EP4084991A1 - Dynamisch veränderliches energieverteilsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energieverteilersystem (1), vorzugsweise sich anhand der angeschlossenen Energiespeicher dynamisch anpassbares Energieverteilersystem, umfassend eine Vielzahl n von Schnittstellen (Sn), die ausgebildet sind, um jeweils daran für eine bestimmte Zeitspanne eine entsprechende Anzahl i mit i ≤ n an Elektrofahrzeugen (Fi) zum Energieaustausch ankoppeln zu können, wobei die jeweils angekoppelten und elektrisch verbundenen Elektrofahrzeuge (Fi) hierzu temporär über eine fahrzeugseitige und/oder systemseitige Steuerung (Si) und/oder Benutzerschnittstelle (Bi) wahlweise als Stromanbieter (A) oder Stromabnehmer (E) im Energieverteilersystem (1) eingebunden werden und über eine Steuerung (2) einen Energieaustausch mit einem oder mehreren der anderen an einer Schnittstelle (Sn) angeschlossenen Elektrofahrzeuge (Fi) über eine leitungsgebundene oder leitungslose Übertragungstopologie ermöglichen.

Description

Dynamisch veränderliches Energieverteilsystem

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Energieverteilersystem zum insbesondere gleichzeiti gen elektrischen Laden- und Entladen einer Vielzahl von Energiespeichersys temen in Fahrzeugen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein sich dynamisch veränderndes Energieverteilersystem bestehend aus einer Anzahl von Elektro fahrzeugen, die temporär als Stromanbieter oder Stromabnehmer im Energieverteilerystem vorhanden sind und einen Energieaustausch mit einem oder mehreren anderen Elektrofahrzeugen über eine leitungsgebundene oder leitungslose Übertragungstopologie ermöglichen. In vielen Elektrofahrzeugen einschließlich Einsteck-Elektrohybridfahrzeugen wird eine Fahrzeugbatterie in der Regel von einer Systemstromquelle wie z.B. einem öffentlichen oder privaten Systemzugang geladen, der Elektrizität und demnach elektrisch speicherbare Energie von einem elektrischen System emp fängt. Zum Laden wird ein Ladekabel verwendet, um die Systemstromquelle mit der Fahrzeugbatterie zu verbinden. Nach dem Herstellen der elektrischen Ver bindung beginnt das Fahrzeugladesystem mit dem Laden der Fahrzeugbatterie, bis die Batterie bis zu einem bestimmten gewünschter Ladezustand geladen ist. Um zum Beispiel Kosten zu reduzieren, kann ein Benutzer mit dem Ankoppeln eines Fahrzeuges solange warten, bis die Systemtarife auf einem gewünschten Niveau sind, wie z. B. zu einem Nachtstromtarif während der Nachtzeit. Bei ei ner solchen Ladetopologie ist allerdings immer erforderlich, dass eine Kombina tion eines Systemanschlusses mit ausreichend hoher Systemkapazität für das Fahrzeug zur Verfügung steht.

Im Stand der Technik gibt es aber derzeit keine brauchbaren und effizienten Lösungen, wie ohne einen Anschluss an einer fest installierten d. h. immobilen Netz-Anbindung mit ausreichendem Ladespannungspegel eine Fahrzeugbatte rie aufgeladen werden kann. Dieses Problem besteht ferner in Parkhäusern, in den z. B. dennoch Ladesäulen vorhanden sind, aber zu viele Fahrzeuge gleich zeitig einen Ladevorgang benötigen, während andere Fahrzeuge elektrisch ge speicherte Energie zur Verfügung haben, diese aber für andere Nutzer nicht zur Verfügung steht.

So sind auch weitere Probleme im Stand der Technik bisher ungelöst, wie z. B. die Problematik, dass man aus einem ggf. vorhandenen Energiespeicher mit den herkömmlichen den Fahrzeugen beigefügten Ladekabeln, die an einer Wall-Box oder Ladesäule angeschlossen werden sollen, keine Energie in eine vorhandene Bord-Batterie eines anderen Fahrzeugs übertragen kann, da die technischen Voraussetzungen dazu fehlen. Bereits das Lademanagement wür de einen Ladevorgang nicht zulassen. Problematisch ist auch der Fall, wenn z. B. 10 Ladesäulen zur Verfügung stehen, aber 20 Fahrzeuge einen Ladevor gang benötigen, und gleichzeitig 40 Fahrzeuge überschüssige elektrische Energie bereitstellen könnten, dass die Anzahl der vorhandenen Ladesäulen immer der limitierende Faktor darstellen.

