EP2398668A1 - Übertragung elektrischer energie zwischen einem elektrofahrzeug und einem energieverteilungsnetz - Google Patents

Übertragung elektrischer energie zwischen einem elektrofahrzeug und einem energieverteilungsnetz

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EP2398668A1
EP2398668A1 EP09776396A EP09776396A EP2398668A1 EP 2398668 A1 EP2398668 A1 EP 2398668A1 EP 09776396 A EP09776396 A EP 09776396A EP 09776396 A EP09776396 A EP 09776396A EP 2398668 A1 EP2398668 A1 EP 2398668A1
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EP
European Patent Office
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electrical energy
communication
connection
electrical
electric
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Withdrawn
Application number
EP09776396A
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English (en)
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Inventor
Thomas Werner
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2398668A1 publication Critical patent/EP2398668A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting electrical energy between an electric energy storage of a vehicle and a connection point of an electrical power distribution network and a corresponding device for controlling the transmission of electrical energy.
  • Electric cars Vehicles with electric drives, so-called “electric cars”, have recently become the focus of interest for a number of reasons: On the one hand, many large and well-known power companies are promising electric cars a new market for electric energy. In addition, electric cars are much more environmentally friendly than conventional cars powered by internal combustion engines, provided that environmentally friendly technologies for generating electric power are used
  • hybrid vehicles ie vehicles with combustion engine power and assisting electric drive.
  • the first pure electric cars that are comparable to today's conventional vehicles are expected to be available in the year Go into production in 2010.
  • ranges of 100 to 200 km can be achieved for pure electric vehicle operation.
  • the charging device must ensure that the fill levels of the electric energy storage device that the vehicle driver is aiming for can actually be achieved.
  • the charging process may only take place if the costs for the electrical energy are also accepted by the vehicle driver.
  • the transmitted electrical energy must be charged exactly.
  • the metering point operator operates complex metering and information technology systems that ensure the recording of electrical consumption and, if necessary, the necessary electronic data exchange with the market participants, in particular the network operator and the provider of electrical energy. In these systems, all contractual relationships of end consumers of electrical energy with the network operator and the electricity providers are mapped.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method or a device of the type mentioned in such a way that the control of the transmission of electrical energy can be done with relatively little effort, especially posted the technical structure of the connection point in the electrical power distribution network ,
  • This object is achieved by a method for controlling the transmission of electrical energy between an electric energy storage of a vehicle and a connection point of an electrical power distribution network, in which an electrical connection between the electric energy storage of the vehicle and the connection point of the electrical power distribution network is established; Furthermore, a communication link is established between a communication device assigned to the vehicle and a communication service provider. The electrical energy is thereby between the electric energy storage and the connection point during the period of the existence of the communication onsucun transferred, wherein the transmission of the electrical energy at constant average electrical power occurs, and the transmission of electrical energy and the communication link are terminated simultaneously.
  • the particular advantage of the method according to the invention is that, apart from the pure electrical connection possibility, no further technical equipment, in particular no communication equipment, must be provided at the connection point of the electrical power distribution network, thereby avoiding a costly construction of a communication infrastructure for the connection points.
  • an already almost completely covering communication infrastructure is used and the transmission of electrical energy, for example for charging the electric energy storage, is permitted only during the existing communication connection.
  • the amount of energy transmitted can be determined very simply by the communication service provider's known duration of the communication connection and the likewise known average electrical power.
  • An advantageous embodiment of the inventive method provides that a power information is transmitted via the communication connection, which indicates the average electric power for the transmission of electrical energy.
  • the energy transfer process is not limited to a single predetermined value of the mean electric power that is the same for all vehicles, but rather it can be used for any transmission. specify an individual mean power value, which can be used to determine the transmitted electrical energy.
  • the average electrical power is determined using at least one of the following parameters:
  • a desired range of the vehicle - A predetermined period of time during which the transfer of electrical energy to take place.
  • the Ubertragungsvorgang for gently charging such an electric energy storage from which comparatively little electrical energy has been removed (the electric energy storage is still well filled), be performed at a lower electrical power than the Ubertragungsvorgang at a nearly completely emptied electrical energy storage, the corresponding can be charged with a higher electrical power. Therefore, the average electric power for the transmission operation can be performed depending on the current state of charge of the electric energy storage. In this case, the charge state can be detected by measurement by a control device which is set up to control the transfer process.
  • the average electrical power also depends on the distance the vehicle is still to cover (the desired range of the vehicle) and how long the vehicle will probably be at the junction of the electrical energy supply network. For example, the electric energy storage must be charged with a short service life and desired high range with higher average electrical power than, for example, a longer standstill Time. The two last-mentioned parameters can be queried by the vehicle driver, for example, before the transmission process begins.
  • a further advantageous embodiment of the inventive method provides that the communication service provider at least from the time period during which the communication connection is maintained, and the average electrical power for the transmission of electrical energy determines a billing information that the cost of the transmitted electrical energy indicates.
  • the communication service provider for example, in the context of a so-called “value-added service” by detecting the duration of the communication link and the known mean electric power, the transmitted electrical energy and therefrom determine the cost to the vehicle driver costs for the transmitted electrical energy and the vehicle operator for the In this case, network operators and electricity providers may be remunerated by the communications service provider for the supplied electrical energy.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that in the production of the communication connection identification information is transmitted to the communication service provider, which comprises a marking of a network operator of the energy distribution network and / or an identification of a selected provider of electrical energy.
  • a mobile radio connection is established as the communication connection and the identification information and / or a power information for indicating the average electrical power are contained in a telephone number used for establishing the mobile radio connection.
  • all information necessary for billing the information necessary for the energy transmission process can be determined solely via the telephone number used for the mobile radio connection, so that the communication service provider can make a cost calculation by the telephone number and the duration of the communication connection.
  • the communication service provider can make a cost calculation by the telephone number and the duration of the communication connection.
  • a determination of the costs per unit of time for holding the communication connection can already take place when establishing the communication connection, so that no subsequent calculations have to take place.
  • the identification information which comprises a characteristic drawing of the network operator of the energy distribution network is made available by the connection point for retrieval.
  • RFID "Radio Frequency Identification”
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides, in this context, that prior to establishing the communication connection by means of the communication device, that identification information which comprises an identification of the provider of the electrical energy, from a data processing device, the identification information of different providers of electrical energy provides, is retrieved.
  • Energy is not sourced exclusively from a single provider of electrical energy, but a choice can be made from multiple suppliers.
  • the data processing device provides, in addition to the identification information for the individual suppliers of electrical energy, respective price information indicating the prices for electrical energy to be supplied, and the identification information of the provider with the lowest price is selected.
  • the most favorable provider of electrical energy can be selected for each energy transmission process.
  • a further advantageous embodiment of the inventive method is that the beginning and the end of the communication connection from the communication device to a control device is transmitted, and the
  • Control means allows a transmission of electrical energy exclusively for the period between the beginning and the end of the communication connection.
  • the communication device and the control device can be components of the same electronic device, for example; However, it can also be provided that the communication device is a mobile telephone, for example, which can transmit wired or wireless signals to a control device of the vehicle.
  • Figure 1 is a schematic overview of a system for transmitting electrical energy between an electric vehicle and an electrical power grid and
  • FIG. 2 shows a schematic view of an electric electric vehicle connected to a connection point of an electrical energy supply network.
