EP4320005A1 - Energiezähler für einen stromabnehmer eines fahrzeuges - Google Patents

Energiezähler für einen stromabnehmer eines fahrzeuges

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Publication number
EP4320005A1
EP4320005A1 EP22731218.8A EP22731218A EP4320005A1 EP 4320005 A1 EP4320005 A1 EP 4320005A1 EP 22731218 A EP22731218 A EP 22731218A EP 4320005 A1 EP4320005 A1 EP 4320005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
processing unit
vehicle
data
energy
pantograph
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22731218.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Bode
Ronald KREMSER
Christian Perschl
Werner Pfliegl
Manfred Scheidl
Thomas Stark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4320005A1 publication Critical patent/EP4320005A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/24—Pantographs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/62—Vehicle position

Definitions

  • the invention relates to an energy meter for a current collector of a vehicle, in particular for a truck.
  • Energy meters for detecting an amount of energy consumed by a vehicle are known from the prior art, the energy meter being arranged in the vehicle interior at a distance from the pantograph.
  • the object of the invention is to provide an improved energy meter and an improved method for determining an amount of energy consumed by the vehicle.
  • An energy meter is provided for a pantograph of a vehicle, the energy meter having a housing and a computing unit.
  • the processing unit is arranged in the Ge housing.
  • the housing is designed to be attached to the current collector.
  • the arithmetic unit has electrical connections which are provided for detecting the amount of energy exchanged, in particular consumed, via the pantograph.
  • the computing unit also has a data interface via which the determined amount of electrical energy can be output.
  • the proposed energy meter has the advantage that the arrangement of the energy meter can be installed directly on the pantograph and can thus form a unit with the pantograph. This means that the energy meter and the current collector can be tested, installed and sold as a unit. In addition, the arrangement of the energy meter outside of the vehicle no space within the vehicle required. Furthermore, safety checks of the energy meter can be standardized without having to take into account the individual arrangement of the energy meter in the vehicle. This means that the energy meter can be tested before it is installed in the vehicle cabin.
  • the computing unit is designed to receive a current location of the vehicle via the data interface.
  • the arithmetic unit is designed to output the location and the determined quantity of electrical energy as a data packet.
  • the location can be taken into account by a central unit, for example, to determine local power consumption.
  • the exchange of electricity, in particular the withdrawal of electricity can be assigned locally to a section of the catenary.
  • the local current exchange with the catenary can be recorded. This can be used to monitor the power consumption of the vehicle depending on the position of the vehicle.
  • the power consumption can be assigned to a section of the catenary.
  • the computing unit is designed to receive route information about a stretch of road traveled by the vehicle via the data interface.
  • the exchange of electricity, in particular the current draw can be assigned locally to a section of the catenary.
  • the local current exchange with the catenary can be recorded.
  • This information can be used to monitor the contact lines in specified sections.
  • this information can be used to determine the power consumption for specified sections of the catenary. In this way, for example, by comparing the power consumption of the vehicle with a measured power requirement of the catenary for a specified distance, a leakage current on the catenary can be detected.
  • the arithmetic unit is designed to output the route information and the determined amount of energy as a data packet. A combination of the route information of the stretch of road traveled by the vehicle with the determined amount of energy is thus already carried out by the computing unit.
  • a central processing unit can thus receive and further process both the route information of the vehicle and the amount of energy consumed by the vehicle.
  • the processing unit is designed to receive a start and/or end time via the data interface at which the current collector makes conductive contact with stationary power supply lines and/or breaks off conductive contact with the power supply lines.
  • a data memory is provided in the housing of the energy meter.
  • the computing unit is designed to store the determined amount of electrical energy and/or the received location and/or the route information in the data memory. The data can thus be collected and output at a later point in time. Furthermore, the data can also be stored in the data memory over a longer period of time and evaluated by the computing unit.
  • the arithmetic unit is designed to output signed and/or encrypted data via the data interface. In this way it is possible to guarantee the origin of the data and/or the accuracy of the data.
  • a pantograph with an energy meter is provided.
  • An overall system consisting of pantographs and energy meters is thus provided. The entire system can thus be tested, installed and sold as a unit.
  • a system with an energy meter and a second processing unit having a second data interface in order to receive data from the data interface of the processing unit of the energy meter.
  • the second processing unit can be arranged in the vehicle interior.
  • the second processing unit can be designed to forward the data received from the processing unit to a further processing unit, in particular to a central processing unit.
  • the second processing unit can record a toll for a stretch of road traveled by the vehicle.
  • a method for determining an amount of energy exchanged, in particular taken up, by a vehicle via a pantograph the method being carried out by an energy meter with a computing unit, the amount of electrical energy consumed by the pantograph being determined, the computing unit via a data interface outputs the determined amount of electrical energy.
  • the computing unit receives a current location of the vehicle.
  • the computing unit outputs the location and the determined amount of electrical energy as a data packet.
  • the computing unit receives route information about a stretch of road traveled by the vehicle. The computing unit outputs the route information and the determined amount of electrical energy as a data packet.
  • the computing unit receives a start time and/or an end time at which the current collector makes contact with electrical power supply lines or at which the current collector breaks off electrical contact with the power supply lines.
  • the processing unit outputs the route information and/or the determined amount of electrical energy and/or the location information in a signed and/or encrypted form.
  • a computer program which includes instructions which, when the program is executed by a processing unit, cause the latter to carry out the method described.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle with pantographs and electrical contact lines
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a folded current collector with a current box
  • 3 shows a schematic representation of the power box
  • 4 shows a schematic representation of a method for determining an amount of electrical energy exchanged, in particular consumed, between the pantograph and the contact lines.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle 1 which, for example, is in the form of a truck and is driving on a road 24 .
  • the vehicle 1 has two pantographs 2 , one pantograph 2 being in contact with a catenary 4 .
  • One of the contact lines 4 carries a posi tive DC voltage and the other contact line 4 carries a negative DC voltage.
  • a housing in the form of a power box 3 is attached to the current collectors 2 and to the vehicle 1 .
  • the current box 3 can fasten the current collector 2 to the vehicle 1 and/or be provided for conducting the current to the vehicle. However, additional fasteners can also be provided which attach the pantograph 2 to the vehicle.
  • the current collector 2 has electrical lines that are connected to a third and fourth power line 16 , 17 via the power box 3 .
  • the 17 are arranged in the vehicle 1 and led to an electrical consumer, such as an electric motor and/or a battery. With the help of the electric motor 6, the vehicle 1 can be driven via the current from the catenary lines 4.
  • the pantographs 2 can be designed to be pivotable and, depending on the selected position, can be brought into contact with the contact lines 4 or can be arranged at a distance from the contact lines 4 .
  • the power box 3 is preferably arranged on the outside of the vehicle 1, in particular on the outside of a vehicle cabin.
  • the current box 3 is preferably directly connected to the current collectors 2 mechanically.
  • the power box 3 can also be connected directly to a body of the vehicle 1 .
