EP3880509A1 - Ladesystem für elektrofahrzeuge - Google Patents

Ladesystem für elektrofahrzeuge

Info

Publication number
EP3880509A1
EP3880509A1 EP19786756.7A EP19786756A EP3880509A1 EP 3880509 A1 EP3880509 A1 EP 3880509A1 EP 19786756 A EP19786756 A EP 19786756A EP 3880509 A1 EP3880509 A1 EP 3880509A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
curve
charging curve
module
station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19786756.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Kledewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCS Abwicklungs AG
Original Assignee
Innogy SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innogy SE filed Critical Innogy SE
Publication of EP3880509A1 publication Critical patent/EP3880509A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]
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    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12—Remote or cooperative charging
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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 application relates to a charging system for electric vehicles, comprising a
  • the application also relates to a method for operating a charging system.
  • Charging systems for charging electric vehicles are known from the prior art.
  • Known charging systems generally have a plurality of charging stations which can be communicatively coupled to a back-end system.
  • a charging station can have at least one charging point to which an electric vehicle to be charged can be electrically connected.
  • the charging point can be a charging cable attached to the charging station, which can be connected to a charging port of the electric vehicle.
  • the charging point can be a charging port on the charging station that can be connected to a charging cable.
  • the charging curve represents the time course of the power output (or the power output) to the electric vehicle during the charging process.
  • the charging curve can be determined, for example, by the state of charge of the electrical store to be charged (in particular the traction battery)
  • Charging control device in particular of the electric vehicle, is known with which electrical power the electrical storage device is charged during the charging process.
  • Charging control device in particular of the electric vehicle, is known with which electrical power the electrical storage device is charged during the charging process.
  • a charging process is interrupted or not started at all. If a charging process is interrupted, a new charging process can generally only be started with the participation of the user of the electric vehicle. Since the user
  • Charging is usually not on the electric vehicle, he is often not aware of a charging process. As a result, when the user returns to his or her electric vehicle, the electric vehicle determines that, contrary to its planning, the electric storage device has not been charged or has only been charged incompletely.
  • the object of the application is therefore to provide a charging system in which a charging process is carried out with increased reliability.
  • the object is achieved by a charging system for electric vehicles according to claim 1.
  • the charging system comprises a plurality of charging stations.
  • the charging system comprises at least one memory module.
  • Memory module is at least set up for storing
  • the charging system comprises at least one charging curve determination module.
  • the charging curve determination module is set up to determine a charging curve for charging an electric vehicle connected to a first charging station of the plurality of charging stations, based at least on position information of the first charging station and the stored charging curve position-dependent charging curve characteristics
  • the reliability of the charging processes is increased in the charging system according to the application in that a charging curve can be determined which is optimized at least with regard to the charging station position.
  • the number of discontinued can be canceled by the charging system according to the application
  • the charging system according to the application comprises a plurality of charging stations.
  • a charging station according to the application is to be understood as a stationary device which allows the exchange of electrical energy between an electric vehicle or the electrical storage device of the electric vehicle and the device.
  • a charging station has at least one charging point in order to
  • the charging station can comprise charging technology in order to control the charging process.
  • a charging station can have at least one as a charging point
  • the charging stations are located in different locations or positions, especially in public and partially public spaces.
  • an electric vehicle is to be understood as a vehicle, in particular a car, which can be operated at least partially electrically and comprises at least one rechargeable electrical store, in particular a traction battery.
  • the charging system includes at least one memory module.
  • Storage module can be arranged or implemented in the charging station, a back-end system of the charging system and / or a storage arrangement which is controlled, for example, by the back-end system.
  • a plurality of charging curve characteristics for the plurality of charging stations are preferably stored in the memory module.
  • Charging station position-specific charging curve characteristic Preferably can at least one for a plurality of charging stations
  • Charging curve characteristic can be stored, which is specific for the position or location of the charging station.
  • the position can be stored, which is specific for the position or location of the charging station.
  • Charging curve determination module in the form of charging station position information.
  • a charging curve characteristic in accordance with the present application represents at least charging curve information which enables a charging curve to be determined which is optimized for the position of the charging station.
  • a charging curve specified for the charging station position is as
  • At least one cause of a charging process being terminated is the specific power grid environment of a charging station.
  • a charging station can be located at a (power grid) position, in the (immediate) network environment of which at least one electrical consumer and / or at least one electrical generator is / are arranged.
  • a switching process at the generator and / or consumer can cause a malfunction in the power grid, which in turn can cause a temporary change in the power (or current, voltage or frequency) delivered to the electric vehicle.
  • the interference factors that occur in a charging station are therefore - at least also - dependent on the respective network position of the charging station.
  • the at least one network position-specific interference factor of a charging station is in the at least one charging curve position-dependent charging curve characteristic (in one case a charging curve) for this charging station.
  • the at least one charging curve position-specific or network position-specific charging curve characteristic ensures that locally occurring faults in the neighboring power supply network of a specific charging station are already taken into account when determining the charging curve to be used at this specific charging station, so that in particular a termination of one
  • Charging process can be avoided due to a local and, for example, regularly occurring in this area.
  • each charging station can have a communication link to the
  • the charging curve determination module can be arranged in the charging station, a back-end system of the charging system and / or a separate computing device which is controlled, for example, by the back-end system.
  • a charging curve can be determined for the respective charging station.
  • the charging curve determination module can know the charging station position of preferably each charging station in advance. Alternatively or additionally, the charging station can give the charging curve determination module its position data in the form of a
  • Communicate position information or the position data can from a
  • Charging station identifier can be derived. With the position data or the
  • Position information the position, in particular the power grid position of the charging station, is clearly identified, at least in the charging system.
  • Charging curve characteristics can be found in particular by the respective position information in the memory module.
  • the Charging curve determination module based on a received position information or a received position data record of a charging station at which a charging process is to be carried out, the at least one associated with this charging station
  • the at least one charging curve characteristic can be determined (by searching the memory module), and the charging curve can then be determined based on the at least one specific charging curve characteristic.
  • the determined charging curve characteristic may be the charging curve.
  • the stored charging curve characteristics can be dependent on the vehicle type.
  • Charging curve determination module can be set up to determine the
  • the charging control devices installed in the vehicle (in particular the rectifier), which can react differently to a fault in the transmitted power or the transmitted current. While in the case of a first vehicle type a first malfunction can lead to a charging process being aborted, but another malfunction cannot, this can be different in a second vehicle type.
  • the memory module can be set up to store vehicle curve-dependent and charging station position-dependent charging curve characteristics.
  • the charging curve determination module may be configured to determine a charging curve for charging one of the plurality of at a first charging station
  • Charging stations of connected electric vehicle based on the vehicle type of the connected electric vehicle, position information of the first charging station and the stored charging curve characteristics.
  • the at least one can be based on the vehicle type and the position information
  • the charging curve can then be determined based on the at least one charging curve characteristic.
  • the determined charging curve characteristic can be the charging curve to be used.
  • At least one charging curve characteristic can define a positive charging curve area.
  • a positive charging curve area is to be understood in particular to mean that a charging curve that lies in this area can be assumed with a high probability (for example> 90%, preferably greater than 95%, particularly preferably> 98%) that the charging process will be successful, i.e. will not be canceled.
  • the charging curve determination module can determine the charging curve based on the at least one charging curve characteristic in such a way that the determined charging curve lies in the defined positive charging curve range.
  • Charging station position-dependent charging curve characteristic in particular as a vehicle type-dependent and charging station position-dependent
  • Charging curve characteristic a charging curve being stored in the memory module
  • the determination of the charging curve comprises a search of the
  • the at least one charging curve characteristic can preferably be a positive support point or a negative one
  • a positive interpolation point can in particular indicate a point (e.g. a permissible power value at a specific point in time or time range) or a range (e.g. a permissible power value range at a specific point in time or time range) that must pass through a charging curve to be used.
  • a negative reference point can in particular indicate a point (e.g. an impermissible performance value at a specific time or time range) or a range (e.g. an impermissible performance value range at a specific time or time range) that a charging curve must not pass through.
  • the charging curve can be determined with certain degrees of freedom, which, for example, allow the charging curve to be corresponding to the current environmental conditions within the range of the
  • the at least one charging curve characteristic can be a positive (limiting) charging curve or a negative (limiting) charging curve.
  • the positive charging curve area in which a charging curve to be used must be located can be determined by two limit charging curves. In this case too, the charging curve can be determined with
  • Degrees of freedom can be determined as described above.
  • the memory module can be replaced by the
  • Charging curve characteristics are stored in a database of the memory module, the database at least according to position information or
  • Charging station position preferably by charging station position and vehicle type, is searchable.
  • a multidimensional lookup table can be provided in which the charging curve position-dependent and in particular vehicle-type-dependent charging curve characteristics are stored in such a way that position information and in particular the vehicle type can be searched.
  • the at least one charging curve characteristic for a specific charging station (position) and in particular the vehicle type of the vehicle to be charged can first be determined in a simple and particularly efficient manner. A charging curve can then be generated based on this.
  • Charging curve characteristics that are dependent on the vehicle type can be determined, for example, by means of simulations or tests prior to the commissioning of a charging station and can be stored in the memory module.
  • Charging curve characteristics are based on historical charging processes. In particular, this enables a self-learning charging system to be provided, which can be continuously improved and in particular can be automatically adapted to changes in the surrounding power grid or changes in a vehicle type.
  • the charging system can preferably comprise at least one recording module.
  • the recording module can be arranged in the charging station, a back-end system of the charging system and / or a separate computing device which is controlled, for example, by the back-end system.
  • the recording module can be configured to record charging processes carried out at the plurality of charging stations. In particular, this can be at least one Recording module (almost) record every charging process, for example with the help of suitable measuring sensors.
  • the charging system can include at least one evaluation module.
  • the evaluation module which can communicate with the recording module, can be arranged in the charging station, a back-end system of the charging system and / or a separate computing device which is controlled, for example, by the back-end system.
  • the evaluation module can at least be set up for
  • the evaluation module can preferably be set up to detect a successful charging process, wherein, based on the detection of a successful charging process, in particular positive charging curve characteristics in the charging process
  • Memory module are storable.
  • the evaluation module can be set up to detect an interrupted charging process, wherein, based on the detection of an interrupted charging process, in particular negative charging curve characteristics can be stored in the memory module.
