann. Mit dem Ladesystem können Abläufe der Ladeeinheit beziehungsweise Laderoboter optimiert gesteuert wird.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ladesystems, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ladesystems hier nicht noch einmal beschrieben. Des Weiteren kann das Ladesystem kurzfristige Situationen, wie Wetter, Verkehrslage oder Baustellen berücksichtigen und damit eine situative Kapazität zusätzlich zu bereits ermittelten benötigen Kapazitäten für eine Rückfahrt des Fahrzeugs berücksichtigen.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (1) eine beispielhafte Darstellung eines Ladesystems mit zumindest einer mobilen Ladeeinheit.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Die 1 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Ladesystems 1. Das Ladesystem 1 kann beispielsweise als intelligente, umfangreiche und vielseitig einsetzbare Ladeinfrastruktur ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Ladesystem 1 in Parkhäusern, wie Parkhäusern an Flughäfen, Bahnhöfen oder Häfen oder Parkhäuser von Unternehmen beziehungsweise Firmen eingesetzt werden. Somit kann eine große Anzahl an zu ladenden elektrisch betriebenen Fahrzeugen durch das Ladesystem 1 bedient werden, insbesondere für elektrische Ladevorgänge.
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Beispielsweise kann das Ladesystem zumindest eine mobile Ladeeinheit 2 oder weitere mobile Ladeeinheiten 3 aufweisen. Insbesondere kann das Ladesystem 1 eine Vielzahl von mobilen Ladeeinheiten 2, 3 aufweisen.
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Bei einer mobilen Ladeeinheit 2, 3 kann es sich um einen ferngesteuerten beziehungsweise fernsteuerbaren mobilen Laderoboter handeln. Insbesondere kann die Ladeeinheit 2, 3 als autonom fahrender Laderoboter beziehungsweise autonom fahrende Ladeeinheit ausgebildet sein. Mithilfe der mobilen Ladeeinheiten 2, 3 können elektrische Ladevorgänge an elektrisch betriebenen Fahrzeugen durchgeführt werden.
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Insbesondere kann ein Nutzer eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 5 das elektrisch betriebene Fahrzeug 5 in einem Bereich innerhalb des Ladesystems 1 parken beziehungsweise abstellen. Hierbei kann insbesondere das elektrisch betriebene Fahrzeug 5 innerhalb eines, insbesondere vorgegebenen, Ladebereichs 6 abgestellt beziehungsweise geparkt werden. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen Ladebereich 6 um einen speziellen Parkplatz des Ladesystems 1 handeln, auf welchem Fahrzeuge abgestellt werden können, welche einen Ladewunsch beispielsweise haben. Somit kann der Ladebereich 6 als Ladeparkplatz bezeichnet werden. Insbesondere kann an einem solchen Ladebereich 6 bestimmungsgemäß ein Kraftfahrzeug, abgestellt beziehungsweise geparkt werden. Beispielsweise kann das Ladesystem 1 mehrere beziehungsweise weitere Ladebereiche 7 aufweisen. Diese können ähnlich wie in einem Parkbereich beziehungsweise ähnlich wie Parkplätze entlang einer Straße beziehungsweise einer Parkplatzstraße angeordnet werden. Somit kann das elektrisch betriebene Fahrzeug 5 ähnlich wie auf einem Parkplatz auf diesem speziellen Ladebereich 6 abgestellt werden. Dies kann beispielsweise in einer Umgebung eines Flughafens oder eines Bahnhofes sein.
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Im Vorfeld des Parkens des Fahrzeugs 5 oder unmittelbar nach dem durchgeführten Parkvorgang kann einer, insbesondere elektronischen, Auswerteeinheit 8 zumindest eine Aufenthaltsinformation des Nutzers 4 des Fahrzeugs 5 zur Verfügung gestellt beziehungsweise bereitgestellt werden. Hierbei kann der Nutzer 4 mittels einer elektronische Eingabeeinheit 9, wie beispielsweise ein Tablet, eine Recheneinheit, Smartphone, Terminal, Webapplikation, Informationen bezüglich des Grundes des Parkens des Fahrzeugs 5 innerhalb des Ladebereichs 6 der Auswerteeinheit 8 über Kommunikationstechnische Verbindungen bereitgestellt beziehungsweise übertragen werden. Dabei kann insbesondere eine geplante Parkdauer des Fahrzeuges 5 und/oder ein Zeitpunkt eines Verlassens des Ladebereichs 6 oder 7 durch das Fahrzeug 5 und/oder eine Reiseabsicht des Nutzers 4 während das Fahrzeug 5 geparkt ist und/oder ein Routenverlauf nach dem Verlassen des Ladebereichs 6 oder 7 durch das Fahrzeug 5 als Aufenthaltsinformation der Auswerteeinheit 8 elektronisch beziehungsweise digital zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren kann neben der Aufenthaltsinformation zusätzliche eine Fahrzeuginformation des geparkten Fahrzeugs 5 der Auswerteeinheit 8 bereitgestellt werden. Dies kann über kommunikationstechnische Verbindungen zwischen dem Fahrzeug 5 und dem Ladesystem 1 erfolgen. Somit kann das Fahrzeug 5 selbst mit dem Ladesystems 1 kommunizieren.
