EP4452690A1 - Verfahren und system zum laden eines elektrischen energiespeichers eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und system zum laden eines elektrischen energiespeichers eines fahrzeugs

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Publication number
EP4452690A1
EP4452690A1 EP22839276.7A EP22839276A EP4452690A1 EP 4452690 A1 EP4452690 A1 EP 4452690A1 EP 22839276 A EP22839276 A EP 22839276A EP 4452690 A1 EP4452690 A1 EP 4452690A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
charging
energy store
charging station
electrical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22839276.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Merlin Hoffmann
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP4452690A1 publication Critical patent/EP4452690A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/67—Controlling two or more charging stations
    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/36—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles by positioning 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
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/14—Driver interactions by input of vehicle departure time
    • 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
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/58—Departure time prediction

Definitions

  • the invention relates to a method for charging an electrical energy store of a vehicle, in which a control device of the vehicle communicates with an infrastructure device.
  • the infrastructure device notifies the control device of the vehicle of the availability of a charging station.
  • the charging station is designed to charge the electrical energy store of the vehicle and the vehicle moves autonomously to the charging station.
  • the invention relates to a system for charging an electrical energy store of a vehicle.
  • US 2020/0198489 A1 describes an automated valet parking system, i.e. a system in which a driver parks his electric vehicle in a parking zone, with the electric vehicle then automatically or autonomously driving to a charging station. After charging the electric vehicle wirelessly, the electric vehicle first drives to a free parking space and then to a pick-up area where the driver picks up the electric vehicle again.
  • US Pat. No. 8,717,170 B1 describes a method for managing a queue of electric vehicles at a charging station.
  • the object of the present invention is to create a method of the type mentioned at the outset, which entails a particularly smooth process when using the charging station, and to specify a corresponding system for carrying out the method.
  • a control device of the vehicle communicates with an infrastructure device.
  • the infrastructure device notifies the control device of the vehicle of the availability of a charging station.
  • the charging station is designed to charge the electrical energy store of the vehicle.
  • the vehicle drives autonomously to the charging station.
  • a control device of at least one additional vehicle transmits a message to the infrastructure device, according to which an electrical energy store of the at least one additional vehicle is to be charged.
  • the content of the message is therefore that the electrical energy store of the at least one other vehicle should be charged or that there is a need or desire to load the electrical energy store of the at least one other vehicle.
  • the infrastructure facility specifies a sequence for charging the electrical energy storage devices of the vehicles. The vehicle and the at least one other vehicle proceed autonomously to the charging station one after the other in accordance with this sequence.
  • the vehicle and the at least one other vehicle have the ability to move autonomously, i.e. without the driver of the respective vehicle having to do anything, to the charging station or approach the charging station and also autonomously release the charging station again after use. This can prevent the charging station from being blocked by the respective vehicle for an unnecessarily long time. Because due to the ability of respective vehicle for autonomous driving does not need to be resorted to by a driver of the vehicle in order to release the charging station again after use. This also helps ensure that the charging station runs smoothly.
  • the infrastructure device When determining the sequence, the infrastructure device preferably takes into account a state of charge of the respective energy store. This can ensure, for example, that the electrical energy store of that vehicle is charged at the charging station whose state of charge is lower than the state of charge of the electrical energy store of another vehicle that communicates with the infrastructure facility. This is advantageous with regard to a long range of the respective vehicle after charging the electrical energy store.
  • the infrastructure device can take into account at least one parameter that differs from a state of charge of the respective energy store when determining the sequence, the at least one parameter indicating the urgency of charging the respective energy store.
  • the at least one parameter that indicates the urgency of charging for determining the sequence it can be ensured that circumstances relating to the respective vehicle or the driver's wishes are very comprehensively taken into account when determining the sequence. In this way, the needs of users of the respective vehicle can be taken into account to a particular extent.
  • the state of charge of the respective energy store and the parameter indicating the urgency can be taken into account in the same way. It can thereby be ensured that these circumstances are adequately taken into account by the infrastructure device when the sequence is determined.
  • the infrastructure device when determining the order, gives priority to the at least one parameter indicating the urgency State of charge of the respective energy storage device is taken into account.
  • the infrastructure device when determining the order, gives priority to the at least one parameter indicating the urgency State of charge of the respective energy storage device is taken into account.
  • the at least one parameter indicating the urgency preferably includes a period of time during which the respective vehicle is to be parked on a parking area, from which the respective vehicle can proceed autonomously or driving autonomously to the charging station. Because if the duration of such a planned parking process is comparatively short, there is less time available to use the charging station to charge the electrical energy storage device than in a situation in which the vehicle is to be parked on the parking area for a longer period of time. As a result, it is very easy to ensure that the charging station is actually used to charge the electrical energy store of the vehicle in question within the duration of the respective parking process of the vehicle. This makes the method particularly effective and efficient.
  • the at least one parameter indicating the urgency can include a planned end of a period of time during which the respective vehicle is to be parked on a parking area, from which the respective vehicle can proceed autonomously or driving autonomously to the charging station. If such a planned departure time of the vehicle is taken into account by the infrastructure facility when determining the sequence, it can be reliably ensured that at the time of the planned departure, i.e. following the parking process, the electric energy storage device of the vehicle concerned is more charged than before parking the vehicle. This is particularly advantageous with regard to the usability of the vehicle and the available range.
  • the at least one parameter indicating the urgency can include a purpose of use of the respective vehicle.
  • vehicles to be used for particularly important purposes such as emergency vehicles of the police, the fire brigade, an emergency service or an emergency doctor or the like, have priority with regard to charging the respective electrical energy storage device of the vehicle get ordinary vehicles. This increases the availability of such vehicles used for particularly important purposes.
  • the at least one parameter indicating the urgency can include a charging period for which the control device of the respective vehicle has reserved use of the charging station. In this way it can be ensured that such reservations of loading periods or loading time windows are not ignored. This is particularly advantageous with regard to the satisfaction of users of the respective vehicles.
  • the respective vehicle can leave the charging station driving autonomously after the end of a charging process of the respective energy store. In this way it can be ensured that, in particular, a vehicle whose electrical energy store is fully charged does not continue to block the charging station unnecessarily.
  • the respective vehicle leaves the charging station driving autonomously. In this way it can be ensured that the vehicle is available again for the user of the vehicle immediately after the end of the parking process. This is also advantageous if the electrical energy store of the vehicle in question is not yet fully charged at the time the parking process is completed.
  • the vehicle leaving the charging station driving autonomously can go to a free parking space on its own. From this parking space, the vehicle can then autonomously head for a transfer point where the user of the vehicle can take over the vehicle again.
  • the vehicle can also drive autonomously or independently to the transfer point where the user can pick up the vehicle again.
  • the infrastructure device preferably transmits a message to the control device of a vehicle following in the sequence, according to which the vehicle following in the sequence can proceed autonomously to the charging station. In this way it can be achieved that the electrical energy storage devices of the vehicles are charged at the charging station successively and in accordance with the sequence. As a result, the charging station can be used particularly efficiently.
  • the energy storage of the respective vehicle can be charged wirelessly at the charging station. This is particularly easy, since a mechanical coupling of a charging plug of the charging station with a charging connection of the vehicle can be omitted.
  • a charging plug of the charging station is coupled to a charging connection of the respective vehicle by means of an actuating device.
  • the actuating device can be designed in the manner of a charging robot or the like, which handles the charging plug of the charging station and couples it mechanically to the charging connection of the respective vehicle.
