EP4164916A1 - Ladestation für ein elektrofahrzeug, zentraleinheit und ladestationssystem - Google Patents

Ladestation für ein elektrofahrzeug, zentraleinheit und ladestationssystem

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EP4164916A1
EP4164916A1 EP21729283.8A EP21729283A EP4164916A1 EP 4164916 A1 EP4164916 A1 EP 4164916A1 EP 21729283 A EP21729283 A EP 21729283A EP 4164916 A1 EP4164916 A1 EP 4164916A1
Authority
EP
European Patent Office
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charging station
esim
wide area
area network
quality
Prior art date
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Pending
Application number
EP21729283.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Kledewski
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CCT Abwicklungs GmbH
Original Assignee
Compleo Charging Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Compleo Charging Technologies GmbH filed Critical Compleo Charging Technologies GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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

  • Charging station for an electric vehicle central unit and charging station system
  • the present disclosure relates to a charging station for an electric vehicle with a wide area network communication module which enables communication over several wide area networks, a central unit for communication with the charging station and a charging station system.
  • BACKGROUND Charging stations for electric vehicles comprise a cellular radio module with which the charging station can communicate with a central unit via a cellular radio network.
  • the document DE 10 2015 113 799 A1 describes a charging station for electric vehicles with an interface device for receiving a Subscriber Identity Module (SIM) for authorization in a cellular network, via which the charging station communicates with a control center.
  • SIM Subscriber Identity Module
  • the communication between the charging station and the control center via the cellular network is used to start a charging process and for credit card or EC card accounting.
  • the document EP 3 564 064 A1 describes a charging station system for providing electrical energy for an electrically operated vehicle of a user in an intelligent power network, which has a plurality of energy connections, each energy connection being assigned to a different energy provider.
  • the charging station system comprises a charging station with a built-in subscriber identity module (eSIM).
  • eSIM subscriber identity module
  • the present disclosure is based on the object of providing a charging station for an electric vehicle, a central unit and a charging station system which enable the charging station to be used even if a wide area network fails.
  • a charging station for an electric vehicle which has a charging connection which is set up to supply an electric vehicle with electrical energy and a first wide area network communication module with a built-in subscriber identity module, eSIM, which is set up for wireless communication Provide over wide area networks, comprises, wherein the eSIM stores a large number of eSIM profiles of different network operators.
  • the charging station can be any type of charging device that enables an electric vehicle to be charged with electrical energy.
  • the charging station can be a capacitive charging station, an inductive charging station or a so-called "smart pole".
  • the electric vehicle can be connected to the charging station for charging the electric vehicle with electrical energy via the charging connection, for example a connection for a charging cable.
  • the first wide area network communication module can be any type of communication module that provides communication in a wide area network with the aid of a communication interface.
  • the first wide area network communication module is a 2.5G, 3G, 4G or 5G cellular module.
  • the eSIM is a permanently installed chip in which at least one eSIM profile is stored for at least one network operator.
  • eSIM profiles are stored in the eSIM.
  • the eSIM profiles were created by respective network operators on the eSIM load. For example, an eSIM profile for the network operator “Telekom” and an eSIM profile for the network operator “Vodafone” are stored in the eSIM.
  • the eSIM profiles can be downloaded to the eSIM in accordance with the eSIM specifications of the Global System for Mobile Communications Association (GSMA). If one of the two wide area networks is disturbed or one of the two wide area networks allows only a low data throughput, the first wide area network communication module can use the other of the two wide area networks for communication, which can reduce downtimes of charging stations.
  • GSMA Global System for Mobile Communications Association
  • the charging station can furthermore have a signal determination unit which is set up to determine a quality and / or a strength of communication signals with which the first wide area network communication module communicates based on the plurality of eSIM profiles, and an activation
  • the activation / deactivation device which is set up to activate one of the stored eSIM profiles based on the determined quality and / or strength of the communication signals.
  • the activation / deactivation device can be set up to deactivate all other stored eSIM profiles.
  • the signal quality indicates how noisy a frequency band is, i.e. how noisy it is. That is, how much interference there is in transmission and reception processes between the first wide area network communication module and a base station.
  • the signal quality of a useful signal on which a noise signal is superimposed can be determined with the aid of a signal-to-noise ratio, i. H. the ratio of the mean power of the useful signal to the mean noise power of the control signal.
  • the signal strength is measured in dBm and indicates how strong a communication signal is. The closer the first wide area network communication module is to a base station (for example an eNodeB), the stronger communication signals the first wide area network communication module receives.
  • the Received Signal Strength Indicator which is an indicator of the received field strength, and / or a cellular standard on which the communication is based (for example 2.5G, 3G, 4G or 5G) can be used as further signal indicators.
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • an available user data rate for example in MB / s
  • a latency time for example a ping value
  • the signal determination unit can briefly each of the stored eSIM profiles individually activate and send respective test messages to determine the quality and / or strength of the respective communication signals.
  • the activation / deactivation device can be a controller that activates one of the stored eSIM profiles as a function of the data from the signal determination unit. It can be provided that upon activation, i. H. a selection, an eSIM profile, all other saved eSIM profiles are automatically deactivated.
  • the activation or deactivation of eSIM profiles can be carried out in accordance with the eSIM specifications of the GSMA. This makes it possible for the first wide area network communication module to always use the currently highest quality wide area network for communication.
  • the activation / deactivation device can delete a stored eSIM profile in the eSIM and / or to download a new eSIM profile and store it in the eSIM.
  • a network operator can download a new eSIM profile into the eSIM.
  • the activation / deactivation device can be set up to receive a command for deleting an eSIM profile in the eSIM and / or downloading an eSIM profile from a network operator into the eSIM from a central unit.
  • the deletion or downloading of eSIM profiles can be carried out in accordance with the eSIM specifications of the GSMA.
  • the signal determination unit can also be set up to determine the quality and / or strength of the communication signals after the charging station has started and / or at regular time intervals. For example, the quality and / or strength of the communication signals can be determined after every restart of the charging station, every morning and / or every hour. This ensures that the first wide area network communication module always uses the currently highest quality wide area network for communication.
  • the charging station can furthermore comprise an authorization device which is configured to authorize a charging process of the electric vehicle, the signal determination unit being configured to respond to an authorization request for a charging process To determine the quality and / or strength of the communication signals, and the activation / deactivation device is set up based on the quality and / or strength of the determined in response to the authorization request Activate communication signals of one of the saved eSIM profiles.
  • the activation / deactivation device can be set up to deactivate all other stored eSIM profiles.
  • the authorization by the authorization device can, for example, place an RFID (radio frequency identification) charging card by a vehicle owner on an RFID reader of the charging station, initiate a charging process with the aid of an app in the mobile device of a vehicle owner or in the electric vehicle, or an exchange a digital certificate between the electric vehicle and the charging station.
  • RFID radio frequency identification
  • the authorization device is designed.
  • the currently highest quality wide area network is determined and used by the first wide area network communication module for communication.
  • the charging station can comprise an update device which is set up to determine whether a firmware update is available for the charging station to be downloaded, wherein the signal determination unit is set up in response to a determination of a firmware update available for downloading the To determine the quality and / or strength of the communication signals, and the activation / deactivation device is set up to activate one of the stored eSIM profiles based on the quality and / or strength of the communication signals determined in response to the available firmware update.
  • the activation / deactivation device can be set up to deactivate all other stored eSIM profiles.