  • FIG. 1 shows a section 10 of an otherwise not shown electrical power supply network.
  • Energy sources IIa and IIb which may, for example, be power plants for generating electrical energy, solar installations or wind power plants, are connected to the section 10 of the electrical energy supply network. In this case, the energy sources IIa and IIb can be operated by a single or different suppliers of electrical energy.
  • the section 10 of the electrical power distribution network further has connection points 12a, 12b, 12c and 12d, with which vehicles with electric drive - hereinafter referred to as electric cars - for the transmission of electrical energy between the junction 12a to 12d and an electric energy storage of the electric car are connected can. It can be provided at the connection points 12a to 12d electrical energy, for example via a galvanic or an inductive coupling.
  • an electric car 13 is connected to the connection point 12d and has an electric energy store (not shown in FIG. 1), for example an electric accumulator. During the operation of the electric car, the electric energy store supplies electrical energy to an electric motor of the electric car in order to drive it. Therefore, the electric energy storage must be recharged in good time before complete discharge.
  • electric cars can usually be connected to a domestic electrical power connection. Due to the limited range, which is provided by the respective charge of the electric energy storage, it is advantageous to be able to recharge electric cars in public places, for example in parking garages or in parking lots, at short notice.
  • the communication connection can in this case be produced in different ways, for example as a mobile radio connection, as a wireless network connection, for example at a so-called WLAN hotspot, or - if the communication infrastructure is available for this purpose - as a wired communication connection.
  • the communication connection is established as a mobile radio connection between a communication device assigned to the electric vehicle and the communication service provider 15.
  • the communication device can either be a communication device connected to a corresponding control device of the electric vehicle, such as a mobile telephone of the vehicle driver, or a communication module permanently integrated in the electric vehicle, for example a so-called GSM module.
  • a mobile telephone as a communication device, this can be connected by a wired or wireless (for example by means of the so-called Bluetooth technology) data connection with a control device of the electric car, the energy transfer controls, communicating.
  • the communication device is a communication module permanently installed in the electric car.
  • FIG. 2 a view of the electric vehicle 13, which is closer to that of FIG. 1 and is connected to the connection point 12d, is shown.
  • the electric car 13 has an electric energy store 20 and a device 21 for controlling the transfer of electric energy between the electric energy store 20 and the connection point 12d of the portion 10 of the energy distribution network shown only in batches in FIG.
  • the device 21 comprises a control device 22 and a communication device 23. A data exchange can take place between the control device 22 and the communication device 23.
  • the communication device is also connected to an antenna 24 for wireless transmission and reception of signals.
  • the controller 22 is further provided with a user input device 25 in FIG.
  • the user input device may for example be integrated in a dashboard of the electric car.
  • a wireless mobile radio connection with the communication service provider 15 can be established via the antenna 24.
  • a mobile radio connection with a data processing processing device 26 - for example, a data server - are prepared, the information about various providers of electrical energy (“electricity supplier”), in particular a label of the electricity supplier and a price information on the current price to bezeihender electrical energy, ready.
  • electrical energy supplier providers of electrical energy
  • the transmission of electrical energy between the electric energy storage 20 of the electric car 13 and the connection point 12d can be controlled such that a measurement of the transmitted electrical energy and thus a settlement of the cost of electrical energy can be made without further technical effort on the part of the connection point 12d.
  • Communication service providers in particular telecommunications service providers, operate telephone numbers for value-added services (eg 0180 ... / 0900 ... numbers) on behalf of various service providers.
  • value-added services eg 0180 ... / 0900 ... numbers
  • the settlement of these value-added services it ⁇ generally follows a function of time over the contract by between the communications service provider and the end customer. Assuming that the charging of the electric energy storage 20 takes place at least on a time average with a constant electric power, the transmitted electrical energy can be calculated from the product of the power and the duration of the transmission. So it is sufficient if the time is determined in which the electrical energy is transmitted.
  • a mobile radio connection is established to a value-added service number in order to measure the time duration in which electrical energy is taken from the energy distribution network.
  • identification information or codes that identify the network operator and the electricity supplier are transmitted.
  • the network operator and the electricity provider can also be identified by selecting the appropriate telephone number for setting up the mobile radio connection.
  • These numbers can be structured, for example, according to the following pattern:
  • VVVV area code for the value added service, e.g. 0180,
  • NNN code number of the network operator
  • SSS code number of the electricity provider
  • the installed in the electric car 13 controller 22 selects an electricity provider and thus sets the codes "SSS".
  • the control device 22 can establish, for example via the communication device 23, a connection to the data processing device 26 and query information about this from various electricity providers.
  • This information includes, in particular, the code number of the respective electricity provider and a price information on the price at which the electricity provider currently has its electrical
  • the controller selects that electricity provider that provides and uses its electrical energy at the lowest price Identification information as code numbers "SSS" for the telephone number.
  • a preferred power provider e.g., a provider of electrical energy generated by regenerative methods
  • the flag information of the preferred power provider is used as the code number "SSS”.
  • the control device 22 used in the electric car 13 is designed to hold the electric power at a constant value, at least in the time average. From this value, the code "LL" results for the charging power.
  • the communication service provider can use the dialed number to make an allocation, from which energy distribution network the electrical energy is taken, which electricity provider is to supply the electrical energy and at which average electrical power the electric energy storage 20 is charged.
  • the time duration during which the communication connection is maintained ie the time duration during which the energy transmission takes place
  • the transmitted electrical energy can be determined very easily. Similar to the collection procedure for value-added services, the driver of the vehicle pays the fees to the communications service provider, who then passes them on to the network operator and the electricity provider.
  • controller 22 has, among other things, the following characteristics and tasks:
  • the process of charging the electric energy storage 20 of the electric car 13 is summarized below:
  • the vehicle driver indicates via the user input device 25 the above-mentioned data for the charging destination of the electric energy storage 20 and, if appropriate, a preferred electricity provider.
  • the communication device 23 first establishes a connection with the data processing device 26 by means of mobile radio in order to determine the identification information "SSS" of an electricity provider Transfer identification information or codes "SSS" for the phone number that are assigned to the individual electricity providers.
  • the controller 22 selects an electricity provider.
  • control device 22 determines a mean electric power "LL" with which the charging process is to be carried out.
  • control device 22 determines the identification information or identification number "NNN" assigned to the network operator of the connection point 12d and subsequently selects the corresponding telephone number by means of the communication device 23 using the individual code numbers "LL", "NNN” and "SSS". As soon as the communication connection has been established, the communication device 23 emits a start signal to the control device 22 and the transmission process is enabled. The controller 22 ensures that the electrical power with which the transmission takes place is kept constant at least in the time average.
  • the transmission process is completed simultaneously with the termination communication connection.
  • the communication device 23 sends a signal to the control device 22 when the communication connection has been disconnected, or the control device 22 outputs - e.g. upon reaching a desired level of the electric energy storage - to the communication device 23 from a command to terminate the communication connection.
  • the control device 22 blocks the transmission of the electrical energy and thus terminates the charging process.
  • the communication service provider 15 determines the duration of the communication connection and can thus determine the energy extracted from the electrical network by multiplying it by the average electrical power. On the one hand, he is in a position to charge the vehicle operator for the costs of electrical energy and, on the other hand, to pay both the network operator and the electricity supplier the remuneration for their services.