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Mit der Fahrzeuginformation beispielsweise eine maximale und/oder eine aktuelle Kapazität einer Fahrzeugbatterie 10 des Fahrzeugs 5 und/oder ein aktueller Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 des Fahrzeugs 5 und/oder ein Energieverbrauch während des Parkvorgangs durch das Fahrzeug 5 der Auswerteeinheit 8 zur Verfügung gestellt werden. Dies kann beispielsweise unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Parkvorgang automatisch von einem Fahrzeugsystem des Fahrzeugs 5 dem Ladesystem 1 zur Verfügung gestellt werden.
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Mithilfe der Kapazität der Fahrzeugbatterie 10 und/oder dem aktuellen Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 kann beispielsweise eine Datenkommunikation an die Auswerteeinheit 8 erfolgen, sodass die Auswerteeinheit 8 beziehungsweise ein Ladeleitrechner des Ladesystems 1 eine dynamische Terminplanung und/oder Kapazitätsplanung der Ladeeinheiten 2, 3 durchführen kann. Dabei können beispielsweise Zwischenladekapazitäten und/oder Endladekapazität eines Fahrzeugs 5 durch die Auswerteeinheit 8 ermittelt werden. Beispielsweise kann somit anhand der Fahrzeuginformation und der Aufenthaltsinformation zwischen dem Fahrzeug 5 beziehungsweise dem Nutzer 4 und dem Ladesystem 1 eine Terminvereinbarung mit dem Fahrzeug 5 durchgeführt werden. Mit dieser Terminvereinbarung kann beispielsweise anschließend die Ladeeinheit 2 derart gesteuert werden, dass ein Ladevorgang des Fahrzeugs 5 durchgeführt werden kann. Dabei kann beispielsweise durch die Kommunikation zwischen Fahrzeug 5 und Auswerteeinheit 8 ein ständiger beziehungsweise regelmäßiger Austausch zwischen einem Ladebedarf des Fahrzeugs 5 und einem jeweiligen Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 überprüft werden. Daraufhin kann systemseitig festgestellt werden, ob gegebenenfalls eine frühere oder spätere Terminierung eines Ladevorgangs durchzuführen ist. Ebenfalls denkbar ist, dass mithilfe der Eingabeeinheit 9 durch den Nutzer 4 spezielle beziehungsweise individuelle Nutzergewohnheiten des Nutzers 4 hinsichtlich einer Fahrweise mit dem Fahrzeug 5 bei der Ermittlung einer Lademöglichkeit beziehungsweise eines Ladevorgangs berücksichtigt wird. Beispielsweise kann hierbei berücksichtigt werden, ob der Nutzer 4 eine sportliche oder defensive Fahrweise aufweist.
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Die Ermittlung der benötigten Energie beziehungsweise Lademenge kann innerhalb des Fahrzeugs 5 ermittelt werden, so dass nur spezifische Daten an die Auswerteeinheit 8 übermittelt werden. Die Berechnung beziehungsweise Bestimmung des Ladezeitpunktes und der Lademenge kann in der Auswerteeinheit 8 oder im Fahrzeug 5 erfolgen. Die Auswerteeinheit 8 oder das Ladesystem 1 kann die die Ladeeinheit 2, 3 eine optimale Auslastung, einen optimalen Bewegungspfad, einen optimalen Zeitpunkt und eine optimale Nutzung zur Befüllung der Fahrzeugbatterie 10, um zu dem Ladezeitpunkt das Fahrzeug 5 laden zu können.