  • the two pantographs 2 can also be designed in the form of a pantograph 2, which can carry the positive and negative voltage of the contact lines 4 to the vehicle via separate electrical lines.
  • the vehicle 1 can have a second processing unit 5, for example in Vehicle interior is arranged.
  • the second arithmetic unit 5 can be embodied as a toll collection device, for example.
  • the pantograph 2 and the power box 3 form a unit and can, for example, be approved jointly as a measuring device via a type examination.
  • the current collector 2 fulfills the task of providing an electrical connection between the contact lines 4 and the vehicle 1.
  • An energy meter in particular a direct current energy meter, is arranged in the power box 3 and records the amount of energy exchanged via the pantograph, in particular the amount of energy consumed by the vehicle.
  • the energy meter is designed, for example, to store data such as a route identifier, a time for the start of energy consumption or an energy exchange and/or a time for the end of an energy consumption or an energy exchange, an identifier of the energy meter and/or after a measurement has been completed to output a position of the vehicle at the start of the energy exchange, in particular at the start of the energy consumption, and/or a position of the vehicle at the end of the energy exchange, in particular at the end of the energy consumption.
  • the computing unit can be designed to calculate the amount of energy exchanged, in particular consumed, by the pantograph.
  • a separate energy meter can also be provided, which carries out the detection of the voltage and/or the current and forwards this data to the computing unit.
  • the data can be encrypted and/or signed and output as data packets.
  • the data can be output to the second processing unit 5 and/or to a central processing unit 7 arranged outside of the vehicle 1 .
  • the second arithmetic unit 5 is designed, for example, as a toll collection device and is suitable for determining the data sets required for calculating the toll for using a stretch of road.
  • the second processing unit by means of a data connection, for example by means of a CAN bus, with the pantograph 2 and/or exchange data with the energy meter of the power box 3 via an Ethernet or RS485 interface.
  • the second processing unit 5 can be designed to exchange data with the central processing unit 7 via a mobile radio link.
  • the second arithmetic unit 5 determines, for example, when a section of the route with an overhead line 4 is reached, a route identifier assigned to this section of the route.
  • the route identifier can be read from a database, for example, depending on the location of the vehicle.
  • the location of the vehicle is determined, for example, using a GPS system that is also arranged in the vehicle 1 .
  • the road identifier can also be transmitted to the second processing unit by the central processing unit 7 depending on the location of the vehicle.
  • the second processing unit 5 receives the information via a data connection to the pantograph when the pantograph contacts the contact line and when the contact between the pantograph and the catenary is interrupted again.
  • the current collector 2 can have sensors that record a mechanical and/or electrical contact with the catenary 4 and pass it on to the second computing unit 5 .
  • the second processing unit 5 transmits the time at which the pantograph 2 contacts the contact lines 4 or the time at which the pantograph 2 moves away from the contact lines 4 to the first processing unit 8.
  • the second processing unit 5 can use the GPS Positions of the vehicle when establishing contact between the pantographs 2 and the contact lines 4 and when releasing the contact between the pantographs 2 and the contact lines 4 to the first computing unit 8 transmit.
  • the first processing unit 8 can then send data to the second processing unit 5 in the form of a data packet, in particular in the form of a signed and/or encrypted data transmit package.
  • the second processing unit 5 can transmit the data package, in particular the signed and/or encrypted data package, unchanged to the central processing unit 7 .
  • the first processing unit 8 can also be designed to transmit the data packets directly to the central processing unit 7 in a wireless manner.
  • a data connection between the first computing unit 8 and the second computing unit 5 can be in the form of a cable connection or a wireless connection, for example.
  • the central processing unit 7 receives and stores the received data packets in a database.
  • Toll-relevant data can be summarized and further processed for toll billing.
  • Data that is used for billing ei ner electrical energy can be summarized based on the route identifier or the device ID of the first and / or the second processing unit and used for future power requirement planning and / or for cost accounting for specific route sections. For example, based on the route identifier and/or based on the device ID of the first and/or the second computing unit, a freight forwarder, a truck, a route operator, a mobility provider and/or an energy supplier can be identified and used for planning electrical energy consumption and/or or for a direct billing of the energy exchange, in particular the electricity consumption.
  • the section of the contact lines with which energy is exchanged, in particular from which energy is drawn can be determined using the location and/or the route information.
  • an operator of the route section of the contact lines can be determined via an assignment in a database.
  • the billing of the electricity consumption can be assigned directly to the operator of the route section of the catenary.
  • About the device ID identifier of the first and / or the second processing unit and an assignment via a database to an operator of Vehicle power consumption can be assigned directly to an operator and automatically billed accordingly.
  • the second processing unit 5 receives a route identifier assigned to the currently traveled route section from the central processing unit 7 via a mobile radio connection.
  • the second processing unit 5 sends the route identifier, the time of entry into the route section, an identifier of the second processing unit and/or a GPS position of the vehicle when entering the route section to the first processing unit 8.
  • the toll gate shows an assignment of the route section of the contact lines to a specific operator of the route section of the contact lines.
  • the first arithmetic unit 8 stores this data in a data memory.
  • the second arithmetic unit 5 then sends a start signal to the first arithmetic unit 8 to start the energy detection.
  • the first arithmetic unit 8 starts recording the amount of energy taken from the contact lines 4 .
  • the second computing unit 5 uses the sensors.
  • the second arithmetic unit then sends an end signal to the first arithmetic unit 8.
  • the first arithmetic unit 8 can transmit the following information to the second arithmetic unit in an encrypted and/or signed data packet: route identifier of the route traveled, GPS positions of the vehicle, identifier of the second arithmetic unit, Time for the start and end of the energy measurement.
  • the second processing unit 5 can transmit data records relevant to the toll plus the data packet received from the first processing unit 8 unchanged to the central processing unit 7 . This process can be repeated as often as you like each time the pantograph contacts the catenary within a route identifier. leave that Vehicle the E-Highway route section, this can be detected by driving over a virtual toll gate and from the central processing unit to the second processing unit transmits.
  • the second arithmetic unit transmits the fact that the E-Highway route section is being left to the first arithmetic unit and resets the route identifier in the first arithmetic unit.
  • the process described begins again with the correspondingly changed route identifier of the new route section.
  • a route identifier instead of a route identifier, a GPS position or other position information is also provided, by means of which the route traveled can be identified.
  • power consumption can be assigned directly to an operator and automatically billed to the operator of the route section of the catenary.
  • the vehicle 1 can have a current collector for each of the two contact lines in order to be able to contact the positive and negative DC voltage separately via a current collector.
  • the power box 3 shows a schematic representation of an embodiment of the power box 3.
  • the power box has a first and a second power line 12, 13, which conduct the power from the current collectors to the vehicle.
  • the first computing unit 8 is arranged in the power box 3 and is connected via a first and a second electrical connection 9, 10 and via measuring lines 14, 15 to the first and the second power line 12,
  • the first arithmetic unit 8 can perform the function of an energy meter.