  • an already existing communication infrastructure is advantageously utilized in the described method for the measurement and billing of the transmitted electrical energy.
  • the construction of an additional infrastructure is not necessary.
  • the infrastructure for charging electric cars can therefore spread very quickly in the area, since the essential work is only in the adaptation of the IT systems of communication service providers.
  • the connection points for the electrical energy do not need any own communication and payment technology; , This increases the economic attractiveness of connection points for electric cars for the network operators.
  • the proposed concept is also minimal for the owner of an electric car. He only has to conclude a contract with the communication service provider (eg a mobile phone contract). Economic relations with other market participants do not arise.
  • Electric energy storage has been transferred to the power distribution network. From this it is finally possible to derive the costs incurred by the grid operator through the feed-in; these are credited to the driver of the vehicle by the communications service provider.

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Abstract

Um die Übertragung von elektrischer Energie zwischen einem Elektroenergiespeicher (20) eines Elektroautos (13) und einer Anschlussstelle (z.B. 12d) eines elektrischen Energieverteilungsnetzes mit vergleichsweise geringem Aufwand, insbesondere bezuglich des technischen Aufbaus der Anschlussstelle (z.B. 12d) durchfuhren zu können, wird ein Verfahren zum Steuern der Übertragung von elektrischer Energie zwischen einem Elektroenergiespeicher (20) eines Fahrzeugs und einer Anschlussstelle (z.B. 12d) eines elektrischen Energieverteilungsnetzes vorgeschlagen, bei dem eine elektrische Verbindung zwischen dem Elektroenergiespeicher (20) und der Anschlussstelle (z.B. 12d) hergestellt wird, eine Kommunikationsverbindung zwischen einer dem Fahrzeug zugeordneten Kommunikationseinrichtung (23) und einem Kommunikationsdienstanbieter (15) hergestellt wird, die elektrische Energie zwischen dem Elektroenergiespeicher (20) und der Anschlussstelle (z.B. 12d) wahrend der Zeitdauer des Bestehens der Kommunikationsverbindung bei konstanter mittlerer elektrischer Leistung übertragen wird und die Übertragung der elektrischen Energie und die Kommunikationsverbindung gleichzeitig beendet werden.

Description

Beschreibung
Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Elektrofahr- zeug und einem Energieverteilungsnetz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen einem Elektroenergiespeicher eines Fahrzeugs und einer Anschlussstelle eines elektrischen Energieverteilungsnetzes sowie eine entsprechende Einrichtung zur Steuerung der Übertragung der elektrischen Energie.
Fahrzeuge mit elektrischen Antrieben, so genannte „Elektroautos", rucken in jüngster Zeit verstärkt in den Mittelpunkt des Interesses. Dafür gibt es eine Reihe von Gründen. Einer- seits versprechend sich viele große und namhafte Energieversorgungsunternehmen von den Elektroautos einen neuen Absatzmarkt für elektrische Energie. Außerdem sind Elektroautos deutlich umweltfreundlicher als konventionelle mit Verbrennungskraftmaschinen betriebene Autos, wenn entsprechend um- weltfreundliche Technologien zum Erzeugen der elektrischen
Energie eingesetzt werden. Mit den heutigen Strompreisen sind die durchschnittlichen Energiekosten pro Kilometer Fahrleistung zudem deutlich niedriger bei einem konventionellen Verbrennungskraftantrieb. Schließlich können die Speicher der Elektroautos als Mikrospeicher in elektrische Netze integriert werden und so dazu beitragen, die oftmals fluktuierenden Einspeisungen mit regenerativen Technologien erzeugter elektrischer Energie auszugleichen.
Aktuell werden von Fahrzeugherstellern bereits so genannte „Hybridfahrzeuge", also Fahrzeuge mit Verbrennungskraftantrieb und unterstutzendem Elektroantrieb vertrieben. Die ersten reinen Elektroautos, die mit den heutigen konventionellen Fahrzeugen vergleichbar sind, werden voraussichtlich im Jahr 2010 in Serie gehen. Mit der aktuell für Elektroenergiespeicher zur Verfugung stehenden Speichertechnik lassen sich für den reinen Elektrofahrbetrieb Reichweiten von 100 bis 200 km realisieren.
Weil der Ladevorgang eines Elektroenergiespeichers eine gewisse Zeit benotigt, denkt man mittlerweile darüber nach, La- demoglichkeiten für Elektroenergiespeicher von Elektroautos auch im öffentlichen Raum, zum Beispiel auf Parkplatzen oder in Parkhausern, vorzuhalten, um wahrend der Standzeiten der Elektroautos die Elektroenergiespeicher laden zu können. Zu diesem Zwecke muss eine elektrische Verbindung zu einem elektrischen Energieverteilungsnetz geschaffen werden, über die der Elektroenergiespeicher geladen werden kann.
Aus Sicht des Fahrzeugfuhrers sollen dabei mehrere Anforderungen erfüllt werden. Zum Einen muss die Ladeeinrichtung sicherstellen, dass die vom Fahrzeugfuhrer angestrebten Füllstände des Elektroenergiespeichers tatsachlich erreicht wer- den können. Der Ladevorgang darf zudem nur dann stattfinden, wenn die Kosten für die elektrische Energie vom Fahrzeugfuhrer auch akzeptiert werden. Außerdem muss die übertragene Elektroenergie exakt verrechnet werden.
Wenn das Fahrzeug an ein elektrisches Energieverteilungsnetz angeschlossen und der Elektroenergiespeicher geladen wird, treten aus Sicht des Kunden, also des Fahrzeugfuhrers, in einem liberalisierten Strommarkt prinzipiell zwei Vertrage in Kraft: Einerseits ein Vertrag mit einem Netzbetreiber über die Nutzung des elektrischen Energieverteilungsnetzes, an dem die Anschlussstelle für das Fahrzeug angeordnet ist, und andererseits ein Vertrag mit einem Anbieter elektrischer Energie („Stromanbieter", z.B. ein Kraftwerksbetreiber) über den Bezug der elektrischen Energie. Wahrend der Netzbetreiber durch die Lage der Anschlussstelle bereits vorgegeben ist, kann der Stromanbieter üblicherweise nahezu frei gewählt werden. Im Allgemeinen sind die Kosten für die Leistungen des Netzbetreibers und des Stromanbieters abhangig von der Menge elektrischer Energie, die der Kunde aus dem Energieverteilungsnetz bezieht, so dass sowohl der Netzbetreiber als auch der Stromanbieter eine entsprechende Vergütung erhalt. Daher muss der Verbrauch, also die Menge der übertragenen elektrischen Energie, gemessen und dem Netzbetreiber und dem Strom- anbieter zugeordnet werden.
Bei stationären Verbrauchern, wie es z.B. bei Wohn- und Geschäftshäusern der Fall ist, werden heutzutage die Zahlwerte des elektrischen Energieverbrauchs vom Netzbetreiber an den Stromanbieter weitergegeben. Dazu betreibt der Messstellen- betreiber komplexe Mess- und Informationstechniksysteme, die für eine Erfassung des elektrischen Verbrauchs und ggf. den notwendigen elektronischen Datenaustausch mit den Marktteilnehmern, also insbesondere dem Netzbetreiber und dem Anbieter elektrischer Energie, sorgen. In diesen Systemen werden samtliche Vertragsbeziehungen der Endverbraucher elektrischer Energie mit dem Netzbetreiber und den Stromanbietern abgebildet. Dies ist möglich, weil einerseits die Zuordnung des Endverbrauchers zu einem bestimmten Netzbetreiber durch seine feste Lage in einem speziellen Energieverteilungsnetz zwangsläufig vorgegeben ist und andererseits die Zahl der Kundenbewegungen, also Anmeldungen und Abmeldungen, bei einem Stromanbieter vergleichsweise klein ist und samtliche Änderungen der Beziehungen zwischen Kunden und Stromanbietern schrift- lieh angezeigt werden.