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Speziell können Daten, wie gewünschte Ladekapazität, Ladetermin oder ob das Fahrzeug 5 als Zwischenspeicher genutzt werden darf, vom Fahrzeug 5 zur Auswerteeinheit 8 übermittelt werden.
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Hierbei können ebenfalls in der Vergangenheit aufgezeichnete Informationen und/oder Fahrverhalten berücksichtigt werden.
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Insbesondere kann in Abhängigkeit von der Fahrzeuginformation und/oder der Aufenthaltsinformation durch die Auswerteeinheit 8 zumindest ein Ladezeitpunkt und/oder eine an dem zumindest einen Ladezeitpunkt benötigte Lademenge zumindest eines Ladevorgangs des geparkten Fahrzeugs 5 ermittelt beziehungswiese bestimmt werden. Somit kann durch die Auswerteeinheit 8 festgelegt werden, ob das Fahrzeug 5 einen Ladevorgang benötigt und wenn ja, zu welchem Zeitpunkt dieser durchgeführt werden sollte beziehungsweise muss. Des Weiteren kann hier die benötigte Energiemenge ermittelt werden. Diese Informationen können wiederum der mobilen Ladeeinheit 2 zur Verfügung gestellt beziehungsweise bereitgestellt werden, sodass beispielsweise die Ladeeinheit 2 eigenständig beziehungsweise autonom zu dem geplanten Ladezeitpunkt sich zum Fahrzeug 5 hin bewegt und dort einen entsprechenden Ladevorgang mit der benötigten Lademenge durchführt. Dabei kann in Abhängigkeit von der vorher ermittelten Informationen die mobile Ladeeinheit 2 durch das Ladesystems 1 ferngesteuert werden oder mittels Steuersignalen kann ein autonomer Eigenbetrieb der mobilen Ladeeinheit 2 durchgeführt werden. Dabei kann die mobile Ladeeinheit 2 zum Durchführen eines Ladevorgangs an eine Ladeposition 11 bewegt werden. Die Ladeposition 11 befindet sich in einer Umgebung 12 des Fahrzeugs 5. Insbesondere befindet sich die Ladeposition 11 innerhalb oder unmittelbar angrenzend an den Ladebereich 6. Die Ladeposition 11 kann beispielsweise vorgegeben werden. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass beispielsweise ein Ladeanschluss beziehungsweise ein Ladestecker und insbesondere ein Ladekabel der mobilen Ladeeinheit 2 ausreichend ist, um sich mit dem Fahrzeug 5 elektrisch zu verbinden und somit einen Energiefluss von der Ladeinheit 2 hin zur Fahrzeugbatterie 10 zu ermöglichen. Ebenso denkbar ist, dass die Ladeeinheit 2 einen Roboterarm aufweist, welcher einen automatisierten Ladevorgang an dem Fahrzeug 5 durchführen kann.
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Des Weiteren kann beispielsweise überprüft werden, ob die Ladeeinheit 2 ausreichend ist, um den Ladevorgang durchzuführen. Hierzu kann berücksichtigt werden, ob ein fahrzeugseitiger Ladeanschluss des Fahrzeugs 5 kompatibel mit einem Ladesystem der Ladeeinrichtung beziehungsweise Ladesystem der Ladeeinheit 2 ist. Ebenso kann berücksichtigt werden, ob die Ladeeinheit 2 die benötigte Lademenge für den Ladevorgang bereitstellen kann. Hierbei kann beispielsweise auf intelligente Art und Weise mithilfe der Auswerteeinheit 8 überprüft werden, ob es in diesem Fall nicht besser wäre, anstelle der Ladeeinheit 2 eine andere Ladeeinheit 3 für den Ladevorgang am Fahrzeug 5 vorzusehen. Beispielsweise kann die Ladeeinheit 3 eine zum Fahrzeug 5 passenden Ladestecker aufweisen. Ebenso denkbar ist, dass ein interner elektrischer Energiespeicher 13 der Ladeeinheit 2 eine niedrigere Kapazität aufweist wie ein interner elektrischer Energiespeicher 14 der weiteren Ladeeinheit 3. Somit kann für eine größere Lademenge die mobile Ladeeinheit 3 bevorzugt und für den Ladevorgang reserviert werden.