  • a charging plug of the charging station can be manually coupled to a charging connection of the respective vehicle by an operator in order to charge the energy store of the respective vehicle.
  • This is particularly easy to implement, in particular because a loading robot or the like can then be dispensed with.
  • the operator does not have to worry about the vehicles whose energy stores are to be charged heading for the charging station or going to the charging station and also leaving the charging station again after charging. This is because the vehicles can preferably do this by driving autonomously.
  • the system according to the invention for charging an electrical energy store of a vehicle comprises an infrastructure device which is designed to communicate with a control device of the vehicle.
  • the infrastructure device is also designed to inform the control device of the vehicle of the availability of a charging station, with the charging station being designed to charge the electrical energy store of the vehicle.
  • the vehicle is designed to autonomously to the to go to the charging station.
  • the infrastructure device is designed to receive a message from a control device of at least one additional vehicle, according to which an electrical energy store of the at least one additional vehicle is to be charged.
  • the infrastructure device is designed to specify a sequence for charging the electrical energy storage devices of the vehicles.
  • the vehicle and the at least one other vehicle are designed to go to the charging station autonomously or driving autonomously one after the other in accordance with this sequence.
  • Such a system which is designed to carry out the method according to the invention or an advantageous embodiment of the same, enables a particularly smooth process when using the charging station.
  • the invention therefore also includes developments of the system according to the invention which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the system according to the invention are not described again here.
  • the invention also includes the combinations of features of the described embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic of a valet parking system with automated charging processes for electrical energy stores in vehicles, with the respective vehicle driving autonomously to a charging station and then leaving the charging station again driving autonomously;
  • FIG. 2 shows a schematic of one of the vehicles shown in FIG. 1 .
  • the exemplary embodiments explained below are preferred exemplary embodiments of the invention.
  • the components described represent individual features that are to be considered independently of one another Invention, which each also develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than that shown.
  • the exemplary embodiments described can also be supplemented by further features of the invention already described.
  • a method for charging an electrical energy store 10 of a vehicle 12 is to be explained with reference to FIG. 1 .
  • the vehicle 12 can accordingly be embodied as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the electrical energy store 10 supplies electrical energy to at least one electric drive motor (not shown) of the vehicle 12 that is configured to move the vehicle 12 or at least to assist in moving the vehicle 12 .
  • Automated parking of vehicles is also referred to as automated valet parking or automated valet parking.
  • FIG. 1 Such a situation of loading, in particular automated loading, in automated valet parking or valet parking is shown schematically in FIG. 1 .
  • Automated valet parking or automated valet parking can be performed on a parking area 14 shown schematically in FIG. 1 and/or in a multi-storey car park or the like.
  • a control device 16 of the vehicle 12 can communicate with an infrastructure device 18 when the method is carried out.
  • a corresponding Bidirectionally usable communication path 20 is indicated schematically in FIG.
  • the infrastructure device 18 can, as shown here by way of example, belong to a charging station 22 which is designed to charge the electrical energy store 10 of the vehicle 12 .
  • the infrastructure device 18 can also be designed as a unit that is separate from the charging station 22 .
  • the charging station 22 can be embodied as the infrastructure device 18 or, in other words, the infrastructure device 18 can be provided by the charging station 22 .
  • a driver (not shown) can first drive the vehicle 12 to a transfer station 24, for example, which, according to FIG. 1, can have a plurality of parking spaces 26.
  • control device 16 of vehicle 12 can, in particular at the request of the driver of vehicle 12, transmit a message to infrastructure device 18, according to which the driver of vehicle 12 can turn vehicle 12 on the shelf 14 wants to turn off.
  • the content of the message can be that the electrical energy store 10 of the vehicle 12 is to be charged.
  • the infrastructure device 18 can be given a release for the automated valet parking and the preferably automated charging of the electrical energy store 10 of the vehicle 12 .
  • an autonomous driving device (not shown) of the vehicle 12 can set the vehicle 12 in motion and ensure that the vehicle 12 drives autonomously to the charging station 22 embarks
  • the content of the message 28 transmitted to the control device 16 of the vehicle 12 can be that the charging station 22 is available, that is to say that the charging station 22 can be used to charge the electrical energy store 10 of the vehicle 12 .
  • the situation is to be considered in which, in addition to the vehicle 12 or the first vehicle 12, at least one further vehicle 30 also intends to use the charging station 22. Accordingly, a control device 32 of the additional vehicle 30 can transmit a message 34 to the infrastructure device 18 which relates to the content has that an electrical energy store 40 of the other vehicle 30 is to be charged or is to be charged. Consequently, the vehicle 12 or first vehicle 12 and the other vehicle 30 or second vehicle 30 compete for a charging space 42 at the charging station 22.
  • FIG. 1 also shows that other vehicles 36 located on the parking area 14, together with the vehicle 12 or first vehicle 12 and the other vehicle 30 or second vehicle 30, have to move in a similar manner to a parking space at the charging station 22 or at one of the other charging stations 38 shown in FIG. 1 can compete. These other vehicles 36 can thus also be referred to as further vehicles 30, 36 in relation to the vehicle 12 or first vehicle 12.
  • the other vehicles 36 shown in Fig. 1 have, in a manner analogous to the first vehicle 12 and the second vehicle 30, a respective electrical energy store 40 and a respective control device 32 which, as explained for the control device 16 of the first vehicle 12, is designed to communicate with the infrastructure device 18 .
  • the infrastructure device 18 ensures that the energy stores 10, 40 of the respective vehicles 12, 30, 36 are charged in an orderly manner.
  • the infrastructure device 18 specifies a sequence according to which or according to which the vehicles 12, 30, 36, i.e. the vehicle in this case 12 and the at least one other vehicle 30, 36, each proceed autonomously to the charging station 22 (or one of the other charging stations 38) one after the other.
  • the order defined by the infrastructure device 18 can be recorded in a list, for example, which can be stored in a data memory (not shown) of the infrastructure device 18 .
  • the vehicles 12, 30, 36 can thus be entered into such a list according to the sequence to be observed in terms of time for charging the respective electrical energy store 10, 40 and thus pre-sorted.
  • the vehicles 12, 30, 36 can report the respective state of charge of the respective electrical energy storage device 10, 40 to the infrastructure device 18 when entering the multi-storey car park or the parking area or when they reach the parking area 14 shown as an example in FIG.
  • the control device 16, 32 of the respective vehicles 12, 30, 36 of the infrastructure device 18 also transmits parameters different from the state of charge of the respective energy store 10, 40, these parameters specifying the urgency of charging the respective energy store 10, 40.
  • the infrastructure device 18 can take into account both the state of charge of the respective energy store 10, 40 and the urgency of charging the respective energy store 10, 40 when creating the list or when determining the sequence, at least one other parameter.
  • the infrastructure device 18 can take into account a large number of circumstances as parameters which indicate the urgency of charging the respective energy store 10, 40 and differ from the state of charge of the respective energy store 10, 40.
  • the parking time of the respective vehicle 12, 30, 36 can be taken into account when determining the sequence.
  • the parameter indicating the urgency can include a period of time during which the respective vehicle 12 , 30 , 36 is to be parked on the parking area 14 .
  • a departure time preset in the respective vehicle 12, 30, 36 can be taken into account by the infrastructure device 18 for determining the sequence.
  • the parameter indicating the urgency can therefore also include a planned end of the period during which the respective vehicle 12 , 30 , 36 is to be parked on the parking area 14 .