  • the wide area network with the highest data throughput can be selected. Since the currently highest quality wide area network is determined before the updated firmware is downloaded to the charging station, it can be ensured that firmware updates are fully loaded into the charging station and installed there as quickly as possible.
  • the charging station can comprise a billing device that is set up for this purpose is to settle the charging process to a central unit after completion of a charging process, wherein the signal determination unit is set up to determine the quality and / or strength of the communication signals in response to the completion of the charging process and the activation / deactivation device is set up based on the to activate one of the stored eSIM profiles in response to the termination of the charging process, specific quality and / or strength of the communication signals.
  • the activation / deactivation device can be set up to deactivate all other saved eSIM profiles.
  • the first wide area network communication module is set up to send to a central unit the quality and / or strength of communication signals with which the first wide area network communication module communicates based on the plurality of eSIM profiles.
  • the central unit can create a database with geographical data that indicates the locations at which charging stations should be set up with regard to mobile radio coverage.
  • the central unit can pass on data from the database to the network operators in order to give them an indication of where it is useful to expand network coverage.
  • the first wide area network communication module can also be set up to receive a command for activating and / or deactivating stored eSIM profiles from a central unit, and the charging station can comprise a security module which is set up to receive the received command for activating and / or deactivating or deactivation of stored eSIM profiles to check for authenticity and, if the check is successful, to forward the command to the activation / deactivation device.
  • a received command can be checked successfully in this context, for example, if a third party who created and / or sent the received command is authorized to create such a command to activate and / or deactivate saved eSIM profiles and / or to send.
  • the security module can be, for example, a Trusted Platform Module (TPM) that extends the charging station with security functions. This ensures that only an authorized central unit can remotely activate or deactivate eSIM profiles. On the same principle can ensure that only an authorized central unit can remotely delete eSIM profiles in the eSIM or download them to the eSIM.
  • TPM Trusted Platform Module
  • a communication connection can be set up on the basis of another stored eSIM profile.
  • the threshold value can in particular be dependent on the qualities and / or strengths of communication signals determined and stored in the past in different eSIM profiles.
  • the first wide area network communication module can comprise a plurality of eSIMs, which enables simultaneous sending and receiving over more than one wide area network.
  • the first wide area network communication module can comprise a corresponding multiplicity of radio devices with transceivers or antennas, or use a time division multiplex method. This enables, for example, the simultaneous billing of a charging process and downloading of a firmware update.
  • the present disclosure also relates to a central unit for communication with a charging station described above, the central unit comprising a second wide area network communication module which is set up to provide communication via a wide area network with the charging station.
  • the second wide area network communication module is an Ethernet module which enables the central unit to communicate via the Internet and then via a cellular network to the first wide area network communication module of the charging station.
  • the central unit can furthermore comprise a control device which is set up to send a command for activating and / or deactivating stored eSIM profiles with the aid of the second wide area network communication module to the charging station.
  • a control device which is set up to send a command for activating and / or deactivating stored eSIM profiles with the aid of the second wide area network communication module to the charging station.
  • the second wide area network communication module can also be configured to receive a quality and / or strength of communication signals with which the first wide area network communication module communicates based on the plurality of eSIM profiles, and the control device can be configured to do so to generate the command to activate and / or deactivate saved eSIM profiles as a function of the received quality and / or strength of communication signals. This makes it possible for the central unit to select the currently highest quality wide area network for communication between the charging station and the central unit.
  • the control device can also be configured to send a command to delete an eSIM profile and / or download an eSIM profile from a network operator to the charging station. This can be useful for the operational readiness of the charging station and for reducing operating costs if, for example, new network operators and / or new network operator contract options come onto the market.
  • the advantage here is that all changes can be initiated by the central unit.
  • the central unit can be set up to receive qualities and / or strengths of communication signals based on the plurality of eSIMs, to activate or deactivate a stored eSIM profile for each eSIM, and in each eSIM Delete eSIM profiles and / or download eSIM profiles from network operators.
  • Another aspect relates to a charging station system with a charging station described above and a central unit described above.
  • 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a charging station for an electric vehicle in communication connection with a central unit; 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a charging station;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a central unit; and FIG. 4 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a charging station.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a charging station 10 for an electric vehicle 30.
  • the electric vehicle 30 is connected to a charging connection 12 in the charging station 10 via a charging cable 35.
  • the charging station 10 comprises an antenna 13, with the aid of which it can communicate with a first base station 55 via a first mobile radio network 50 and with a second base station 65 via a second mobile radio network 60.
  • 1 also shows a central unit 40, a first network operator 70 and a second network operator 75.
  • the first network operator 70 and the second network operator 75 can in particular be respective eSIM servers of the network operators that manage eSIM profiles and Provide download.
  • the first base station 55 communicates with the central unit 40 via the communication link 57 and the first base station 55 communicates with the first network operator 70 via the communication link 72 second network operator 75.
  • the communication links 57, 67, 71 and 72 are communication links via the Internet.
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a charging station 10.
  • the charging station 10 comprises a charging connection 12, an antenna 13, a first wide area network communication module 14, a signal determination unit 15, an activation / deactivation device 16, an authorization device 17, an update device 18, an accounting device 19, and a security module 21.
  • the first wide area network communication module 14 is a 5G communication module which, in addition to the elements known for a communication module, such as a transceiver (not shown in FIG. 2), has an eSIM 20 in which a first eSIM profile 20a and a second eSIM profile 20b are stored. With the aid of the antenna 13, the first wide area network communication module 14 can communicate via the 5G mobile radio networks 50 and 60.
  • the signal determination unit 15 is set up to determine the quality and strength of communication signals with which the first wide area network communication module 14 communicates via the antenna 13. For this purpose, the signal determination unit 15 sends test messages to the base stations 55 and 65 shown in FIG. 1 or to a server connected to them (in FIG.
  • the eSIM profile 20a enables communication via the cellular network 50 with the first base station 55 and the eSIM profile 20b enables communication via the cellular network 60 with the first base station 65 or 60 communicate with the central unit 40, i. H. when activating the eSIM profile 20a via the cellular network 50 and when activating the eSIM profile 20b via the cellular network 60.
  • the first wide area network communication module 14 communicates with the central unit 40 via the cellular network 50, for example, and communication dropouts result, which is determined by the signal determination unit 15
  • the signal determination unit 15 can determine whether the cellular network 60 has a better signal quality or signal strength than the cellular network 50. If this is the case, the eSIM profile 20a can be deactivated and the eSIM profile 20b activated in the eSIM 20, whereby the first wide area network communication module 14 changes from communication via the cellular network 50 to communication via the cellular network 60.
  • the activation / deactivation device 16 is provided in the charging station 10, which based on the determined quality and / or strength of the communication signals of one of the stored eSIM profiles 20a, 20b activated and all others stored eSIM profiles 20a, 20b to be deactivated, that is, in the exemplary embodiment described above, the eSIM profile 20b is activated and the eSIM profile 20a is deactivated.
  • the activation / deactivation device 16 is also set up to delete stored eSIM profiles in the eSIM 20 and, with the aid of the first wide area network communication module 14, to download new eSIM profiles from the network operators 70 and 75 shown in FIG to save free space in the eSIM 20.
  • All actions of the activation / deactivation device 16 can be controlled by the central unit 40.