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Beispielsweise kann es sein, dass sich die Ladeeinheit 2 bereits in der Nähe des Fahrzeugs 5 befindet aber aufgrund von vorherigen Ladevorgängen einen geringeren Ladezustand seines internen Speichers 13 aufweist. Hierbei kann überprüft werden, ob eventuell eine in der Umgebung 12 des Fahrzeugs 5 befindliches weiteres Fahrzeug 15 geparkt ist. Falls dieses Fahrzeug 15 eine im Vergleich zu dem Fahrzeug 5 längere Parkzeit aufweist und mehr elektrischen Energie intern gespeichert hat, so kann dieses Fahrzeug 15 als elektrischer Zwischenpuffer beziehungsweise Zwischenspeicher verwendet werdet werden. Hierbei kann die Ladeeinheit 2 elektrische Energie von diesem weiteren Fahrzeug 15 abzweigen beziehungsweise entnehmen und es dem Fahrzeug 5 für den Ladevorgang bereitstellen. Anschließend kann wiederum beispielsweise mit der weiteren mobilen Ladeeinheit 3 dieses weitere Fahrzeug 15 wiederum geladen und elektrisch versorgt werden. Des Weiteren kann beispielsweise zu einem Kontrollzeitpunkt, welcher zeitlich vor dem Ladezeitpunkt liegt, eine Zustandsinformation des zumindest einen geparkten Fahrzeugs 5 und/oder des Nutzers 4 abgerufen werden. Abhängig von dieser Zustandsinformation kann der Ladezeitpunkt und/oder die Lademenge dynamisch angepasst werden. Sollte beispielsweise der Nutzer 4 frühzeitig zum Fahrzeug 5 zurückkommen um das Fahrzeug 5 wieder auszuparken, so kann bereits im Vorfeld ein neuer Zeitpunkt für den Ladevorgang festgelegt werden. Ebenfalls kann sein, dass aufgrund der Zustandsinformation eine größere Lademenge beziehungsweise eine Energiemenge nötig ist, da der Nutzer beispielsweise eine Zieleingabe für den Rückweg verändert hat.
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Eine weitere Einflussgröße ist beispielsweise eine Umgebungsinformation der Umgebung 12 des Fahrzeugs 5. Dies kann der Auswerteeinheit 8 zur Verfügung gestellt werden oder von der Auswerteeinheit 8 angefordert werden. Mit der Umgebungsinformation kann beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Wettersituation und/oder eine Verkehrssituation und/oder eine Stausituation bereitgestellt werden. Dies ist insbesondere davon von Relevanz, da vor allem bei Kälte sich die elektrischen Eigenschaften der Fahrzeugbatterie 10 ändern, vor allem in negativer Hinsicht. Ebenfalls kann bei Feststellung, dass es beispielsweise nach dem Verlassen des Fahrzeugs 5 starker Gegenwind oder starke Witterungseigenschaften herrschen, sich die Reichweite des Fahrzeugs 5, insbesondere die elektrische Reichweite, beeinträchtigen. Dies kann bei der Bestimmung der Lademenge berücksichtigt werden. Beispielsweise kann mithilfe der Auswerteeinheit 8 eine kontinuierliche Überprüfung des Ladezustands der Fahrzeugbatterie erfolgen. Dabei kann dieser Ladezustand mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden, sodass bei einem Unterschreiten des Ladezustands der Ladezeitpunkt und die benötigte Lademenge angepasst werden kann oder ein zusätzlicher Ladevorgang an einem zusätzlichen Ladezeitpunkt geplant wird. Dies ist insbesondere bei langer Standzeit beziehungsweise Parkzeit des Fahrzeugs 5 von Bedeutung, da dort der Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 sich verändern kann. Bei der Fahrzeugbatterie 10 kann es sich um einen elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs 5 handeln.
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Beispielsweise können mithilfe der Eingabeeinheit 9 der Nutzer 4 bei einer Veränderung der Rückkehr- beziehungsweise Abfahrtszeit diese entsprechenden Informationen der Auswerteeinheit 8 zur Verfügung gestellt werden, sodass dies bei der Bestimmung des Ladezeitpunkts und der Lademenge berücksichtigt wird. Insbesondere können beispielsweise mehrere zeitversetzte Ladevorgänge durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Nutzer 4 nur mit dem Fahrzeug 5 kommunizieren, sodass es keine extra Kopplung mit der Auswerteeinheit 8 und dem Nutzer 4 geben muss. Informationsänderungen und Berechnungen können im Fahrzeug 5 erfolgen und an die Auswerteeinheit übergeben werden.