  • an energy measuring device 11 may be provided, which detects the amount of energy consumed by the pantographs 2 and passes it on to the electrical connections 9, 10 of the first computing unit 8.
  • the first computing unit 8 is connected to a data memory 25 .
  • the power box 3 has first electrical connections 22 and second electrical connections 23 .
  • the first electrical connections 22's are connected to the electrical lines of the pantograph.
  • the second electrical connections 23 are connected to the third or fourth power line of the vehicle. In this way, the current is fed from the current collector 2 through the current box 3 to electrical consumers 6, that is to say electric motors and/or batteries.
  • the first processing unit 8 has a data interface 26, for example in the form of an Ethernet port or in the form of a COM interface.
  • the second computing unit 5 can have an Ethernet port, for example, as a data interface.
  • the data interface 26 of the first processing unit 8 can thus be connected to a data interface of the second processing unit 5 via an electrical line 27 .
  • the power box 3 for example, there are other electrical components such as electrical fuse elements, ISO meters, overvoltage protection, busbars that represent the first and second power lines 12, 13, and the first electrical interfaces that provide an electrical connection to the Enable power lines of pantographs mer, and / or provide the second electrical interfaces that allow an electrical connection of the third and fourth power line 16, 17 of the vehicle.
  • the contact lines 4 can carry a DC voltage of 650 volts, for example.
  • insulation resistances between the vehicle body and the current collector can be mer and between the high-voltage pole of a pantograph and an isolated area of the pantograph.
  • the power box 3 can also have first and second fastening means 18, 19 for fastening to a current collector.
  • the power box 3 can have third and fourth fastening means 20, 21 for fastening to the vehicle, in particular to the vehicle body.
  • FIG. 4 shows a schematic program sequence for determining and for outputting an amount of energy exchanged, in particular consumed, by a pantograph.
  • the program starts at program point 100.
  • the vehicle enters a section of road in which contact lines are provided above the road with a DC voltage of, for example, 650 volts.
  • the vehicle drives through a virtual toll gate.
  • the second processing unit determines a current location of the vehicle, for example using a GPS system.
  • the second arithmetic unit determines a route identifier.
  • the route identifier can be transmitted from a central processing unit to the second processing unit of the vehicle.
  • the second processing unit can use a database and the location of the vehicle to read out a route identifier from a database.
  • the route identifier is transmitted from the second processing unit to the first processing unit, ie to the energy meter.
  • the pantograph contacts the contact lines and passes this information on to the first processing unit. In this case, for example, the point in time at which contact was made with the catenary is transmitted to the second processing unit.
  • the second processing unit transmits at least part of the following data to the first processing unit: GPS position of the vehicle, start Point in time when the contact lines are contacted by the pantographs, start signal for the start of an energy measurement.
  • the first processing unit receives the data from the second processing unit.
  • the first arithmetic unit starts recording measured values to determine an amount of energy exchanged, in particular consumed, by the pantograph.
  • the first processing unit stores the data received from the second processing unit in a data memory.
  • a sensor on the pantograph reports to the second processing unit that the pantograph has left the catenary.
  • the second processing unit at program point 180 is an information signal to the first processing unit, which indicates the end of the contacting of the catenary by the pantograph mer.
  • the first processing unit i.e. the energy meter transmits at least one of the following data to the second processing unit and/or to a central processing unit: a route identifier, an identifier for the energy meter, a start time of the energy measurement, an end time the energy measurement, a GPS position of the vehicle when the contact line is contacted by the pantograph and when the contact between the pantograph and the catenary is released, and an electrical energy value recorded by the current collector during the measurement, for example in kilowatt hours.
  • the first processing unit can transmit the data in a signed and/or encrypted manner to the second processing unit and/or to the central processing unit.
  • the second processing unit transmits at least part of the data received from the first processing unit in method step 190 to the central processing unit, for example via a mobile radio connection.
  • the second computing unit transmits toll data ten, that is, an identifier for a route section that was traveled by the vehicle, in addition to the data from the first processing unit to the central processing unit transmit stuffs.
  • the central processing unit stores the transmitted data.
  • the transmitted data can be further processed by the central processing unit.
  • a future electricity requirement can be determined from historical data for certain sections of the route.
  • the current power requirement can be compared with an existing power consumption. For example, this can be used to check the functionality of the power grid, i.e. the function of the contact lines that carry the DC voltage. In this way, for example, a power loss due to faulty insulation in the various route sections can be detected.
  • an actual power requirement on the individual route sections can be determined. This can be taken into account for a future power supply of the contact lines.
  • the data can be used to allocate the energy consumption to specific vehicles and to calculate the cost of the energy consumption.
  • the method ends.

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Abstract

Energiezähler für einen Stromabnehmer eines Fahrzeuges, mit einem Gehäuse und einer Recheneinheit, wobei die Recheneinheit im Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse ausgebildet ist, um an dem Stromabnehmer befestigt zu werden, wobei die Recheneinheit elektrische Anschlüsse zur Erfassung von zwischen dem Stromabnehmer und dem Fahrzeug fließenden elektrischen Energiemenge aufweist, wobei die Recheneinheit eine Datenschnittstelle aufweist, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, um über die Datenschnittstelle die ermittelte elektrische Energiemenge auszugeben.

Description

Beschreibung
Energiezähler für einen Stromabnehmer eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Energiezähler für einen Stromab nehmer eines Fahrzeuges, insbesondere für einen Lkw.
Aus dem Stand der Technik sind Energiezähler zur Erfassung einer von einem Fahrzeug aufgenommenen Energiemenge bekannt, wobei der Energiezähler im Fahrzeuginnenraum beabstandet vom Stromabnehmer angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Energiezähler und ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer vom Fahrzeug aufgenommenen Energiemenge bereitzustel len.
Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Pa tentansprüche gelöst.
Es wird ein Energiezähler für einen Stromabnehmer eines Fahr zeuges bereitgestellt, wobei der Energiezähler ein Gehäuse und eine Recheneinheit aufweist. Die Recheneinheit ist im Ge häuse angeordnet. Das Gehäuse ist ausgebildet, um an dem Stromabnehmer befestigt zu werden.
Die Recheneinheit weist elektrische Anschlüsse auf, die zur Erfassung der über den Stromabnehmer ausgetauschte, insbeson dere aufgenommene, Energiemenge vorgesehen sind. Die Rechen einheit weist zudem eine Datenschnittstelle auf, über die die ermittelte elektrische Energiemenge ausgegeben werden kann.