  • the central unit 40 can instruct the activation / deactivation device 16 to activate one of the eSIM profiles 20a, 20b stored in the eSIM 20 and to deactivate the other of the stored eSIM profiles 20a, 20b.
  • the central unit 40 can instruct the activation / deactivation device 16 to delete one or more of the stored eSIM profiles 20a, 20b.
  • the central unit can also instruct the activation / deactivation device 16 to download a new eSIM profile from one of the network operators 70, 75 into a free storage space in the eSIM 20. The newly downloaded eSIM profile can then in turn be activated by the activation / deactivation device 16.
  • the central unit 40 takes into account the communication signal quality or communication signal strength data determined by the signal determination unit 15, which are sent to it via the cellular network 50 or 60 from the charging station 10.
  • the charging station 10 includes the security module 21, which receives commands for activating and / or deactivating stored eSIM profiles 20a, 20b and commands for deletion checks of stored eSIM profiles 20a, 20b or downloading new eSIM profiles for authenticity and, after a successful check, forwards the command to the activation / deactivation device 16.
  • the security module 21 can be designed as a trusted platform module.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a central unit 40.
  • the central unit 40 can in particular be the central unit 40 shown in FIG. 1.
  • the central unit 40 comprises a second wide area network communication module 42, a control device 44 and a cellular network quality database 46.
  • the central unit 40 can communicate with the charging station 10 via respective communication networks 50, 57, 60 and 67 or base stations 55 and 65.
  • the control device 44 can control the eSIM profiles 20a, 20b stored in the eSIM2 20 via the second wide area network communication module 42.
  • the control device 44 can send a command to activate and / or deactivate stored eSIM profiles 20a, 20b with the aid of the second wide area network communication module 42 to the charging station 10.
  • the central unit 40 can also determine the quality and / or strength of communication signals with which the
  • Charging station 10 based on the eSIM profiles 20a, 20b communicated, received.
  • the control device 44 can generate a command for activating and / or deactivating stored eSIM profiles 20a, 20b and send it to the activation / deactivation device 16 in the charging station 10. Accordingly, the control device 44 can also send a command to delete an eSIM profile 20a, 20b in the eSIM 20 and / or download an eSIM profile 20a, 20b from a network operator 70, 75 to the eSIM 20 to the charging station 10.
  • certain qualities and / or strengths of communication signals for various network operators 70, 75 can be stored by respective signal determination units 15 for a multiplicity of charging stations 10. This data can be used by operators of charging stations 10 to find installation locations for new charging stations 10. It is also conceivable that an operator of the central unit 40 forwards this data to the network operators 70, 75 so that they can expand their mobile radio network capacities accordingly.
  • the signal determination unit 15 in the charging station 10 determines the quality and / or strength of the communication signals at regular time intervals. The time intervals are set by the control device 44 of the central unit 40 given. In addition, the signal determination unit 15 determines the quality and / or strength of the communication signals after each restart of the charging station 10. For example, the signal determination unit 15 checks after a restart based on an update of the firmware of the charging station 10 whether the signal level of a received communication signal is still above a predetermined threshold value. If this is not the case, it is possible to change the cellular network if another cellular network is of better quality.
  • the authorization device 17, the signal determination unit 15 and the activation / deactivation device 16 work together in the charging station 10.
  • the authorization device 17 authorizes a charging process for the electric vehicle 30.
  • the authorization device 17 is an RFID reader via which a charging process can be authorized with the aid of a suitable RFID charging card.
  • the signal determination unit 15 determines the quality and strength of the communication signals with which the first wide area network communication module 14 communicates. Based on the quality and strength of the communication signals determined in response to the authorization request, the activation / deactivation device 16 activates one of the eSIM profiles 20a, 20b stored in the eSIM 20 and deactivates all further eSIM profiles 20a, 20b stored in the eSIM 20. As a result, the best cellular network is always selected for each charging process.
  • the charging station 10 comprises the update device 18, which determines whether a firmware update is available for the charging station 10 to be downloaded. In response to such a determination, the signal determination unit 15 determines the quality and strength of the communication signals with which the first wide area network communication module 14 communicates. Based on the quality and strength of the communication signals determined in response to the upcoming firmware update, the activation / deactivation device 16 activates one of the eSIM profiles 20a, 20b stored in the eSIM 20 and deactivates all others stored in the eSIM 20 eSIM profiles 20a, 20b. As a result, a timely firmware update can always be guaranteed.
  • the accounting device 19 accounts for the charging process with respect to the central unit 40 after completion of a charging process.
  • the signal determination unit 15 determines the quality and strength of the communication signals with which the first wide area network communication module 14 communicates in response to the termination of a charging process. Based on the quality and strength of the communication signals determined in response to the completion of the charging process, the activation
  • the first wide area network communication module 14 always uses the currently highest quality mobile radio network 50, 60 for communication.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a charging station 10a.
  • the charging station 10a can be the charging station 10 shown in FIG. 1.
  • the charging station 10a of FIG. 4 differs from the charging station 10 of FIG. 2 in that the first wide area network communication module 14 comprises two eSIMs 20 and 22, the eSIM 20a and 20b in the eSIM 20 and the eSIM 22 in the eSIM profiles 22a and 22b are stored. Furthermore, the first includes
  • Wide area network communication module 14 two independent transceivers (not shown in Fig. 4) and two antennas 13 and 13a.
  • the charging station 10a to communicate simultaneously with the aid of one of the eSIM profiles 20a and 20b stored in the eSIM 20 and one of the eSIM profiles 22a and 22b stored in the eSIM 22.
  • the activation / deactivation device 16 can select one of the eSIM profiles 20a and 20b and one of the eSIM profiles 22a and 22b, delete one or more of the eSIM profiles 20a, 20b, 22a and 22b and add new eSIM profiles to the eSIMs 20 and 22 load.
  • the activation / deactivation device 16 can be controlled by the control device 44 in the central unit 40.

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Abstract

Es wird eine Ladestation (10) für ein Elektrofahrzeug (30) beschrieben, die einen Ladeanschluss (12), der dazu eingerichtet ist, ein Elektrofahrzeug (30) mit elektrischer Energie zu versorgen und ein erstes Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul mit einem eingebauten Teilnehmer-Identitätsmodul, eSIM, das dazu eingerichtet ist, drahtlose Kommunikation über Weitverkehrsnetze (50, 60) bereitzustellen, umfasst, wobei das eSIM eine Vielzahl von eSIM-Profilen unterschiedlicher Netzbetreiber (70, 75) speichert. Des Weiteren wird eine Zentraleinheit (40) zur Kommunikation mit einer Ladestation (10) beschrieben, die ein zweites Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul umfasst, das dazu eingerichtet ist, eine Kommunikation über ein Weitverkehrsnetz mit der Ladestation (10) bereitzustellen.

Description

Ladestation für ein Elektrofahrzeug, Zentraleinheit und Ladestationssystem
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug mit einem Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul, welches eine Kommunikation über mehrere Weitverkehrsnetze ermöglicht, eine Zentraleinheit zur Kommunikation mit der Ladestation und ein Ladestationssystem.
HINTERGRUND Ladestationen für Elektrofahrzeuge nach dem Stand der Technik umfassen ein Mobilfunkmodul, mit dem die Ladestation über eine Mobilfunknetz mit einer Zentraleinheit kommunizieren kann.