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Durch die spezielle Generierung eines Ladezeitpunkts und einer jeweiligen Lademenge kann auf ein dauerhaftes Laden des geparkten Fahrzeugs 5 verzichtet werden. Dies wirkt sich batterieschonend auf die Fahrzeugbatterie 10 aus. Somit können beispielsweise Zwischenladevorgänge zu unterschiedlichen Ladezeitpunkten durchgeführt werden. Beispielsweise kann während einer längeren Aufenthaltsphase des geparkten Fahrzeuges 5 durch mehrere zeitlich versetzte Ladevorgänge ein kontinuierliches Batterielevel beziehungsweise Ladezustand eingestellt werden. Des Weiteren kann auf eine optimale Planung und Ausnutzung der Wege und Kapazitätsausnutzung der Ladeeinheit 2 Rücksicht genommen werden.
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Des Weiteren denkbar ist, dass die mobile Ladeeinheit 2 mit dem Fahrzeug 5 kommuniziert. In diesem Fall kann das Fahrzeug 5 mit der mobilen Ladeeinheit 2 einen Ladezeitpunkt beziehungsweise einen Termin aushandeln beziehungsweise vereinbaren der die Auslastung und der Kapazität der mobilen Ladeeinheit 2 sowie der Abfahrt des Fahrzeugs 5 beispielsweise gerecht wird. Zusätzlich vereinbaren beispielsweise die mobile Ladeeinheit 2 mit dem Fahrzeug 5 ein Öffnen und Schließen einer Ladeschnittstelle beziehungsweise einem Ladeanschluss des Fahrzeugs 5, sodass keine Manipulationen oder fremde Personen sich an der Schnittstelle zu schaffen machen können. Beispielsweise kann über spezielle Kommunikationsmöglichkeiten, wie opto-elektronische Codes oder anderweitige Möglichkeiten, die Ladeschnittstelle des Fahrzeugs 5 freigegeben oder gesperrt werden für die mobile Ladeeinheit 2. Somit kann es insbesondere zu keinen Diebstählen hinsichtlich elektrischer Energie am Fahrzeug 5 kommen.
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Ebenfalls denkbar ist, dass die Auswerteeinheit 8 als Master-Einheit zur Steuerung und Koordinierung der Ladeeinheiten 2, 3 dient.
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Eine Terminplanung für Ladevorgänge der Ladeeinheiten 2, 3 erfolgt mit einem Leitrechner beziehungsweise Auswerteeinheit 8. Hierbei kann festgelegt werden, welche Ladeeinheit 2, 3 mit welcher Kapazität wann zur Verfügung steht für einen Ladevorgang. Somit können Ladeeinheiten 2, 3, die von einem Ladeauftrag beziehungsweise Ladevorgang mit einer geringeren Kapazitätabnahme als zum Beispiel die benötigte Lademenge zu einem anderweitigen Fahrzeug mit einem entsprechenden Bedarf entsandt werden. Somit kann stets die Ladeeinheit 2 für einen Ladevorgang zur Verfügung gestellt werden welche auch die Kapazität zur Verfügung stellen kann. Ebenfalls denkbar ist, dass mehrere Ladeeinheiten für einen Ladevorgang verwendet werden. Insbesondere werden die Ladezeitpunkte insbesondere die Ladevorgänge und somit auch die Ladeeinheiten 2, 3 derart von der Auswerteeinheit 8 gesteuert, dass es beispielsweise zu keinen Leerläufen kommt.