Eine Übertragung dieses Vorgehens auf die Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs beim Ladevorgang von Elektroautos ist nicht möglich. An einer öffentlichen Anschlussstel- Ie für elektrische Energie können prinzipiell alle zugelassenen Elektroautos aufgeladen werden. Damit mussten alle Netzbetreiber die Daten der Halter aller Elektroautos kennen, um die entsprechenden Kosten verursachergerecht aufteilen zu können. Dies wurde für die Netzbetreiber immense Kosten für die Informationstechnik bedeuten. Bei ca. 47 Millionen PKW allein in Deutschland wäre das Datenaufkommen, das zwischen Netzbetreibern, Stromanbietern und Kunden ausgetauscht werden musste, einfach zu groß. Bei jedem Ladevorgang musste nämlich registriert werden, von welchem Energieverteilungsnetz und von welchem Stromanbieter das Fahrzeug versorgt wird. Da Elektroautos naturgemäß mobil sind, können sich diese Beziehungen selbst innerhalb eines Tages mehrfach andern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der eingangs genannten Art dergestalt anzugeben, dass die Steuerung der Übertragung der elektrischen Energie mit vergleichsweise geringem Aufwand, insbesondere bezuglich des technischen Aufbaus der Anschluss- stelle in dem elektrischen Energieverteilungsnetz erfolgen kann .
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern der Übertragung von elektrischer Energie zwischen einem Elektroener- giespeicher eines Fahrzeugs und einer Anschlussstelle eines elektrischen Energieverteilungsnetzes gelost, bei dem eine elektrische Verbindung zwischen dem Elektroenergiespeicher des Fahrzeugs und der Anschlussstelle des elektrischen Energieverteilungsnetzes hergestellt wird; weiterhin wird eine Kommunikationsverbindung zwischen einer dem Fahrzeug zugeordneten Kommunikationseinrichtung und einem Kommunikationsdienstanbieter hergestellt. Die elektrische Energie wird dabei zwischen dem Elektroenergiespeicher und der Anschlussstelle wahrend der Zeitdauer des Bestehens der Kommunikati- onsverbindung übertragen, wobei die Übertragung der elektrischen Energie bei konstanter mittlerer elektrischer Leistung erfolgt, und die Übertragung der elektrischen Energie und die Kommunikationsverbindung werden gleichzeitig beendet.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens liegt darin, dass an der Anschlussstelle des elektrischen Energieverteilungsnetzes außer der reinen elektrischen Verbindungs- moglichkeit keine weiteren technischen Einrichtungen, insbe- sondere keine Kommunikationseinrichtungen vorgehalten werden müssen, wodurch eine kostenintensiver Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur für die Anschlussstellen vermieden wird. Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren wird nämlich auf eine bereits nahezu flachendeckende Kommunikationsinfrastruktur zu- ruckgegriffen und die Übertragung elektrischer Energie, beispielsweise zum Aufladen des Elektroenergiespeichers, ausschließlich wahrend der bestehenden Kommunikationsverbindung zugelassen. Bei zumindest im zeitlichen Mittel konstanter elektrischer Leistung wahrend des Energieubertragungsvorgangs lasst sich nämlich die übertragene Energiemenge sehr einfach durch die dem Kommunikationsdienstanbieter bekannte Zeitdauer der Kommunikationsverbindung und die ebenfalls bekannte mittlere elektrische Leistung bestimmen.
Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens sieht vor, dass über die Kommunikationsverbindung eine Leistungsinformation übermittelt wird, die die mittlere elektrische Leistung für die Übertragung der elektrischen Energie angibt.
Bei dieser vorteilhaften Ausfuhrungsform ist der Energieuber- tragungsvorgang nicht auf einen einzigen für alle Fahrzeuge gleichen vorgegebene Wert der mittleren elektrischen Leistung beschrankt, sondern es lasst sich vielmehr für jeden Ubertra- gungsvorgang ein individueller mittlerer Leistungswert angeben, der zur Bestimmung der übertragenen elektrischen Energie herangezogen werden kann.
Konkret kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die mittlere elektrische Leistung unter Verwendung zumindest eines der folgenden Parameter bestimmt wird:
- einem aktuellen Ladezustand des Elektroenergiespeichers;
- einer gewünschten Reichweite des Fahrzeugs; - einer vorgegebenen Zeitspanne, wahrend der die Übertragung der elektrischen Energie stattfinden soll.
So kann beispielsweise der Ubertragungsvorgang zum schonenden Aufladen eines solchen Elektroenergiespeichers, aus dem noch vergleichsweise wenig elektrische Energie entnommen worden ist (der Elektroenergiespeicher ist noch gut gefüllt) , bei einer geringeren elektrischen Leistung durchgeführt werden als der Ubertragungsvorgang bei einem nahezu vollständig entleerten Elektroenergiespeicher, der entsprechend mit einer höheren elektrischen Leistung geladen werden kann. Daher kann die mittlere elektrische Leistung für den Ubertragungsvorgang in Abhängigkeit vom aktuellen Ladezustand des Elektroenergiespeichers durchgeführt werden. Der Ladezustand kann hierbei von einer Steuereinrichtung, die zur Steuerung des Ubertra- gungsvorgangs eingerichtet ist, durch Messung erfasst werden.
Zudem ist die mittlere elektrische Leistung auch davon abhangig, welche Strecke das Fahrzeug noch zurücklegen soll (die gewünschte Reichweite des Fahrzeugs) und wie lange das Fahr- zeug an der Anschlussstelle des elektrischen Energieversorgungsnetzes voraussichtlich stehen wird. So muss beispielsweise der Elektroenergiespeicher bei kurzer Standzeit und gewünschter hoher Reichweite mit höherer mittlerer elektrischer Leistung geladen werden als z.B. bei einer längeren Stand- zeit. Die beiden letztgenannten Parameter können beispielsweise vor Beginn des Ubertragungsvorganges vom Fahrzeugfuhrer abgefragt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfindungsgema- ßen Verfahrens sieht vor, dass der Kommunikationsdienstanbieter zumindest aus der Zeitdauer, wahrend der die Kommunikationsverbindung aufrechterhalten wird, und der mittleren elektrischen Leistung für die Übertragung der elektrischen Energie eine Abrechnungsinformation ermittelt, die die Kosten für die übertragene elektrische Energie angibt.