Die Druckschrift DE 10 2015 113 799 Al beschreibt eine Ladestation für Elektrofahrzeuge mit einer Schnittstelleneinrichtung zur Aufnahme eines Subscriber Identity Module (SIM) für eine Autorisierung in einem Mobilfunknetz, über welches die Ladestation mit einer Zentrale kommuniziert. Die Kommunikation zwischen Ladestation und Zentrale über das Mobilfunknetz wird für einen Start eines Ladevorgangs und eine Kreditkarten- oder EC-Karten-Abrechnung genutzt.
Die Druckschrift EP 3 564 064 Al beschreibt ein Ladestationssystem zur Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug eines Nutzers in einem intelligenten Stromnetz, das eine Mehrzahl von Energieanschlüssen aufweist, wobei jeder Energieanschluss einem unterschiedlichen Energieanbieter zugeordnet ist. Das Ladestationssystem umfasst eine Ladestation mit einem eingebauten Teilnehmer-Identitätsmodul (eSIM).
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ladestationen ist jedoch, dass immer nur über ein Mobilfunknetz eine Kommunikation zwischen Ladestation und Zentrale möglich ist. Ist beispielsweise das Mobilfunknetz ausgefallen oder ermöglicht das Mobilfunknetz nur eine geringe Datenübertragung, so kann kein Ladevorgang und keine Abrechnung stattfinden. KURZER ABRISS
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug, eine Zentraleinheit und ein Ladestationssystem bereitzustellen, welche auch bei Ausfall eines Weitverkehrsnetzes eine Nutzung der Ladestation ermöglichen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, die einen Ladeanschluss, der dazu eingerichtet ist, ein Elektrofahrzeug mit elektrischer Energie zu versorgen und ein erstes Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul mit einem eingebauten Teilnehmer- Identitätsmodul, eSIM, das dazu eingerichtet ist, drahtlose Kommunikation über Weitverkehrsnetze bereitzustellen, umfasst, wobei das eSIM eine Vielzahl von eSIM- Profilen unterschiedlicher Netzbetreiber speichert.
Bei der Ladestation kann es sich um jede Art von Lademittel handeln, welches ein Laden eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie ermöglicht. Insbesondere kann sich bei der Ladestation um eine kapazitive Ladestation, eine induktive Ladestation oder einen sogenannten „Smart Pole" handeln. Über den Ladeanschluss, beispielsweise einen Anschluss für ein Ladekabel, kann das Elektrofahrzeug mit der Ladestation zum Laden des Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie verbunden werden. Bei dem ersten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul kann es sich um jede Art von Kommunikationsmodul handeln, welches mit Hilfe einer Kommunikationsschnittstelle eine Kommunikation in einem Weitverkehrsnetz bereitstellt. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul um ein 2.5G, 3G, 4G oder 5G Mobilfunkmodul. Bei der eSIM handelt es sich um einen fest verbauten Chip, in dem zumindest ein eSIM-Profil für zumindest einen Netzbetreiber gespeichert ist. Insbesondere ist es möglich, dass mehr als zwei eSIM-Profile in dem eSIM gespeichert sind. Die eSIM- Profile wurden von jeweiligen Netzbetreibern auf die eSIM heruntergeladen. Beispielsweise sind in der eSIM ein eSIM-Profil für den Netzbetreiber „Telekom" und ein eSIM-Profil für den Netzbetreiber „Vodafone" gespeichert. Das Herunterladen der eSIM-Profile auf die eSIM kann gemäß den eSIM Spezifikationen der Global System for Mobile Communications Association (GSMA) erfolgen. Ist eines der beiden Weitverkehrsnetze gestört oder ermöglicht eines der beiden Weitverkehrsnetze nur einen geringen Datendurchsatz, so kann das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul das andere der beiden Weitverkehrsnetze zu Kommunikation nutzen, wodurch Ausfallzeiten von Ladestationen reduziert werden können.
Die Ladestation kann ferner eine Signalbestimmungseinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Qualität und/oder eine Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul basierend auf der Vielzahl von eSIM- Profilen kommuniziert, zu bestimmen, und eine Aktivierungs-
/Deaktivierungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, basierend auf der bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM- Profile zu aktivieren, umfassen. Optional kann die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, alle weiteren gespeicherten eSIM- Profile zu deaktivieren.
Die Signalqualität gibt an, wie verrauscht ein Frequenzband ist, d. h., wie viel Interferenz bei Sende- und Empfangsvorgängen zwischen dem ersten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul und einer Basisstation vorhanden ist. Beispielsweise kann die Signalqualität eines Nutzsignals, das von einem Rauschsignal überlagert wird, mit Hilfe eines Signal-Rausch-Verhältnisses, d. h. dem Verhältnis der mittleren Leistung des Nutzsignals zur mittleren Rauschleistung des Steuersignals, angegeben werden. Die Signalstärke wird in dBm gemessen und gibt an wie stark ein Kommunikationssignal ist. Je näher das erste Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul an einer Basisstation (beispielsweise einer eNodeB) ist, desto stärkere Kommunikationssignale empfängt das erste Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul. Je weiter das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul von der Basisstation entfernt ist, desto mehr sinkt der Signalpegel des Kommunikationssignals. Als weitere Signalindikatoren können der Received Signal Strength Indicator (RSSI), der ein Indikator für die Empfangsfeldstärke ist, und/oder ein der Kommunikation zugrunde liegender Mobilfunkstandard (beispielsweise 2.5G, 3G, 4G oder 5G) genutzt werden. Ferner kann eine zur Verfügung stehende Nutzdatenrate (beispielsweise in MB/s) und/oder eine Latenzzeit (beispielsweise ein Ping-Wert) für eine Datenübertragung berücksichtigt werden.
Zur Bestimmung der Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen kann die Signalbestimmungseinheit kurzfristig jedes der gespeicherten eSIM-Profile einzeln aktivieren und jeweilige Testnachrichten zum Bestimmen der Qualität und/oder Stärke der jeweiligen Kommunikationssignale versenden.
Bei der Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung kann es sich um eine Steuerung handeln, die in Abhängigkeit von den Daten der Signalbestimmungseinheit eines der gespeicherten eSIM-Profile aktiviert. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei Aktivierung, d. h. einer Auswahl, eines eSIM-Profils automatisch alle weiteren gespeicherten eSIM-Profile deaktiviert werden. Das Aktivieren bzw. Deaktivieren von eSIM-Profilen kann gemäß den eSIM Spezifikationen der GSMA erfolgen. Dadurch ist es möglich, dass das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul immer das momentan qualitativ hochwertigste Weitverkehrsnetz zur Kommunikation nutzt.
Ferner ist es möglich, dass die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung ein gespeichertes eSIM-Profil in dem eSIM löscht, und/oder eine neues eSIM-Profile herunterlädt und in dem eSIM speichert. Ein neues eSIM-Profil kann von einem Netzbetreiber in das eSIM heruntergeladen werden. Dazu kann die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, einen Befehl zum Löschen eines eSIM-Profils in dem eSIM und/oder Herunterladen eines eSIM-Profils von einem Netzbetreiber in das eSIM von einer Zentraleinheit zu empfangen. Das Löschen bzw. Herunterladen von eSIM-Profilen kann gemäß den eSIM Spezifikationen der GSMA erfolgen.