Der vorgeschlagene Energiezähler weist den Vorteil auf, dass die Anordnung des Energiezählers direkt am Stromabnehmer mon tiert werden kann und somit mit dem Stromabnehmer eine Ein heit bilden kann. Somit kann der Energiezähler und der Strom abnehmer als Einheit getestet, verbaut und vertrieben werden. Zudem ist durch die Anordnung des Energiezählers außerhalb des Fahrzeuges kein Bauraum innerhalb des Fahrzeuges erfor derlich. Weiterhin können sicherheitstechnische Überprüfungen des Energiezählers vereinheitlicht werden, ohne dass die in dividuelle Anordnung des Energiezählers im Fahrzeug berück sichtigt werden muss. Dadurch kann eine Erprobung des Ener giezählers bereits vor dem Verbauen des Energiezählers in ei ner Fahrzeugkabine erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit aus gebildet, um über die Datenschnittstelle eine aktuelle Orts position des Fahrzeuges zu erhalten. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um die Ortsposition und die ermittelte elektri sche Energiemenge als Datenpaket auszugeben. Somit wird be reits im Energiezähler eine Kombination der Ortsposition des Fahrzeuges mit der ermittelten Energiemenge vorgenommen. Die Ortsposition kann beispielsweise für die Ermittlung eines örtlichen Stromverbrauches von einer zentralen Einheit be rücksichtigt werden. Auf diese Weise kann der Stromaustausch, insbesondere die Stromentnahme örtlich einem Abschnitt der Fahrleitungen zugeordnet werden. Dadurch kann der örtliche Stromaustausch mit den Fahrleitungen erfasst werden. Dies kann für eine Überwachung des Stromverbrauches des Fahrzeuges abhängig von einer Ortsposition des Fahrzeuges genutzt wer den. Zudem kann der Stromverbrauch einem Streckenabschnitt der Fahrleitungen zugeordnet werden. Dadurch kann ein zukünf tiger ortsbezogener Bedarf an Strom für einen Streckenab schnitt ermittelt werden. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn verschiedene Streckenabschnitte der Fahrleitungen von verschiedenen Einspeisesystemen mit Strom versorgt wer den. Durch die Information über den örtlichen Strombedarf können die Einspeisesystem in der Weise gesteuert werden, dass auf den verschiedenen Streckenabschnitten der Fahrlei tungen ausreichend Strom zur Verfügung steht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit aus gebildet, um über die Datenschnittstelle eine Streckeninfor mation über eine vom Fahrzeug befahrene Straßenstrecke zu er halten. Auf diese Weise kann der Stromaustausch, insbesondere die Stromentnahme örtlich einem Abschnitt der Fahrleitungen zugeordnet werden. Dadurch kann der örtliche Stromaustausch mit den Fahrleitungen erfasst werden. Diese Information kann für eine Überwachung der Fahrleitungen in vorgegebenen Ab schnitten verwendet werden. Zudem kann diese Information für die Ermittlung eines Stromverbrauches für vorgegebenen Ab schnitte der Fahrleitungen verwendet werden. Auf diese Weise kann z.B. durch einen Vergleich des Stromverbrauches des Fahrzeuges mit einem gemessenen Strombedarf der Fahrleitungen für eine vorgegebene Strecke ein Leckstrom an den Fahrleitun gen erkannt werden. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um die Streckeninformation und die ermittelte Energiemenge als Da tenpaket auszugeben. Somit wird bereits von der Recheneinheit eine Kombination zwischen der Streckeninformation der vom Fahrzeug befahrenen Straßenstrecke mit der ermittelten Ener giemenge vorgenommen. Somit kann eine zentrale Recheneinheit sowohl die Streckeninformation des Fahrzeuges als auch die aufgenommene Energiemenge des Fahrzeuges empfangen und wei terverarbeiten .
In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit aus gebildet, um über die Datenschnittstelle einen Start- und/oder einen Endzeitpunkt zu empfangen, zu dem der Stromab nehmer einen leitenden Kontakt zu stationären Stromversor gungsleitungen aufnimmt und/oder den leitenden Kontakt zu den Stromversorgungsleitungen abbricht. Dadurch ist eine genauere Erfassung der ausgetauschten, insbesondere der aufgenommenen Energiemenge möglich.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Datenspeicher im Gehäuse des Energiezählers vorgesehen. Die Recheneinheit ist ausgebildet, um die ermittelte elektrische Energiemenge und/oder die empfangene Ortsposition und/oder die Streckenin formation im Datenspeicher abzulegen. Somit können die Daten gesammelt und zu einem späteren Zeitpunkt ausgegeben werden. Weiterhin können die Daten auch über einen längeren Zeitraum im Datenspeicher gespeichert werden und von der Recheneinheit ausgewertet werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit aus gebildet, um über die Datenschnittstelle Daten signiert und/oder verschlüsselt auszugeben. Auf diese Weise ist es möglich, die Herkunft der Daten und/oder die Richtigkeit der Daten zu gewährleisten.
Es wird ein Stromabnehmer mit einem Energiezähler bereitge stellt. Somit wird ein Gesamtsystem bestehend aus Stromabneh mer und Energiezähler bereitgestellt. Das Gesamtsystem kann somit als Einheit getestet, verbaut und vertrieben werden.
Es wird ein System mit einem Energiezähler und einer zweiten Recheneinheit vorgeschlagen, wobei die zweite Recheneinheit eine zweite Datenschnittstelle aufweist, um Daten von der Da tenschnittstelle der Recheneinheit des Energiezählers zu emp fangen. Die zweite Recheneinheit kann im Fahrzeuginnenraum angeordnet sein. Zudem kann die zweite Recheneinheit ausge bildet sein, um die von der Recheneinheit empfangenen Daten an eine weitere Recheneinheit, insbesondere an eine zentrale Recheneinheit, weiterzugeben. Beispielsweise kann die zweite Recheneinheit eine Mauterfassung für eine vom Fahrzeug gefah rene Straßenstrecke durchführen.
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer von einem Fahrzeug über einen Stromabnehmer ausgetauschten, insbesondere aufge nommenen Energiemenge bereitgestellt, wobei das Verfahren durch einen Energiezähler mit einer Recheneinheit ausgeführt wird, wobei eine vom Stromabnehmer aufgenommene elektrische Energiemenge ermittelt wird, wobei die Recheneinheit über ei ne Datenschnittstelle die ermittelte elektrische Energiemenge ausgibt.
In einer Ausführungsform empfängt die Recheneinheit eine ak tuelle Ortsposition des Fahrzeuges. Die Recheneinheit gibt die Ortsposition und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket aus. In einer weiteren Ausführungsform empfängt die Recheneinheit eine Streckeninformation über eine vom Fahrzeug befahrene Straßenstrecke. Die Recheneinheit gibt die Streckeninformati on und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket aus.
Die Recheneinheit empfängt einen StartZeitpunkt und/oder ei nen Endzeitpunkt, zu dem der Stromabnehmer einen Kontakt zu elektrischen Stromversorgungsleitungen aufnimmt bzw. zu dem der Stromabnehmer den elektrischen Kontakt zu den Stromver sorgungsleitungen abbricht.
In einer weiteren Ausführungsform gibt die Recheneinheit die Streckeninformation und/oder die ermittelte elektrische Ener giemenge und/oder die Ortsinformation signiert und/oder ver schlüsselt aus.