Auf diese Weise kann der Kommunikationsdienstanbieter beispielsweise im Rahmen eines so genannten „Mehrwertdienstes" durch Erfassung der Zeitdauer der Kommunikationsverbindung und der bekannten mittleren elektrischen Leistung die übertragene elektrische Energie und daraus die dem Fahrzeugfuhrer zu verrechnenden Kosten für die übertragene elektrische Energie bestimmen und dem Fahrzeugfuhrer für die Kommunikations- Verbindung in Rechnung stellen. Netzbetreiber und Stromanbieter können daraufhin durch den Kommunikationsdienstanbieter für die gelieferte elektrische Energie vergütet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfindungsgema- ßen Verfahrens sieht vor, dass bei der Herstellung der Kommunikationsverbindung Kennzeichnungsinformationen an den Kommunikationsdienstanbieter übermittelt werden, die eine Kennzeichnung eines Netzbetreibers des Energieverteilungsnetzes und/oder eine Kennzeichnung eines ausgewählten Anbieters elektrischer Energie umfassen.
Hierdurch kann nämlich vergleichsweise einfach eine Zuordnung eines speziellen Energieubertragungsvorganges zu einem bestimmten Netzbetreiber des Energieverteilungsnetzes, das die Anschlussstelle für das Fahrzeug bereitstellt, einerseits und einem ausgewählten Anbieter von elektrischer Energie andererseits ermittelt werden.
Konkret kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass als Kommunikationsverbindung eine Mobilfunkverbindung hergestellt wird und die Kennzeichnungsinformationen und/oder eine Leistungsinformation zur Angabe der mittleren elektrischen Leistung in einer zur Herstellung der Mobilfunkverbindung verwen- deten Rufnummer enthalten sind.
Auf diese Weise lassen sich alle für die Verrechnung der für den Energieubertragungsvorgang notwendigen Informationen allein über die für die Mobilfunkverbindung verwendete Rufnum- mer festlegen, so dass der Kommunikationsdienstanbieter durch die Rufnummer und die Dauer der Kommunikationsverbindung eine Kostenberechnung vornehmen kann. Außerdem kann bei entsprechendem Aufbau der Rufnummer bereits beim Herstellen der Kommunikationsverbindung eine Festlegung der Kosten pro Zeitein- heit für das Halten der Kommunikationsverbindung stattfinden, so dass keine nachtraglichen Berechnungen stattfinden müssen.
Als besonders vorteilhaft wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn diejenige Kennzeichnungsinformation, die eine Kenn- Zeichnung des Netzbetreibers des Energieverteilungsnetzes um- fasst, von der Anschlussstelle zum Abruf bereitgestellt wird.
In diesem Fall kann die Anschlussstelle beispielsweise über eine passive drahtlose Übertragungstechnik, zum Beispiel mit- tels der RFID-Technologie (RFID = „Radio Frequency Identification") eine abrufbare Information über den Netzbetreiber des Energieverteilungsnetzes, in dem sich die spezielle Anschlussstelle befindet, bereithalten. Eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfindungsgema- ßen Verfahrens sieht in diesem Zusammenhang vor, dass vor dem Herstellen der Kommunikationsverbindung mittels der Kommunikationseinrichtung diejenige Kennzeichnungsinformation, die eine Kennzeichnung des Anbieters der elektrischen Energie um- fasst, von einer Datenverarbeitungseinrichtung, die Kennzeichnungsinformationen von verschiedenen Anbietern elektrischer Energie bereitstellt, abgerufen wird.
Hierdurch kann es ermöglicht werden, dass dxe elektrische
Energie nicht ausschließlich von einem einzigen Anbieter der elektrischen Energie bezogen wird, sondern aus mehreren Anbietern eine Auswahl getroffen werden kann.
Konkret kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinrichtung zusatzlich zu den Kennzeichnungsinformationen für die einzelnen Anbieter elektrischer Energie jeweilige Preisinformationen bereitstellt, die die Preise für zu beziehende elektrische Energie angeben, und die Kennzeichnungsinformation desjenigen Anbieters mit dem geringsten Preis ausgewählt wird.
Hierdurch kann für jeden Energieubertragungsvorgang der jeweils gunstigste Anbieter elektrischer Energie ausgewählt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfmdungsgema- ßen Verfahrens besteht darin, dass der Beginn und das Ende der Kommunikationsverbindung von der Kommunikationseinrich- tung an eine Steuereinrichtung übermittelt wird, und die
Steuereinrichtung eine Übertragung der elektrischen Energie ausschließlich für die Zeitdauer zwischen dem Beginn und dem Ende der Kommunikationsverbindung zulasst. Hierbei können Kommunikationseinrichtung und Steuereinrichtung beispielsweise Bestandteile derselben elektronischen Einrichtung sein; es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich bei der Kommunikationseinrichtung beispielsweise um ein Mobiltelefon handelt, das an eine Steuereinrichtung des Fahrzeugs- drahtgebunden oder drahtlos - Signale übermitteln kann.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch eine Einrichtung zur Steuerung einer Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Elektroenergiespeicher eines Fahrzeugs und einer Anschlussstelle eines elektrischen Energieversorgungsnetzes gelost mit einer Kommunikationseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Kommunikationsverbindung zu einem Kommunikati- onsdienstanbieter herzustellen und einer Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Übertragung der elektrischen Energie zwischen dem Elektroenergiespeicher und der Anschlussstelle ausschließlich für diejenige Zeitdauer zuzulassen, wahrend der die Kommunikationsverbindung aufrechterhal- ten wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausfuhrungsbei- spiels eingehender erläutert. Hierzu zeigen
Figur 1 eine schematische Übersicht eines Systems zum Übertragen elektrischer Energie zwischen einem Elektro- fahrzeug und einem elektrischen Energieversorgungsnetz und
Figur 2 eine schematische Ansicht eines an eine Anschlussstelle eines elektrischen Energieversorgungsnetzes angeschlossenen elektrischen Elektrofahrzeugs . Figur 1 zeigt einen Abschnitt 10 eines ansonsten nicht naher dargestellten elektrischen Energieversorgungsnetzes . Mit dem Abschnitt 10 des elektrischen Energieversorgungsnetzes sind Energiequellen IIa und IIb verbunden, bei denen es sich bei- spielsweise um Kraftwerke zur Erzeugung elektrischer Energie, Solaranlagen oder Windkraftanlagen handeln kann. Hierbei können die Energiequellen IIa und IIb von einem einzigen oder unterschiedlichen Anbietern elektrischer Energie betrieben werden .
Der Abschnitt 10 des elektrischen Energieverteilungsnetzes weist ferner Anschlussstellen 12a, 12b, 12c und 12d auf, mit denen Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb - im Folgenden als Elektroautos bezeichnet - zur Übertragung elektrischer Ener- gie zwischen der Anschlussstelle 12a bis 12d und einem Elektroenergiespeicher des Elektroautos verbunden werden können. Dabei kann an den Anschlussstellen 12a bis 12d elektrische Energie beispielsweise über eine galvanische oder eine induktive Kopplung bereitgestellt werden. Beispielhaft ist in Fi- gur 1 mit der Anschlussstelle 12d ein Elektroauto 13 verbunden, das einen (in Figur 1 nicht dargestellten) Elektroenergiespeicher, beispielsweise einen elektrischen Akkumulator, aufweist. Wahrend des Betriebs des Elektroautos gibt der Elektroenergiespeicher elektrische Energie an einen Elektro- motor des Elektroautos ab, um dieses anzutreiben. Daher muss der Elektroenergiespeicher rechtzeitig vor vollständiger Entladung wieder aufgeladen werden. Hierzu können Elektroautos üblicherweise an einen hauslichen elektrischen Stromanschluss angeschlossen werden. Auf Grund der begrenzten Reichweite, die durch die jeweilige Ladung des Elektroenergiespeichers bereitgestellt wird, ist es von Vorteil, Elektroautos auch an öffentlichen Platzen, beispielsweise in Parkhausern oder auf Parkplatzen, kurzfristig wieder aufladen zu können. Hierzu ist gemäß dem Ausfύhrungsbeispiel nach Figur 1 vorgesehen, dass das Elektroauto 13 eine Einrichtung zur Steuerung der Übertragung von elektrischer Energie aufweist, die derart eingerichtet ist, dass eine Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Anschlussstelle 12d und dem Elektroenergiespeicher des Elektroautos 13 nur dann zugelassen wird, wenn gleichzeitig eine Kommunikationsverbindung, wie sie in Figur 1 lediglich beispielhaft durch die drahtlose Mobilfunkverbindung 14 angedeutet ist, mit einem Kommunikationsdienst- anbieter 15 hergestellt ist.