  • An interrupted charging process is to be understood in particular as a charging process that is not started.
  • the charging curve characteristics can preferably be created using a data evaluation from a large number of charging processes.
  • a computing unit in the back-end system can have a large number of
  • Characteristics can be, in particular, charging power level for a charging curve, charging voltage level for a charging curve, charging current level for a charging curve, voltage increases for a charging curve, current increases for a charging curve, but also the number of negotiations between the electric vehicle and the charging station.
  • the unsuccessful charging processes in particular aborted or not started charging processes, in particular with regard to common (negative) characteristics of the charging curves,
  • Charging station position and in particular with regard to a specific vehicle type by a charging station operator and / or a backend provider are created and stored manually or partially automated. For example, if there are problems with loading a certain type of vehicle relatively frequently, so that a charging process cannot be successfully completed, at least one can, for example Charging curve characteristics can be determined for the specific vehicle type, with which (almost) no problems occur.
  • This search for a functioning charging curve can be carried out, for example, heuristically by a computing device, for example by an artificial intelligence (AI) trained there, or by a person.
  • This at least one charging curve characteristic (for example a charging curve) can be stored in the database for the vehicle type.
  • the charging curve stored in the database can now be used. This advantageously makes it possible to prevent loading processes in which problems occur.
  • the charging system can comprise at least one vehicle type determination module.
  • the vehicle type determination module can be arranged in the charging station, a back-end system of the charging system and / or a separate computing device which is controlled, for example, by the back-end system.
  • Vehicle type determination module can be set up to determine the
  • Vehicle type of the electric vehicle connected to the first charging station is Vehicle type of the electric vehicle connected to the first charging station.
  • the determination can in particular be carried out on at least one of the following
  • a user identification and at least one user data record associated with the user identification (including the vehicle type),
  • a user identification and at least one previous charging process data record associated with the user identification comprising the vehicle type
  • the Charging station entered vehicle type information.
  • the vehicle type can be determined, for example, by the user being shown various selection options (vehicle types) on a graphical user interface (for example on a display at a charging station or on a mobile terminal, such as a smartphone).
  • a graphical user interface for example on a display at a charging station or on a mobile terminal, such as a smartphone.
  • Choices can be determined on the basis of the data stored for a user or a (unique) user identification, for example his contract data and / or a user account, or the historical data of the user, in particular the previous loading processes. For example, it can normally be provided that a user wants to charge his own vehicle. It is also conceivable that a user has only borrowed the electric vehicle.
  • the electric vehicle may be identified independently on the basis of an integrated identification means at the charging station.
  • Charging curve characteristics can be (day-) time-dependent.
  • Charging curve determination module can be set up to determine the
  • Charging curve at least based on a charging start time.
  • the determination of a charging curve can depend on when (e.g. on which day of the week and at what time) a charging process is started (and in particular how long it will take).
  • a switching signal in the power grid e.g. a switch on or
  • Charging curve characteristics can be stored.
  • the slightly reduced charging voltage can be selected such that a brief rise in the charging voltage does not lead to a charging process being aborted due to an overvoltage.
  • Charging curve characteristics depend on a charging equipment used during the charging process.
  • Exemplary and non-final charging equipment are charging cables and charging cable adapters.
  • the charging curve determination module can be set up to determine the charging curve based at least on the charging equipment used during the charging process.
  • charging equipment can also influence the success of a charging process.
  • Different charging equipment e.g. different charging cables
  • Different charging equipment can bring about different disturbances.
  • a charging equipment can have an inductance, which is a
  • AC signal at a charging socket of the electric vehicle can change so that a rectifier present in the electric vehicle does not initiate the charging process or stops due to a detected overvoltage.
  • the information about a charging equipment used can preferably be determined in the context of an authentication of a user at the beginning of the charging process. In this way, a user can authenticate himself at a charging station at the start of the charging process. It can be queried whether charging equipment, and if so, which one is used. This allows the charging curve determination module to do this Information will be provided. It goes without saying that automatic detection can also be possible (if, for example, the charging cable is connected via a
  • the charging system can comprise a curve adaptation module.
  • the curve fitting module can be in the charging station, a backend system of the
  • the curve adaptation module can be set up to adapt a specific charging curve based on at least real-time information.
  • an adjustment that is to say a change in the charging power level in the case of a charging curve, the charging voltage level in the case of a charging curve, the charging current level in the case of a charging curve, a voltage increase in the case of a charging curve and / or a current rise in the case of a charging curve, can be carried out within the defined positive charging curve range.
  • the at least one real-time information item can be selected from the group comprising:
  • Current or instantaneous real-time information can be, for example, a network parameter of the power network.
  • a network parameter can, for example, be a Mains frequency, a harmonic, a voltage and / or a current.
  • the at least one network parameter can be recorded by a measuring device and made available to the curve fitting module. It is also possible for the measuring device to be located in a charging station. By taking a network parameter into account, the current network status can be taken into account and the network can thereby be stabilized, for example.
  • Current real-time information can be information about the current weather situation, in particular the temperature. For example, if it is very cold or very warm, there may be problems charging an electric vehicle battery that do not occur at room temperature. For example, the maximum possible charging capacity must be limited on very warm days.
  • Current real-time information can also be state information of the electric vehicle to be charged, in particular a state of charge of the electric vehicle and / or an operating temperature of the electric vehicle.
  • the electric vehicle can transmit status information to a charging station or to the curve adaptation module at the beginning of the charging process.
  • the charging station can also determine such status information, for example.
  • current real-time information can be status information of a charging station, such as the electrical power available or the operating temperature.
  • Another aspect of the application is a method of operating a
  • Charging system in particular a previously described charging system, the charging system comprising a plurality of charging stations and at least one storage module in which (optionally vehicle type-dependent and) charging station position-dependent charging curve characteristics are stored, the method comprising:
  • Determining a charging curve for charging an electric vehicle connected to a first charging station of the plurality of charging stations based on position information of the first charging station and the stored charging curve characteristics.
  • the determination can preferably also be based on the vehicle type of the
  • modules and units described above can each be formed at least partially by hardware elements and / or software elements.
  • Fig. L is a schematic view of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic view of another embodiment of a
  • FIG. 3 shows a diagram with an exemplary charging curve profile according to the present application
  • 4 shows a diagram of an exemplary embodiment of a method according to the present application.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a
  • the charging system 100 in the present case comprises a plurality of charging stations 104, 106, a storage module 116 and a charging curve determination module 114.
  • Two charging stations 104, 106 are shown here by way of example. It goes without saying that three or more charging stations can be provided in other variants of the registration.
  • the storage module 116 and the charging curve determination module 114 are arranged or implemented in a back-end system 102. It goes without saying that, in other variants of the registration, at least one of these modules can also be arranged or implemented in a charging station.
  • the charging stations 104, 106 are connected to the back-end system 102 (e.g. one or more servers) via a (wireless and / or wired) communication network 108.
  • the back-end system 102 e.g. one or more servers
  • a (wireless and / or wired) communication network 108 The respective
  • Elements 102, 104, 106 have suitable communication modules 118, 126.
  • Each charging station 104, 106 has at least one charging point 124, for example in the form of an attached charging cable, and a charging controller 122.
  • Charging station 104, 106 is for exchanging electrical power with one
  • a charging station 104, 106 may have electrical power on
  • the electrical energy or power that can be emitted is obtained from each charging station 104, 106
  • Power network 128, 129 in particular power supply network 128, 129.
  • Electric vehicle 110 may also have a charge controller (not shown),
  • the exemplary charging stations 104, 106 are arranged at positions spaced apart from one another, in particular power grid positions.
  • the power grid environment 128, in particular the producers and / or consumers (not shown) arranged adjacent to a first charging station 104 can differ from the power grid environment 129, in particular the producers and / or consumers arranged (not shown) adjacent to the charging station 106, differentiate.
  • different power grid environments can cause different interference factors (for example, due to switching operations), which could lead to a charging process being aborted.
  • the number of interruptions can at least be reduced by creating a charging curve for charging an electric vehicle 110 at a certain charging station on at least one
  • the charging station position-dependent charging curve characteristic based.
  • the charging curve represents the time course of the power delivery (and / or the
  • an electric vehicle 110 is connected to a first charging station 104 in order to start a charging process, this can be detected in a known manner by the charging controller 122 of the first charging station 104.
  • a charging curve for the charging process can then be determined by the charging curve determination module 114.
  • Charging curve determination module 114 are transmitted from the first charging station 104, the request being, for example, a charging station identifier (for example signature, unique address, unique code etc.) or position information, for example a Charging station position record of the charging station 104 may include.
  • the request can preferably also contain information (for example the user identification and / or an explicit vehicle type specification) from which the vehicle type of the electric vehicle 110 to be charged can at least be derived.
  • Charging curve determination module 114 in particular, access memory module 116 and search a database 120 implemented therein, in which a plurality of charging curve position-dependent charging curve characteristics for the plurality of charging stations are stored.
  • the database 120 can preferably be formed in the form of a lookup table, which at least allows the table to be searched as a function of the position information or the charging station position of the respective charging station 104, 106.
  • an additional charging curve determination module 114 in particular, access memory module 116 and search a database 120 implemented therein, in which a plurality of charging curve position-dependent charging curve characteristics for the plurality of charging stations are stored.
  • the database 120 can preferably be formed in the form of a lookup table, which at least allows the table to be searched as a function of the position information or the charging station position of the respective charging station 104, 106.
  • an additional charging curve determination module 114 in particular, access memory module 116 and search a database 120 implemented therein, in which a plurality of charging curve position-dependent charging curve characteristics for the
  • the charging curve determination module 114 determines the at least one
  • Charging curve characteristic by searching for charging curve characteristics that are specific to the first charging station 104, that is to say depend on the position information.
  • Charging curve characteristic is a charging curve. After the charging curve has been determined, it can be transmitted to the first charging station 104 and can then be used for the charging process with the connected electric vehicle 110.
  • Charging environment 104 preferably also the special features of the vehicle type of the electric vehicle 110 to be charged, the charging process can be carried out successfully (at least with a significantly higher probability).
  • FIG. 2 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of a charging system 200 according to the present application.