Zudem wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch eine Re cheneinheit diese veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden, wobei
FIG 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit Stromabnehmern und elektrischen Fahrleitungen,
FIG 2 eine schematische Darstellung eines eingeklappten Stromabnehmers mit einer Strombox,
FIG 3 eine schematische Darstellung der Strombox, und FIG 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Er mittlung einer zwischen dem Stromabnehmer und den Fahrleitun gen ausgetauschten, insbesondere aufgenommene elektrischen Energiemenge .
FIG 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, das beispielsweise als Lkw ausgebildet ist und auf einer Straße 24 fährt. Das Fahrzeug 1 weist zwei Stromabnehmer 2 auf, wobei jeweils ein Stromabnehmer 2 mit einer Fahrleitung 4 in Kontakt steht. Eine der Fahrleitungen 4 führt eine posi tive Gleichspannung und die andere Fahrleitung 4 führt eine negative Gleichspannung. Ein Gehäuse in Form einer Strombox 3 ist an den Stromabnehmern 2 und am Fahrzeug 1 befestigt. Die Strombox 3 kann die Stromabnehmer 2 am Fahrzeug 1 befestigen und/oder zur Durchleitung des Stromes zum Fahrzeug vorgesehen sein. Es können jedoch auch weitere Befestigungsmittel vorge sehen sein, die den Stromabnehmer 2 am Fahrzeug befestigen. Der Stromabnehmer 2 weist elektrische Leitungen auf, die über die Strombox 3 mit einer dritten und vierten Stromleitung 16, 17 verbunden werden. Die dritte und vierte Stromleitung 16,
17 sind im Fahrzeug 1 angeordnet und zu einem elektrischen Verbraucher, wie beispielsweise einem elektrischen Motor und/oder einer Batterie, geführt. Mithilfe des elektrischen Motors 6 kann das Fahrzeug 1 über den Strom aus den Fahrlei tungen 4 angetrieben werden. Die Stromabnehmer 2 können schwenkbar ausgebildet sein und abhängig von der gewählten Position in Anlage an die Fahrleitungen 4 gebracht werden oder von den Fahrleitungen 4 beabstandet angeordnet sein. Die Strombox 3 ist vorzugsweise an der Außenseite des Fahrzeuges 1, insbesondere an der Außenseite einer Fahrzeugkabine ange ordnet. Die Strombox 3 ist vorzugsweise direkt mit den Strom abnehmern 2 mechanisch verbunden. Zudem kann die Strombox 3 auch direkt mit einer Karosserie des Fahrzeuges 1 verbunden sein. Die zwei Stromabnehmer 2 können auch in Form eines Stromabnehmers 2 ausgebildet sein, der über getrennte elekt rische Leitungen die positive und die negative Spannung der Fahrleitungen 4 zum Fahrzeug führen kann. Das Fahrzeug 1 kann eine zweite Recheneinheit 5 aufweisen, die beispielsweise im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist. Die zweite Recheneinheit 5 kann beispielsweise als Mauterfassungsgerät ausgebildet sein.
Der Stromabnehmer 2 und die Strombox 3 bilden eine Einheit und können beispielsweise als Messmittel gemeinsam über eine Baumusterprüfung eichrechtlich zugelassen werden. Der Strom abnehmer 2 erfüllt dabei die Aufgabe, eine elektrische Ver bindung zwischen den Fahrleitungen 4 und dem Fahrzeug 1 her zustellen. In der Strombox 3 ist ein Energiezähler, insbeson dere ein Gleichstromenergiezähler, angeordnet, der die über den Stromabnehmer ausgetauschte, insbesondere vom Fahrzeug aufgenommene Energiemenge erfasst.
Der Energiezähler ist beispielsweise ausgebildet, um nach Ab schluss einer Messung Daten wie eine Streckenkennung, eine Uhrzeit für einen Beginn einer Energieaufnahme bzw. eines Energieaustausches und/oder eine Uhrzeit für ein Ende einer Energieaufnahme bzw. eines Energieaustausches, eine Kennung des Energiezählers und/oder eine Ortsposition des Fahrzeuges beim Start des Energieaustausches, insbesondere beim Start der Energieaufnahme, und/oder eine Ortsposition des Fahrzeu ges bei einem Ende des Energieaustausches, insbesondere beim Ende der Energieaufnahme, auszugeben. Abhängig von der ge wählten Ausführungsform kann die Recheneinheit ausgebildet sein, um die vom Stromabnehmer ausgetauschte, insbesondere aufgenommene Energiemenge zu berechnen. Es kann jedoch auch ein separater Energiezähler vorgesehen sein, der die Erfas sung der Spannung und/oder des Stromes durchführt und diese Daten an die Recheneinheit weitergibt.
Beispielsweise können die Daten verschlüsselt und/oder sig niert als Datenpakete ausgegeben werden. Die Daten können da bei an die zweite Recheneinheit 5 und/oder an eine außerhalb des Fahrzeuges 1 angeordnete zentrale Recheneinheit 7 ausge geben werden. Die zweite Recheneinheit 5 ist beispielsweise als Mauterfassungsgerät ausgebildet und geeignet, um die für eine Mautberechnung für die Benutzung einer Straßenstrecke notwendigen Datensätze zu bestimmen. Zusätzlich kann die zweite Recheneinheit mittels einer Datenverbindung, bei spielsweise mittels eines CAN-Bus, mit dem Stromabnehmer 2 und/oder über eine Ethernet- oder RS485-Schnittstelle mit dem Energiezähler der Strombox 3 Daten austauschen. Zudem kann die zweite Recheneinheit 5 ausgebildet sein, um über eine Mo bilfunkverbindung mit der zentralen Recheneinheit 7 Daten auszutauschen .
Die zweite Recheneinheit 5 ermittelt beispielsweise bei Er reichen eines Streckenabschnittes mit einer Fahrleitung 4 ei ne diesem Streckenabschnitt zugeordnete Streckenkennung. Die Streckenkennung kann beispielsweise aus einer Datenbank ab hängig von der Ortsposition des Fahrzeuges ausgelesen werden. Die Ortsposition des Fahrzeuges wird beispielsweise mit einem GPS-System ermittelt, das ebenfalls im Fahrzeug 1 angeordnet ist. Die Straßenkennung kann zudem der zweiten Recheneinheit von der zentralen Recheneinheit 7 abhängig von der Ortsposi tion des Fahrzeuges übermittelt werden. Weiterhin erhält die zweite Recheneinheit 5 über eine Datenverbindung zum Stromab nehmer die Information, wann der Stromabnehmer die Fahrlei tung kontaktiert und wann der Kontakt zwischen dem Stromab nehmer und der Fahrleitung wieder unterbrochen wird. Dazu kann der Stromabnehmer 2 Sensoren aufweisen, die einen mecha nischen und/oder elektrischen Kontakt zur Fahrleitung 4 er fassen und an die zweite Recheneinheit 5 weitergeben. Die zweite Recheneinheit 5 übermittelt den Zeitpunkt, zu dem der Stromabnehmer 2 die Fahrleitungen 4 kontaktiert bzw. den Zeitpunkt, zu dem der Stromabnehmer 2 sich von den Fahrlei tungen 4 wegbewegt, an die erste Recheneinheit 8. Zudem kann die zweite Recheneinheit 5 die GPS-Positionen des Fahrzeuges beim Aufbauen des Kontakts zwischen den Stromabnehmern 2 und den Fahrleitungen 4 und beim Lösen des Kontakts zwischen den Stromabnehmern 2 und den Fahrleitungen 4 an die erste Rechen einheit 8 übermitteln.