  • the parameter indicating the urgency can also include a purpose of use of the respective vehicle 12, 30, 36.
  • control device 16, 32 of one of the vehicles 12, 30, 36 has reserved a specific charging period or charging slot, i.e. a time window or a period of time, defined in particular by a start time and an end time, during which the charging station 22 is to be used to charge the respective electrical energy store 10, 40 of the respective vehicle 12, 30, 36.
  • the infrastructure device 18 can also take into account other or further parameters indicating the urgency of charging the respective electrical energy store 10, 40 when determining the sequence.
  • the vehicles 12, 30, 36 preferably receive the message 28 that the loading bay 42 has become free in accordance with the order defined by the infrastructure facility 18, ie, for example, in accordance with their place on the list. Furthermore, the message 28 can contain an exact route to the respective loading station 42 .
  • the autonomous driving device of the respective vehicle 12, 30, 36 i.e., according to FIG. 1, for example, the autonomous driving device of the first vehicle 12, then follows the predefined route driving autonomously to the respective charging station 42.
  • an arrow 44 illustrates this that the vehicle 12 or first vehicle 12 driving autonomously along this route to the charging station 42 goes, which the other vehicle 30 or second vehicle 30 has previously vacated at the charging station 22.
  • the additional vehicle 30 can release the charging station 42 after the electrical energy store 40 of the additional vehicle 30 has been charged, in particular has been fully charged.
  • the electrical energy store 10 of the first vehicle 12 is therefore subsequently charged at the charging station 42 by the charging station 22.
  • a charging plug 46 of the charging station 22 does not need to be mechanically coupled to a charging connection 48 (cf. FIG. 2 ) of the vehicle 12 .
  • the charging plug 46 of the charging station 22 is manually coupled to the charging connection 48 of the respective vehicle 12, 30, 36 by an operator (not shown).
  • the respective charging station 22, 38 can have a charging robot or similar actuating device 50, or such an actuating device 50 can be assigned to the respective charging station 22, 38 or to a plurality of charging stations 22, 38.
  • the actuating device 50 in FIG. 1 is only indicated schematically for some of the charging stations 22, 38. Also by means of such a Actuating device 50 can be used to automatically couple the charging plug 46 to the charging connection 48 of the respective vehicle 12, 30, 36.
  • a locking device (not shown in detail here) of the charging connection 48 can be released, for example, by the control device 16 of the vehicle 12 when the vehicle 12 has approached the charging column or charging station 22 and is, for example, at the charging station 22 on the charging station 42. Thereupon, ie after such a locking device has been released or unlocked, the charging plug 46 can be coupled to the charging connection 48 . However, as already mentioned above, such a coupling does not have to be carried out if the vehicle 12 is designed for wireless charging of its electrical energy store 10 .
  • the loading process is then started.
  • the respective vehicle 12, 30, 36 can drive autonomously to another free parking space or parking lot 52 of the parking area 14 until the parking process provided for the respective vehicle 12, 30, 36 has ended.
  • This route for example to be traveled autonomously by the additional vehicle 30 , is illustrated in FIG. 1 by an additional arrow 54 .
  • the respective vehicle 12, 30, 36 can drive autonomously to a transfer point 56 after the end of the charging process, at which the driver of the respective vehicle 12, 30, 36 can hand the vehicle 12, 30, 36 back into can receive.
  • the corresponding route to be traveled autonomously, for example by vehicle 30 to transfer point 56, is illustrated in FIG. 1 by a further arrow 58.
  • the respective vehicle 12, 30, 36 can also drive autonomously to the transfer point 56 without the charging process having ended, for example when the respective electrical energy storage device 10, 40 is not yet fully charged, where the driver picks up the respective vehicle 12, 30, 36 can take over or receive again.
  • the infrastructure facility 18 can send the message 28 to the next vehicle 12 in the list or to the next vehicle 12 in accordance with the sequence send that, for example, the electrical energy storage device 10 of this vehicle 12 can be charged at the charging station 22 .
  • the next vehicle according to Fig. 1, can do this such as the first vehicle 12, move up and the electrical energy store 10 of this vehicle 12 can be charged at the charging station 22.

Landscapes

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Abstract

Verfahren und System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (10) eines Fahrzeugs (12), bei welchem eine Steuerungseinrichtung (16) des Fahrzeugs (12) mit einer Infrastruktureinrichtung (18) kommuniziert. Die Infrastruktureinrichtung (18) teilt der Steuerungseinrichtung (16) eine Verfügbarkeit einer Ladestation (22) mit, welche zum Laden des elektrischen Energiespeichers (10) des Fahrzeugs (12) ausgebildet ist. Das Fahrzeug (12) begibt sich autonom zu der Ladestation (22). Die Erfindung sieht vor, dass eine Steuerungseinrichtung (32) wenigstens eines weiteren Fahrzeugs (30, 36) der Infrastruktureinrichtung (18) eine Nachricht (34) übermittelt, gemäß welcher ein elektrischer Energiespeicher (40) des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs (30, 36) zu laden ist. Hierbei legt die Infrastruktureinrichtung (18) eine Reihenfolge des Ladens der elektrischen Energiespeicher (40) der Fahrzeuge (12, 30, 36) fest. Das Fahrzeug (12) und das wenigstens eine weitere Fahrzeug (30, 36) begeben sich entsprechend dieser Reihenfolge zeitlich nacheinander jeweils autonom zu der Ladestation (22).

Description

Beschreibung
Verfahren und System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs, bei welchem eine Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs mit einer Infrastruktureinrichtung kommuniziert. Die Infrastruktureinrichtung teilt der Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs eine Verfügbarkeit einer Ladestation mit. Die Ladestation ist zum Laden des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs ausgebildet und das Fahrzeug begibt sich autonom zu der Ladestation. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs.
Die US 2020/0198489 A1 beschreibt ein automatisiertes Valet-Parking-System, also ein System, bei welchem ein Fahrer sein Elektrofahrzeug an einer Abstellzone abstellt, wobei das Elektrofahrzeug anschließend automatisiert beziehungsweise autonom eine Ladestation ansteuert. Nach dem kabellosen elektrischen Laden des Elektrofahrzeugs steuert das Elektrofahrzeug zunächst einen freien Parkplatz an und dann einen Abholbereich, wo der Fahrer das Elektrofahrzeug wieder in Empfang nimmt.
Des Weiteren beschreibt die US 8 717 170 B1 ein Verfahren zum Managen einer Warteschlange von Elektrofahrzeugen an einer Ladestation.
Allgemein besteht die Problematik, dass aufgrund einer zunehmenden Anzahl von Elektrofahrzeugen auch zunehmend mehr Ladeplätze oder Ladestationen benötigt werden. Wenn Fahrer der Elektrofahrzeuge solche Ladestationen ansteuern oder anfahren und dann zum Laden des elektrischen Energiespeichers des Elektrofahrzeugs nutzen, passiert es häufig, dass nach einem abgeschlossenen Ladevorgang die vollgeladenen Fahrzeuge die Ladestation blockieren. Denn oft werden die Fahrzeuge nicht sofort nach Beendigung des Ladevorgangs vom Fahrer oder Fahrzeughalter entfernt.