  • the charging system 200 comprises a plurality of charging stations 206, only one charging station 206 being shown here for a better overview. Furthermore, the charging system 200 includes the storage module 216 and the
  • Charging curve determination module 214 Charging curve determination module 214, a recording module 230
  • Evaluation module 232 a vehicle type determination module 234 and one
  • Curve fitting module 236 In the present case, all of these modules 214, 216, 230, 232, 234, 236 are implemented in the back-end system 202.
  • At least one of these modules is also arranged in another device, for example a charging station, or
  • FIG. 3 shows exemplary charging curves 354, 356, 358 that are dependent on the charging station position and on the type of vehicle Diagram of the power to be output during the charging process at a specific charging station Y when charging an electric vehicle of the type X (can also
  • Charging curve characteristics 360 are provided, which are stored in particular in the database 220.
  • a plurality of charging curve characteristics in the form of support points 350, 360 or regions 350, 360 are provided, which define a positive charging curve region 352, which is indicated schematically by the dashed lines .
  • the dashed lines are in particular two positive limit charging curves. It goes without saying that two negative limit charging curves can also be provided. In this case, the limit charging curves are no longer part of the positive charging curve area.
  • Charging curve determination module 214 Charging curve determination module 214, charging curve 354, 356, 358 to be determined must pass through the positive support points 350 or regions 350, while these loading curves 354, 356, 358 must not pass through negative support points 360 or regions 360.
  • the charging curve determination module 214 can in particular be used to generate a charging curve 354, 356, 358 based on the
  • Charging curve characteristics can be set up.
  • FIG. 4 shows an exemplary method for operating the exemplary charging system 200 according to FIG. 2.
  • a first step 401 it can be detected (in particular in conventional form) that an electric vehicle is connected to a vehicle
  • Charging station 206 is to be charged. With a corresponding detection, the charging station 206 can send a previously described request to the backend 202 in order to request a charging curve for the charging process. In the next step 402, the charging curve to be used can be determined.
  • the vehicle type determination module 234 can determine the vehicle type of the vehicle to be loaded from at least one indication contained in the request (or a further request received via another channel (e.g. from a user terminal of the user)).
  • the specification can be a user identifier, with the aid of which the vehicle type determination module 234 can access the user account of the user and / or previous loading processes.
  • the user account and / or previous loading processes can include information about the vehicle type.
  • the specification can be a vehicle type specification.
  • the charging curve determination module 214 can determine the charging station position of the charging station 206 at which the charging process is to be carried out.
  • position information e.g. a
  • Charging station position data record i.e. a clear indication of the charging station position (e.g. geographic coordinates, such as GPS data, power grid-specific coordinates, etc.) may be included in the request or position information may be derived from a charging station identifier contained in the request.
  • a database can be provided in which all charging station identifiers of the
  • Charging system are stored together with the respective charging station position data set or the respective position information.
  • the respective charging station position data set or the respective position information In one case, the
  • Charging station identifier itself the position information.
  • the charging curve determination module 214 accesses in particular the database 220 and searches it for the charging curve characteristics 350, 360 which are assigned to this vehicle type and this position information. Based on these charging curve characteristics 350, 360, the charging curve determination module 214 can determine, in particular generate, a charging curve, for example a charging curve 356. The generation includes the creation of the loading curve in such a way that this passes certain positive nodes 350 and avoids the negative nodes.
  • the curve adaptation module 236 adjusts the determined charging curve based on at least one real-time information provided to the curve adaptation module 236.
  • exemplary and non-conclusive real-time information which can lead to an adaptation or change of the charging curve 356, are measured power network parameters (e.g. network frequency, e.g. of the surrounding network 228, network voltage, e.g. of the surrounding network 228 etc.), meteorological parameters (e.g. ambient temperature of the charging station 206), status information of the connected electric vehicle (e.g.
  • This information can be acquired, for example, by measuring devices that are arranged in the charging station or the electric vehicle and sent to the
  • Curve fitting module 236 are transmitted. Exemplary customized
  • Charging curves are charging curves 354 and 358.
  • the adaptation of a charging curve is preferably carried out in such a way that the adapted charging curve also lies in the positive charging curve region 352.
  • loading curve characteristics for different ones can already be found in the database
  • Real-time information values can be stored.
  • the determined charging curve for example charging curve 358
  • the determined charging curve can then be transmitted to the requesting charging station 206.
  • the charging process can then be carried out using the determined charging curve 358.
  • step 404 which can in particular be carried out at least partially in parallel with step 403, the loading process carried out in step 403 can be recorded by the recording module 230.
  • suitable sensors can monitor the power exchange actually exchanged (and / or current curve, voltage curve etc.) and transmit it to the recording module 230.
  • the evaluation module 232 can preferably in step 405, which can be carried out at least partially in parallel with step 404, the recorded
  • Evaluate the charging process This can include, in particular, a detection of whether the charging process has been carried out successfully or whether the charging process has been terminated.
  • At least one previously described charging curve characteristic can be adapted or created.
  • common (positive) characteristics of the charging curves used can be used
  • positive characteristics can be determined in the evaluation and can already be used to generate new support points and / or to adapt
  • Charging curve characteristics can also only be based on the charging station position or on other information such as the desired charging start time (e.g. recorded by a time module), a charging equipment used (e.g. specific charging cable and / or a specific charging adapter).
  • the desired charging start time e.g. recorded by a time module
  • a charging equipment used e.g. specific charging cable and / or a specific charging adapter.

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Ladesystem (100, 200) für Elektrofahrzeuge (110), umfassend eine Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206), mindestens ein Speichermodul (116, 216), zumindest eingerichtet zum Speichern von ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika, und mindestens ein Ladekurvenbestimmungsmodul (114, 214), eingerichtet zum Bestimmen einer Ladekurve zum Laden eines an einer ersten Ladestation (104, 106, 206) der Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206) angeschlossenes Elektrofahrzeugs (110), basierend auf einer Positionsinformation der ersten Ladestation (104, 106, 206) und den gespeicherten ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika.

Description

Ladesystem für Elektrofahrzeuge
Die Anmeldung betrifft ein Ladesystem für Elektrofahrzeuge, umfassend eine
Mehrzahl von Ladestationen. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems.
Ladesysteme zum Laden von Elektrofahrzeugen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bekannte Ladesysteme weisen in der Regel eine Mehrzahl von Ladestationen auf, die kommunikativ mit einem Backendsystem gekoppelt sein können. Eine Ladestation kann mindestens einen Ladepunkt aufweisen, an dem ein zu ladendes Elektrofahrzeug elektrisch angeschlossen werden kann. Beispielsweise kann der Ladepunkt ein an der Ladestation angeschlagenes Ladekabel sein, das mit einem Ladeanschluss des Elektrofahrzeugs verbunden werden kann. Alternativ kann der Ladepunkt ein Ladeanschluss an der Ladestation sein, der mit einem Ladekabel verbunden werden kann.
Vor dem Start des Ladevorgangs wird in der Regel eine Ladekurve zum Laden des Elektrofahrzeugs festgelegt. Die Ladekurve repräsentiert den zeitlichen Verlauf der Leistungsabgabe (bzw. der Stromabgabe) an das Elektrofahrzeug während des Ladevorgangs. Die Festlegung der Ladekurve kann beispielsweise vom Ladezustand des zu ladenden elektrischen Speichers (insbesondere Traktionsbatterie) des
Elektrofahrzeugs abhängen.
Durch die Festlegung der Ladekurve vor dem Start des Ladevorgangs ist dem
Ladesteuergerät, insbesondere des Elektrofahrzeugs, bekannt, mit welcher elektrischer Leistung der elektrische Speicher während des Ladevorgangs geladen wird. In der Praxis kommt es beim Laden immer wieder zu dem Fall, dass ein Ladevorgang abgebrochen oder erst gar nicht gestartet wird. Wenn ein Ladevorgang abgebrochen wird, kann ein neuer Ladevorgang in der Regel nur unter Mitwirkung des Nutzers des Elektrofahrzeugs gestartet werden. Da sich der Nutzer bei einem
Ladevorgangsabbruch normalerweise nicht am Elektrofahrzeug befindet, ist ihm ein Ladevorgang häufig nicht bekannt. Dies führt dazu, dass bei einer Rückkehr des Nutzers zu seinem Elektrofahrzeug dieser feststellt, dass der elektrische Speicher entgegen seiner Planung nicht oder nur unvollständig geladen wurde.
Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Ladesystem zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Ladevorgang mit einer erhöhten Zuverlässigkeit durchgeführt wird.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch ein Ladesystem für Elektrofahrzeuge nach Anspruch 1. Das Ladesystem umfasst eine Mehrzahl von Ladestationen. Das Ladesystem umfasst mindestens ein Speichermodul. Das
Speichermodul ist zumindest eingerichtet zum Speichern von
ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika. Das Ladesystem umfasst mindestens ein Ladekurvenbestimmungsmodul. Das Ladekurvenbestimmungsmodul ist eingerichtet zum Bestimmen einer Ladekurve zum Laden eines an einer ersten Ladestation der Mehrzahl von Ladestationen angeschlossenes Elektrofahrzeugs, zumindest basierend auf einer Positionsinformation der ersten Ladestation und den gespeicherten ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika
(insbesondere dem mindestens einen für die Ladestationsposition der ersten
Ladekurve gespeicherten Ladekurvencharakteristikum).
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei dem anmeldungsgemäßen Ladesystem die Zuverlässigkeit der Ladevorgänge erhöht, indem eine Ladekurve bestimmbar ist, die zumindest hinsichtlich der Ladestationsposition optimiert ist. Insbesondere kann durch das anmeldungsgemäße Ladesystem die Anzahl der abgebrochenen
Ladevorgänge reduziert werden. Das anmeldungsgemäße Ladesystem umfasst eine Mehrzahl von Ladestation. Unter einer anmeldungsgemäßen Ladestation ist eine stationäre Vorrichtung zu verstehen, die den Austausch elektrischer Energie zwischen einem Elektrofahrzeug bzw. dem elektrischen Speicher des Elektrofahrzeugs und der Vorrichtung erlaubt.
Insbesondere weist eine Ladestation mindestens einen Ladepunkt auf, um ein
Elektrofahrzeug beispielsweise über ein Ladekabel mit der Ladestation zu koppeln, so dass über das Ladekabel elektrische Energie ausgetauscht werden kann.