Ebenfalls von Nachteil ist der Umstand, dass man als Besitzer oder Nutzer ei nes E-Fahrzeugs darauf angewiesen ist, die gerade zum Zeitpunkt des Lade vorgangs angebotenen Stromtarife an der Ladesäule zahlen zu müssen, wenn ein Ladevorgang erforderlich ist, während daneben ein E-Fahrzeug zu wesent lich günstigeren Tarifen Strom zur Verfügung stellen könnte.

Insbesondere in Parkhäusern, Tiefgaragen oder an Orten, an denen Fahrzeuge über einen für einen Ladevorgang vergleichsweise geeigneten Zeitraum abge stellt sind, wäre es wünschenswert, wenn vorbesagte Nachteile im Stand der Technik gelöst wären und ein Fahrzeugnutzer eines E-Fahrzeugs sowohl als temporärer Stromanbieter, als auch als temporärer Stromabnehmer auftreten könnte.

Betrachtet man nun die Vielzahl von verfügbaren Elektrofahrzeugen, die ge genseitig elektrische Energie austauschen könnten, so fehlt es an einer techni schen Einrichtung, wie elektrische Energie abhängig von den unterschiedlichen Ladekonstellationen zwischen mobilen Energiespeichern in Fahrzeugen über tragen werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorgenannte Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und ein sich dynamisch anpassbares Ener gieverteilersystem vorzuschlagen, mit der elektrische Energie zwischen zwei und mehreren mobilen Energiespeichersystemen in Fahrzeugen auf Angebots und Abrechnungsbasis übertragen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird hierzu ein sich dynamisch veränderndes bzw. anpassba res Energieverteilersystem vorgeschlagen, welches eine Vielzahl von Schnitt stellen aufweist, um daran für eine bestimmte vorbestimmte Zeitspanne eine Anzahl kleiner oder entsprechend der Anzahl der Schnittstellen an Elektrofahr- zeugen zum Energieaustausch jeweils anzukoppeln, wobei die Elektrofahrzeu ge hierzu temporär über eine fahrzeugseitige und/oder systemseitige Steuerung als Stromanbieter oder Stromabnehmer im Energieverteilersystem eingebunden werden und über die Steuerung einen Energieaustausch mit einem oder mehre ren der anderen Elektrofahrzeuge über eine leitungsgebundene oder leitungslo se Übertragungstopologie erlauben bzw. ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Energieübertragung elektri scher Energie von einem zu einem anderen Fahrzeug bzw. dessen Energie speicher nur über die Freigabe einer Steuerung erfolgt, wozu die Steuerung so ausgebildet ist, dass diese anhand einer vorausgewählten Konfiguration we nigstens eines oder mehrerer Betriebsparameter, vorzugsweise eine Freigabe und Aktivierung eines Lade-Entlade-Vorgangs zwischen einem ersten an einer ersten Schnittstelle angeschlossenem und einem zweiten Fahrzeug an einer zweiten Schnittstelle angeschlossenem Elektrofahrzeug ermöglicht.

Erfindungsgemäß besitzt das Energieverteilersystem dabei folgende Topologie. Ein Energieübertragungsnetz aus elektrischen Leitungen, eine Anzahl an Schnittstellen zum leitungslosen oder leitungsgebundenen Ankoppeln bzw. Verbinden von mobilen Energiespeichern an das Energieübertragungsnetz, ei ner Zentralsteuerung zum Steuern und Überwachen von Betriebsparametern der Lade-Entlade-Vorgänge im Energieübertragungsnetz (wie z. B. der maximal zulässigen Stromstäre, der Leitungstemperatur, etc.), einem Kommunikations netzwerk, welches eine Kommunikation mit für jedes Elektrofahrzeug vorgese hener Sende- und Empfangseinrichtung, jeweils eine über eine Eingabevorrich tung verfügbare Benutzerschnittstelle, die es einem Fahrzeugbesitzer ermög licht Lade-Entlade-Parameter zu hinterlegen, auf die ein anderer Fahrzeugbe sitzer zugreifen kann.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Kommunikation und Bereitstellung von Fahrzeugdaten und Lade- Entlade-Parameter auch möglich ist, wenn die Fahrzeuge nicht an dem Ener gieverteilersystem angekoppelt sind. Hierzu ist mit Vorteil vorgesehen, dass jedes Elektrofahrzeug mit einer eigenen Steuerung ausgestattet ist, die neben dem Management des Lade- bzw. Entladevorgangs auch Ist-Systemparameter dynamisch speichert und im Kommunikationsnetzwerk dynamisch abrufbar für andere Fahrzeugbesitzer bzw. Teilnehmer aktuelle bereit stellt. So kann auch ergänzend der angefahrene Ort, an dem sich das Energieverteilersystem (wie z. B. ein Parkhaus) befindet, mit hinterlegt werden oder vom Navigationsgerät automatisiert ausgelesen werden und anhand statistischer Fahrzeugver brauchsdaten ausgewertet werden, welche Restladung bei Erreichen des Ortes des Energieverteilersystems noch für andere Fahrzeuge bereit steht bzw. wel che Ladung benötigt wird um eine vorgegebene noch zu bewältigende Strecke danach zurück legen zu können.