Die Kommunikationsverbindung kann hierbei in unterschiedlicher Weise beispielsweise als Mobilfunkverbindung, als drahtlose Netzwerkverbindung, beispielsweise an einem so genannten WLAN-Hotspot, oder - sofern die Kommunikationsinfrastruktur hierfür vorhanden ist - auch als drahtgebundene Kommunikationsverbindung hergestellt werden.
Für die folgenden Ausfuhrungen soll davon ausgegangen werden, dass die Kommunikationsverbindung als Mobilfunkverbindung zwischen einer dem Elektroauto zugeordneten Kommunikationseinrichtung und dem Kommunikationsdienstanbieter 15 hergestellt wird.
Bei der Kommunikationseinrichtung kann es sich entweder um ein mit einer entsprechenden Steuereinrichtung des Elektroautos in Verbindung stehenden Kommunikationsendgerat, wie ein Mobiltelefon des Fahrzeugfuhrers, oder ein in dem Elektroauto fest integriertes Kommunikationsmodul, beispielsweise ein so genanntes GSM-Modul, handeln. Bei Verwendung eines Mobiltelefons als Kommunikationseinrichtung kann dieses durch eine drahtgebundene oder drahtlose (beispielsweise mittels der sogenannten Bluetooth-Technologie) Datenverbindung mit einer Steuereinrichtung des Elektroautos, die den Energieubertra- gungsvorgang steuert, in Verbindung stehen. Für die folgenden Ausfuhrungen soll lediglich beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei der Kommunikationseinrichtung um ein in das Elektroauto fest installiertes Kommunikationsmodul handelt.
Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ein Ausfuhrungsbeispiel eines Verfahrens zur Steuerung der Energieübertragung zwischen einem elektrischen Energieverteilungsnetz und einem Elektroauto eingehender erläutert werden. Hierzu ist in Figur 2 ein im Vergleich zur Figur 1 naher ausgeführte Ansicht des Elektroautos 13, das mit der Anschlussstelle 12d in Verbindung steht, gezeigt.
Wie in Figur 2 ersichtlich, weist das Elektroauto 13 einen Elektroenergiespeicher 20 und eine Einrichtung 21 zur Steuerung der Übertragung von Elektroenergie zwischen dem Elektroenergiespeicher 20 und der Anschlussstelle 12d des in Figur 2 nur in Ansätzen gezeigten Abschnitts 10 des Energieverteilungsnetzes auf. Die Einrichtung 21 umfasst eine Steuerein- richtung 22 und eine Kommunikationseinrichtung 23. Zwischen der Steuereinrichtung 22 und der Kommunikationseinrichtung 23 kann ein Datenaustausch stattfinden. Die Kommunikationseinrichtung ist zudem mit einer Antenne 24 zum drahtlosen Senden und Empfangen von Signalen verbunden. Die Steuereinrichtung 22 steht ferner mit einer Benutzereingabevorrichtung 25 in
Verbindung, mittels der dem Fahrzeugfuhrer Informationen angezeigt und Eingaben von ihm vorgenommen werden können. Die Benutzereingabevorrichtung kann beispielsweise in einem Armaturenbrett des Elektroautos integriert sein.
Mittels der Kommunikationseinrichtung 23 kann über die Antenne 24 eine drahtlose Mobilfunkverbindung mit dem Kommunikationsdienstanbieter 15 hergestellt werden. Ferner kann - optional - auch eine Mobilfunkverbindung mit einer Datenverarbei- tungseinrichtung 26 - z.B. einem Datenserver - hergestellt werden, die Informationen über verschiedenen Anbieter elektrischer Energie („Stromanbieter"), insbesondere eine Kennzeichnung des Stromanbieters und eine Preisinformation über den aktuellen Preis zu bezeihender elektrischer Energie, bereithalt.
Mit dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten System kann die Übertragung elektrischer Energie zwischen dem Elektroenergie- Speicher 20 des Elektroautos 13 und der Anschlussstelle 12d derart gesteuert werden, dass eine Messung der übertragenen elektrischen Energie und damit auch eine Abrechnung der Kosten für die elektrische Energie ohne weiteren technischen Aufwand seitens der Anschlussstelle 12d vorgenommen werden kann.
Kommunikationsdienstanbieter, insbesondere Telekommunikati- onsdienstanbieter, betreiben im Auftrag von verschiedenen Dienstleistern Rufnummern für Mehrwertdienste (z.B. 0180... / 0900... - Nummern) . Die Abrechnung dieser Mehrwertdienste er¬ folgt im Allgemeinen zeitabhängig über das Vertragsverhaltnis zwischen dem Kommunikationsdienstanbieter und dem Endkunden. Setzt man voraus, dass das Aufladen des Elektroenergiespeichers 20 zumindest im zeitlichen Mittel mit einer konstanten elektrischen Leistung stattfindet, lasst sich die übertragene elektrische Energie aus dem Produkt der Leistung und der Zeitdauer der Übertragung berechnen. Es ist also ausreichend, wenn die Zeit ermittelt wird, in der die elektrische Energie übertragen wird.
Hierzu wird zeitlich parallel zum Energieubertragungsvorgang eine Mobilfunkverbindung zu einer Mehrwertdienstnummer hergestellt, um die Zeitdauer zu messen, in der dem Energieverteilungsnetz elektrische Energie entnommen wird. Hierzu müssen im Zuge der Kommunikationsverbindung Kennzeichnungsinformationen bzw. Kennziffern, die den Netzbetreiber und den Stromanbieter kennzeichnen, übermittelt werden. Beispielsweise lassen sich durch die Wahl der entsprechenden Rufnummer zum Auf- bauen der Mobilfunkverbindung gleichfalls der Netzbetreiber und der Stromanbieter identifizieren.
Zu diesem Zweck richtet zunächst der Kommunikationsdienstanbieter zur Abrechnung der elektrischen Energie verschiedene Rufnummern für Mehrwertdienste ein. Diese Nummern können beispielsweise nach folgendem Muster aufgebaut sein:
Rufnummer: VVVV / LL NNN SSS.
Dabei bedeuten
VVVV: Vorwahl für den Mehrwertdienst, z.B. 0180,
LL: Kennziffer für Ladeleistung (z.B. 06 für 0,6 kW),
NNN: Kennziffer des Netzbetreibers, SSS: Kennziffer des Stromanbieters.