Ferner kann die Ladestation Ladetechnik umfassen, um den Ladevorgang zu kontrollieren. Als Ladepunkt kann eine Ladestation über mindestens ein
festangeschlagenes Ladekabel und/oder über mindestens einen Ladeanschluss verfügen, der mit einem Ladekabel gekoppelt werden kann.
Die Ladestationen befinden sich an unterschiedlichen Orten bzw. Positionen, insbesondere in öffentlichen als auch in teilöffentlichen Räumen.
Unter einem Elektrofahrzeug ist vorliegend ein Fahrzeug, insbesondere Auto, zu verstehen, das zumindest teilweise elektrisch betrieben werden kann und mindestens einen wiederaufladbaren elektrischen Speicher, insbesondere eine Traktionsbatterie, umfasst.
Darüber hinaus umfasst das Ladesystem mindestens ein Speichermodul. Das
Speichermodul kann in der Ladestation, einem Backendsystem des Ladesystems und/oder einer Speicheranordnung, die beispielsweise von dem Backendsystem kontrolliert wird, angeordnet bzw. implementiert sein. In dem Speichermodul ist vorzugsweise eine Vielzahl von Ladekurvencharakteristika für die Mehrzahl von Ladestationen gespeichert.
Ein anmeldungsgemäßes Ladekurvencharakteristikum ist zumindest ein
ladestationspositionsspezifisches Ladekurvencharakteristikum. Vorzugsweise kann für eine Mehrzahl von Ladestationen jeweils zumindest ein
Ladekurvencharakteristikum gespeichert sein, welches spezifisch ist für die Position bzw. den Aufstellungsort der Ladestation. Die Position kann dem
Ladekurvenbestimmungsmodul in Form einer Ladestationspositionsinformation vorliegen. Ein Ladekurvencharakteristikum gemäß der vorliegenden Anmeldung repräsentiert zumindest eine Ladekurveninformation, die eine Bestimmung einer Ladekurve ermöglicht, die für die Position der Ladestation optimiert ist. ln einem Fall ist eine für die Ladestationsposition spezifizierte Ladekurve als
ladestationspositionsspezifisches Ladekurvencharakteristikum vorgesehen.
So ist anmeldungsgemäß erkannt worden, dass zumindest eine Ursache für einen Abbruch eines Ladevorgangs die spezifische Stromnetzumgebung einer Ladestation ist. Insbesondere kann es netzpositionsspezifische Störfaktoren im Bereich des Aufstellungsorts bzw. der Position der Ladestation geben. Beispielsweise kann sich eine Ladestation an einer (Stromnetz-) Position befinden, in dessen (unmittelbarer) Netzumgebung mindestens ein elektrischer Verbraucher und/oder mindestens ein elektrischer Erzeuger angeordnet ist/sind. Beispielhaft kann ein Schaltvorgang bei dem Erzeuger und/oder Verbraucher eine Störung im Stromnetz verursachen, die wiederum eine temporäre Änderung der an das Elektrofahrzeug abgegebenen Leistung (bzw. Strom, Spannung oder Frequenz) bewirken kann.
Beim Stand der Technik führt eine derartige Änderung regelmäßig zu einem Abbruch des Ladevorgangs. Grund hierfür ist, dass ein Ladesteuergerät, insbesondere des Elektrofahrzeugs, aus Sicherheitsgründen bei einer bestimmten Mindestabweichung zwischen der zuvor vereinbarten Ladekurve und dem tatsächlichen Leistungs- bzw. Stromfluss einen Abbruch des Ladevorgangs bewirkt.
Die bei einer Ladestation auftretenden Störfaktoren sind daher - zumindest auch - abhängig von der jeweiligen Netzposition der Ladestation. Der mindestens eine netzpositionsspezifische Störfaktor einer Ladestation ist in dem mindestens einen ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristikum (in einem Fall eine Ladekurve) für diese Ladestation abgebildet bzw. berücksichtigt.
Anders ausgedrückt ist durch das mindestens eine ladestationspositionsspezifische bzw. netzpositionsspezifische Ladekurvencharakteristikum sichergestellt, dass lokal auftretende Störungen im benachbarten Stromnetz einer bestimmten Ladestation bereits bei der Bestimmung der an dieser bestimmten Ladestation zu verwendenden Ladekurve berücksichtigt werden, so dass insbesondere ein Abbruch eines
Ladevorgangs aufgrund einer lokalen und beispielsweise regelmäßig in diesem Bereich auftretenden Störung vermieden werden kann.
Vorzugsweise jede Ladestation kann eine Kommunikationsverbindung zu dem
Ladekurvenbestimmungsmodul aufweisen. Das Ladekurvenbestimmungsmodul kann in der Ladestation, einem Backendsystem des Ladesystems und/oder einer separaten Recheneinrichtung, die beispielsweise von dem Backendsystem kontrolliert wird, angeordnet sein.
Insbesondere vor Start eines Ladevorgangs kann, beispielsweise bei Detektion eines Ladeanforderungssignals oder eines ähnlichen Ladevorgangsstartsignal, für die jeweilige Ladestation eine Ladekurve bestimmt werden. Insbesondere kann dem Ladekurvenbestimmungsmodul die Ladestationsposition von vorzugsweise jeder Ladestation vorab bekannt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladestation dem Ladekurvenbestimmungsmodul seine Positionsdaten in Form einer
Positionsinformation mitteilen oder die Positionsdaten können aus einer
Ladestationskennung ableitbar sein. Mit den Positionsdaten bzw. der
Positionsinformation ist die Position, insbesondere die Stromnetzposition der Ladestation, zumindest in dem Ladesystem eindeutig identifiziert.
Zudem sind die gespeicherten ladestationspositionsabhängigen
Ladekurvencharakteristika insbesondere durch die jeweiligen Positionsinformationen in dem Speichermodul auffindbar. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Ladekurvenbestimmungsmodul basierend auf einer erhaltenen Positionsinformation bzw. einem erhaltenen Positionsdatensatz einer Ladestation, an der ein Ladevorgang durchgeführt werden soll, das dieser Ladestation zugehörige mindestens eine
Ladekurvencharakteristikum bestimmt und, basierend auf diesem mindestens einen Ladekurvencharakteristikum, die zu verwendende Ladekurve bestimmt.
Anders ausgedrückt kann basierend auf der Ladestationsposition das mindestens eine Ladekurvencharakteristikum (durch Durchsuchen des Speichermoduls) bestimmt werden, und anschließend die Ladekurve basierend auf dem mindestens einen bestimmten Ladekurvencharakteristikum bestimmt werden. In einem Fall kann das bestimmte Ladekurvencharakteristikum die Ladekurve sein.
Es versteht sich, dass bei Inbetriebnahme einer Ladestation zunächst für diese Ladestation keine Ladekurvencharakteristika oder Default-Ladekurvencharakteristika gespeichert sein können, wobei durch ein nachfolgend beschriebenes Anlernen ladestationspositionsspezifische Ladekurvencharakteristika gespeichert und/oder optimiert werden können.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems können die gespeicherten Ladekurvencharakteristika fahrzeugtypabhängig sein. Das
Ladekurvenbestimmungsmodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen der
Ladekurve, zumindest basierend auf dem Fahrzeugtyp des angeschlossenen
Elektrofahrzeugs. So ist erkannt worden, dass eine weitere Ursache für den Abbruch von Ladevorgängen die fahrzeugseitig verbauten Ladesteuergeräte (insbesondere der Gleichrichter) sein können, die auf eine Störung in der übertragenen Leistung bzw. dem übertragenen Strom unterschiedlich reagieren können. Während bei einem ersten Fahrzeugtyp eine erste Störung zu einem Ladevorgangsabbruch führen kann, eine andere Störung jedoch nicht, kann dies bei einem zweiten Fahrzeugtyp anders sein. Vorzugsweise kann das Speichermodul zum Speichern von fahrzeugtypabhängigen und ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika eingerichtet sein. Das Ladekurvenbestimmungsmodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen einer Ladekurve zum Laden eines an einer ersten Ladestation der Mehrzahl von
Ladestationen angeschlossenes Elektrofahrzeugs, basierend auf dem Fahrzeugtyp des angeschlossenen Elektrofahrzeugs, einer Positionsinformation der ersten Ladestation und den gespeicherten Ladekurvencharakteristika. Insbesondere kann basierend auf dem Fahrzeugtyp und der Positionsinformation das mindestens eine
Ladekurvencharakteristikum (durch entsprechendes Durchsuchen des
Speichermoduls) bestimmt werden. Anschließend kann die Ladekurve basierend auf dem mindestens einen Ladekurvencharakteristikum bestimmt werden ln einem Fall kann das bestimmte Ladekurvencharakteristikum die zu verwendende Ladekurve sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems kann mindestens ein Ladekurvencharakteristikum einen positiven Ladekurvenbereich definieren. Unter einem positiven Ladekurvenbereich ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass bei einer Ladekurve, die in diesem Bereich liegt, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit (z.B. > 90%, bevorzugt größer 95 %, insbesondere bevorzugt > 98 %) davon ausgegangen werden kann, dass der Ladevorgang erfolgreich sein wird, also nicht abgebrochen wird. Das Ladekurvenbestimmungsmodul kann die Ladekurve basierend auf dem mindestens einen Ladekurvencharakteristikum derart bestimmen, dass die bestimmte Ladekurve in dem definierten positiven Ladekurvenbereich liegt.
Wie bereits beschrieben wurde, kann in einem Fall als
ladestationspositionsabhängiges Ladekurvencharakteristikum, insbesondere als fahrzeugtypabhängiges und ladestationspositionsabhängiges
Ladekurvencharakteristikum, eine Ladekurve in dem Speichermodul gespeichert sein ln diesem Fall umfasst die Bestimmung der Ladekurve ein Durchsuchen des
Speichermoduls nach der Ladekurve, die für den bestimmten Fahrzeugtyp und der bestimmten Ladestationsposition hinterlegt ist. Vorzugsweise kann zur Definition des positiven Ladekurvenbereichs das mindestens eine Ladekurvencharakteristikum eine positive Stützstelle oder eine negative
Stützstelle sein. Insbesondere können einen Mehrzahl von positiven und/oder negativen Stützstellen als Ladekurvencharakteristika vorgesehen sein. Eine positive Stützstelle kann insbesondere einen Punkt (z.B. ein zulässiger Leistungswert zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitbereich) oder einen Bereich (z.B. ein zulässiger Leistungswertbereich zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitbereich) angeben, der/die eine zu verwendende Ladekurve durchlaufen muss.