Darauf basierend wertet der Zentralrechner alle Teilnehmer aus, die sich ent weder auf dem Weg zu dem betroffenen Energieverteilersystem oder bereits dort befindet und die einen aktiven Status besitzen. Ein aktiver Status im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein vom Energieverteilersystem erkennbarer Sta tus für eine Bereitschaft zum Laden oder Entladen an einem bestimmten Standort des Energieverteilersystems.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass mehrere räumlich in einem definierten Umkreis liegenden erfindungsge mäßen Energieverteilersysteme mit ausgewertet werden und dem Fahrzeug nutzer ein oder mehrere Alternativen zum Laden und/oder Entladen angeboten werden.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ferner für jedes Elektrofahrzeug eine Eingabevorrichtung und eine Benut zerschnittstelle vorgesehen ist, die es einem Fahrzeugbesitzer oder Teilnehmer ermöglicht, Lade-Entlade-Parameterfür andere Teilnehmer oder Fahrzeugbe sitzer im System zu hinterlegen, auf die ein anderer Fahrzeugbesitzer oder dessen Steuerung zugreifen kann. Der individuelle Zugang kann dabei über bekannte passwortgeschützte und ggf. verschlüsselte Verfahren gesichert wer den.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass im Kommunikationsnetzwerk für jeden Teil- nehmer wenigstens einer oder alle der folgenden Lade-Entlade-Parameter hinterlegbar sind: ein minimaler Strompreis als Stromanbieter, ein maximaler Strompreis als Stromabnehmer, eine maximal entnehmbare elektrische Leis tung und/oder eine minimale Restladung des Energiespeichers des Fahrzeug besitzers bzw. Teilnehmers. Denkbar ist selbstverständlich noch eine Vielzahl anderer Parameter, die wahlweise als obligatorische oder nur fakultative Merk male hinterlegbar sind. So kann zum Beispiel die verfügbare Ladezeit (d. h. die beabsichtigte Parkdauer) oder aber die Möglichkeit einer vorzeitigen Unterbre chung des Ladevorgangs als obligatorische Option hinterlegt werden. Möchte ein anderer Systemteilnehmer bzw. als Stromanbiter im System auftretender Fahrzeugbesitzer den Lade-Entlade-Vorgang nicht unterbrechen, da er eine ganz bestimmte Menge an Strom anbieten möchte, so würde es nicht zu einem „Matchen“ dieser Teilnehmer im System kommen, selbst wenn alle anderen Parameter passen würden.

Es ist daher weiter mit Vorteil vorgesehen, dass die Zentralsteuerung so aus gebildet ist, dass jedem im Kommunikationsnetz aktiven Teilnehmer die Lade- Entlade-Parameter anderer Teilnehmer über eine Anzeigevorrichtung angezeigt werden und insbesondere bei zueinander korrespondierenden Lade-Entlade- Parameter, diejenigen Teilnehmer als „Match“ in einem auswählbaren Ranking angezeigt werden, welche zu einem, mehreren oder allen gewünschten obliga torischen Lade-Entlade-Parameter eines anderen Teilnehmers passen.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ferner jeweils zwei Teilnehmer, die einen „Match“- Status zueinander be sitzen, die zum Energieaustausch im System verfügbaren Schnittstellen anzei- gen, so dass sich die betroffenen Teilnehmer mit ihren Fahrzeugen an den Schnittstellen ankoppeln und dem jeweils anderen Teilnehmer die korrespon dierende Schnittstelle angezeigt wird, an dem sich der weitere Teilnehmer zum Energieaustausch angekoppelt hat.