Die Signalbestimmungseinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale nach einem Start der Ladestation und/oder in regelmäßigen Zeitintervallen zu bestimmen. Beispielsweise kann die Bestimmung der Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale nach jedem Neustart der Ladestation, jeden Morgen und/oder jede Stunde erfolgen. Dadurch wird gewährleistet, dass das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul immer das momentan qualitativ hochwertigste Weitverkehrsnetz zur Kommunikation nutzt.
Um sicherzustellen, dass jeder gewünschte Elektrofahrzeug-Ladevorgang auch tatsächlich durchgeführt werden kann, kann die Ladestation ferner eine Autorisierungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, einen Ladevorgang des Elektrofahrzeugs zu autorisieren, wobei die Signalbestimmungseinheit dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf eine Autorisierungsanfrage eines Ladevorgangs die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale zu bestimmen, und die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf der in Reaktion auf die Autorisierungsanfrage bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile zu aktivieren. Optional kann die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, alle weiteren gespeicherten eSIM-Profile zu deaktivieren. Die Autorisierung durch die Autorisierungsvorrichtung kann beispielsweise eine Platzierung einer RFID- (Radio-Frequency Identification) Ladekarte durch einen Fahrzeughalter an einem RFID-Lesegerät der Ladestation, eine Initiierung eines Ladevorgangs mithilfe einer App in dem Mobilfunkgerät eines Fahrzeughalters oder in dem Elektrofahrzeug, oder einen Austausch eines digitalen Zertifikates zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation umfassen. Entsprechend dem
Autorisierungsvorgang ist die Autorisierungsvorrichtung ausgebildet. Somit wird vor jedem Ladevorgang das momentan qualitativ hochwertigste Weitverkehrsnetz bestimmt und von dem ersten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul zur Kommunikation verwendet.
Für Ladestationen ist es wichtig, insbesondere aus Gründen der Nutzer- und Kommunikationssicherheit, dass dessen Firmware immer auf dem neuesten Stand ist. Um dies zu gewährleisten, kann die Ladestation eine Aktualisierungsvorrichtung umfassen, die zum Bestimmen eingerichtet ist, ob eine Firmware-Aktualisierung für die Ladestation zum Herunterladen bereitsteht, wobei die Signalbestimmungseinheit dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf eine Bestimmung einer zum Herunterladen bereitstehenden Firmware-Aktualisierung die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale zu bestimmen, und die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf der in Reaktion auf die bereitstehende Firmware-Aktualisierung bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile zu aktivieren. Optional kann die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, alle weiteren gespeicherten eSIM-Profile zu deaktivieren. So kann von den zur Verfügung stehenden Weitverkehrsnetzen das Weitverkehrsnetz mit dem höchsten Datendurchsatz ausgewählt werden. Da vor dem Herunterladen einer aktualisierten Firmware in die Ladestation das momentan qualitativ hochwertigste Weitverkehrsnetz bestimmt wird, kann sichergestellt werden, dass Firmware- Aktualisierungen vollständig und schnellstmöglich in die Ladestation geladen und dort installiert werden.
Für Betreiber von Ladestationen ist es wichtig, dass nach dem Ladevorgang die Kosten des Ladens umgehend und korrekt abgerechnet werden. Zu diesem Zweck kann die Ladestation eine Abrechnungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, nach Beendigung eines Ladvorgangs den Ladevorgang gegenüber einer Zentraleinheit abzurechnen, wobei die Signalbestimmungseinheit dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf die Beendigung des Ladevorgangs die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale zu bestimmen und die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf der in Reaktion auf die Beendigung des Ladevorgangs bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile zu aktivieren. Optional kann die Aktivierungs-/Deaktivierungsvornchtung dazu eingerichtet sein, alle weiteren gespeicherten eSIM-Profile zu deaktivieren.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Offenbarung ist das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul dazu eingerichtet, die Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen das erste Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul basierend auf der Vielzahl von eSIM-Profilen kommuniziert, an eine Zentraleinheit zu senden. Basierend auf den empfangenen Daten kann die Zentraleinheit eine Datenbank mit geographischen Daten anlegen, die angibt, an welchen Orten eine Aufstellung von Ladestationen hinsichtlich der Mobilfunkabdeckung Sinn macht. Die Zentraleinheit kann Daten der Datenbank an die Netzbetreiber weitergeben, um diesen einen Hinweis zu geben, wo ein Ausbau der Netzabdeckung von Nutzen ist.
Das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul kann ferner dazu eingerichtet sein, einen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM- Profilen von einer Zentraleinheit zu empfangen, und die Ladestation kann ein Sicherheitsmodul umfassen, das dazu eingerichtet ist, den empfangenen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen auf Authentizität zu prüfen und bei erfolgreicher Prüfung den Befehl an die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung weiterzuleiten. Eine erfolgreiche Prüfung eines empfangenen Befehls kann in diesem Zusammenhang beispielsweise dann vorliegen, wenn ein Dritter, welcher den empfangenen Befehl erstellt und/oder versendet hat, berechtigt ist, einen solchen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen zu erstellen und/oder zu versenden.
Bei dem Sicherheitsmodul kann es sich beispielsweise um ein Trusted Platform Modul (TPM) handeln, das die Ladestation um Sicherheitsfunktionen erweitert. So kann sichergestellt werden, dass nur eine autorisierte Zentraleinheit aus der Ferne eSIM- Profile aktivieren bzw. deaktivieren kann. Nach dem gleichen Prinzip kann sichergestellt werden, dass nur eine autorisierte Zentraleinheit aus der Ferne eSIM- Profile in dem eSIM löschen bzw. in das eSIM herunterladen kann.
Wenn von der Signalbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen unter einen vorbestimmten Schwellenwert liegt oder fällt (beispielsweise weil ein Mobilfunknetz gerade überlastet ist), kann eine Kommunikationsverbindung auf Basis eines anderen gespeicherten eSIM-Profils aufgebaut werden. Der Schwellenwert kann insbesondere von in der Vergangenheit bestimmten und gespeicherten Qualitäten und/oder Stärken von Kommunikationssignalen bei verschiedenen eSIM-Profilen abhängig sein.
Da in einem eSIM üblicherweise nur ein eSIM-Profil für eine Kommunikation über ein Weitverkehrsnetz aktiviert werden kann, kann gemäß einer Weiterbildung das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul eine Vielzahl von eSIMs umfassen, wodurch gleichzeitiges Senden und Empfangen über mehr als ein Weitverkehrsnetz ermöglicht wird. Dazu kann das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul eine entsprechende Vielzahl von Funkvorrichtungen mit Transceivern bzw. Antennen umfassen, oder ein Zeitmultiplexverfahren verwenden. Dadurch kann beispielsweise ein gleichzeitiges Abrechnen eines Ladevorgangs und Herunterladen einer Firmware- Aktualisierung ermöglicht werden.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Zentraleinheit zur Kommunikation mit einer vorstehend beschriebenen Ladestation, wobei die Zentraleinheit ein zweites Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul umfasst, das dazu eingerichtet ist, eine Kommunikation über ein Weitverkehrsnetz mit der Ladestation bereitzustellen. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul um ein Ethernet-Modul, welches der Zentraleinheit eine Kommunikation über das Internet und anschließend über ein Mobilfunknetz zu dem ersten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul der Ladestation ermöglicht.