Eine negative Stützstelle kann insbesondere einen Punkt (z.B. ein nicht zulässiger Leistungswert zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitbereich) oder einen Bereich (z.B. ein nicht zulässiger Leistungswertbereich zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitbereich) angeben, der von einer Ladekurve nicht durchlaufen werden darf. Indem Stützstellen vorgegeben werden, kann die Ladekurve mit bestimmten Freiheitsgraden bestimmt werden, die es beispielsweise erlauben, die Ladekurve entsprechend augenblicklich vorliegenden Umgebungsbedingungen innerhalb des von den
Stützstellen definierten positiven Ladekurvenbereichs zu modifizieren, wie nachfolgend noch näher ausgeführt werden wird.
Ferner kann zur Definition des positiven Ladekurvenbereichs das mindestens eine Ladekurvencharakteristikum eine positive (Grenz-) Ladekurve oder eine negative (Grenz-) Ladekurve sein. Insbesondere kann durch zwei Grenzladekurven der positive Ladekurvenbereich festlegbar sein, in der sich eine zu verwendende Ladekurve befinden muss. Auch in diesem Fall kann die Ladekurve mit bestimmten
Freiheitsgraden bestimmt werden, wie oben beschrieben wurde.
Wie bereits beschrieben wurde, kann das Speichermodul durch das
Ladekurvenbestimmungsmodul durchsuchbar sein. Gemäß einer weiteren
Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems können die
Ladekurvencharakteristika in einer Datenbank des Speichermoduls gespeichert sein, wobei die Datenbank zumindest nach einer Positionsinformation bzw.
Ladestationsposition, vorzugsweise nach Ladestationsposition und Fahrzeugtyp, durchsuchbar ist. Insbesondere kann eine mehrdimensionale Lookup-Tabelle vorgesehen sein, in der die ladestationspositionsabhängigen und insbesondere fahrzeugtypabhängigen Ladekurvencharakteristika derart abgespeichert sind, dass sich nach Positionsinformation und insbesondere nach Fahrzeugtyp durchsuchbar sind. In einfacher Weise und insbesondere effizienter Weise kann zunächst das mindestens eine Ladekurvencharakteristikum für eine bestimmte Ladestation(- sposition) und insbesondere dem Fahrzeugtyp des zu ladenden Fahrzeugs bestimmt werden. Anschließend kann hierauf basierend eine Ladekurve generiert werden.
Die gespeicherten ladestationspositionsabhängigen und insbesondere
fahrzeugtypabhängigen Ladekurvencharakteristika können beispielsweise über Simulationen oder Tests vor der Inbetriebnahme einer Ladestation bestimmt werden und in dem Speichermodul gespeichert werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführunform können die gespeicherten ladestationspositionsabhängigen und insbesondere fahrzeugtypabhängigen
Ladekurvencharakteristika auf historische Ladevorgänge basieren. Insbesondere kann hierdurch ein selbstlernendes Ladesystem bereitgestellt werden, welches stetig verbessert werden kann und insbesondere automatisch an Änderungen im umgebenden Stromnetz oder Änderungen eines Fahrzeugtyps angepasst werden kann.
Vorzugsweise kann das Ladesystem mindestens ein Aufzeichnungsmodul umfassen. Das Aufzeichnungsmodul kann in der Ladestation, einem Backendsystem des Ladesystems und/oder einer separaten Recheneinrichtung, die beispielsweise von dem Backendsystem kontrolliert wird, angeordnet sein. Das Aufzeichnungsmodul kann eingerichtet sein zum Aufzeichnen von durchgeführten Ladevorgängen an der Mehrzahl von Ladestationen. Insbesondere kann das mindestens eine Aufzeichnungsmodul (nahezu) jeden Ladevorgang, beispielsweise mithilfe geeigneter Messsensoren, aufzeichnen.
Das Ladesystem kann mindestens ein Auswertemodul umfassen. Das Auswertemodul, das mit dem Aufzeichnungsmodul kommunizieren kann, kann in der Ladestation, einem Backendsystem des Ladesystems und/oder einer separaten Recheneinrichtung, die beispielsweise von dem Backendsystem kontrolliert wird, angeordnet sein. Das Auswertemodul kann zumindest eingerichtet sein zum
ladestationspositionsspezifischen Auswerten, vorzugsweise zum
ladestationspositionsspezifischen und fahrzeugtypspezifischen Auswerten, der aufgezeichneten Ladevorgänge. Basierend auf der ladestationspositionsspezifischen Auswertung können die Ladekurvencharakteristika in dem Speichermodul
speicherbar sein.
Vorzugsweise kann das Auswertemodul eingerichtet sein zum Detektieren eines erfolgreichen Ladevorgangs, wobei basierend auf der Detektion eines erfolgreichen Ladevorgangs insbesondere positive Ladekurvencharakteristika in dem
Speichermodul speicherbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Auswertemodul eingerichtet sein zum Detektieren eines abgebrochenen Ladevorgangs, wobei basierend auf der Detektion eines abgebrochenen Ladevorgangs insbesondere negative Ladekurvencharakteristika in dem Speichermodul speicherbar sind. Unter einem abgebrochenen Ladevorgang ist insbesondere auch ein Ladevorgang zu verstehen, der nicht gestartet wird.
Die Ladekurvencharakteristika können vorzugsweise mithilfe einer Datenauswertung von einer Vielzahl von Ladevorgängen erstellt werden. Hierbei kann insbesondere als Auswertemodul eine Recheneinheit im Backendsystem eine Vielzahl von
durchgeführten Ladevorgängen analysieren und insbesondere bei erfolgreich durchgeführten Ladevorgängen (also bei denen kein Abbruch erfolgt ist) gemeinsame (positive) Charakteristika der verwendeten Ladekurven (nachfolgend positive
Charakteristika genannt) feststellen. Diese positiven Charakteristika können in Form der zuvor beschriebenen (positiven) Stützstellen (oder Grenzladekurven) gespeichert werden und/oder zur Bestimmung der zuvor beschriebenen (positiven) Stützstellen (oder Grenzladekurven) eingesetzt werden, die anschließend gespeichert werden können. Auch können hierdurch bereits vorhandene Charakteristika noch weiter optimiert werden.
Charakteristiken können insbesondere Ladeleistungspegel bei einer Ladekurve, Ladespannungspegel bei einer Ladekurve, Ladestrompegel bei einer Ladekurve, Spannungsanstiege bei einer Ladekurve, Stromanstiege bei einer Ladekurve, aber auch Anzahl von Verhandlungen zwischen Elektrofahrzeug und der Ladestation sein.
Vorzugsweise können zusätzlich die erfolglos durchgeführten Ladevorgänge, insbesondere abgebrochenen oder nicht-gestarteten Ladevorgänge, insbesondere hinsichtlich gemeinsamer (negativer) Charakteristika der Ladekurven,
ausgewertet werden. Wenn hierbei gemeinsame (negative) Charakteristika der Ladekurven festgestellt werden, können diese (negativen) Charakteristika in Form der zuvor beschriebenen (negativen) Stützstellen (oder Grenzladekurven) gespeichert werden und/oder zur Bestimmung der zuvor beschriebenen (negativen) Stützstellen (oder Grenzladekurven) eingesetzt werden, die anschließend gespeichert werden können. Im Betrieb kann dann, wie zuvor beschrieben wurde, basierend auf diesen historischen Daten eine Ladekurve durch das Ladekurvenbestimmungsmodul bestimmt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann es möglich sein, dass Ladekurvencharakteristika in Folge eines aufgetretenen Problems hinsichtlich einer bestimmten
Ladestationsposition und insbesondere hinsichtlich eines bestimmten Fahrzeugtyps von einem Ladestationsbetreiber und/oder einem Backendanbieter manuell oder teilautomatisiert erstellt und hinterlegt werden. Wenn es beispielsweise beim Laden eines bestimmten Fahrzeugtyps relativ häufig Probleme gibt, so dass ein Ladevorgang nicht erfolgreich beendet werden kann, kann beispielsweise mindestens ein Ladekurvencharakteristikum für den bestimmten Fahrzeugtyp ermittelt werden, bei dem (nahezu) keine Probleme auftreten.
Diese Suche nach einer funktionierenden Ladekurve kann beispielsweise heuristisch durch eine Recheneinrichtung, beispielsweise durch eine dort ausgebildete künstliche Intelligenz (KI), oder eine Person durchgeführt werden. Dieses mindestens eine Ladekurvencharakteristikum (beispielsweise eine Ladekurve) kann in der Datenbank für den Fahrzeugtyp hinterlegt werden. Bei einem gewünschten Ladevorgang mit dem bestimmten Fahrzeugtyp kann nun die in der Datenbank hinterlegte Ladekurve verwendet werden. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, Ladevorgänge, in denen Probleme auftreten, zu verhindern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems kann das Ladesystem mindestens ein Fahrzeugtypbestimmungsmodul umfassen. Das Fahrzeugtypbestimmungsmodul kann in der Ladestation, einem Backendsystem des Ladesystems und/oder einer separaten Recheneinrichtung, die beispielsweise von dem Backendsystem kontrolliert wird, angeordnet sein. Das
Fahrzeugtypbestimmungsmodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen des
Fahrzeugtyps des an der ersten Ladestation angeschlossenen Elektrofahrzeugs.
Das Bestimmen kann insbesondere auf mindestens einem der nachfolgenden
Vorgänge/Kriterien basieren:
einer Nutzerkennung und mindestens einem der Nutzerkennung zugeordneten Nutzerdatensatz (umfassend den Fahrzeugtyp),
einer Nutzerkennung und mindestens einem der Nutzerkennung zugeordneten vorherigen Ladevorgangsdatensatz (umfassend den Fahrzeugtyp),
einer von dem Elektrofahrzeug bereitgestellten Fahrzeugtypinformation, und/oder
(einer Auswertung) einer über ein Nutzerschnittstellenmodul (der
Ladestation) eingegebene Fahrzeugtypinformation. Die Fahrzeugtypbestimmung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass dem Nutzer auf einer graphischen Benutzerschnittstelle (bspw. auf einem Display an einer Ladestation oder auf einem mobilen Endgerät, wie einem Smartphone) verschiedene Auswahlmöglichkeiten (Fahrzeugtypen) angezeigt werden. Die verschiedenen
Auswahlmöglichkeiten können anhand der für einen Nutzer bzw. einer (eindeutigen) Nutzerkennung hinterlegten Daten, beispielsweise seinen Vertragsdaten und/oder einem Nutzerkonto, oder den historischen Daten des Nutzers, insbesondere den vorangegangenen Ladevorgängen, bestimmt werden. So kann normalerweise vorgesehen sein, dass ein Nutzer sein eigenes Fahrzeug laden möchte. Es ist ebenso denkbar, dass ein Nutzer das Elektrofahrzeug nur ausgeliehen hat.