Es ist weiter mit Vorteil vorgesehen, dass nach dem Ankoppeln der am Ener gieaustausch beteiligten Fahrzeuge an dem Energieverteilersystem die Zentral steuerung die Lade-Entlade-Bereitschaft der zur Energieübertragung gekoppel- ten beiden Teilnehmer über das Kommunikationsnetz abfragt und nach Erhalt der Freigabe den Lade-Entlade-Prozess steuert bis eine vorbestimmte Ab schaltbedingung erfüllt ist. Eine solche Abschaltbedingung kann zum Beispiel das Erreichen eines der im System hinterlegten Lade-Entlade-Parameter eines der beiden am Lade-Entlade-Prozess beteiligten Fahrzeugen (Fi) sein.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn die Ist-Parameter eines jeden Teilnehmers dynamisch mit dem Lade-Entlade-Prozess automatisch über eine Datenkom munikation zwischen der Zentralsteuerung und den Fahrzeugsteuerungen der jenigen an dem Energieverteilersystem angekoppelten Fahrzeugen aktualisiert werden. Somit ist es gewährleistet, dass E-Fahrzeuge, die beim Einfahren in das Parkhaus zur Nutzung des Energieverteilersystem eine bestimmten Lade status hatten, nicht fälschlicherweise einem anderen Teilnehmer als passender Lade-Entladepartner angeboten werden, obschon sich der Zustand in der Zwi schenzeit geändert hat.

Das Energieverteilersystem ist dabei so ausgebildet, um elektrische Energie zwischen zwei mobilen Energiespeichersystemen (z. B. Fahrzeugbatterien zum Antrieb von E-Motoren) in Fahrzeugen zu übertragen, umfassend eine elektri sche Verbindungsleitung, an dessen Enden je ein elektrischer Fahrzeugverbin der angebracht ist, um eine elektrische Verbindung mit einer jeweiligen Lade buchse an einem der jeweiligen Fahrzeuge herzustellen oder eine kapazitive und/oder induktive Ladeschnittstelle, sowie eine fahrzeugspezifische Steue rungseinrichtung, die ausgebildet ist, einen elektrischen Energieübertragungs vorgang mit einem anderen Energiespeichersystem eines anderen Fahrzeugs zu steuern. Erfindungsgemäß ist die Energieverteilersystem ferner mit einem Energieerfassungsmodul ausgebildet, welches die zwischen den Energiespei chersystemen übertragene elektrische Energie DE sowie dessen Übertragungs richtung erfasst und daraus Daten generiert, um diese an einer integrierten oder externen Anzeigeeinrichtung darstellen zu können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Energieverteilersystem zwischen je zwei Schnittstellen zum Ankoppeln von Fahrzeugen bzw. deren Energiespei cher als eine bi-direktionale Energieübertragungseinrichtung ausgebildet, die somit unabhängig von der Frage, welcher Fahrzeugverbinder an welchem Fahrzeug eingesteckt ist, wahlweise elektrische Energie von dem einen zu dem anderen Fahrzeug oder umgekehrt übertragen kann. Somit kommt es für die Übertragung nicht darauf an, ob sich jemand an einer ganz bestimmten Schnitt stelle angekoppelt hat.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit der Energieverteilersystem auch elektrische Energie von Fahrzeugen mit einem niedrigeren Ladeniveau an Fahrzeuge mit einem höheren Ladeni veau übertragen werden können. Hierzu weist die Steuerung mit Vorteil wenigs tens einen elektronischen Spannungswandler bzw. einen DC/DC-Wandler auf, um das jeweilige Spannungsniveau auf der Eingangsseite bzw. an der Abnah meseite geeignet anzuheben oder abzusenken. Weiter Vorteilhaft ist das Vor sehen eines Gleichspannungszwischenkreises zum Puffern der elektrischen Energie über einen Zwischenkreiskondensator. Ergänzend kann nach dem Gleichspannungszwischenkreis ein weiterer Spannungswandler vorgesehen sein, wobei jeweils der eingangsseitig angeordnete Spannungswandler primär zur Spannungswandlung vorgesehen ist.

Weiter vorteilhaft wird ein Erfassungsmodul, vorzugsweise in der Zentralsteue rung und/oder ergänzend in der fahrzeugseitigen Steuerungseinrichtung inte griert, vorgesehen, welches ausgebildet ist, um elektrische und/oder physikali sche Eigenschaften der angeschlossenen Energiespeichersysteme zu erfassen und davon abhängig den Energieübertragungsvorgang zwischen den Energie speichersystemen zu steuern. Mittels eines Komparators kann ferner ein Ab gleich der im System über das Kommunikationsnetzwerk hinterlegte Daten und den vom Erfassungsmodul erfassten Daten erfolgen und beim Überschreiten einer zulässigen Abweichung an die Teilnehmer übermittelt werden, dass das „Matchen“ doch nicht passt. Das Kommunikationsnetzwerk kann eine oder mehrere Kommunikationsleitungen oder durch eine Power Line Communication mit den angeschlossenen Einheiten realisiert sein.