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Im Folgenden wird mit anderen Worten ein Ausführungsbeispiel erläutert. Über eine mit dem Fahrzeug 5 verbundene Applikation der Eingabeeinheit 9 wird beispielsweise dem Fahrzeug 5 bekannt gemacht, wann die geplante Rückkehr des Reisenden beziehungsweise der Person 4 bevorsteht. Somit ist dem Fahrzeug 5 die nächste potentielle Startzeit nach dem Parkvorgang bekannt. Sollte sich die Startzeit verzögern, da sich die Abwesenheit des Nutzers 4 verlängert, so ist dies durch eine einfache Anpassung der Daten über eine die entsprechende Applikation anpassbar und übertragbar an das wartende Fahrzeug 5. Im weiteren kann in der Applikation der nächste Zielort eingegeben werden, sodass das Fahrzeug 5 die Entfernung bestimmen und somit auch die benötigte Ladeleistung der Fahrzeugbatterie 10 um die Rück- oder Weiterfahrt ganz oder soweit wie möglich zu realisieren. Die Berechnung der benötigten Kapazitäten beziehungsweise Lademenge wird einmal zu Beginn der Parkzeit, also wenn das Fahrzeug 5 geparkt wird, vom Fahrzeug durchgeführt und mit den Umgebungsparametern und beispielsweise einer Wetterprognose ergänzend berücksichtigt. So kann zum Beispiel bei längerem Parken im Freien oder in einem nicht überdachten Parkhaus bei niedrigen Temperaturen ein Temperieren der Fahrzeugbatterie 10 von Nöten sein. Hierzu kann das Fahrzeug 5 spezielle Heizelemente aufweisen. Diese benötigen also zusätzlich Energie welche sich negativ auf den Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 auswirken. Dies kann bei der Berechnung der Lademenge berücksichtig werden und mit dem Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 abgeglichen werden.
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Die Überprüfung der Wetterlage beispielsweise kann im Abstand von drei Tagen durchgeführt werden, jedoch je nach Abstellzeit der Parkzeit des Fahrzeugs 5. Somit kann eine erneute Überprüfung der benötigten Lademenge folgen. Des Weiteren kann beispielsweise 24 Stunden oder 48 Stunden vor Abfahrt die Verkehrslage hinsichtlich der Weiterfahrt des Fahrzeugs 5 nach dem Parken geprüft und eventuell größere Staus oder Baustellen mit Stautendenz zur gewählten oder ermittelten Zeit der betroffenen Streckennutzung in die Kapazitätsberechnung aufgenommen werden. Die Kapazität für die Rückfahrt berücksichtigt ebenso die typischen Fahrgewohnheiten des Nutzers 4, wie beispielsweise sportlich oder ökonomisch. Ebenfalls können hier Umgebungstemperaturen, Tagezeitpunkte berücksichtigt werden. Des Weiteren kann ein Klimatisieren oder Heizen des Fahrzeuges 5, ein Beleuchten des Fahrzeugs 5 oder beispielsweise ein Scheibenwischen des Fahrzeugs 5 zusätzlich zum Strecken verbrauchen zugerechnet werden. Dies kann bei der Bestimmung der Lademenge berücksichtigt werden.
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Beispielsweise kann die Verfügbarkeit der Ladeeinheit 2 an stark und Langzeitfrequentierten Parkplätzen beziehungsweise Ladebereiche 6, 7 limitiert und gerade wenn beispielsweise an einem Flughafen sehr viele Passagiere in kurzen Zeitabständen landen sehr knapp und auch die Ladezeiten der transportablen Ladestationen beziehungsweise Ladeeinheiten 2, 3 müssen somit berücksichtigt werden.
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Des Weiteren kann beispielsweise zusätzlich berücksichtigt werden, welche Energiepreise zu dem Zeitpunkt des Ladevorgangs vorliegen. Dies kann ebenso zusätzlich berücksichtigt werden. Somit gibt es beispielsweise die Möglichkeit, zum einen die Fahrzeugbatterie 10 vollständig, also voll zu laden oder den Bedarf während dem Parken sowie den Rückweg plus eine Sicherheit zu berücksichtigen um die Ladekosten beispielsweise gering zu halten.
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Im Nachfolgenden werden Beispielberechnungen beziehungsweise Beispiele, wie sich die benötigte Lademenge zusammensetzen kann erläutert.
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Beispielsweise kann die Ladeeinheit 2 eine Energie beziehungsweise Lademenge von 50 Kilowattstunden zur Verfügung stellen.