Alternativ oder zusätzlich kann es möglich sein, dass das Elektrofahrzeug anhand eines integrierten Identifikationsmittels bei der Ladestation selbstständig identifiziert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die gespeicherten
Ladekurvencharakteristika (tages-)zeitabhängig sein. Das
Ladekurvenbestimmungsmodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen der
Ladekurve, zumindest basierend auf einem Ladevorgangsstartzeitpunkt. Anders ausgedrückt kann die Bestimmung einer Ladekurve davon abhängig sein, wann (z.B. an welchem Wochentag und zu welcher Uhrzeit) ein Ladevorgang gestartet wird (und insbesondere wie lange er dauern wird).
Beispielsweise kann es aufgrund eines immer wiederkehrenden Ereignisses, beispielsweise eines Schaltsignals im Stromnetz, z.B. eines Einschaltens oder
Ausschaltens einer Straßenbeleuchtung, zu Problemen bei einem Ladevorgang während eines bestimmten Zeitbereichs kommen. Solche wiederkehrenden Ereignisse können bei ladestationspositionsabhängigen und (tages-) zeitabhängigen und vorzugsweise fahrzeugtypabhängigen Ladekurvencharakteristika berücksichtigt sein. Wenn beispielsweise eine in der Nähe einer Ladestation vorbeifahrende Straßenbahn dazu führt, dass die Netzspannung und auch die Ladespannung kurzzeitig ansteigen, dann kann dieses Ereignis der vorbeifahrenden Bahn im Vorfeld berücksichtigt werden und es kann für den relevanten Zeitraum, in welchem dieses wiederkehrende Ereignis eintrifft, eine leicht reduzierte Ladespannung, vorzugsweise eine auf 0 V reduzierte Ladespannung, in dem ladestationspositionsabhängigen und
tageszeitabhängigen und vorzugsweise fahrzeugtypabhängigen
Ladekurvencharakteristika hinterlegt sein. Die leicht reduzierte Ladespannung kann so gewählt sein, dass ein kurzzeitiger Anstieg der Ladespannung nicht zu einem Ladevorgangabbruch aufgrund einer Überspannung führt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die gespeicherten
Ladekurvencharakteristika abhängig sein von einem während des Ladevorgangs verwendeten Ladeequipment. Beispielhafte und nicht abschließende Ladeequipments sind Ladekabel und Ladekabeladapter. Das Ladekurvenbestimmungsmodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen der Ladekurve zumindest basierend auf dem während des Ladevorgangs verwendeten Ladeequipment.
Insbesondere ist erkannt worden, dass auch ein Ladequipment Einfluss auf den Erfolg eines Ladevorgangs haben kann. So können unterschiedliche Ladequipments (z.B. unterschiedliche Ladekabel) unterschiedliche Störgrößen mit sich bringen.
Beispielhaft kann ein Ladequipment eine Induktivität aufweisen, welche ein
Wechselstromsignal an einer Ladebuchse des Elektrofahrzeugs so verändern kann, dass ein im Elektrofahrzeug vorhandener Gleichrichter den Ladevorgang nicht einleitet oder aufgrund einer erkannten Überspannung abbricht.
Die Information über ein verwendetes Ladequipment kann vorzugsweise im Rahmen einer Authentifizierung eines Benutzers zu Beginn des Ladevorgangs ermittelt werden. So kann sich ein Benutzer zu Beginn des Ladevorgangs an einer Ladestation authentifizieren. Hierbei kann abgefragt werden, ob ein Ladequipment, und wenn, welches verwendet wird. Dadurch kann dem Ladekurvenbestimmungsmodul diese Information bereitgestellt werden. Es versteht sich, dass auch eine automatische Detektion möglich sein kann (wenn beispielsweise das Ladekabel über ein
entsprechendes Kennungsmittel bzw. Identifikationsmittel verfügt). Die
Zuverlässigkeit der Ladevorgänge kann noch weiter verbessert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems kann das Ladesystem ein Kurvenanpassungsmodul umfassen. Das Kurvenanpassungsmodul kann in der Ladestation, einem Backendsystem des
Ladesystems und/oder einer separaten Recheneinrichtung, die beispielsweise von dem Backendsystem kontrolliert wird, angeordnet sein. Das Kurvenanpassungsmodul kann eingerichtet sein zum Anpassen einer bestimmten Ladekurve basierend auf mindestens einer Echtzeitinformation. Insbesondere kann eine Anpassung, also eine Änderung des Ladeleistungspegel bei einer Ladekurve, des Ladespannungspegels bei einer Ladekurve, des Ladestrompegels bei einer Ladekurve, eines Spannungsanstiegs bei einer Ladekurve und/oder eines Stromanstieg bei einer Ladekurve, innerhalb des definierten positiven Ladekurvenbereichs vorgenommen werden.
Die mindestens eine Echtzeitinformation kann ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend:
Stromnetzparameter,
meteorologischer Parameter,
Zustandsinformation des angeschlossenen Elektrofahrzeugs,
Zustandsinformation der ersten Ladestation.
Es versteht sich, dass nur eine der genannten Echtzeitinformationen oder auch zwei oder mehr der genannten Echtzeitinformationen bei der Modifizierung berücksichtigt werden können.
Eine aktuelle bzw. augenblickliche Echtzeitinformation kann beispielsweise ein Netzparameter des Stromnetzes sein. Ein Netzparameter kann beispielsweise eine Netzfrequenz, eine Oberwelle, eine Spannung und/oder eine Stromstärke sein. Der mindestens eine Netzparameter kann von einer Messeinrichtung erfasst und dem Kurvenanpassungsmodul zur Verfügung gestellt werden. Es ist ebenso möglich, dass die Messeinrichtung sich in einer Ladestation befindet. Indem ein Netzparameter berücksichtigt wird, kann der aktuelle Netzzustand berücksichtigt werden und das Netz hierdurch beispielsweise stabilisiert werden.
Eine aktuelle Echtzeitinformation kann eine Information über die aktuelle Wetterlage, insbesondere die Temperatur sein. Wenn es beispielsweise sehr kalt oder sehr warm ist, kann es zu Problemen beim Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs kommen, welche bei einer Zimmertemperatur nicht auftreten. Beispielsweise muss die maximal mögliche Ladeleistung bei sehr warmen Tagen limitiert werden.
Auch kann eine aktuelle Echtzeitinformation eine Zustandsinformation des zu ladenden Elektrofahrzeugs sein, insbesondere ein Ladezustand des Elektrofahrzeugs und/oder eine Betriebstemperatur des Elektrofahrzeugs sein. Eine solche
Zustandsinformation kann das Elektrofahrzeug zu Beginn des Ladevorgangs an eine Ladestation bzw. an das Kurvenanpassungsmodul übermitteln. Die Ladestation kann beispielsweise ebenso eine solche Zustandsinformation ermitteln.
Ferner kann eine aktuelle Echtzeitinformation eine Zustandsinformation einer Ladestation sein, wie die zur Verfügung stehende elektrische Leistung oder die Betriebstemperatur.
Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Betreiben eines
Ladesystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Ladesystems, wobei das Ladesystem eine Mehrzahl von Ladestationen und mindestens ein Speichermodul umfasst, in dem (optional fahrzeugtypabhängige und) ladestationspositionsabhängige Ladekurvencharakteristika gespeichert sind, das Verfahren umfassend:
Bestimmen einer Ladekurve zum Laden eines an einer ersten Ladestation der Mehrzahl von Ladestationen angeschlossenes Elektrofahrzeugs, basierend auf einer Positionsinformation der ersten Ladestation und den gespeicherten Ladekurvencharakteristika.
Vorzugsweise kann die Bestimmung zusätzlich auf dem Fahrzeugtyp des
angeschlossenen Elektrofahrzeugs basieren.
Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Module und Einheiten jeweils zumindest teilweise durch Hardwareelemente und/oder Softwareelemente gebildet sein kann/können.
Die Merkmale der Ladesysteme und Verfahren sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen
Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Ladesystem und das anmeldungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. l eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Ladesystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Ladesystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 3 ein Diagramm mit einem beispielhaften Ladekurvenverlauf gemäß der vorliegenden Anmeldung, und Fig. 4 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Nachfolgend werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Ladesystems 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Ladesystem 100 umfasst vorliegend eine Mehrzahl von Ladestationen 104, 106, ein Speichermodul 116 und ein Ladekurvenbestimmungsmodul 114. Vorliegend sind beispielhaft zwei Ladestationen 104, 106 dargestellt. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung drei oder mehr Ladestationen vorgesehen sein können.
Vorliegend ist das Speichermodul 116 und das Ladekurvenbestimmungsmodul 114 in einem Backendsystem 102 angeordnet bzw. implementiert. Es versteht sich auch hier, dass bei anderen Varianten der Anmeldung zumindest eines dieser Module auch in einer Ladestation angeordnet bzw. implementiert sein kann.
Wie zu erkennen ist, sind die Ladestationen 104, 106 über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Kommunikationsnetz 108 mit dem Backendsystem 102 (z.B. ein oder mehrere Server) verbunden. Zur Kommunikation können die jeweiligen
Elemente 102, 104, 106 geeignete Kommunikationsmodule 118, 126 aufweisen.
Jede Ladestation 104, 106 weist mindestens einen Ladepunkt 124, beispielsweise in Form eines angeschlagenen Ladekabels, und eine Ladesteuerung 122 auf. Jede
Ladestation 104, 106 ist zum Austauschen elektrischer Leistung mit einem
angeschlossenen Elektrofahrzeug 110 im Rahmen eines Ladevorgangs eingerichtet. Insbesondere kann eine Ladestation 104, 106 elektrische Leistung an ein
Elektrofahrzeug 110 zum Laden einer Fahrzeugbatterie abgeben. Die abgebbare elektrische Energie bzw. Leistung bezieht jede Ladestation 104, 106 von einem
Stromnetz 128, 129, insbesondere Stromversorgungsnetz 128, 129. ln dem Elektrofahrzeug 110 kann ebenfalls eine (nicht gezeigte) Ladesteuerung,
insbesondere umfassend einen Gleichrichter, angeordnet sein.