Um die Energieübertragung und den Lade- bzw. Entladevorgang optimiert zu steuern, gehören zu den erfassbaren elektrischen und/oder physikalischen Ei- genschaften der angeschlossenen Energiespeichersystemen, die vom Erfas sungsmodul erfasst werden, mindestens das Spannungsniveau und/oder das Ladeniveau und/oder die zur Verfügung stehende elektrische Energie im jewei ligen Energiespeicher.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ferner ein Stromerfassungsmodul, vorzugsweise ein Stromzähler vorge sehen ist, um den von einem Energiespeichersystem auf das jeweils andere Energiespeichersystem fließenden bzw. übertragenen Strom bzw. die übertra gene elektrische Leistung in kW quantitativ zu erfassen.

Weiter vorteilhaft ist eine Benutzerschnittstelle, um technische Parameter für die Übertragung einzugeben, wie z. B. die maximal zu übertragende Leistung in kW.

Weiter ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, welche aus der zwischen den Energiespeichersystemen übertragenen elekt rische Energie DE einen Wert, insbesondere einen wirtschaftlich messbaren Wert z. B. in einer auswählbaren Währung ermittelt, um diese an einer integrier ten oder externen Anzeigeeinrichtung darstellen zu können. Auf diese Weise können nach dem Übertragungsvorgang von einer bestimmten elektrischen Leistung in kW den Benutzern angezeigt werden, welcher Wert sich dahinter verbirgt (z. B. 10 kW übertragen für 2 EUR).

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung eines Fahrzeugs einen Prozessor umfasst, der ein Ladeschema auf der Basis der erfassten elektrischen und/oder physikali schen Eigenschaften der angeschlossenen Energiespeichersystemen bestimmt und die Energieübertragung gemäß dieses Ladeschemas nach einer Freigabe durch den Benutzer durchführt. Optional kann ergänzend auf Basis der von ei nem Benutzer über die Benutzerschnittstelle eingegebenen oder hinterlegten Parameter für die Steuerung das Ladeschema vom Prozessor entsprechend bestimmt oder von einem Benutzer ausgewählt werden. So können z. B. optimierte Schnellladeprofile oder die Batterie schonende La deprofile hinterlegt sein.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft neben der Energievertei lersystem auch das Verfahren zum Übertragen elektrischer Energie von einem ersten mobilen Energiespeichersystem in einem ersten elektrisch betriebenen Fahrzeug zu einem zweiten mobilen Energiespeichersystem in einem zweiten elektrisch betriebenen Fahrzeug mittels einem wie zuvor beschriebenen Ener gieverteilersystem mit den folgenden Schritten: a. Kommunizieren und Auswahl von wenigstens zwei E-Fahrzeugen deren jeweilige im System hinterlegten Lade-Entlade-Parametern zueinander korrespondieren; b. Anzeigen freier Schnittstellen zur Durchführung des Lade-Entlade- Vorgangs an einer Anzeigevorrichtung der Besitzer oder Nutzer der E- Fahrzeuge; c. Ankoppeln der betroffenen E-Fahrzeuge mit je einer Ladebuchse an je einer der angezeigten Schnittstellen des Energieverteilersystem; d. Analyse mittels eines Erfassungsmoduls, ob die Ist-Parameter der beiden Fahrzeuge im angekoppelten Zustand den im System hinterlegten Lade- Entlade-Parametern entsprechen; e. Bei Entsprechung innerhalb zulässiger Grenzen in Schritt d) Starten einer Übertragung von elektrischer Energie mittels der Steuerungseinrichtung; f. Erfassen der zwischen den Energiespeichersystemen übertragenen elekt rischen Energie DE; g. Generieren von Daten als Äquivalent zur übertragenen elektrischen Ener gie DE, um diese an der integrierten oder externen Anzeigeeinrichtung darzustellen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher darge stellt. Es zeigten:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Ausführungsbei spiels eines Energieverteilersystems und

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figur 1 anhand eines ledig lich beispielhaften Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Energieverteilersystems 1 ge zeigt, umfassend eine Anzahl von n = 14 Schnittstellen Sn, die ausgebildet sind, um jeweils daran für eine bestimmte Zeitspanne eine entsprechende An zahl i < 14 Elektrofahrzeugen Ei zum Energieaustausch ankoppeln zu können. Gezeigt sind 5 beispielhafte Fahrzeuge Fi aufweisend die Energiespeicher ESi bzw. für das E-Fahrzeug F1 den elektrischen Energiespeicher ES1, das E- Fahrzeug 2 den elektrischen Energiespeicher ES2 u.s.w.