Derartigen Problemen kann begegnet werden, wenn sich das Fahrzeug autonom, also ohne das Zutun eines Fahrers des Fahrzeugs, zu der Ladestation begeben und dementsprechend die Ladestation auch wieder autonom freigeben kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen besonders reibungslosen Ablauf bei der Nutzung der Ladestation mit sich bringt, und ein entsprechendes System zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs kommuniziert eine Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs mit einer Infrastruktureinrichtung. Die Infrastruktureinrichtung teilt der Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs eine Verfügbarkeit einer Ladestation mit. Die Ladestation ist zum Laden des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs ausgebildet. Des Weiteren begibt sich das Fahrzeug autonom zu der Ladestation. Bei dem Verfahren übermittelt eine Steuerungseinrichtung wenigstens eines weiteren Fahrzeugs der Infrastruktureinrichtung eine Nachricht, gemäß welcher ein elektrischer Energiespeicher des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs zu laden ist. Die Nachricht hat also zum Inhalt, dass der elektrische Energiespeicher des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs geladen werden sollte beziehungsweise dass ein Bedarf oder Wunsch besteht, den elektrischen Energiespeicher des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs zu laden. Die Infrastruktureinrichtung legt eine Reihenfolge des Ladens der elektrischen Energiespeicher der Fahrzeuge fest. Das Fahrzeug und das wenigstens eine weitere Fahrzeug begeben sich entsprechend dieser Reihenfolge zeitlich nacheinander jeweils autonom zu der Ladestation.
Auf diese Weise kann ein besonders reibungsloser Ablauf bei der Nutzung der Ladestation gewährleistet werden. Denn aufgrund der Festlegung der Reihenfolge des Ladens der elektrischen Energiespeicher der Fahrzeuge kann eine Notwendigkeit des Ladens des elektrischen Energiespeichers des jeweiligen Fahrzeugs besonders einfach berücksichtigt werden.
Außerdem haben das Fahrzeug und das wenigstens eine weitere Fahrzeug die Fähigkeit, sich autonom, also ohne ein Zutun eines Fahrers des jeweiligen Fahrzeugs, zu der Ladestation zu begeben beziehungsweise die Ladestation anzufahren und ebenso autonom die Ladestation nach der Nutzung wieder freizugeben. Dadurch kann verhindert werden, dass die Ladestation unnötig lange von dem jeweiligen Fahrzeug blockiert wird. Denn aufgrund der Fähigkeit des jeweiligen Fahrzeugs zum autonomen Fahren braucht nicht auf einen Fahrer des Fahrzeugs zurückgegriffen zu werden, um die Ladestation nach der Nutzung wieder freizugeben. Auch dies ist dem reibungslosen Ablauf bei der Nutzung der Ladestation zuträglich.
Vorzugsweise berücksichtigt die Infrastruktureinrichtung beim Festlegen der Reihenfolge einen Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass der elektrische Energiespeicher desjenigen Fahrzeugs an der Ladestation geladen wird, dessen Ladezustand geringer ist als der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers eines weiteren Fahrzeugs, welches mit der Infrastruktureinrichtung kommuniziert. Dies ist im Hinblick auf eine nach dem Laden des elektrischen Energiespeichers hohe Reichweite des jeweiligen Fahrzeugs vorteilhaft.
Zusätzlich oder alternativ kann die Infrastruktureinrichtung beim Festlegen der Reihenfolge wenigstens einen von einem Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers verschiedenen Parameter berücksichtigen, wobei der wenigstens eine Parameter eine Dringlichkeit des Ladens des jeweiligen Energiespeichers angibt. Indem der die Dringlichkeit des Ladens angebende wenigstens eine Parameter für das Festlegen der Reihenfolge berücksichtigt wird, kann dafür gesorgt werden, dass bei der Festlegung der Reihenfolge sehr umfassend das jeweilige Fahrzeug oder Wünsche des Fahrers betreffende Gegebenheiten beachtet werden. So kann im besonderen Maße den Bedürfnissen von Nutzern des jeweiligen Fahrzeugs Rechnung getragen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass für das Festlegen der Reihenfolge der Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers und der die Dringlichkeit angebende wenigstens eine Parameter unterschiedlich oder gleichrangig berücksichtigt werden, etwa durch eine entsprechend unterschiedliche oder gleichartige Gewichtung des Ladezustands und des wenigstens einen Parameters.
Insbesondere kann bei einer Sortierung oder Vorsortierung der Fahrzeuge eine Berücksichtigung des Ladezustands des jeweiligen Energiespeichers und des die Dringlichkeit angebenden Parameters in gleicher weise vorgenommen werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass beim Festlegen der Reihenfolge diese Gegebenheiten von der Infrastruktureinrichtung angemessen berücksichtigt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass von der Infrastruktureinrichtung beim Festlegen der Reihenfolge der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter vorrangig vor dem Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers berücksichtigt wird. So kann erreicht werden, dass besonders dringend vom jeweiligen Nutzer benötigte Fahrzeuge selbst dann die Ladestation vorrangig nutzen können, wenn allein aufgrund des Ladezustands des jeweiligen Energiespeichers ein anderes Fahrzeug beim Festlegen der Reihenfolge bevorzugt würde. Dies ist für eine rasche Verfügbarkeit dringend vom jeweiligen Nutzer benötigter Fahrzeuge sinnvoll und insbesondere dann vorteilhaft, wenn lediglich vergleichsweise geringe Unterschiede des Ladezustands der jeweiligen Energiespeicher der Fahrzeuge vorliegen.
Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter eine Zeitdauer, während welcher das jeweilige Fahrzeug auf einer Abstellfläche geparkt werden soll, von welcher aus sich das jeweilige Fahrzeug autonom oder autonom fahrend zu der Ladestation begeben kann. Denn wenn die Zeitdauer eines solchen geplanten Parkvorgangs vergleichsweise kurz ist, steht weniger Zeit zur Verfügung, die Ladestation zum Laden des elektrischen Energiespeichers zu nutzen, als in einer Situation, bei welcher das Fahrzeug über eine längere Zeitdauer hinweg auf der Abstellfläche geparkt werden soll. Dadurch kann sehr gut erreicht werden, dass innerhalb der Zeitdauer des jeweiligen Parkvorgangs der Fahrzeuge die Ladestation auch tatsächlich zum Laden des elektrischen Energiespeichers des jeweiligen Fahrzeugs genutzt wird. Dies macht das Verfahren besonders effektiv und effizient.
Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter ein geplantes Ende einer Zeitdauer umfassen, während welcher das jeweilige Fahrzeug auf einer Abstellfläche geparkt werden soll, von welcher aus sich das jeweilige Fahrzeug autonom oder autonom fahrend zu der Ladestation begeben kann. Wenn von der Infrastruktureinrichtung eine derartige geplante Abfahrtszeit des Fahrzeugs beim Festlegen der Reihenfolge berücksichtigt wird, kann auf zuverlässige Art und Weise sichergestellt werden, dass zum Zeitpunkt der geplanten Abfahrt, also im Anschluss an den Parkvorgang, der elektrische Energiespeicher des betroffenen Fahrzeugs weiter aufgeladen ist als vor dem Abstellen des Fahrzeugs. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Nutzbarkeit des Fahrzeugs und die zur Verfügung stehende Reichweite vorteilhaft.
Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter einen Einsatzzweck des jeweiligen Fahrzeugs umfassen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass für besonders wichtige Zwecke zu nutzende Fahrzeuge, etwa Einsatzfahrzeuge der Polizei, der Feuerwehr, eines Rettungsdienstes oder Notarztes oder dergleichen, im Hinblick auf das Laden des jeweiligen elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs Vorzug vor gewöhnlichen Fahrzeugen erhalten. Dies erhöht die Verfügbarkeit derartiger, für besonders wichtige Zwecke zu nutzender Fahrzeuge.
Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter einen Ladezeitraum umfassen, für welchen die Steuerungseinrichtung des jeweiligen Fahrzeugs eine Nutzung der Ladestation reserviert hat. So kann dafür gesorgt werden, dass derartige Reservierungen von Ladezeiträumen oder Ladezeitfenstern nicht unbeachtet bleiben. Die ist insbesondere im Hinblick auf eine Zufriedenheit von Nutzern der jeweiligen Fahrzeuge vorteilhaft.
Das jeweilige Fahrzeug kann nach Beenden eines Ladevorgangs des jeweiligen Energiespeichers die Ladestation autonom fahrend verlassen. So kann sichergestellt werden, dass insbesondere ein Fahrzeug, dessen elektrischer Energiespeicher vollständig geladen ist, die Ladestation nicht weiter unnötig blockiert.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass nach Ablauf einer für einen Parkvorgang des jeweiligen Fahrzeugs vorgesehenen Zeitdauer das jeweilige Fahrzeug die Ladestation autonom fahrend verlässt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug unmittelbar nach Beendigung des Parkvorgangs wieder für den Nutzer des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Dies ist auch dann vorteilhaft, wenn der elektrische Energiespeicher des betreffenden Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Beendigung des Parkvorgangs noch nicht vollständig geladen sein sollte.
Wenn der Ladevorgang beendet wird, weil der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs vollständig geladen ist, aber der für das jeweilige Fahrzeug vorgesehene Parkvorgang noch nicht abgelaufen oder beendet ist, kann das die Ladestation autonom fahrend verlassende Fahrzeug sich eigenständig zu einem freien Parkplatz begeben. Von diesem Parkplatz aus kann das Fahrzeug dann autonom eine Übernahmestelle ansteuern, an welcher der Nutzer des Fahrzeugs das Fahrzeug wieder übernehmen kann.
Insbesondere wenn das Fahrzeug nach Ablauf der für den Parkvorgang des Fahrzeugs vorgesehenen Zeitdauer die Ladestation autonom fahrend verlässt, kann das Fahrzeug auch direkt autonom fahrend beziehungsweise eigenständig die Übernahmestelle ansteuern, an welcher der Nutzer das Fahrzeug wieder übernehmen kann. Vorzugsweise übermittelt die Infrastruktureinrichtung der Steuerungseinrichtung eines in der Reihenfolge nachfolgenden Fahrzeugs eine Nachricht, gemäß welcher sich das in der Reihenfolge nachfolgende Fahrzeug autonom zu der Ladestation begeben kann. So kann erreicht werden, dass sukzessive und der Reihenfolge entsprechend die elektrischen Energiespeicher der Fahrzeuge an der Ladestation geladen werden. Folglich lässt sich die Ladestation besonders effizient nutzen.
Der Energiespeicher des jeweiligen Fahrzeugs kann an der Ladestation kabellos geladen werden. Dies ist besonders aufwandsarm, da so ein mechanisches Koppeln eines Ladesteckers der Ladestation mit einem Ladeanschluss des Fahrzeugs unterbleiben kann.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass zum Laden des Energiespeichers des jeweiligen Fahrzeugs ein Ladestecker der Ladestation mittels einer Betätigungseinrichtung mit einem Ladeanschluss des jeweiligen Fahrzeugs gekoppelt wird. Die Betätigungseinrichtung kann nach Art eines Laderoboters oder dergleichen ausgebildet sein, welcher den Ladestecker der Ladestation handhabt und mechanisch mit dem Ladeanschluss des jeweiligen Fahrzeugs koppelt. So ist selbst bei Fahrzeugen, welche nicht zum kabellosen Laden des Energiespeichers ausgebildet sind, ein besonders weitgehend automatisiertes Laden des elektrischen Energiespeichers ermöglicht. Dies geht mit einer sehr breiten Nutzbarkeit der Ladestation einher.
Zusätzlich oder alternativ kann zum Laden des Energiespeichers des jeweiligen Fahrzeugs ein Ladestecker der Ladestation von einer Bedienperson manuell mit einem Ladeanschluss des jeweiligen Fahrzeugs gekoppelt werden. Dies ist besonders einfach umsetzbar, insbesondere weil dann auf einen Laderoboter oder dergleichen verzichtet werden kann. Zudem braucht sich die Bedienperson nicht darum zu kümmern, dass die Fahrzeuge, deren Energiespeicher geladen werden sollen, die Ladestation ansteuern beziehungsweise sich zu der Ladestation begeben und nach dem Laden die Ladestation auch wieder verlassen. Denn dies können die Fahrzeuge vorzugsweise autonom fahrend bewerkstelligen.
Das erfindungsgemäße System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs umfasst eine Infrastruktureinrichtung, welche zum Kommunizieren mit einer Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Infrastruktureinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, der Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs eine Verfügbarkeit einer Ladestation mitzuteilen, wobei die Ladestation zum Laden des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs ausgebildet ist. Das Fahrzeug ist dazu ausgebildet, sich autonom zu der Ladestation zu begeben. Die Infrastruktureinrichtung ist dazu ausgebildet, von einer Steuerungseinrichtung wenigstens eines weiteren Fahrzeugs eine Nachricht zu empfangen, gemäß welcher ein elektrischer Energiespeicher des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs zu laden ist. Außerdem ist die Infrastruktureinrichtung dazu ausgebildet, eine Reihenfolge des Ladens der elektrischen Energiespeicher der Fahrzeuge festzulegen. Das Fahrzeug und das wenigstens eine weitere Fahrzeug sind dazu ausgebildet, sich entsprechend dieser Reihenfolge zeitlich nacheinander jeweils autonom oder autonom fahrend zu der Ladestation zu begeben.
Ein derartiges System, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltung desselben ausgebildet ist, ermöglicht einen besonders reibungslosen Ablauf bei der Nutzung der Ladestation.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße System und umgekehrt.
Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 schematisch ein Valet-Parking System mit automatisiert ablaufenden Ladevorgängen von elektrischen Energiespeichern von Fahrzeugen, wobei das jeweilige Fahrzeug eine Ladestation autonom anfährt und die Ladestation anschließend wieder autonom fahrend verlässt; und
Fig. 2 schematisch eines der in Fig. 1 gezeigten Fahrzeuge.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Anhand von Fig. 1 soll ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 10 eines Fahrzeugs 12 erläutert werden. Das Fahrzeug 12 kann dementsprechend etwa als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Bei einem solchen Fahrzeug 12 versorgt der elektrische Energiespeicher 10 wenigstens einen zum Fortbewegen des Fahrzeugs 12 oder zumindest zum Unterstützen eines Fortbewegens des Fahrzeugs 12 ausgebildeten (nicht gezeigten) elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs 12 mit elektrischer Energie.
Wenn von einem Fahrer eines derartigen Fahrzeugs 12 eine frei zugängliche Ladestation oder Ladesäule angefahren wird, so kann es vorkommen, dass der Fahrer das Fahrzeug 12 nach Beendigung des Ladevorgangs an der Ladesäule stehen lässt, selbst wenn der elektrische Energiespeicher 10 des Fahrzeugs 12 vollständig geladen ist. Dies ist ungünstig, weil dann die Nutzer weiterer Fahrzeuge mit elektrischem Energiespeicher die Ladesäule nicht verwenden können, weil die Ladesäule blockiert ist. Derartiges wird vorliegend vermieden.