Die Zentraleinheit kann ferner eine Steuerungsvorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, einen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen mit Hilfe des zweiten Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmoduls an die Ladestation zu senden. Dadurch kann die Zentraleinheit aus der Ferne ein passendendes eSIM-Profil in der Ladestation aktivieren, wodurch eine bestmögliche Kommunikationsverbindung zwischen Ladestation und Zentraleinheit ermöglicht wird. In der Zentraleinheit kann das zweite Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul ferner dazu eingerichtet sein, eine Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul basierend auf der Vielzahl von eSIM-Profilen kommuniziert, zu empfangen, und die Steuerungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von der empfangenen Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen den Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen zu erzeugen. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die Zentraleinheit das momentan qualitativ hochwertigste Weitverkehrsnetz zur Kommunikation zwischen Ladestation und Zentraleinheit auswählt.
Die Steuerungsvorrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, einen Befehl zum Löschen eines eSIM-Profils und/oder Herunterladen eines eSIM-Profils von einem Netzbetreiber an die Ladestation zu senden. Dies kann für die Einsatzbereitschaft der Ladestation und für eine Betriebskostenreduzierung von Nutzen sein, wenn beispielsweise neue Netzbetreiber und/oder neue Netzbetreiber-Vertragsoptionen auf den Markt kommen. Vorteilhaft dabei ist, dass sämtliche Änderungen von der Zentraleinheit initiiert werden können. Umfasst die Ladestation eine Vielzahl von eSIMs, so kann die Zentraleinheit dazu eingerichtet sein, auf die Vielzahl von eSIMs basierende Qualitäten und/oder Stärken von Kommunikationssignalen zu empfangen, für jedes eSIM ein gespeichertes eSIM- Profil zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, und in jedem eSIM eSIM-Profile zu löschen und/oder eSIM-Profile von Netzbetreibern herunterzuladen. Ein weiterer Aspekt betrifft ein Ladestationssystem mit einer vorstehend beschriebenen Ladestation und einer vorstehend beschriebenen Zentraleinheit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation für ein Elektrofahrzeug in Kommunikationsverbindung mit einer Zentraleinheit; Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ladestation;
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Zentraleinheit; und Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ladestation.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation 10 für ein Elektrofahrzeug 30. Das Elektrofahrzeug 30 ist über ein Ladekabel 35 mit einem Ladeanschluss 12 in der Ladestation 10 verbunden.
Die Ladestation 10 umfasst eine Antenne 13, mit deren Hilfe sie über ein erstes Mobilfunknetz 50 mit einer ersten Basisstation 55 und über ein zweites Mobilfunknetz 60 mit einer zweiten Basisstation 65 kommunizieren kann. Ferner zeigt die Fig. 1 eine Zentraleinheit 40, einen ersten Netzbetreiber 70 und einen zweiten Netzbetreiber 75. Bei dem ersten Netzbetreiber 70 und dem zweiten Netzbetreiber 75 kann es sich insbesondere um jeweilige eSIM-Server der Netzbetreiber handeln, die eSIM-Profile verwalten und zum Herunterladen bereitstellen. Über die Kommunikationsverbindung 57 kommuniziert die erste Basisstation 55 mit der Zentraleinheit 40 und über die Kommunikationsverbindung 72 kommuniziert die erste Basisstation 55 mit dem ersten Netzbetreiber 70. Entsprechend kommuniziert die zweite Basisstation 65 über die Kommunikationsverbindung 67 mit der Zentraleinheit 40 und über die Kommunikationsverbindung 71 mit dem zweiten Netzbetreiber 75. Bei den Kommunikationsverbindungen 57, 67, 71 und 72 handelt es sich um Kommunikationsverbindungen über das Internet.
Die Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ladestation 10. Insbesondere kann sich dabei um die in der Fig. 1 gezeigte Ladestation 10 handeln. Die Ladestation 10 umfasst einen Ladeanschluss 12, eine Antenne 13, ein erstes Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14, eine Signalbestimmungseinheit 15, eine Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16, eine Autorisierungsvorrichtung 17, eine Aktualisierungsvorrichtung 18, eine Abrechnungsvorrichtung 19, und ein Sicherheitsmodul 21. Bei dem ersten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 handelt es sich um ein 5G-Kommunikationsmodul, welches neben den für ein Kommunikationsmodul bekannten Elementen, wie ein Transceiver (in Fig. 2 nicht gezeigt), eine eSIM 20 aufweist, in der ein erstes eSIM-Profil 20a und ein zweites eSIM-Profil 20b gespeichert sind. Mit Hilfe der Antenne 13 kann das erste Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul 14 über die 5G-Mobilfunknetze 50 und 60 kommunizieren.
Die Signalbestimmungseinheit 15 ist dazu eingerichtet, die Qualität und Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen das erste Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul 14 über die Antenne 13 kommuniziert, zu bestimmen. Dazu schickt die Signalbestimmungseinheit 15 Testnachrichten an die in der Fig. 1 gezeigten Basisstation 55 und 65 bzw. einen mit diesen verbundenen Server (in Fig.
1 nicht gezeigt) und bestimmt beispielsweise den RSSI und den Signalpegel der empfangenen Kommunikationssignale. Diese Bestimmung durch die Signalbestimmungseinheit 15 wird für beide Mobilfunknetze 50 und 60 durchgeführt. Beispielsweise ermöglicht das eSIM-Profil 20a eine Kommunikation über das Mobilfunknetz 50 mit der ersten Basisstation 55 und das eSIM-Profil 20b eine Kommunikation über das Mobilfunknetz 60 mit der ersten Basisstation 65. Entsprechend kann das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 über eines der beiden Mobilfunknetze 50 oder 60 mit der Zentraleinheit 40 kommunizieren, d. h. bei Aktivierung des eSIM-Profils 20a über das Mobilfunknetz 50 und bei Aktivierung des eSIM-Profils 20b über das Mobilfunknetz 60.
Kommuniziert das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 beispielsweise über das Mobilfunknetz 50 mit der Zentraleinheit 40 und es ergeben sich Kommunikationsaussetzer, was von der Signalbestimmungseinheit 15 durch
Bestimmung eines niedrigen Kommunikationssignalpegels bestätigt wird, so kann die Signalbestimmungseinheit 15 bestimmen, ob das Mobilfunknetz 60 eine bessere Signalqualität bzw. Signalstärke als das Mobilfunknetz 50 aufweist. Ist dies der Fall, so kann in der eSIM 20 das eSIM-Profil 20a deaktiviert und das eSIM-Profil 20b aktiviert werden, wodurch das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 von einer Kommunikation über das Mobilfunknetz 50 zu einer Kommunikation über das Mobilfunknetz 60 wechselt.
Zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der eSIM-Profile 20a und 20b in dem eSIM 20 ist in der Ladestation 10 die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 vorgesehen, die basierend auf der bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b aktiviert und alle weiteren gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b zu deaktiviert, d. h. in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das eSIM-Profil 20b aktiviert und das eSIM-Profil 20a deaktiviert. Die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 ist ferner dazu eingerichtet, gespeicherte eSIM-Profile in dem eSIM 20 zu löschen und mit Hilfe des ersten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmoduls 14 neue eSIM-Profile von den in der Fig. 1 gezeigten Netzbetreibern 70 und 75 herunterzuladen und in einem freien Speicherplatz in dem eSIM 20 zu speichern.