Die beispielhaften Ladestationen 104, 106 sind an entfernt voneinander angeordneten Positionen, insbesondere Stromnetzpositionen, angeordnet. Anders ausgedrückt kann sich die Stromnetzumgebung 128, insbesondere die benachbart zu einer ersten Ladestation 104 angeordneten (nicht gezeigten) Erzeuger und/oder Verbraucher, von der Stromnetzumgebung 129, insbesondere die benachbart zu der Ladestation 106 angeordneten (nicht gezeigten) Erzeuger und/oder Verbraucher, unterscheiden. Insbesondere können unterschiedliche Stromnetzumgebungen unterschiedliche Störfaktoren (beispielsweise aufgrund von Schaltvorgängen) verursachen, die zu einem Ladevorgangsabbruch führen könnten.
Anmeldungsgemäß kann die Anzahl an Abbrüchen zumindest reduziert werden, indem die Erstellung einer Ladekurve zum Laden eines Elektrofahrzeugs 110 an einer bestimmten Ladestation zumindest auf mindestens einem
ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristikum basiert. Die Ladekurve repräsentiert den zeitlichen Verlauf der Leistungsabgabe (und/oder des
Spannungsverlaufs und/oder Stromverlaufs) an das Elektrofahrzeug 110 während des Ladevorgangs.
Wenn beispielsweise ein Elektrofahrzeug 110 an eine erste Ladestation 104 angeschlossen wird, um einen Ladevorgang zu starten, kann dies in bekannter Weise von der Ladesteuerung 122 der ersten Ladestation 104 detektiert werden. Daraufhin kann eine Ladekurve für den Ladevorgang durch das Ladekurvenbestimmungsmodul 114 bestimmt werden.
Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Anfrage an das
Ladekurvenbestimmungsmodul 114 von der ersten Ladestation 104 übertragen werden, wobei die Anfrage beispielsweise eine Ladestationskennung (z.B. Signatur, eindeutige Adresse, eindeutiger Code etc.) oder eine Positionsinformation, z.B. ein Ladestationspositionsdatensatz der Ladestation 104, umfassen kann. Vorzugsweise kann die Anfrage zudem eine Information (z.B. die Nutzerkennung und/oder eine explizite Fahrzeugtypangabe) enthalten, aus der der Fahrzeugtyp des zu ladenden Elektrofahrzeugs 110 zumindest ableitbar ist.
Zudem können weitere Daten in der Anfrage umfasst sein, wie eine Zeitangabe und/oder eine Angabe über ein ggf. eingesetztes Ladequipment.
Zur Bestimmung der zu verwendenden Ladekurve kann das
Ladekurvenbestimmungsmodul 114 insbesondere auf das Speichermodul 116 zugreifen und eine darin implementierte Datenbank 120 durchsuchen, in der eine Vielzahl von ladestationspositionsabhängige Ladekurvencharakteristika für die Mehrzahl von Ladestationen gespeichert ist. Vorzugsweise kann die Datenbank 120 in Form einer Lookup-Tabelle gebildet sein, die zumindest ein Durchsuchen der Tabelle in Abhängigkeit der Positionsinformation bzw. der Ladestationsposition der jeweiligen Ladestation 104, 106 erlaubt. Vorzugsweise kann zusätzlich ein
Durchsuchen der Tabelle in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps, der augenblicklichen Zeit (z.B. Wochentag plus Tageszeit) und/oder eines verwendeten Ladeequipments möglich sein.
Basierend auf den in der Anfrage enthaltenden Informationen, insbesondere basierend auf der Positionsinformation der ersten Ladestation 104, bestimmt das Ladekurvenbestimmungsmodul 114 das mindestens eine
Ladekurvencharakteristikum durch Durchsuchen nach Ladekurvencharakteristika, die für die erste Ladestation 104 spezifisch sind, also von der Positionsinformation abhängen.
Beispielhaft wird vorliegend davon ausgegangen, dass das mindestens eine
Ladekurvencharakteristikum (bereits) eine Ladekurve ist. Nach der Bestimmung der Ladekurve kann diese an die erste Ladestation 104 übermittelt werden und anschließend für den Ladevorgang mit dem angeschlossenen Elektrofahrzeug 110 verwendet werden.
Da in der bereitgestellten Ladekurve die Besonderheiten zumindest der
Netzumgebung der Ladestation 104, vorzugsweise auch die Besonderheiten des Fahrzeugtyps des zu ladenden Elektrofahrzeugs 110, berücksichtigt sind, kann der Ladevorgang erfolgreich durchgeführt werden (zumindest mit einer deutlich höheren Wahrscheinlichkeit) .
Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Ladesystems 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von
Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 erläutert und ansonsten auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen.
Das Ladesystem 200 umfasst eine Mehrzahl von Ladestationen 206, wobei für eine bessere Übersicht vorliegend nur eine Ladestation 206 dargestellt ist. Ferner umfasst das Ladesystem 200 neben dem Speichermodul 216 und dem
Ladekurvenbestimmungsmodul 214 ein Aufzeichnungsmodul 230, ein
Auswertemodul 232, ein Fahrzeugtypbestimmungsmodul 234 und ein
Kurvenanpassungsmodul 236. Vorliegend sind sämtliche dieser Module 214, 216, 230, 232, 234, 236 in dem Backendsystem 202 implementiert.
Es versteht sich, dass zumindest eines dieser Module (zumindest teilweise) auch in einer anderen Vorrichtung, beispielsweise einer Ladestation, angeordnet bzw.
implementiert sein kann. Ferner können weitere (nicht gezeigte) Module vorgesehen sein, wie ein Ladeequipmentbestimmungsmodul, ein Zeitbestimmungsmodul etc.
Der Betrieb des Ladesystems 200 wird nachfolgend näher mit Hilfe der Figuren 3 und 4 beschrieben. Die Figur 3 zeigt beispielhafte ladestationspositionsabhängige und fahrzeugtypabhängige Ladekurven 354, 356, 358. Insbesondere ist an einer Achse des Diagramms die während eines Ladevorgangs an einer bestimmten Ladestation Y beim Laden eines Elektrofahrzeugs vom Typ X abzugebenden Leistung (kann auch
Spannung und/oder Strom sein) gegenüber der Zeit aufgetragen.
Ferner sind vorliegend eine Mehrzahl von positiven ladestationspositionsabhängigen und fahrzeugtypabhängigen Ladekurvencharakteristika 350 und negativen ladestationspositionsabhängigen und fahrzeugtypabhängigen
Ladekurvencharakteristika 360 vorgesehen, die insbesondere in der Datenbank 220 gespeichert sind ln dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insbesondere eine Mehrzahl von Ladekurvencharakteristika in Form von Stützstellen 350, 360 bzw. - bereichen 350, 360 vorgesehen, die einen durch die gestrichelten Linien schematisch angedeuteten positiven Ladekurvenbereich 352 definieren. Die gestrichelten Linien sind insbesondere zwei positive Grenz-Ladekurven. Es versteht sich, dass auch zwei negative Grenz-Ladekurven vorgesehen sein können ln diesem Fall sind die Grenz- Ladekurven nicht mehr ein Teil des positiven Ladekurvenbereichs.
Insbesondere ist zu erkennen, dass eine zu verwendende und von dem
Ladekurvenbestimmungsmodul 214 zu bestimmende Ladekurve 354, 356, 358 die positiven Stützstellen 350 bzw. -bereiche 350 durchlaufen muss, während diese Ladekurven 354, 356, 358 negative Stützstellen 360 bzw. -bereiche 360 nicht durchlaufen darf. Das Ladekurvenbestimmungsmodul 214 kann insbesondere zur Generierung einer Ladekurve 354, 356, 358 basierend auf den
ladestationspositionsabhängigen und fahrzeugtypabhängigen
Ladekurvencharakteristika eingerichtet sein.
Die Figur 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des beispielhaften Ladesystems 200 gemäß Figur 2. ln einem ersten Schritt 401 kann (insbesondere in herkömmlicher Form) detektiert werden, dass ein Elektrofahrzeug an einer
Ladestation 206 geladen werden soll. Bei einer entsprechenden Detektion kann die Ladestation 206 eine zuvor beschrieben Anfrage an das Backend 202 senden, um eine Ladekurve für den Ladevorgang anzufordern. Im nächsten Schritt 402 kann die zu verwendende Ladekurve bestimmt werden.
Beispielsweise kann durch das Fahrzeugtypbestimmungsmodul 234 aus mindestens einer in der Anfrage (oder einer weiteren, über einen anderen Kanal erhaltenen Anfragen (z.B. von einem Nutzerendgerät des Nutzers)) enthaltenden Angabe der Fahrzeugtyp des zu ladenden Fahrzeugs bestimmt werden. Beispielsweise kann die Angabe eine Nutzerkennung sein, mit deren Hilfe das Fahrzeugtypbestimmungsmodul 234 auf das Nutzerkonto des Nutzers und/oder vorhergehende Ladevorgänge zugreifen kann. Das Nutzerkonto und/oder vorhergehende Ladevorgänge können Informationen über den Fahrzeugtyp umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Angabe eine Fahrzeugtypangabe sein.
Ferner kann das Ladekurvenbestimmungsmodul 214 die Ladestationsposition der Ladestation 206 bestimmen, an der der Ladevorgang durchgeführt werden soll.
Beispielsweise kann eine Positionsinformation, z.B. ein
Ladestationspositionsdatensatz, also eine eindeutige Angabe der Ladestationsposition (z.B. geographische Koordinaten, wie GPS-Daten, stromnetzspezifische Koordinaten etc.), in der Anfrage enthalten sein oder eine Positionsinformation aus einer in der Anfrage enthaltenen Ladestationskennung abgeleitet werden. Beispielsweise kann eine Datenbank vorgesehen sein, in der sämtliche Ladestationskennungen des
Ladesystems zusammen mit dem jeweiligen Ladestationspositionsdatensatz bzw. der jeweiligen Positionsinformation gespeichert sind. In einem Fall kann die
Ladestationskennung selbst die Positionsinformation sein.