Denn das Fahrzeug 12 ist zur Durchführung eines automatisierten Parkvorgangs und eines automatisierten Ladevorgangs ausgebildet. Das automatisierte Parken von Fahrzeugen wird auch als automatisiertes Valet-Parken oder automatisiertes Valet-Parking bezeichnet. Denn so wie bei nicht autonom fahrenden Fahrzeugen das Fahrzeug an einen „Valet“ (Valet = Diener, Bedienperson) abgegeben werden kann, welcher sich anschließend um das Parken des Fahrzeugs kümmert, kann ein solcher Vorgang auch automatisiert vorgenommen werden.
Eine derartige Situation eines, insbesondere automatisiert vorgenommenen, Ladens bei einem automatisierten Valet-Parking oder Valet-Parken ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Das automatisierte Valet-Parken oder automatisierte Valet-Parking kann auf einer in Fig. 1 schematisch gezeigten Abstellfläche 14 und/oder in einem Parkhaus oder dergleichen vorgenommen werden.
Eine Steuerungseinrichtung 16 des Fahrzeugs 12 (vergleiche Fig. 2) kann bei der Durchführung des Verfahrens mit einer Infrastruktureinrichtung 18 kommunizieren. Ein entsprechender, bidirektional nutzbarer Kommunikationspfad 20 ist in Fig. 1 schematisch angedeutet. Insbesondere kann dieser Kommunikationspfad 20 entsprechend einem lnfrastructure-to- Vehicle-Standard (Infrastructure-to-Vehicle = Infrastruktur-zu-Fahrzeug) oder l2V-Standard genutzt werden, also gemäß einem Standard der Fahrzeug-zu-X-Kommunikation.
Die Infrastruktureinrichtung 18 kann, wie vorliegend beispielhaft gezeigt, einer Ladestation 22 zugehörig sein, welche zum Laden des elektrischen Energiespeichers 10 des Fahrzeugs 12 ausgebildet ist. Die Infrastruktureinrichtung 18 kann jedoch auch als von der Ladestation 22 separate Einheit ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Ladestation 22 als die Infrastruktureinrichtung 18 ausgebildet sein beziehungsweise kann mit anderen Worten die Infrastruktureinrichtung 18 durch die Ladestation 22 bereitgestellt sein.
Bei dem Verfahren kann ein (nicht gezeigter) Fahrer das Fahrzeug 12 beispielsweise zunächst an eine Übergabestation 24 fahren, welche gemäß Fig. 1 eine Mehrzahl von Abstellplätzen 26 aufweisen kann. Wenn sich das Fahrzeug 12 an der Übergabestation 24 oder dergleichen Übergabestelle befindet, kann die Steuerungseinrichtung 16 des Fahrzeugs 12, insbesondere auf Wunsch des Fahrers des Fahrzeugs 12, eine Nachricht an die Infrastruktureinrichtung 18 übermitteln, gemäß welcher der Fahrer des Fahrzeugs 12 das Fahrzeug 12 auf der Abstellfläche 14 abstellen möchte. Außerdem kann die Nachricht zum Inhalt haben, dass der elektrische Energiespeicher 10 des Fahrzeugs 12 geladen werden soll. Auf diese Weise kann der Infrastruktureinrichtung 18 eine Freigabe für das automatisierte Valet-Parken und das vorzugsweise automatisiert Laden des elektrischen Energiespeichers 10 des Fahrzeugs 12 erteilt werden.
Nach dem Empfangen einer Nachricht 28, welche der Steuerungseinrichtung 16 von der Infrastruktureinrichtung 18 übermittelt wird, kann eine (nicht gezeigte) autonome Fahreinrichtung des Fahrzeugs 12 das Fahrzeug 12 in Bewegung setzen und dafür sorgen, dass sich das Fahrzeug 12 autonom fahrend zu der Ladestation 22 begibt. Die der Steuerungseinrichtung 16 des Fahrzeugs 12 übermittelte Nachricht 28 kann zum Inhalt haben, dass die Ladestation 22 verfügbar ist, die Ladestation 22 also zum Laden des elektrischen Energiespeichers 10 des Fahrzeugs 12 genutzt werden kann.
Vorliegend soll die Situation betrachtet werden, dass zusätzlich zu dem Fahrzeug 12 oder ersten Fahrzeug 12 wenigstens ein weiteres Fahrzeug 30 ebenfalls die Ladestation 22 zu nutzen beabsichtigt. Dementsprechend kann eine Steuerungseinrichtung 32 des weiteren Fahrzeugs 30 der Infrastruktureinrichtung 18 eine Nachricht 34 übermitteln, welche zum Inhalt hat, dass ein elektrischer Energiespeicher 40 des weiteren Fahrzeugs 30 geladen werden soll oder zu laden ist. Folglich konkurrieren das Fahrzeug 12 oder erste Fahrzeug 12 und das weitere Fahrzeug 30 oder zweite Fahrzeug 30 um einen Ladeplatz 42 an der Ladestation 22.
Aus Fig. 1 geht weiter hervor, dass in analoger Art und Weise auch andere sich auf der Abstellfläche 14 befindende Fahrzeuge 36 mit dem Fahrzeug 12 oder ersten Fahrzeug 12 und dem weiteren Fahrzeug 30 oder zweiten Fahrzeug 30 um einen Stellplatz an der Ladestation 22 oder an einer der weiteren in Fig. 1 gezeigten Ladestationen 38 konkurrieren können. Auch diese anderen Fahrzeuge 36 können somit bezogen auf das Fahrzeug 12 oder erste Fahrzeug 12 als weitere Fahrzeuge 30, 36 bezeichnet werden,
Die anderen in Fig. 1 gezeigten Fahrzeuge 36 weisen, in analoger Weise zu dem ersten Fahrzeug 12 und dem zweiten Fahrzeug 30, einen jeweiligen elektrischen Energiespeicher 40 sowie eine jeweilige Steuerungseinrichtung 32 auf, welche so wie für die Steuerungseinrichtung 16 des ersten Fahrzeugs 12 erläutert, zum Kommunizieren mit der Infrastruktureinrichtung 18 ausgebildet ist.
Vorliegend sorgt die Infrastruktureinrichtung 18 für ein geordnetes Laden der Energiespeicher 10, 40 der jeweiligen Fahrzeuge 12, 30, 36. Die Infrastruktureinrichtung 18 legt nämlich eine Reihenfolge fest, gemäß welcher oder entsprechend welcher sich die Fahrzeuge 12, 30, 36, vorliegend also das Fahrzeug 12 und das wenigstens eine weitere Fahrzeug 30, 36, zeitlich nacheinander jeweils autonom zu der Ladestation 22 (oder einer der anderen Ladestationen 38) begeben.
Die von der Infrastruktureinrichtung 18 festgelegte Reihenfolge kann beispielsweise in einer Liste festgehalten sein, welche in einem (nicht gezeigten) Datenspeicher der Infrastruktureinrichtung 18 abgelegt sein kann. In eine solche Liste können somit die Fahrzeuge 12, 30, 36 entsprechend der zeitlich zum Laden des jeweiligen elektrischen Energiespeichers 10, 40 einzuhaltenden Reihenfolge eingetragen und somit vorsortiert werden.