Die im Elektroauto 13 installierte Steuereinrichtung 22 wählt einen Stromanbieter aus und legt somit die Kennziffern "SSS" fest. Hierzu kann die Steuereinrichtung 22 beispielsweise über die Kommunikationseinrichtung 23 eine Verbindung zu der Datenverarbeitungseinrichtung 26 herstellen und von diesem Informationen über verschiedene Stromanbieter abfragen. Diese Informationen umfassen insbesondere die Kennziffer des jeweiligen Stromanbieters und eine Preisinformation darüber, zu welchem Preis der Stromanbieter aktuell seine elektrische
Energie bereitstellt. Die Steuereinrichtung wählt daraufhin denjenigen Stromanbieter aus, der seine elektrische Energie zu dem niedrigsten Preis bereitstellt und verwendet dessen Kennzeichnungsinformation als Kennziffern „SSS" für die Rufnummer .
Alternativ hierzu kann beispielsweise auch ein bevorzugter Stromanbieter (z.B. ein Anbieter durch regenerative Verfahren erzeugter elektrischer Energie) ausgewählt werden, der über die Benutzereingabevorrichtung 25 vom Fahrzeugfuhrer abgefragt worden ist. In diesem Fall wird die Kennzeichnungsinformation des bevorzugten Stromanbieters als Kennziffer „SSS" verwendet.
Die Kennziffern „NNN" für den Netzbetreiber ergeben sich zwangsläufig aus dem elektrischen Energieverteilungsnetz, an dem das Elektroauto 13 über die Anschlussstelle 12d ange- schlössen ist. Um diese Kennzeichnungsinformation an das Elektroauto 13 zu übermitteln, kann zum Beispiel die Anschlussstelle 12d mit einem RFID-Chip 27 ausgerüstet sein, der von der Steuereinrichtung 22 über einen RFID-Empfanger 28 abgefragt wird.
Die im Elektroauto 13 eingesetzte Steuereinrichtung 22 ist so ausgebildet, dass sie die elektrische Leistung zumindest im zeitlichen Mittel auf konstanten Wert halt. Aus diesem Wert ergibt sich die Kennziffer „LL" für die Ladeleistung.
Wenn gleichzeitig mit dem Ubertragungsvorgang eine Kommunikationsverbindung aufgebaut wird, kann der Kommunikationsdienstanbieter anhand der gewählten Rufnummer eine Zuordnung vornehmen, aus welchem Energieverteilungsnetz die elektrische Energie entnommen wird, welcher Stromanbieter die elektrische Energie liefern soll und mit welcher mittleren elektrischen Leistung der Elektroenergiespeicher 20 geladen wird. Durch Multiplikation der Zeitdauer, wahrend der die Kommunikationsverbindung gehalten wird (also der Zeitdauer, wahrend der die Energieübertragung stattfindet) , mit der in der Rufnummer enthaltenen mittleren elektrischen Leistung lasst sich die übertragene elektrische Energie sehr einfach bestimmen. Analog zum Inkassoverfahren der Mehrwertdienste zahlt der Fuhrer des Fahrzeuges die Vergütungen an den Kommunikationsdienstanbieter, welcher sie dann entsprechend an den Netzbetreiber und den Stromanbieter weitergibt.
Zusammengefasst hat die Steuereinrichtung 22 unter anderem die folgenden Eigenschaften und Aufgaben:
Sie verfugt über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle in Form der Benutzereingabevorrichtung 25, mit deren Hilfe der Fuhrer des Elektroautos 13 seine Anforderungen bezuglich des gewünschten Ladezustandes des Elektroenergiespeichers eingeben kann. Dazu zahlen z.B. die gewünschte Reichweite, die voraussichtliche Zeit, in der das Elektroauto 13 abgestellt wird und der Preis, der für einen Bezug der elektrischen Energie akzeptiert wird.
Sie startet und beendet die Übertragung der elektrischen Energie entsprechend der über die Kommunikationseinrichtung 23 hergestellten Kommunikationsverbindung.
Sie holt optional eine Preisinformation der Stromanbieter ein und entscheidet, von welchem Stromanbieter elektrische Energie bezogen wird.
Der Ablauf bei der Aufladung des Elektroenergiespeichers 20 des Elektroautos 13 wird im Folgenden zusammengefasst wiedergegeben: Beim Abstellen des Elektroautos 13 gibt der Fahrzeugfuhrer über die Benutzereingabevorrichtung 25 die oben genannten Daten zum Ladeziel des Elektroenergiespeichers 20 sowie ggf. einen bevorzugten Stromanbieter an.
Danach stellt die Kommunikationseinrichtung 23 per Mobilfunk zunächst eine Verbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung 26 her, um die Kennzeichnungsinformation bzw. Kennziffer „SSS" eines Stromanbieters zu ermitteln. Hierbei ermittelt die Steuereinrichtung 22 ggf. die aktuellen Energiepreise der verschiedenen Stromanbieter. Neben der Preisinformation werden die entsprechende Kennzeichnungsinformationen bzw. Kennziffern „SSS" für die Rufnummer übertragen, die den einzelnen Stromanbietern zugeordnet sind.
Abhangig von den Benutzereingaben (z.B. bezuglich des bevorzugten Stromanbieters oder eines maximalen akzeptablen Preises) sucht die Steuereinrichtung 22 einen Stromanbieter aus.
Außerdem bestimmt die Steuereinrichtung 22 anhand der Benutzereingaben des Fahrzeugfuhrers und dem aktuellen Ladezustand des Elektroenergiespeichers 20 eine mittlere elektrische Leistung „LL", mit der der Ladevorgang durchgeführt werden soll.
Ferner bestimmt die Steuereinrichtung 22 die dem Netzbetreiber der Anschlussstelle 12d zugeordnete Kennzeichnungsinformation bzw. Kennziffer „NNN" und wählt anschließend mittels der Kommunikationseinrichtung 23 unter Verwendung der einzel- nen Kennziffern „LL", „NNN" und „SSS" die entsprechende Rufnummer. Sobald die Kommunikationsverbindung zustande gekommen ist, gibt die Kommunikationseinrichtung 23 ein Startsignal an die Steuereinrichtung 22 ab und der Ubertragungsvorgang wird freigegeben. Die Steuereinrichtung 22 sorgt dafür, dass die elektrische Leistung mit der die Übertragung stattfindet zumindest im zeitlichen Mittel konstant gehalten wird.
Der Ubertragungsvorgang wird gleichzeitig mit der Beendigung Kommunikationsverbindung abgeschlossen. Hierzu sendet entweder die Kommunikationseinrichtung 23 ein Signal an die Steuereinrichtung 22, wenn die Kommunikationsverbindung getrennt worden ist, oder die Steuereinrichtung 22 gibt - z.B. bei Erreichen eines gewünschten Füllstandes des Elektroenergiespei- chers - an die Kommunikationseinrichtung 23 einen Befehl zur Beendigung der Kommunikationsverbindung ab. Bei Bestätigung der Kommunikationseinrichtung 23, dass die Kommunikationsver- bindung beendet worden ist, sperrt die Steuereinrichtung 22 die Übertragung der elektrischen Energie und schließt damit den Ladevorgang ab.