Es sind die Fahrzeuge F1 und F2 sowie die beiden Fahrzeuge F3 und F4 je weils zum Energieaustausch angekoppelt und elektrisch verbunden. Die Fahr zeuge F1 und F4 stellen Stromanbieter dar, während die Elektrofahrzeuge F2 und F3 temporär als Stromabnehmer fungieren. Flierzu wird temporär über eine fahrzeugseitige Steuerung (Si) und Benutzerschnittstelle (Bi) wahlweise die Funktion als Stromanbieter A oder Stromabnehmer E eingestellt. Dies kann be reits über das später noch erläuterte Kommunikationsnetz in einem nicht angekoppleten Zustand erfolgen oder wie bei dem fünften Fahrzeug im ange koppelten Zustand, ohne ein korrespondierendes Fahrzeug zum Laden.

Im Energieverteilersystem 1 können die eingebundenen Fahrzeuge Fi über die gezeigte Steuerung 2 einen Energieaustausch mit einem oder mehreren der anderen an einer Schnittstelle Sn angeschlossenen Elektrofahrzeuge Fi in die sem Ausführungsbeispiel über eine leitungsgebundene Übertragungstopologie 10 ermöglichen. Somit bedarf es eines gemeinsamen Steuerungskonzeptes der übergeordneten Steuerung 2 mit den jeweils temporär angeschlossenen fahr- zeugseitigen Steuerungen Si.

Die konkrete Energieübertragung elektrischer Energie von einem zu einem an deren Fahrzeug Fi bzw. dessen Energiespeicher ESi erfolgt mittels einer Frei gabe der übergeordneten Steuerung 2, welche die Verbindung der korrekten Schnittstellen Sn und der Schaltung der Übertragungswege (Leitungen bzw. intelligenter Bus-Bar) vornimmt und ggf. eine Stromerfassung und Auswertung durchführt, wozu die Steuerung so ausgebildet ist, dass diese anhand einer vo rausgewählten Konfiguration der Betriebsparameter Pi (die hier beispielhaft nur für das Fahrzeug F2 dargestellt sind, aber bei allen Teilnehmern vor handen sind) eine Freigabe und Aktivierung eines Lade-Entlade-Vorgangs zwischen den korrespondierenden an den Schnittstellen angeschlossenem Elektrofahrzeugen aktiviert.

Die fahrzeugseitigen Steuerungen Si koordinieren dann mit der übergeordneten Steuerung den Energieaustausch anhand der Systemparameter der Übertra gungstopologie und den Systemparametern der Fahrzeugenergiesysteme. So kann die übergeordnete Steuerung den Ladestrom z. B. auf einen systemspezi fischen Wert begrenzen, obwohl die beiden fahrzeugseitigen Steuerungen Si einen höheren Ladestrom bzw. Entladestrom technisch zulassen würden. Dies kann z. B. dem Schutz der Leitungen des vorhandenen Energieverteilersystems dienen.

Ferner ist in der Figur 1 ein Kommunikationsnetzwerk 6 vorgesen, welches eine Kommunikation mit einer für jedes Elektrofahrzeug Fi vorhandener Sende- und Empfangseinrichtung 7 ermöglicht, vorzugsweise mittels eines standardisierten Übertragungsprotokolls.

Jedes der in Fig. 1 gezeigten Elektrofahrzeug Fi verfügt über eine Eingabevor richtung 8 und eine Benutzerschnittstelle 9, die es einem Fahrzeugbesitzer oder Teilnehmer im System ermöglichen Lade-Entlade-Parameter für andere Teil nehmer oder Fahrzeugbesitzer zu hinterlegen, auf die ein anderer Fahrzeugbe sitzer oder dessen Steuerung zugreifen kann. Dabei gibt es unveränderliche d.h. feste Parameter, wie die maximale Ladekapazität eines Energiespeichers und dynamisch veränderliche Parameter, wie der aktuelle Ladestatus z. B.

60%.