Anschließend kann die erste Recheneinheit 8 Daten an die zweite Recheneinheit 5 in Form eines Datenpaketes, insbeson dere in Form eines signierten und/oder verschlüsselten Daten- paketes übermitteln. Die zweite Recheneinheit 5 kann das Da tenpaket, insbesondere das signierte und/oder verschlüsselte Datenpaket, unverändert an die zentrale Recheneinheit 7 über mitteln. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch die erste Recheneinheit 8 ausgebildet sein, die Datenpakete direkt drahtlos an die zentrale Recheneinheit 7 zu übermit teln. Eine Datenverbindung zwischen der ersten Recheneinheit 8 und der zweiten Recheneinheit 5 kann beispielsweise als Ka belverbindung oder in Form einer drahtlosen Verbindung ausge bildet sein.
Die zentrale Recheneinheit 7 empfängt und speichert die emp fangenen Datenpakete in einer Datenbank. Dabei können mautre levante Daten zusammengefasst und für eine Mautabrechnung weiterverarbeitet werden. Daten, die für eine Abrechnung ei ner elektrischen Energie verwendet werden, können anhand der Streckenkennung bzw. der Geräte-ID der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit zusammengefasst und für eine zukünftige Strombedarfsplanung und/oder für eine Kostenabrechnung für bestimmte Streckenabschnitte verwendet werden. Beispielsweise können aufgrund der Streckenkennung und/oder aufgrund der Ge- räte-ID der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit eine Spedition, ein Lkw, ein Streckenbetreiber, ein Mobilitätsan bieter und/oder ein Energieversorger identifiziert und für eine Planung eines elektrischen Energieverbrauches und/oder für eine direkte Abrechnung des Energieaustausches, insbeson dere des Stromverbrauches berücksichtigt werden.
Beispielsweise kann anhand der Ortsposition und/oder der Streckeninformation der Abschnitt der Fahrleitungen ermittelt werden, mit dem Energie ausgetauscht wird, insbesondere dem Energie entnommen wird. Beispielsweise über eine Zuordnung in einer Datenbank kann ein Betreiber des Streckenabschnittes der Fahrleitungen ermittelt werden. Somit kann die Abrechnung des Stromverbrauches direkt dem Betreiber des Streckenab schnittes der Fahrleitungen zugeordnet werden. Über die Gerä te ID-Kennung der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit und eine Zuordnung über eine Datenbank zu einem Betreiber des Fahrzeuges kann direkt ein Stromverbrauch einem Betreiber zu geordnet und entsprechend automatisch abgerechnet werden.
Das Fahrzeug 1, das in einen E-Highway-Streckenabschnitt mit Fahrleitungen 4 einfährt, passiert beispielsweise ein virtu elles Maut-Gate. Dabei empfängt die zweite Recheneinheit 5 über eine Mobilfunkverbindung von der zentralen Recheneinheit 7 eine dem gerade befahrenen Streckenabschnitt zugeordnete Streckenkennung. Die zweite Recheneinheit 5 sendet die Stre ckenkennung, den Zeitpunkt der Einfahrt in den Streckenab schnitt, eine Kennung der zweiten Recheneinheit und/oder eine GPS-Position des Fahrzeuges bei der Einfahrt in den Strecken abschnitt an die erste Recheneinheit 8. Das Maut-Gate zeigt eine Zuordnung des Streckenabschnittes der Fahrleitungen zu einem bestimmten Betreiber des Streckenabschnittes der Fahr leitungen an. Die erste Recheneinheit 8 speichert diese Daten in einem Datenspeicher ab. Sobald die Stromabnehmer 2 die Fahrleitungen 4 kontaktieren, wird diese Information von Sen soren der Stromabnehmer an die zweite Recheneinheit 5 über mittelt. Daraufhin sendet die zweite Recheneinheit 5 ein Startsignal an die erste Recheneinheit 8 für den Start der Energieerfassung. Die erste Recheneinheit 8 startet mit der Erfassung der aus den Fahrleitungen 4 entnommenen Energiemen ge. Sobald sich ein Stromabnehmer 2 von den Fahrleitungen 4 entfernt, wird dies mithilfe der Sensoren an die zweite Re cheneinheit 5 übermittelt. Die zweite Recheneinheit sendet daraufhin ein Endsignal an die erste Recheneinheit 8. Die erste Recheneinheit 8 kann in einem verschlüsselten und/oder signierten Datenpaket folgende Informationen an die zweite Recheneinheit übermitteln: Streckenkennung der befahrenen Strecke, GPS-Positionen des Fahrzeuges, Kennung der zweiten Recheneinheit, Zeitpunkt für den Start und das Ende der Ener giemessung. Die zweite Recheneinheit 5 kann mautrelevante Da tensätze plus das von der ersten Recheneinheit 8 erhaltene Datenpaket unverändert an die zentrale Recheneinheit 7 über mitteln. Dieser Vorgang kann bei jeder Kontaktierung der Fahrleitungen durch die Stromabnehmer innerhalb einer Stre ckenkennung beliebig oft wiederholt werden. Verlässt das Fahrzeug den E-Highway-Streckenabschnitt, kann dies durch Überfahren eines virtuellen Maute-Gates erfasst und von der zentralen Recheneinheit an die zweite Recheneinheit übermit telt werden. Die zweite Recheneinheit übermittelt das Verlas sen des E-Highway-Streckenabschnittes an die erste Rechenein heit und setzt die Streckenkennung in der ersten Rechenein heit zurück. Bei der Einfahrt in einen neuen Streckenab schnitt mit elektrischen Fahrleitungen beginnt das beschrie bene Verfahren von Neuem mit der entsprechend geänderten Streckenkennung des neuen Streckenabschnittes. In einer al ternativen Lösung kann es vorgesehen sein, dass anstelle ei ner Streckenkennung auch eine GPS-Position oder eine sonstige Positionsinformation bereitgestellt wird, anhand der die be fahrene Strecke identifiziert werden kann. Über die Geräte ID-Kennung der ersten und/oder der zweiten Recheneinheit und eine Zuordnung über eine Datenbank zu einem Betreiber des Fahrzeuges kann direkt ein Stromverbrauch einem Betreiber zu geordnet und entsprechend automatisch mit dem Betreiber des Streckenabschnittes der Fahrleitungen abgerechnet werden.