Der Kommunikationsdienstanbieter 15 ermittelt die Zeitdauer der Kommunikationsverbindung und kann so durch Multiplikation mit der mittleren elektrischen Leistung die aus dem elektri- sehen Netz entnommene Energie bestimmen. So ist er in der Lage, einerseits dem Fahrzeugfuhrer die Kosten für die elektrische Energie in Rechung zu stellen und andererseits sowohl dem Netzbetreiber als auch dem Stromanbieter die Vergütungen für ihre Leistungen zu zahlen.
Zusammengefasst wird bei dem beschriebenen Verfahren vorteilhafterweise für die Messung und Abrechnung der übertragenen Elektroenergie eine bereits vorhandene Kommunikationsinfrastruktur ausgenutzt. Der Aufbau einer zusatzlichen Infra- struktur ist nicht notwendig. Die Infrastruktur für das Laden von Elektroautos lasst sich daher sehr schnell in der Flache ausbreiten, da die wesentlichen Arbeiten nur in der Anpassung der IT-Systeme der Kommunikationsdienstanbieter liegen. Die Anschlussstellen für die elektrische Energie benotigen keine eigene Kommunikations- und Zahlertechnik; . Damit steigt die wirtschaftliche Attraktivität von Anschlussstellen für Elektroautos für die Netzbetreiber. Das vorgeschlagene Konzept ist auch für den Besitzer eines Elektroautos aufwandsminimal. Er muss lediglich einen Vertrag mit dem Kommunikationsdienstanbieter (z.B. einen Mobilfunkvertrag) abschließen. Wirtschaftliche Beziehungen zu weiteren Marktteilnehmern entstehen nicht .
Außer dem Kommunikationsdienstanbieter erhalt kein anderer Marktteilnehmer Kenntnis von den Standorten und Standzeiten der Elektroautos. Dies ist aus dem Aspekt des Datenschutzes wichtig, weil so weder der Netzbetreiber noch der Stromanbieter ein Bewegungsprofil des Elektroautos erstellen kann.
Obwohl in de oben beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel ausschließlich der Bezug von elektrischer Energie durch das Elektroauto aus dem Energieverteilungsnetz beschrieben worden ist, lasst sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren prinzipiell auch diejenige elektrische Energie verrechnen, die von einem Elektroauto z.B. zum Lastspitzenausgleich in exn Elektroenergieverteilungsnetz zurück eingespeist wird. In diesem Fall kann über das beschriebene Verfahren wiederum über die Zeitdauer der Kommunikationsverbindung die Energiemenge bestimmt werden, die bei konstanter elektrischer Leistung von dem
Elektroenergiespeicher in das Energieverteilungsnetz übertragen worden ist. Daraus lassen sich schließlich die Kosten ableiten, die dem Netzbetreiber durch die Einspeisung entstehen; diese werden dem Fahrzeugfuhrer von dem Kommunikations- dienstanbieter gutgeschrieben.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern der Übertragung von elektrischer Energie zwischen einem Elektroenergiespeicher (20) eines Fahrzeugs und einer Anschlussstelle (z.B. 12d) eines elektrischen Energieverteilungsnetzes, bei dem folgende Schritte durchgeführt werden: a) Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Elektroenergiespeicher (20) des Fahrzeugs und der Anschluss- stelle (z.B. 12d) des elektrischen Energieverteilungsnetzes; b) Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einer dem Fahrzeug zugeordneten Kommunikationseinrichtung (23) und einem Kommunikationsdienstanbieter (15); c) Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Elektro- energiespeicher (20) und der Anschlussstelle (z.B. 12d) während der Zeitdauer des Bestehens der Kommunikationsverbindung, wobei die Übertragung der elektrischen Energie bei konstanter mittlerer elektrischer Leistung erfolgt; und d) gleichzeitiges Beenden der Übertragung der elektrischen Energie und der Kommunikationsverbindung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - über die Kommunikationsverbindung eine Leistungsinformation übermittelt wird, die die mittlere elektrische Leistung für die Übertragung der elektrischen Energie angibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die mittlere elektrische Leistung unter Verwendung zumindest eines der folgenden Parameter bestimmt wird:
- einem aktuellen Ladezustand des Elektroenergiespeichers ;
- einer gewünschten Reichweite des Fahrzeugs; - einer vorgegebenen Zeitspanne, während der die Übertragung der elektrischen Energie stattfinden soll.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Kommunikationsdienstanbieter (15) zumindest aus der Zeitdauer, wahrend der die Kommunikationsverbindung aufrechterhalten wird, und der mittleren elektrischen Leistung für die Übertragung der elektrischen Energie eine Abrechnungsin- formation ermittelt, die die Kosten für die übertragene elektrische Energie angibt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - bei der Herstellung der Kommunikationsverbindung Kennzeichnungsinformationen an den Kommunikationsdienstanbieter übermittelt werden, die eine Kennzeichnung eines Netzbetreibers des Energieverteilungsnetzes und/oder eine Kennzeichnung eines ausgewählten Anbieters elektrischer Energie umfassen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- als Kommunikationsverbindung eine Mobilfunkverbindung hergestellt wird und die Kennzeichnungsinformationen und/oder eine Leistungsinformation zur Angabe der mittleren elektrischen Leistung in einer zur Herstellung der Mobilfunkverbindung verwendeten Rufnummer enthalten sind.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- diejenige Kennzeichnungsinformation, die eine Kennzeichnung des Netzbetreibers des Energieverteilungsnetzes umfasst, von der Anschlussstelle zum Abruf bereitgestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- vor dem Herstellen der Kommunikationsverbindung mittels der Kommunikationseinrichtung (23) diejenige Kennzeichnungsinfor- mation, die eine Kennzeichnung des Anbieters der elektrischen Energie umfasst, von einer Datenverarbeitungseinrichtung (26) , die Kennzeichnungsinformationen von verschiedenen Anbietern elektrischer Energie bereitstellt, abgerufen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Datenverarbeitungseinrichtung (26) zusatzlich zu den Kennzeichnungsinformationen für die einzelnen Anbieter elektrischer Energie jeweilige Preisinformationen bereitstellt, die die Preise für zu beziehende elektrische Energie angeben, und die Kennzeichnungsinformation desjenigen Anbieters mit dem geringsten Preis ausgewählt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Beginn und das Ende der Kommunikationsverbindung von der Kommunikationseinrichtung (23) an eine Steuereinrichtung (22) übermittelt wird, und
- die Steuereinrichtung (22) eine Übertragung der elektri- sehen Energie ausschließlich für die Zeitdauer zwischen dem
Beginn und dem Ende der Kommunikationsverbindung zulasst.
11. Einrichtung (21) zur Steuerung einer Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Elektroenergiespeicher (20) ei- nes Fahrzeugs und einer Anschlussstelle (z.B. 12d) eines elektrischen Energieversorgungsnetzes mit
- einer Kommunikationseinrichtung (23) , die dazu eingerichtet ist, eine Kommunikationsverbindung zu einem Kommunikationsdienstanbieter (15) herzustellen; - einer Steuereinrichtung (22), die dazu eingerichtet ist, eine Übertragung der elektrischen Energie zwischen dem Elektroenergiespeicher (20) und der Anschlussstelle (z.B. 12d) ausschließlich für diejenige Zeitdauer zuzulassen, während der die Kommunikationsverbindung aufrechterhalten wird.
EP09776396A 2009-02-18 2009-02-18 Übertragung elektrischer energie zwischen einem elektrofahrzeug und einem energieverteilungsnetz Withdrawn EP2398668A1 (de)

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