Um die Reihenfolge festzulegen, können die Fahrzeuge 12, 30, 36 beim Einfahren in das Parkhaus oder auf die Parkfläche beziehungsweise beim Erreichen der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Abstellfläche 14 den jeweiligen Ladezustand des jeweiligen elektrischen Energiespeichers 10, 40 an die Infrastruktureinrichtung 18 melden. Vorzugsweise übermittelt die Steuerungseinrichtung 16, 32 der jeweiligen Fahrzeuge 12, 30, 36 der Infrastruktureinrichtung 18 zusätzlich von dem Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers 10, 40 verschiedene Parameter, wobei diese Parameter eine Dringlichkeit des Ladens des jeweiligen Energiespeichers 10, 40 angeben.
Folglich kann die Infrastruktureinrichtung 18 beim Erstellen der Liste beziehungsweise beim Festlegen der Reihenfolge sowohl den Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers 10, 40 als auch den die Dringlichkeit des Ladens des jeweiligen Energiespeichers 10, 40 angebenden wenigstens einen weiteren Parameter berücksichtigen.
Als die Dringlichkeit des Ladens des jeweiligen Energiespeichers 10, 40 angebende, von dem Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers 10, 40 verschiedene Parameter kann die Infrastruktureinrichtung 18 eine Vielzahl von Gegebenheiten berücksichtigen.
Beispielsweise kann die Parkdauer des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36 beim Festlegen der Reihenfolge berücksichtigt werden. Dementsprechend kann der die Dringlichkeit angebende Parameter eine Zeitdauer umfassen, während welcher das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 auf der Abstellfläche 14 geparkt werden soll.
Des Weiteren kann eine in dem jeweiligen Fahrzeug 12, 30, 36 voreingestellte Abfahrtszeit für das Festlegen der Reihenfolge von der Infrastruktureinrichtung 18 berücksichtigt werden. Es kann also der die Dringlichkeit angebende Parameter auch ein geplantes Ende der Zeitdauer umfassen, während welcher das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 auf der Abstellfläche 14 geparkt werden soll.
Des Weiteren kann berücksichtigt werden, ob es sich bei einem der Fahrzeuge 12, 30, 36 um ein Einsatzfahrzeug oder dergleichen handelt, dessen Verfügbarkeit von besonders hoher Wichtigkeit ist. Folglich kann der die Dringlichkeit angebende Parameter auch einen Einsatzzweck des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36 umfassen.
Zusätzlich oder alternativ kann berücksichtigt werden, ob die Steuerungseinrichtung 16, 32 eines der Fahrzeuge 12, 30, 36 einen bestimmten Ladezeitraum oder Ladeslot reserviert hat, also ein Zeitfenster beziehungsweise einen, insbesondere durch einen Anfangszeitpunkt und einen Endzeitpunkt definierten, Zeitraum, während welchem die Ladestation 22 genutzt werden soll, um den jeweiligen elektrischen Energiespeicher 10, 40 des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36 aufzuladen. Es können von der Infrastruktureinrichtung 18 jedoch auch andere oder weitere die Dringlichkeit des Ladens des jeweiligen elektrischen Energiespeichers 10, 40 angebende Parameter beim Festlegen der Reihenfolge berücksichtigt werden.
Vorzugsweise erhalten die Fahrzeuge 12, 30, 36 entsprechend der von der Infrastruktureinrichtung 18 festgelegten Reihenfolge, also beispielsweise entsprechend dem Platz auf der Liste, jeweils die Nachricht 28, dass der Ladeplatz 42 frei geworden ist. Des Weiteren kann die Nachricht 28 eine genaue Route zu dem jeweiligen Ladeplatz 42 beinhalten.
Die autonome Fahreinrichtung des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36, also gemäß Fig. 1 beispielsweise die autonome Fahreinrichtung des ersten Fahrzeugs 12, folgt dann der vorgegebenen Route autonom fahrend bis zu dem jeweiligen Ladeplatz 42. In Fig. 1 ist durch einen Pfeil 44 veranschaulicht, dass sich das Fahrzeug 12 oder erste Fahrzeug 12 autonom fahrend entlang dieser Route zu dem Ladeplatz 42 begibt, welchen das weitere Fahrzeug 30 oder zweite Fahrzeug 30 zuvor an der Ladestation 22 freigemacht hat.
Beispielsweise kann das weitere Fahrzeug 30 den Ladeplatz 42 freigeben, nachdem der elektrische Energiespeicher 40 des weiteren Fahrzeugs 30 geladen wurde, insbesondere vollständig geladen wurde. An dem Ladeplatz 42 erfolgt daher anschließend das Aufladen des elektrischen Energiespeichers 10 des ersten Fahrzeugs 12 durch die Ladestation 22.
Wenn der elektrische Energiespeicher 10 des Fahrzeugs 12 an der Ladestation 22 kabellos geladen werden kann, so braucht nicht ein Ladestecker 46 der Ladestation 22 mechanisch mit einem Ladeanschluss 48 (vergleiche Fig. 2) des Fahrzeugs 12 gekoppelt zu werden.
Es kann jedoch zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass der Ladestecker 46 der Ladestation 22 von einer (nicht gezeigten) Bedienperson manuell mit dem Ladeanschluss 48 des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36 gekoppelt wird.
Des Weiteren kann die jeweilige Ladestation 22, 38 einen Laderoboter oder dergleichen Betätigungseinrichtung 50 aufweisen oder es kann eine solche Betätigungseinrichtung 50 der jeweiligen Ladestation 22, 38 oder einer Mehrzahl von Ladestationen 22, 38 zugeordnet sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Betätigungseinrichtung 50 in Fig. 1 lediglich für einige der Ladestationen 22, 38 schematisch angedeutet. Auch mittels einer derartigen Betätigungseinrichtung 50 kann das mechanische Koppeln des Ladesteckers 46 mit dem Ladeanschluss 48 des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36 automatisiert vorgenommen werden.
Eine (vorliegend nicht näher gezeigte) Verriegelungseinrichtung des Ladeanschlusses 48 kann beispielsweise durch die Steuerungseinrichtung 16 des Fahrzeugs 12 freigegeben werden, wenn sich das Fahrzeug 12 an die Ladesäule oder Ladestation 22 angenähert hat und sich beispielsweise an der Ladestation 22 auf dem Ladeplatz 42 befindet. Daraufhin, also nach dem Freigeben oder Entriegeln einer solchen Verriegelungseinrichtung, kann der Ladestecker 46 mit dem Ladeanschluss 48 gekoppelt werden. Wie oben bereits erwähnt braucht eine solche Kopplung aber nicht vorgenommen zu werden, wenn das Fahrzeug 12 zum kabellosen Laden seines elektrischen Energiespeichers 10 ausgebildet ist.
Anschließend wird der Ladevorgang gestartet. Wenn der Ladevorgang beendet ist, kann das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 autonom zu einem weiteren, freien Abstellplatz oder Parkplatz 52 der Abstellfläche 14 fahren, bis der für das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 vorgesehene Parkvorgang beendet ist. Diese etwa von dem weiteren Fahrzeug 30 autonom zu befahrende Route ist in Fig. 1 durch einen weiteren Pfeil 54 veranschaulicht.
Des Weiteren ist es möglich, dass sich das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 nach dem Ende des Ladevorgangs autonom fahrend zu einer Übernahmestelle 56 begibt, an welcher der Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs 12, 30, 36 das Fahrzeug 12, 30, 36 wieder in Empfang nehmen kann. Die entsprechende autonom zu befahrende Route etwa des Fahrzeugs 30 zu der Übernahmestelle 56 ist in Fig. 1 durch einen weiteren Pfeil 58 veranschaulicht.