FIG 2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Stromab nehmer 2 in eingeklapptem Zustand und die Strombox 3. Für je de der zwei Fahrleitungen kann das Fahrzeug 1 jeweils einen Stromabnehmer aufweisen, um die positive und die negative Gleichspannung getrennt über einen Stromabnehmer kontaktieren zu können.
FIG 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausfüh rungsform der Strombox 3. Die Strombox weist eine erste und eine zweite Stromleitung 12, 13 auf, die den Strom von den Stromabnehmern zum Fahrzeug leiten. In der Strombox 3 ist die erste Recheneinheit 8 angeordnet, die über einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss 9, 10 und über Messlei tungen 14, 15 mit der ersten und der zweiten Stromleitung 12,
13 verbunden ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die erste Recheneinheit 8 die Funktion eines Energie messgerätes ausführen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform, wie in FIG 3 dargestellt ist, ein Energie- messgerät 11 vorgesehen sein, das die von den Stromabnehmern 2 aufgenommene Energiemenge erfasst und an die elektrischen Anschlüsse 9, 10 der ersten Recheneinheit 8 weitergibt. Zudem steht die erste Recheneinheit 8 mit einem Datenspeicher 25 in Verbindung .
Die Strombox 3 weist erste elektrische Verbindungen 22 und zweite elektrische Verbindungen 23 auf. Die ersten elektri schen Verbindungen 22 stehen mit den elektrischen Leitungen der Stromabnehmer in Verbindung. Die zweiten elektrischen Verbindungen 23 stehen mit der dritten bzw. der vierten Stromleitung des Fahrzeuges in Verbindung. Auf diese Weise wird der Strom vom Stromabnehmer 2 durch die Strombox 3 zu elektrischen Verbrauchern 6, das heißt elektrischen Motoren und/oder Batterien geführt.
Die erste Recheneinheit 8 weist eine Datenschnittstelle 26 beispielsweise in Form eines Ethernet-Ports oder in Form ei ner COM-Schnittstelle auf. Zudem kann die zweite Rechenein heit 5 als Datenschnittstelle beispielsweise einen Ethernet- Port aufweisen.
Die Datenschnittstelle 26 der ersten Recheneinheit 8 kann so mit über eine elektrische Leitung 27 mit einer Datenschnitt stelle der zweiten Recheneinheit 5 verbunden sein.
In der Strombox 3 sind beispielsweise weitere elektrische Komponenten wie beispielsweise elektrische Sicherungselemen te, ISO-Meter, ein Überspannungsschutz, Stromschienen, die die erste und die zweite Stromleitung 12, 13 darstellen kön nen, und die ersten elektrische Schnittstellen, die eine elektrische Verbindung zu den Stromleitungen der Stromabneh mer ermöglichen, und/oder die zweiten elektrische Schnitt stellen, die eine elektrische Verbindung der dritten und vierten Stromleitung 16, 17 des Fahrzeuges ermöglichen. Die Fahrleitungen 4 können beispielsweise eine Gleichspannung von 650 Volt führen. Mithilfe des ISO-Meters können Isolationswi derstände zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Stromabneh- mer sowie zwischen dem Hochvoltpol eines Stromabnehmers und einem isolierten Bereich des Stromabnehmers erfasst werden.
Die Strombox 3 kann zudem erste und zweite Befestigungsmittel 18, 19 zur Befestigung an einem Stromabnehmer aufweisen. Zu dem kann die Strombox 3 dritte und vierte Befestigungsmittel 20, 21 zur Befestigung an dem Fahrzeug, insbesondere an der Fahrzeugkarosserie, aufweisen.
FIG 4 zeigt einen schematischen Programmablauf zur Ermittlung und zur Ausgabe einer von einem Stromabnehmer ausgetauschten, insbesondere aufgenommenen Energiemenge. Bei Programmpunkt 100 startet das Programm. Bei einem folgenden Programmpunkt 110 fährt das Fahrzeug in einen Streckenabschnitt ein, in dem Fahrleitungen über der Straße mit einer Gleichspannung von beispielsweise 650 Volt vorgesehen sind. Bei der Einfahrt in den Streckenabschnitt durchfährt das Fahrzeug ein virtuelles Maut-Gate. Bei einem folgenden Programmpunkt 120 ermittelt die zweite Recheneinheit eine aktuelle Ortsposition des Fahr zeuges beispielsweise mithilfe eines GPS-Systems. Bei einem folgenden Programmpunkt 130 ermittelt die zweite Rechenein heit eine Streckenkennung. Die Streckenkennung kann bei spielsweise von einer zentralen Recheneinheit an die zweite Recheneinheit des Fahrzeuges übermittelt werden. Zudem kann die zweite Recheneinheit anhand einer Datenbank und anhand der Ortsposition des Fahrzeuges eine Streckenkennung aus ei ner Datenbank auslesen. Die Streckenkennung wird von der zweiten Recheneinheit an die erste Recheneinheit, das heißt an den Energiezähler, übertragen. Bei einem folgenden Pro grammpunkt 140 kontaktiert der Stromabnehmer die Fahrleitun gen und gibt diese Information an die erste Recheneinheit weiter. Dabei wird beispielsweise der Zeitpunkt der Kontak tierung der Fahrleitung an die zweite Recheneinheit übermit telt.
Bei einem folgenden Programmpunkt 150 übermittelt die zweite Recheneinheit wenigstens einen Teil der folgenden Daten an die erste Recheneinheit: GPS-Position des Fahrzeuges, Start- Zeitpunkt für die Kontaktierung der Fahrleitungen durch die Stromabnehmer, Startsignal für den Start einer Energiemes sung. Bei einem folgenden Programmpunkt 160 empfängt die ers te Recheneinheit die Daten von der zweiten Recheneinheit. Zu dem startet die erste Recheneinheit mit der Erfassung von Messwerten zur Ermittlung einer vom Stromabnehmer ausge tauschten, insbesondere aufgenommenen Energiemenge. Bei Pro grammpunkt 160 speichert die erste Recheneinheit die von der zweiten Recheneinheit empfangenen Daten in einem Datenspei cher.
Bei einem folgenden Programmpunkt 170 meldet ein Sensor des Stromabnehmers, dass der Stromabnehmer die Fahrleitung ver lassen hat, an die zweite Recheneinheit. Nach dem Programm punkt 170 gibt die zweite Recheneinheit bei Programmpunkt 180 ein Informationssignal an die erste Recheneinheit, die das Ende der Kontaktierung der Fahrleitung durch den Stromabneh mer anzeigt.