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Beispielsweise kann ein aktueller Ladezustand der Fahrzeugbatterie 10 15 Kilowattstunden betragen. Während des Parkvorgangs benötigt das Fahrzeug 5 beispielsweise für die Fahrzeugüberwachung eine Kilowattstunde und für das Temperieren der Fahrzeugbatterie 10 20 Kilowattstunden. Wenn nun der Nutzer 4 nach Rückkehr zu Fahrzeug 5 eine Fahrt durchführen möchte, so kann für diese Fahrt beispielsweise 65 Kilowattstunden benötigt werden. Somit benötigt der Nutzer 4 beim Einsteigen in sein Fahrzeug 5 eine Kapazität beziehungsweise Energie von 86 Kilowattstunden für die Weiterfahrt. Zieht man davon nun die 15 Kilowattstunden ab ergibt sich ein benötigter Bedarf von 71 Kilowattstunden. Somit ist eine Zwischenladung mit 50 Kilowattstunden nötig. Hierbei kann man nun dem Ladezustand plus die Zwischenladung minus den Energiebedarf der Fahrzeugüberwachung und der Batterietemperierung berechnen. Hierbei ergibt sich ein Wert beispielsweise von 44 Kilowattstunden. Zieht man hierbei nun den maximalen Bedarf beziehungsweise Kapazität der Fahrzeugbatterie 10 beispielsweise ab, ergibt sich ein Wert von minus 41 Kilowattstunden.
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Dieser ist kleiner wie die verfügbare Lademenge der Ladeeinheit 2. Somit wäre hier keine weitere Zwischenladung nötig, da die Endladung die ermittelten 41 Kilowattstunden beträgt.
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In einem weiteren Beispiel kann beispielsweise vorliegen, dass für die Rückfahrt nur noch 15 Kilowattstunden benötigt werden, sodass sich unter Berücksichtigung der Fahrzeugüberwachung und der Batterietemperierung ein Gesamtbedarf von 21 Kilowattstunden ergibt. Zieht man da nun den Ladezustand ab, welche beispielsweise 25 Kilowattstunden ist, ergibt sich eine Restkapazität von 4 Kilowattstunden. Somit wäre hier speziell keine Zwischenlandung notwendig, da noch eine Restkapazität von 4 Kilowattstunden vorliegen würde und damit ausreichend Energie für den Parkzeitraum zur Verfügung steht. Wenn man nun die aktuelle Energie mit einer Fahrzeugüberwachung von 1 Kilowattstunden und 5 Kilowattstunden für die Fahrzeugtemperierung so ergibt sich eine Restbedarf von 4 Kilowattstunden zieht man davon nun eine maximale Annahme der Fahrzeugbatterie 10 von 65 Kilowattstunden ab, so ergibt sich hier ein Wert von minus 61 Kilowattstunden. Für eine Vollladung ist aufgrund der möglichen maximalen Kapazitäten der Ladeeinheiten 2, 3 mit 50 Kilowattstunden eine Zwischenladung notwendig. Somit ergibt sich eine Endladung von 11 Kilowattstunden. Die Zwischenladung also die Lademenge, kann so optimiert werden, dass weitere Fahrzeuge mit einer Teilladung kombiniert werden, um eine Ladeeinheit 2, 3 so optimal, wie möglich, ausnutzen zu können. So könnten zum Beispiel eine Zwischenladung von 35 Kilowattstunden und die Endladung mit 26 Kilowattstunden vorliegen, um beispielsweise die noch übrige Kapazität der Ladeeinheit 2, 3 optimal ausnutzen zu können.
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Ein weiteres Rechenbeispiel wird nun vorgestellt. Hierbei wird die Bedarfsladung also die benötigte Lademenge so verrechnet, dass das Fahrzeug 5 so viel Energie zugeführt bekommt, die es für die geplante Fahrt sowie das Parken plus eine Sicherheitsmenge ausreichend ist. Dies kann speziell dann zum Tragen kommen, wenn die Ladekosten hoch sind und nur das benötigte geladen werden soll. Diese Auswahl kann der Nutzer im Vorfeld über die Eingabeeinheit 9 treffen.