Das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 kann sich auch ohne dass der Ladevorgang beendet ist, also beispielsweise dann, wenn der jeweilige elektrische Energiespeicher 10, 40 noch nicht vollständig geladen ist, autonom fahrend zu der Übernahmestelle 56 begeben, wo der Fahrer das jeweilige Fahrzeug 12, 30, 36 wieder übernehmen beziehungsweise in Empfang nehmen kann.
Sobald beispielsweise das weitere Fahrzeug 30 den Ladeplatz 42 an der Ladestation 22 frei gemacht hat, also die Ladestation 22 autonom fahrend verlassen hat, kann die Infrastruktureinrichtung 18 die Nachricht 28 an das nächste Fahrzeug 12 in der Liste beziehungsweise an das nächste Fahrzeug 12 entsprechend der Reihenfolge schicken, dass beispielsweise der elektrische Energiespeicher 10 dieses Fahrzeugs 12 an der Ladestation 22 geladen werden kann. Dementsprechend kann das nächste Fahrzeug, gemäß Fig. 1 also das etwa das erste Fahrzeug 12, nachrücken und es kann der elektrische Energiespeicher 10 dieses Fahrzeugs 12 an der Ladestation 22 geladen werden.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch das vorliegend beschriebene Verfahren beziehungsweise ein entsprechendes System ein automatisiertes Laden beim Valet-Parking unter Nutzung der Infrastructure-to-Vehicle-Technologie oder l2V-Technologie verbessert werden kann.
Bezugszeichenliste
Energiespeicher
Fahrzeug
Abstellfläche
Steuerungseinrichtung
Infrastruktureinrichtung
Kommunikationspfad
Ladestation
Übergabestation
Abstellplatz
Nachricht
Fahrzeug
Steuerungseinrichtung
Nachricht
Fahrzeug
Ladestation
Energiespeicher
Ladeplatz
Pfeil
Ladestecker
Ladeanschluss
Betätigungseinrichtung
Parkplatz
Pfeil
Übernahmestelle

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (10) eines Fahrzeugs (12), bei welchem eine Steuerungseinrichtung (16) des Fahrzeugs (12) mit einer Infrastruktureinrichtung (18) kommuniziert, wobei die Infrastruktureinrichtung (18) der Steuerungseinrichtung (16) des Fahrzeugs (12) eine Verfügbarkeit einer Ladestation (22) mitteilt, welche zum Laden des elektrischen Energiespeichers (10) des Fahrzeugs (12) ausgebildet ist, und bei welchem sich das Fahrzeug (12) autonom zu der Ladestation (22) begibt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (32) wenigstens eines weiteren Fahrzeugs (30, 36) der Infrastruktureinrichtung (18) eine Nachricht (34) übermittelt, gemäß welcher ein elektrischer Energiespeicher (40) des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs (30, 36) zu laden ist, wobei die Infrastruktureinrichtung (18) eine Reihenfolge des Ladens der elektrischen Energiespeicher (40) der Fahrzeuge (12, 30, 36) festlegt, und wobei sich das Fahrzeug (12) und das wenigstens eine weitere Fahrzeug (30, 36) entsprechend dieser Reihenfolge zeitlich nacheinander jeweils autonom zu der Ladestation (22) begeben. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktureinrichtung (18) beim Festlegen der Reihenfolge einen Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers (10, 40) berücksichtigt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktureinrichtung (18) beim Festlegen der Reihenfolge wenigstens einen von einem Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers (10, 40) verschiedenen Parameter berücksichtigt, weicher eine Dringlichkeit des Ladens des jeweiligen Energiespeichers (10, 40) angibt. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Infrastruktureinrichtung (18) beim Festlegen der Reihenfolge der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter vorrangig vor dem Ladezustand des jeweiligen Energiespeichers (10, 40) berücksichtig wird. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter eine Zeitdauer und/oder ein geplantes Ende einer Zeitdauer umfasst, während welcher das jeweilige Fahrzeug (12, 30, 36) auf einer Abstellfläche (14) geparkt werden soll, von welcher aus sich das jeweilige Fahrzeug (12, 30, 36) autonom zu der Ladestation (22) begeben kann. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter einen Einsatzzweck des jeweiligen Fahrzeugs (12, 30, 36) umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine die Dringlichkeit angebende Parameter einen Ladezeitraum umfasst, für welchen die Steuerungseinrichtung (16, 32) des jeweiligen Fahrzeugs (12, 30, 36) eine Nutzung der Ladestation (22) reserviert hat. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beenden eines Ladevorgangs des jeweiligen Energiespeichers (10, 40) und/oder nach Ablauf einer für einen Parkvorgang des jeweiligen Fahrzeugs (12, 30, 36) vorgesehenen Zeitdauer das jeweilige Fahrzeug (12, 30, 36) die Ladestation (22) autonom fahrend verlässt, wobei die Infrastruktureinrichtung (18) der Steuerungseinrichtung (16) eines in der Reihenfolge nachfolgenden Fahrzeugs (12) eine Nachricht (28) übermittelt, gemäß welcher sich das in der Reihenfolge nachfolgende Fahrzeug (12) autonom zu der Ladestation (22) begeben kann. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10, 40) des jeweiligen Fahrzeugs (12, 30, 36) an der Ladestation (22) kabellos geladen wird und/oder zum Laden des Energiespeichers (10, 40) des jeweiligen Fahrzeugs (12, 30, 36) ein Ladestecker (46) der Ladestation (22) mittels einer - 18 -
Betätigungseinrichtung (50) und/oder von einer Bedienperson manuell mit einem Ladeanschluss (48) des jeweiligen Fahrzeugs (12, 30, 36) gekoppelt wird. System zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (10) eines Fahrzeugs (12), mit einer Infrastruktureinrichtung (18), welche zum Kommunizieren mit einer Steuerungseinrichtung (16) des Fahrzeugs (12) ausgebildet ist, wobei die Infrastruktureinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, der Steuerungseinrichtung (16) des Fahrzeugs (12) eine Verfügbarkeit einer Ladestation (22) mitzuteilen, welche zum Laden des elektrischen Energiespeichers (10) des Fahrzeugs (12) ausgebildet ist, wobei das Fahrzeug (12) dazu ausgebildet ist, sich autonom zu der Ladestation (22) zu begeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktureinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, von einer Steuerungseinrichtung (32) wenigstens eines weiteren Fahrzeugs (30, 36) eine Nachricht zu empfangen, gemäß welcher ein elektrischer Energiespeicher (40) des wenigstens einen weiteren Fahrzeugs (30, 36) zu laden ist, wobei die Infrastruktureinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, eine Reihenfolge des Ladens der elektrischen Energiespeicher (10, 40) der Fahrzeuge (12, 30, 36) festzulegen, und wobei das Fahrzeug (12) und das wenigstens eine weitere Fahrzeug (30, 36) dazu ausgebildet sind, sich entsprechend dieser Reihenfolge zeitlich nacheinander jeweils autonom zu der Ladestation (22) zu begeben.
EP22839276.7A 2021-12-22 2022-12-15 Verfahren und system zum laden eines elektrischen energiespeichers eines fahrzeugs Pending EP4452690A1 (de)

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