Im Kommunikationsnetzwerk sind demnach für jeden Teilnehmer diverse Lade- Entlade-Parameter hinterlegbar, wie z. B. ein minimaler Strompreis als Strom anbieter A, ein maximaler Strompreis als Stromabnehmer E, eine maximal entnehmbare elektrische Leistung und eine minimale Restladung des Energie speichers des Fahrzeugbesitzers der als Stromanbieter auftritt.

Mittels eines Erfassungsmoduls werden jedoch von der Zentralsteuerung 2 ausgehend die Ist-Parameter eines jeden Teilnehmers über deren fahrzeugsei tige Steuerung Si erfasst und zwar vor Beginn des Energieaustauschs und dy namisch während dem Lade-Entlade-Prozess. Ermittelt die Zentralsteuerung 2 vor dem Energieaustausch eine Abweichung der erfassbaren Ist-Parameter von den eingebenden Parametern, so würde eine Freigabe zur Energieübertragung nicht erfolgen. Andernfalls kann die Zentralsteuerung 2 die Freigabe an die fahrzeugseitigen Steuerungen Si erteilen und die betroffenen Fahrzeugbesitzer bzw. Teilnehmer können den Prozess starten. Denkbar ist es, dass der Prozess auch automatisch startet, wenn die System-Freigabe durch den Zentralrechner erfolgt ist.

Die Zentralsteuerung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass alle im Kommunikationsnetz aktiven Teilnehmer die Lade-Entlade-Parameter der anderen Teilnehmer über eine Anzeigevorrichtung angezeigt werden, so fern dieser Teilnehmer seine Parameter sichtbar schaltet. Denkbar ist es auch, die Parameter als „nicht zugänglich“ für Dritte zu sperren, so dass nur noch der Zentralrechner und derjenige Partner die Parameter des jeweiligen korrespon dierenden Energieaustauschpartners sehen können. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bereits ein Ladevorgang gestartet wurde und dieses Fahr zeug somit für andere temporär nicht mehr zur Verfügung steht.

Teilnehmer, die erst einen passendes Fahrzeug für einen Lade- oder Entladevorgang suchen, möchten nur verfügbare Teilnehmer sehen, insbeson dere solche mit zueinander korrespondierenden Lade-Entlade-Parameter, somit diejenigen Teilnehmer, die als „Match“ in einem auswählbaren Ranking ange zeigt werden, welche zu einem, mehreren oder allen gewünschten Lade- Entlade-Parameter passen.

Die Erfassung des übertragenen Stroms und die Bezahlung können mit her kömmlichen Mitteln erfolgen. So kann am Ende des Übertragungsvorgangs die elektrisch übertragene Leistung in KW ermittelt werden und mit dem Strompreis an den Stromabnehmer abgerechnet werden. Hierfür kann die Benutzerschnitt stelle auch einen Anschluss für herkömmliche Bezahlsysteme bereitstellen, die direkt an der Benutzerschnittstelle betrieben werden können. Besonders vor teilhaft ist es, wenn die Benutzerschnittstelle eine Kommunikation über ein Smartphone zulässt, so dass sowohl die Eingabedaten als auch die Systemda ten, über die Anzeige auf dem Smartphone-Display angezeigt und sofern vom Teilnehmer veränderbar auch angepasst werden können.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend an gegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

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Claims

Patentansprüche

1. Energieverteilersystem (1 ), vorzugsweise sich anhand der angeschlos senen Energiespeicher dynamisch anpassbares Energieverteilersystem, umfassend eine Vielzahl n von Schnittstellen (Sn), die ausgebildet sind, um jeweils daran für eine bestimmte Zeitspanne eine entsprechende An zahl i mit i < n an Elektrofahrzeugen (Fi) zum Energieaustausch ankop peln zu können, wobei die jeweils angekoppelten und elektrisch verbun denen Elektrofahrzeuge (Fi) hierzu temporär über eine fahrzeugseitige und/oder systemseitige Steuerung (Si) und/oder Benutzerschnittstelle (Bi) wahlweise als Stromanbieter (A) oder Stromabnehmer (E) im Ener gieverteilersystem (1) eingebunden werden und über eine Steuerung (2) einen Energieaustausch mit einem oder mehreren der anderen an einer Schnittstelle (Sn) angeschlossenen Elektrofahrzeuge (Fi) über eine lei tungsgebundene oder leitungslose Übertragungstopologie ermöglichen.