Basierend auf diesen Informationen (d.h. Fahrzeugtyp und Ladestationsposition) greift das Ladekurvenbestimmungsmodul 214 insbesondere auf die Datenbank 220 zu und durchsucht diese nach den Ladekurvencharakteristika 350, 360, die diesem Fahrzeugtyp und dieser Positionsinformation zugeordnet sind. Basierend auf diesen Ladekurvencharakteristika 350, 360 kann das Ladekurvenbestimmungsmodul 214 eine Ladekurve, beispielsweise Ladekurve 356, bestimmen, insbesondere generieren. Die Generierung umfasst die Erstellung der Ladekurve derart, dass diese die bestimmten positiven Stützstellen 350 durchläuft und die negativen Stützstellen meidet.
Optional kann vorgesehen sein, dass das Kurvenanpassungsmodul 236 die bestimmte Ladekurve basierend auf mindestens einer dem Kurvenanpassungsmodul 236 bereitgestellten Echtzeitinformation anpasst. Beispielhafte und nicht abschließende Echtzeitinformationen, die zu einer Anpassung bzw. Änderung der Ladekurve 356 führen können, sind gemessene Stromnetzparameter (z.B. Netzfrequenz z.B. des Umgebungsnetzes 228, Netzspannung z.B. des Umgebungsnetzes 228 etc.), meteorologische Parameter (z.B. Umgebungstemperatur der Ladestation 206), Zustandsinformationen des angeschlossenen Elektrofahrzeugs (z.B.
Betriebstemperatur) und Zustandsinformationen der Ladestation 206 (z.B.
Betriebstemperatur).
Diese Informationen können beispielsweise durch Messgeräte, die in der Ladestation oder dem Elektrofahrzeug angeordnet sind, erfasst und an das
Kurvenanpassungsmodul 236 übertragen werden. Beispielhafte angepasste
Ladekurven sind die Ladekurven 354 und 358. Wie zu erkennen ist, erfolgt die Anpassung einer Ladekurve vorzugsweise derart, dass auch die angepasste Ladekurve in dem positiven Ladekurvenbereich 352 liegt. Bei anderen Varianten können in der Datenbank bereits Ladekurvencharakteristika für verschiedene
Echtzeitinformationswerte gespeichert sein.
Anschließend kann die bestimmte Ladekurve, beispielsweise Ladekurve 358, an die anfragende Ladestation 206 übertragen werden ln Schritt 403 kann dann der Ladevorgang unter Nutzung der bestimmten Ladekurve 358 durchgeführt werden.
Optional kann in Schritt 404, der insbesondere zumindest teilweise parallel zu dem Schritt 403 durchgeführt werden kann, der in Schritt 403 durchgeführte Ladevorgang durch das Aufzeichnungsmodul 230 aufgezeichnet werden. Hierdurch können beispielsweise geeignete Sensoren den tatsächlich ausgetauschten Leistungsverlauf (und/oder Stromverlauf, Spannungsverlauf etc.) erfassen und an das Aufzeichnungsmodul 230 übermitteln.
Das Auswertemodul 232 kann vorzugsweise in Schritt 405, der zumindest teilweise parallel zu dem Schritt 404 durchgeführt werden kann, den aufgezeichneten
Ladevorgang auswerten. Dies kann insbesondere eine Detektion umfassen, ob der Ladevorgang erfolgreich durchgeführt worden ist oder ob der Ladevorgang abgebrochen wurde.
Abhängig von dem Auswerteergebnis kann mindestens ein zuvor beschriebenes Ladekurvencharakteristikum angepasst oder erstellt werden. Insbesondere können bei erfolgreich durchgeführten Ladevorgängen (also bei denen kein Abbruch erfolgt ist) gemeinsame (positive) Charakteristiken der verwendeten Ladekurven
(nachfolgend positive Charakteristika genannt) in der Auswertung festgestellt werden und zur Generierung neuer Stützstellen und/oder zur Anpassung bereits
existierender Stützstellen verwendet werden.
Diese können dann in der Datenbank 220 in Schritt 406 abgespeichert werden. In entsprechender Weise können abgebrochene Ladevorgänge ausgewertet werden. Hierdurch kann das Ladesystem 200, insbesondere die gespeicherten
Ladekurvencharakteristika, kontinuierlich optimiert werden.
Es versteht sich, dass die Bestimmung des mindestens einen
Ladekurvencharakteristikum auch nur auf der Ladestationsposition oder auf weiteren Angaben, wie dem gewünschten Ladevorgangsstartzeitpunkt (z.B. erfasst durch ein Zeitmodul), einem verwendeten Ladequipment (z.B. bestimmtes Ladekabel und/oder ein bestimmter Ladeadapter) basieren kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Ladesystem (100, 200) für Elektrofahrzeuge (110), umfassend:
eine Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206),
mindestens ein Speichermodul (116, 216), zumindest eingerichtet zum Speichern von ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika, und
mindestens ein Ladekurvenbestimmungsmodul (114, 214), eingerichtet zum Bestimmen einer Ladekurve zum Laden eines an einer ersten Ladestation (104, 106, 206) der Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206) angeschlossenes Elektrofahrzeugs (110), basierend auf einer Positionsinformation der ersten Ladestation (104, 106, 206) und den gespeicherten
ladestationspositionsabhängigen Ladekurvencharakteristika.
2. Ladesystem (100, 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die gespeicherten Ladekurvencharakteristika fahrzeugtypabhängig sind, und das Ladekurvenbestimmungsmodul (114, 214) eingerichtet ist zum Bestimmen der Ladekurve zumindest basierend auf dem Fahrzeugtyp des angeschlossenen Elektrofahrzeugs (110).
3. Ladesystem (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ladekurvencharakteristikum einen positiven Ladekurvenbereich definiert,
wobei das Ladekurvenbestimmungsmodul (114, 214) die Ladekurve basierend auf dem mindestens einen Ladekurvencharakteristikum derart bestimmt, dass die bestimmte Ladekurve in dem definierten positiven Ladekurvenbereich liegt.
4. Ladesystem (100, 200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Definition des positiven Ladekurvenbereichs das mindestens eine
Ladekurvencharakteristikum eine positive Stützstelle oder eine negative Stützstelle ist,
und/oder
zur Definition des positiven Ladekurvenbereichs das mindestens eine
Ladekurvencharakteristikum eine positive Grenz-Ladekurve oder eine negative Grenz-Ladekurve ist.
5. Ladesystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
die Ladekurvencharakteristika in einer Datenbank (120, 220) des
Speichermoduls (116, 216) gespeichert sind, die zumindest nach einer
Positionsinformation durchsuchbar ist.
6. Ladesystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Ladesystem (100, 200) mindestens ein Aufzeichnungsmodul (230) umfasst, eingerichtet zum Aufzeichnen von durchgeführten Ladevorgängen an der Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206), und
das Ladesystem (100, 200) mindestens ein Auswertemodul (232) umfasst, zumindest eingerichtet zum ladestationspositionsspezifischen Auswerten der aufgezeichneten Ladevorgänge,
wobei basierend auf der ladestationspositionsspezifischen Auswertung die Ladekurvencharakteristika in dem Speichermodul (116, 216) speicherbar sind.
7. Ladesystem (100, 200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Auswertemodul (232) eingerichtet ist zum Detektieren eines erfolgreichen Ladevorgangs , wobei basierend auf der Detektion eines erfolgreichen
Ladevorgangs insbesondere positive Ladekurvencharakteristika in dem
Speichermodul (116, 216) speicherbar sind,
und/oder das Auswertemodul (232) eingerichtet ist zum Detektieren eines abgebrochenen Ladevorgangs , wobei basierend auf der Detektion eines abgebrochenen
Ladevorgangs insbesondere negative Ladekurvencharakteristika in dem
Speichermodul (116, 216) speicherbar sind
8. Ladesystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ladesystem (100, 200) mindestens ein Fahrzeugtypbestimmungsmodul (234) umfasst, eingerichtet zum Bestimmen des Fahrzeugtyps des an der ersten Ladestation (104, 106, 206) angeschlossenen Elektrofahrzeugs (110), basierend auf:
einer Nutzerkennung und mindestens einem der Nutzerkennung zugeordneten Nutzerdatensatz,
einer Nutzerkennung und mindestens einem der Nutzerkennung zugeordneten vorherigen Ladevorgangsdatensatz ,
einer von dem Elektrofahrzeug (110) bereitgestellten
Fahrzeugtypinformation,
und/oder
einer über ein Nutzerschnittstellenmodul eingegebene
Fahrzeugtypinformation.
9. Ladesystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
die gespeicherten Ladekurvencharakteristika zeitabhängig sind, und
das Ladekurvenbestimmungsmodul (114, 214) eingerichtet ist zum Bestimmen der Ladekurve zumindest basierend auf einem Ladevorgangsstartzeitpunkt.
10. Ladesystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
die gespeicherten Ladekurvencharakteristika abhängig sind von einem während des Ladevorgangs verwendeten Ladeequipment, und das Ladekurvenbestimmungsmodul (114, 214) eingerichtet ist zum Bestimmen der Ladekurve zumindest basierend auf dem während des Ladevorgangs verwendeten Ladeequipment.
11. Ladesystem (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Ladesystem (200) ein Kurvenanpassungsmodul (236) umfasst, eingerichtet zum Anpassen einer bestimmten Ladekurve basierend auf mindestens einer Echtzeitinformation,
wobei die mindestens eine Echtzeitinformation ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend:
Stromnetzparameter,
meteorologischer Parameter,
Zustandsinformation des angeschlossenen Elektrofahrzeugs (110), Zustandsinformation der ersten Ladestation (104, 106, 206).
12. Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems (100, 200), insbesondere eines Ladesystems (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ladesystem eine Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206) und mindestens ein Speichermodul (116, 216) umfasst, in dem zumindest
ladestationspositionsabhängige Ladekurvencharakteristika gespeichert sind, das Verfahren umfassend:
Bestimmen einer Ladekurve zum Laden eines an einer ersten Ladestation (104, 106, 206) der Mehrzahl von Ladestationen (104, 106, 206) angeschlossenes Elektrofahrzeugs (110), zumindest basierend auf einer Positionsinformation der ersten Ladestation (104, 106, 206) und den gespeicherten
Ladekurvencharakteristika.
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