Sämtliche Aktionen der Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 können von der Zentraleinheit 40 gesteuert werden. So kann die Zentraleinheit 40 die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung 16 anweisen, eines der in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b zu aktivieren und das andere der gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b zu deaktivieren. Ferner kann die Zentraleinheit 40 die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung 16 anweisen, eines oder mehrere der gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b zu löschen. Die Zentraleinheit kann auch die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung 16 dazu anweisen, ein neues eSIM-Profil von einem der Netzbetreiber 70, 75 in einen freien Speicherplatz in dem eSIM 20 herunterzuladen. Das neu heruntergeladene eSIM-Profil kann dann wiederum von der Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung 16 aktiviert werden.
Zur Steuerung der Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 berücksichtigt die Zentraleinheit 40 die von der Signalbestimmungseinheit 15 bestimmten Kommunikationssignal-Qualitäts- bzw. Kommunikationssignal-Stärke-Daten, welche ihr über das Mobilfunknetz 50 bzw. 60 von der Ladestation 10 gesendet werden.
Um sicherzustellen, dass die Steuerungsbefehle an die Aktivierungs- /Deaktivierungsvorrichtung 16 auch tatsächlich von der Zentraleinheit 40 stammen, umfasst die Ladestation 10 das Sicherheitsmodul 21, welches empfangene Befehle zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen 20a, 20b und Befehle zum Löschen von gespeicherten eSIM-Profilen 20a, 20b bzw. Herunterladen neuer eSIM-Profile auf Authentizität prüft und nach erfolgreicher Prüfung den Befehl an die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 weiterleitet. Dazu kann das Sicherheitsmodul 21 als Trusted Platform Modul ausgebildet sein. Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Zentraleinheit 40. Bei der Zentraleinheit 40 kann es sich insbesondere um die in der Fig. 1 gezeigte Zentraleinheit 40 handeln.
Die Zentraleinheit 40 umfasst ein zweites Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 42, eine Steuerungsvorrichtung 44 und eine Mobilfunknetzqualitätsdatenbank 46. Mit
Hilfe des zweiten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmoduls 42 kann die Zentraleinheit 40 über jeweilige Kommunikationsnetze 50, 57, 60 und 67 bzw. Basisstationen 55 und 65 mit der Ladestation 10 kommunizieren.
Die Steuerungsvorrichtung 44 kann über das zweite Weitverkehrsnetz- Kommunikationsmodul 42 die in dem eSIM2 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b steuern. So kann die Steuerungsvorrichtung 44 einen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen 20a, 20b mit Hilfe des zweiten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmoduls 42 an die Ladestation 10 senden. Über das zweite Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 42 kann die Zentraleinheit 40 auch eine Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen die
Ladestation 10 basierend auf den eSIM-Profilen 20a, 20b kommuniziert, empfangen. In Abhängigkeit von der empfangenen Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale kann die Steuerungsvorrichtung 44 einen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen 20a, 20b erzeugen und an die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 in der Ladestation 10 senden. Entsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 44 auch einen Befehl zum Löschen eines eSIM-Profils 20a, 20b in dem eSIM 20 und/oder Herunterladen eines eSIM- Profils 20a, 20b von einem Netzbetreiber 70, 75 in das eSIM 20 an die Ladestation 10 senden. In der Mobilfunknetzqualitätsdatenbank 46 können für eine Vielzahl von Ladestationen 10 von jeweiligen Signalbestimmungseinheiten 15 bestimmte Qualitäten und/oder Stärken von Kommunikationssignalen für verschiedene Netzbetreiber 70, 75 gespeichert werden. Diese Daten können von Betreibern von Ladestationen 10 zum Finden von Aufstellorten für neue Ladestationen 10 genutzt werden. Es ist auch denkbar, dass ein Betreiber der Zentraleinheit 40 diese Daten an die Netzbetreiber 70, 75 weitergibt, damit diese ihre Mobilfunknetzkapazitäten entsprechend ausbauen können.
Die Signalbestimmungseinheit 15 in der Ladestation 10 bestimmt die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale in regelmäßigen Zeitintervallen. Die Zeitintervalle werden von der Steuerungsvorrichtung 44 der Zentraleinheit 40 vorgegeben. Zusätzlich bestimmt die Signalbestimmungseinheit 15 die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale nach jedem Neustart der Ladestation 10. Beispielsweise prüft die Signalbestimmungseinheit 15 nach einem Neustart aufgrund einer Aktualisierung der Firmware der Ladestation 10 ob der Signalpegel eines empfangenen Kommunikationssignals noch über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Ist dies nicht der Fall, so besteht die Möglichkeit, das Mobilfunknetz zu wechseln, falls eine anderes Mobilfunknetz eine besser Qualität aufweist.
Um für jeden Ladevorgang der Ladestation 10 immer das beste Mobilfunknetz auszuwählen, arbeiten in der Ladestation 10 die Autorisierungsvorrichtung 17, die Signalbestimmungseinheit 15 und die Aktivierungs-/Deaktivierungsvornchtung 16 zusammen.
Die Autorisierungsvorrichtung 17 autorisiert einen Ladevorgang des Elektrofahrzeugs 30. Bei der Autorisierungsvorrichtung 17 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein RFID-Lesegerät, über welches mit Hilfe einer passenden RFID-Ladekarte ein Ladevorgang autorisiert werden kann. In Reaktion auf eine Autorisierungsanfrage eines Ladevorgangs bestimmt die Signalbestimmungseinheit 15 die Qualität und Stärke der Kommunikationssignale, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 kommuniziert. Basierend auf der in Reaktion auf die Autorisierungsanfrage bestimmten Qualität und Stärke der Kommunikationssignale aktiviert die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 eines der in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b und deaktiviert alle weiteren in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b. Folglich wird für jeden Ladevorgang immer das Beste Mobilfunknetz ausgewählt.
Um hinsichtlich Firmware-Aktualisierungen in der Ladestation 10 immer auf dem neuesten Stand zu sein, umfasst die Ladestation 10 die Aktualisierungsvorrichtung 18, die bestimmt, ob eine Firmware-Aktualisierung für die Ladestation 10 zum Herunterladen bereitsteht. Die Signalbestimmungseinheit 15 bestimmt in Reaktion auf einer solchen Bestimmung die Qualität und Stärke der Kommunikationssignale, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 kommuniziert. Basierend auf der in Reaktion auf die bereitstehende Firmware-Aktualisierung bestimmten Qualität und Stärke der Kommunikationssignale aktiviert die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 eines der in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b und deaktiviert alle weiteren in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b. Folglich kann immer eine zeitnahe Firmware-Aktualisierung gewährleistet werden.
Die Abrechnungsvorrichtung 19 rechnet nach Beendigung eines Ladvorgangs den Ladevorgang gegenüber der Zentraleinheit 40 ab. Um unmittelbar und ohne Fehler abrechnen zu können, bestimmt die Signalbestimmungseinheit 15 in Reaktion auf die Beendigung eines Ladevorgangs die Qualität und Stärke der Kommunikationssignale, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 kommuniziert. Basierend auf der in Reaktion auf die Beendigung des Ladevorgangs bestimmten Qualität und Stärke der Kommunikationssignale aktiviert die Aktivierungs-
/Deaktivierungsvorrichtung 16 eines der in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b und deaktiviert alle weiteren in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a, 20b. Dadurch kann eine Gewährleistung von Abrechnungsvorgängen sichergestellt werden.
Folglich wird in verschiedenen Betriebssituationen der Ladestation 10 gewährleistet, dass das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 immer das momentan qualitativ hochwertigste Mobilfunknetz 50, 60 zur Kommunikation nutzt.
Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ladestation 10a. Insbesondere kann es sich bei der Ladestation 10a um die in der Fig. 1 gezeigte Ladestation 10 handeln.
Die Ladestation 10a der Fig. 4 unterscheidet sich von der Ladestation 10 der Fig. 2 in dem das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 zwei eSIMs 20 und 22 umfasst, wobei in dem eSIM 20 die eSIM-Profile 20a und 20b und in dem eSIM 22 die eSIM-Profile 22a und 22b gespeichert sind. Ferner umfasst das erste
Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul 14 zwei unabhängige Transceiver (in Fig. 4 nicht gezeigt) und zwei Antennen 13 und 13a.
Somit ist es möglich, dass die Ladestation 10a gleichzeitig mit Hilfe einer der in dem eSIM 20 gespeicherten eSIM-Profile 20a und 20b und einer in dem eSIM 22 gespeicherten eSIM-Profile 22a und 22b kommuniziert.
Entsprechend kann die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 eines der eSIM- Profile 20a und 20b und eines der eSIM-Profile 22a und 22b auswählen, eines oder mehrere der eSIM-Profile 20a, 20b, 22a und 22b löschen und neue eSIM-Profile in die eSIMs 20 und 22 laden. Dabei kann die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung 16 von der Steuerungsvorrichtung 44 in der Zentraleinheit 40 gesteuert werden. In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Ladestation (10; 10a) für ein Elektrofahrzeug (30), umfassend: einen Ladeanschluss (12), der dazu eingerichtet ist, ein Elektrofahrzeug (30) mit elektrischer Energie zu versorgen und ein erstes Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (14) mit einem eingebauten Teilnehmer-Identitätsmodul, eSIM, (20), das dazu eingerichtet ist, drahtlose Kommunikation über Weitverkehrsnetze (50, 60) bereitzustellen, wobei das eSIM (20) eine Vielzahl von eSIM-Profilen (20a, 20b) unterschiedlicher Netzbetreiber (70, 75) speichert.
2. Ladestation (10; 10a) nach Anspruch 1, umfassend: eine Signalbestimmungseinheit (15), die dazu eingerichtet ist, eine Qualität und/oder eine Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (14) basierend auf der Vielzahl von eSIM- Profilen (20a, 20b) kommuniziert, zu bestimmen, und eine Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung (16), die dazu eingerichtet ist, basierend auf der bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile (20a, 20b) zu aktivieren.
3. Ladestation (10; 10a) nach Anspruch 2, wobei die Signalbestimmungseinheit (15) dazu eingerichtet ist, die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale nach einem Start der Ladestation (10; 10a) und/oder in regelmäßigen Zeitintervallen zu bestimmen.
4. Ladestation (10; 10a) nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend: eine Autorisierungsvorrichtung (17), die dazu eingerichtet ist, einen
Ladevorgang des Elektrofahrzeugs (30) zu autorisieren, wobei die Signalbestimmungseinheit (15) dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf eine Autorisierungsanfrage eines Ladevorgangs die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale zu bestimmen und die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung (16) dazu eingerichtet ist, basierend auf der in Reaktion auf die Autorisierungsanfrage bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile (20a, 20b) zu aktivieren.
5. Ladestation (10; 10a) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend: eine Aktualisierungsvorrichtung (18), die zum Bestimmen eingerichtet ist, ob eine Firmware-Aktualisierung für die Ladestation (10; 10a) zum Herunterladen bereitsteht, wobei die Signalbestimmungseinheit (15) dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf eine Bestimmung einer zum Herunterladen bereitstehenden Firmware-Aktualisierung die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale zu bestimmen und die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung (16) dazu eingerichtet ist, basierend auf der in Reaktion auf die bereitstehende Firmware-Aktualisierung bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM-Profile (20a, 20b) zu aktivieren.
6. Ladestation (10; 10a) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend: eine Abrechnungsvorrichtung (19), die dazu eingerichtet ist, nach Beendigung eines Ladvorgangs den Ladevorgang gegenüber einer Zentraleinheit (40) abzurechnen, wobei die Signalbestimmungseinheit (15) dazu eingerichtet ist, in Reaktion auf die Beendigung des Ladevorgangs die Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale zu bestimmen und die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung (16) dazu eingerichtet ist, basierend auf der in Reaktion auf die Beendigung des Ladevorgangs bestimmten Qualität und/oder Stärke der Kommunikationssignale eines der gespeicherten eSIM- Profile (20a, 20b) zu aktivieren.
7. Ladestation (10; 10a) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung (16) dazu eingerichtet sein, einen Befehl zum Löschen eines eSIM-Profils (20a, 20b) in dem eSIM (20) und/oder Herunterladen eines eSIM-Profils (20a, 20b) von einem Netzbetreibern (70, 75) in das eSIM (20) von einer Zentraleinheit (40) zu empfangen.
8. Ladestation (10; 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (14) dazu eingerichtet ist, die Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (14) basierend auf der Vielzahl von eSIM- Profilen (20a, 20b) kommuniziert, an eine Zentraleinheit (40) zu senden.
9. Ladestation (10; 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (14) dazu eingerichtet ist, einen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen (20a, 20b) von einer Zentraleinheit (40) zu empfangen, wobei die Ladestation (10; 10a) ferner umfasst: ein Sicherheitsmodul (21), das dazu eingerichtet ist, den empfangenen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen (20a, 20b) auf Authentizität zu prüfen und bei erfolgreicher Prüfung den Befehl an die Aktivierungs-/Deaktivierungsvorrichtung (16) weiterzuleiten.
10. Ladestation (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (14) eine Vielzahl von eSIMs (20, 22) umfasst.
11. Zentraleinheit (40) zur Kommunikation mit einer Ladestation (10; 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: ein zweites Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (42), das dazu eingerichtet ist, eine Kommunikation über ein Weitverkehrsnetz (50, 57, 60, 67) mit der Ladestation (10) bereitzustellen.
12. Zentraleinheit (40) nach Anspruch 11, ferner umfassend: eine Steuerungsvorrichtung (44), die dazu eingerichtet ist, einen Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen (20a, 20b) mit Hilfe des zweiten Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmoduls (42) an die Ladestation (10) zu senden.
13. Zentraleinheit (40) nach Anspruch 12, wobei das zweite Weitverkehrsnetz-Kommunikationsmodul (42) dazu eingerichtet ist, eine Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen, mit denen die Ladestation (10) basierend auf einer Vielzahl von eSIM-Profilen (20a, 20b) kommuniziert, zu empfangen, wobei die Steuerungsvorrichtung (44) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der empfangenen Qualität und/oder Stärke von Kommunikationssignalen den Befehl zum Aktivieren und/oder Deaktivieren von gespeicherten eSIM-Profilen (20a, 20b) zu erzeugen.
14. Zentraleinheit (40) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Steuerungsvorrichtung (44) dazu eingerichtet ist, einen Befehl zum Löschen eines eSIM-Profils (20a, 20b) und/oder Herunterladen eines eSIM-Profils (20a, 20b) von einem Netzbetreiber (70, 75) an die Ladestation (10; 10a) zu senden.
15. Ladestationssystem, umfassend: eine Ladestation (10; 10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und eine Zentraleinheit (40) nach einem der Ansprüche 11 bis 14.
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