2. Energieverteilersystem (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragung elektrischer Energie von einem zu einem anderen Fahrzeug (Fi) bzw. dessen Energiespeicher (ESi) nur mittels ei ner Freigabe einer Steuerung erfolgt, wozu die Steuerung so ausgebildet ist, dass diese anhand einer vorausgewählten Konfiguration wenigstens eines oder mehrerer Betriebsparameter (Pi), vorzugsweise eine Freigabe und Aktivierung eines Lade-Entlade-Vorgangs zwischen einem ersten an einer ersten Schnittstelle angeschlossenem und einem zweiten Elektro fahrzeug (Fi) an einer zweiten Schnittstelle angeschlossenem Elektro fahrzeug (Fi) ermöglicht.

3. Energieverteilersystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Energieverteilersystem folgendes aufweist: ein Ener gieübertragungsnetz (3) aus elektrischen Leitungen, eine Anzahl an Schnittstellen (Si) zum leitungslosen oder leitungsgebundenen Ankop peln bzw. Verbinden von mobilen Energiespeichern (ESi) an das Ener gieübertragungsnetz (3), einer Zentralsteuerung (5) zum Steuern und Überwachen von Betriebsparametern (Pi) der Lade-Entlade-Vorgänge im Energieübertragungsnetz, einem Kommunikationsnetzwerk (6), welches eine Kommunikation mit für jedes Elektrofahrzeug (Fi) vorgesehener Sende- und Empfangseinrichtung (7) ermöglicht.

4. Energieverteilersystem (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass ferner für jedes Elektrofahrzeug eine Eingabevorrichtung (8) und eine Benutzerschnittstelle (9) vorgesehen ist, die es einem Fahrzeugbesitzer ermöglicht Lade-Entlade-Parameter für andere Teilnehmer oder Fahrzeugbesitzer zu hinterlegen, auf die ein an derer Fahrzeugbesitzer oder dessen Steuerung zugreifen kann.

5. Energieverteilersystem (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kommunikationsnetzwerk für jeden Teilnehmer wenigstens einer oder alle der folgenden Lade- Entlade-Parameter hinterlegbar sind: ein minimaler Strompreis als Stromanbieter (A), ein maximaler Strompreis als Stromabnehmer (E), ei ne maximal entnehmbare elektrische Leistung und/oder eine minimale Restladung des Energiespeichers des Fahrzeugbesitzers bzw. Teilneh mers.

6. Energieverteilersystem (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralsteuerung so ausgebildet ist, dass jedem im Kommunikationsnetz aktiven Teilnehmer die Lade- Entlade-Parameter anderer Teilnehmer über eine Anzeigevorrichtung angezeigt werden und insbesondere bei zueinander korrespondierenden Lade-Entlade-Parameter, diejenigen Teilnehmer als „Match“ in einem auswählbaren Ranking angezeigt werden, welche zu einem, mehreren oder allen gewünschten Lade-Entlade-Parameter eines anderen Teil nehmers passen.

7. Energieverteilersystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, da durch gekennzeichnet, dass ferner jeweils zwei Teilnehmer, die einen „Match“-Status besitzen die zum Energieaustausch verfügbaren Schnitt- stellen anzeigen, so dass sich die betroffenen Teilnehmer mit ihren Fahrzeugen an den Schnittstellen ankoppeln und dem jeweils anderen Teilnehmer die Schnittstelle angezeigt wird, an dem sich der weitere Teilnehmer zum Energieaustausch angekoppelt hat.

8. Energieverteilersystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, da durch gekennzeichnet, dass nach dem Ankoppeln der Fahrzeuge an dem Energieverteilersystem (1) die Zentralsteuerung die Lade-Entlade- Bereitschaft der zur Energieübertragung gekoppelten beiden Teilnehmer über das Kommunikationsnetz abfragt und nach Erhalt der Freigabe den Lade-Entlade-Prozess steuert bis eine Abschaltbedingung erfüllt ist.

9. Energieverteilersystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine Abschaltbedingung das Erreichen ei nes der im System hinterlegten Lade-Entlade-Parameter eines der bei den am Lade-Entlade-Prozess beteiligten Fahrzeugen (Fi) ist.

10. Energieverteilersystem (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Ist-Parameter eines jeden Teilnehmers dynamisch mit dem Lade-Entlade-Prozess automatisch über eine Daten kommunikation zwischen der Zentralsteuerung und den Fahrzeugsteue rungen der an dem Energieverteilersystem (1) angekoppelten Fahrzeu gen (Fi) aktualisiert werden.