Bei einem folgenden Programmpunkt 190 übermittelt die erste Recheneinheit, das heißt der Energiezähler, wenigstens eines der folgenden Daten an die zweite Recheneinheit und/oder an eine zentrale Recheneinheit: eine Streckenkennung, eine Ken nung für den Energiezähler, einen StartZeitpunkt der Energie messung, einen Endzeitpunkt der Energiemessung, eine GPS- Position des Fahrzeuges bei der Kontaktierung der Fahrleitung durch den Stromabnehmer und bei Lösen des Kontaktes zwischen dem Stromabnehmer und der Fahrleitung und einen vom Stromab nehmer während der Messung aufgenommenen elektrischen Ener giewert beispielsweise in Kilowattstunden. Die erste Rechen einheit kann die Daten signiert und/oder verschlüsselt an die zweite Recheneinheit und/oder an die zentrale Recheneinheit übermitteln .
Bei einem folgenden Programmpunkt 200 übermittelt die zweite Recheneinheit wenigstens einen Teil der im Verfahrensschritt 190 von der ersten Recheneinheit erhaltenen Daten an die zentrale Recheneinheit beispielsweise über eine Mobilfunkver bindung. Zudem übermittelt die zweite Recheneinheit Mautda- ten, das heißt eine Kennung für einen Streckenabschnitt, der vom Fahrzeug befahren wurde, zusätzlich mit den Daten der ersten Recheneinheit an die zentrale Recheneinheit übermit teln.
Bei einem folgenden Programmpunkt 210 speichert die zentrale Recheneinheit die übermittelten Daten. Die übermittelten Da ten können von der zentralen Recheneinheit weiterverarbeitet werden. Dabei kann beispielsweise ein zukünftiger Strombedarf aus historischen Daten für bestimmte Streckenabschnitte er mittelt werden. Zudem kann der aktuelle Strombedarf mit einem vorliegenden Stromverbrauch verglichen werden. Beispielsweise kann daraus die Funktionsfähigkeit des Stromnetzes, das heißt die Funktion der Fahrleitungen, die die Gleichspannung füh ren, überprüft werden. Dadurch kann beispielsweise ein Strom verlust durch eine fehlerhafte Isolation in den verschiedenen Streckenabschnitten erkannt werden. Zudem kann mithilfe der erfassten Daten über die tatsächliche Energieaufnahme durch die Fahrzeuge ein tatsächlicher Strombedarf auf den einzelnen Streckenabschnitten ermittelt werden. Dieser kann für eine zukünftige Energieversorgung der Fahrleitungen berücksichtigt werden. Zudem können die Daten für eine Zuordnung der Ener gieaufnahme zu bestimmten Fahrzeugen und eine Kostenabrech nung der Energieaufnahme verwendet werden. Bei einem folgen den Programmpunkt 220 endet das Verfahren.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Energiezähler für einen Stromabnehmer (2) eines Fahrzeuges (1), mit einem Gehäuse (3) und einer Recheneinheit (8), wobei die Recheneinheit (8) im Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (3) ausgebildet ist, um an dem Stromabnehmer (2) befestigt zu werden, wobei die Recheneinheit (8) elektrische Anschlüsse zur Erfassung von zwischen dem Stromabnehmer (2) und dem Fahrzeug (1) fließender elektrischen Energiemenge aufweist, wobei die Recheneinheit (8) eine Datenschnittstelle (26) aufweist, wobei die Recheneinheit (8) ausgebildet ist, um über die Datenschnittstelle (26) die ermittelte elektri sche Energiemenge auszugeben.
2. Energiezähler nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit (8) ausgebildet ist, um über die Datenschnittstelle (26) eine ak tuelle Ortsposition des Fahrzeuges (1) zu erhalten, wobei die Recheneinheit (8) ausgebildet ist, um die Ortsposition und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket auszu geben.
3. Energiezähler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rechenein heit (8) ausgebildet ist, um über die Datenschnittstelle (26) eine Streckeninformation über eine vom Fahrzeug befahrene Straßenstrecke zu erhalten, wobei die Recheneinheit (8) aus gebildet ist, um die Streckeninformation und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket auszugeben.
4. Energiezähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die Recheneinheit (8) ausgebildet ist, um über die Daten schnittstelle einen Start- und/oder einen Endzeitpunkt zu empfangen, zu dem der Stromabnehmer (2) einen leitenden Kon takt zu einer Fahrleitung aufnimmt und/oder den leitenden Kontakt zu der Fahrleitung abbricht.
5. Energiezähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei im Gehäuse (3) ein Datenspeicher (25) vorgesehen ist, wo bei die Recheneinheit (8) die ermittelte elektrische Energie- menge und/oder die Ortsposition und/oder die Streckeninforma tion im Datenspeicher (25) speichert.
6. Energiezähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die Recheneinheit (8) ausgebildet ist, um über die Daten schnittstelle Daten signiert und/oder verschlüsselt auszuge ben.
7. Stromabnehmer mit einem Energiezähler nach einem der vor hergehenden Ansprüche.
8. System mit einem Energiezähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und mit einer zweiten Recheneinheit (5), die ausgebil det ist, um Daten von der Datenschnittstelle der ersten Re cheneinheit zu empfangen, und die empfangenen Daten an eine weitere Recheneinheit (7) weiterzugeben.
9. System nach Anspruch 8, wobei die zweite Recheneinheit (5) ausgebildet ist, um Daten an die Datenschnittstelle (26) der Recheneinheit (8) zu übermitteln.
10. Verfahren zum Übermitteln einer von einem Fahrzeug über einen Stromabnehmer ausgetauschte elektrische Energiemenge mit einer Recheneinheit, wobei die vom Stromabnehmer ausge tauschte elektrische Energiemenge von einer Recheneinheit er mittelt wird, wobei die Recheneinheit eine aktuelle Ortsposi tion des Fahrzeuges empfängt, wobei die Recheneinheit die Ortsposition und die ermittelte elektrische Energiemenge über eine Datenschnittstelle als Datenpaket ausgibt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Recheneinheit eine Streckeninformation über eine vom Fahrzeug befahrene Strecke empfängt, wobei die Recheneinheit die Streckeninformation und die ermittelte elektrische Energiemenge als Datenpaket aus gibt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Recheneinheit einen Start- und/oder einen Endzeitpunkt emp- fängt, zu dem der Stromabnehmer einen Kontakt zu elektrischen Stromversorgungsleitungen aufnimmt und/oder den Kontakt zu den Stromversorgungsleitungen abbricht, und wobei die Rechen einheit bei Erhalt des Startpunktes mit der Erfassung der ausgetauschten, insbesondere der aufgenommenen Energiemenge startet und/oder bei Erhalt des Endzeitpunktes die Erfassung der ausgetauschten, insbesondere der aufgenommenen Energie menge beendet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Recheneinheit die Streckeninformation und/oder die ermittelte elektrische Energiemenge und/oder die Ortsinformation sig niert und/oder verschlüsselt ausgibt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei eine zweite Recheneinheit des Fahrzeuges die Daten der ersten Re cheneinheit empfängt und die Daten drahtlos an eine weitere Recheneinheit ausgibt.
15. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausfüh rung des Programms durch eine Recheneinheit diese veranlas sen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14 auszu führen.
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