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Hierbei kann beispielsweise ein aktueller Ladezustand, von beispielsweise 15 Kilowattstunden für die Fahrzeugbatterie 10, veranschlagt werden. Diese kann mit einem Sicherheitswert von 0,9 multipliziert werden. Die benötigte Energie für die Fahrzeugüberwachung und die Batterie kann wiederum mit einem Faktor von 1,1 multipliziert werden. Wenn man diese beiden nun subtrahiert ergibt sich ein Wert von minus 9,6 Kilowattstunden. Somit wird eine Zwischenladung zu einem Ladezeitpunkt beispielsweise benötigt, da die aktuelle Kapazität der Batterie 10 für die Parkdauer nicht ausreichend ist. Wenn man nun die Energie der Fahrzeugbatterie 10 mit 15 Kilowattstunden mit dem Energiebedarf der Fahrzeugüberwachung und der Batterietemperierung und der Energie für die Rückfahrt von beispielsweise 65 Kilowattstunden verrechnet, ergibt sich ein Wert von minus 71 Kilowattstunden. Wenn man diesen nun mit dem Sicherheitsfaktor von 1,1 multipliziert kann festgestellt werden, dass für die Parkdauer eine Zwischenladung benötigt wird, die mindestens 71 kWh x 1,1 - Ladekapazität der Ladeeinheit 2 von 50 kWh + die vorhin errechneten 9,6 kWh beträgt. Somit sind hier mindestens 37,7 Kilowattstunden nötig, da der Bedarf insbesondere größer als 50 Kilowattstunden beträgt, macht eine 50 Kilowattstunden Zwischenladung Sinn. Die Endladung ermittelt sich dann aus, beispielsweise bei Annahme einer 37,7 Kilowattstunden-Zwischenladung oder einer 50 Kilowattstunden-Zwischenladung, beispielsweise entweder eine Endladung von 48,4 Kilowattstunden oder 36,1 Kilowattstunden.
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Beispielsweise besteht die Möglichkeit des Ladevorgangs nach Bedarf unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors.
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Beispielsweise kann hier wiederum die 15 Kilowattstunden der Fahrzeugbatterie 10 mal 0,9 subtrahiert von dem Energiebedarf der Fahrzeugüberwachung und der Batterietemperierung mal 1,1 berechnet werden. Hierbei ergibt sich ein Wert von 15,9 Kilowattstunden. Somit ist hier keine Zwischenladung nötig, da die Restkapazität für die Parkdauer ausreichend ist. Alternativ wäre auch eine Division denkbar und einem entsprechenden Faktor als Entscheidungsschwelle. Zum Beispiel kann die benötigte Menge für die Überwachung mal 1,1 durch die 15 Kilowattstunden mal 0,9 dividiert werden. Hierbei ergibt sich ein Wert von 29,3 %, was also kleiner als 50% ist. Somit ist hier keine Zwischenladung nötig.
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Unter Berücksichtigung von der Parkdauer bei welcher die aktuelle Kapazität minus der benötigten Temperierung und Überwachung und der Bedarf für die Rückfahrt verrechnet wird ein Wert von 4 Kilowattstunden mal 1,1 ermittelt. Dies ist also kleiner als die Kapazität der Ladeeinheit 2. Somit wird hier während der Parkdauer keine Zwischenladung benötigt. Die Endladung ermittelt sich dann beispielsweise aus diesen vier Kilowattstunden minus des Energiebedarfs für die Rückfahrt von 2 Kilowattstunden. Hierbei kann ein Delta von 8 Kilowattstunden vorliegen. Wenn man dies nun mal 0,1 multipliziert ergibt sich ein Wert von 8,5 Kilowattstunden plus zur Sicherheit 10% der maximalen Fahrzeugbatteriekapazität hinzugerechnet, wie beispielsweise 6,5 Kilowattstunden. So wird erreicht, dass eine mögliche Endkapazität nach Fahrtende von ca. 10,5 Kilowattstunden vorhanden ist. Dies reicht aus für eventuell vorhersehbare Staus oder Stopps. Die 10 prozentigen Sicherheitsreserven können individuell beispielsweise festgelegt werden.
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Diese vorhin genannten Rechenbeispiele und Werte sollen nur beispielhaft zur besseren Darstellung dienen. Andere, ergänzende oder ähnliche Berechnungsmöglichkeiten sind zur Ermittlung von Zwischen- oder Endladungen möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladesystem
- 2
- Ladeeinheit
- 3
- weitere Ladeeinheit
- 4
- Nutzer
- 5
- elektrisch betriebenes Fahrzeug
- 6
- Ladebereich
- 7
- weitere Ladebereiche
- 8
- Auswerteeinheit
- 9
- elektronische Eingabeeinheit
- 10
- Fahrzeugbatterie
- 11
- Ladeposition
- 12
- Umgebung des Fahrzeugs
- 13
- interner Energiespeicher der zumindest einen mobilen Ladeeinheit
- 14
- weiterer interner Energiespeicher der weiteren mobilen Ladeeinheit
- 15
- weiteres elektrisch betriebenes Fahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20110202221 A1 [0003]
- CN 211280675 U [0004]
- CN 109050291 A [0004]
