EP4673332A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchführung eines ladevorgangs eines elektrisch betriebenen fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur durchführung eines ladevorgangs eines elektrisch betriebenen fahrzeugs

Info

Publication number
EP4673332A1
EP4673332A1 EP25712913.0A EP25712913A EP4673332A1 EP 4673332 A1 EP4673332 A1 EP 4673332A1 EP 25712913 A EP25712913 A EP 25712913A EP 4673332 A1 EP4673332 A1 EP 4673332A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
charging process
charging
charging current
energy source
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
EP25712913.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erfindernennung liegt noch nicht vor Die
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group 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 Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of EP4673332A1 publication Critical patent/EP4673332A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
    • 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
    • B60L53/63—Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • 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
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
    • 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
    • B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/30—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • H02J2105/33—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles exchanging power with road vehicles
    • H02J2105/37—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles exchanging power with road vehicles exchanging power with electric vehicles [EV] or with hybrid electric vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Definitions

  • the invention relates to a method for carrying out a charging process of an electrically powered vehicle.
  • the invention further relates to a device for carrying out a charging process of an electrically powered vehicle.
  • US Patent 2013/0015814 A1 discloses a system and a method for notifying a vehicle user. Notification occurs when an electric vehicle charging process is unexpectedly interrupted.
  • the system monitors the connection between the electric vehicle and an external charging device and issues a command to a notification system to send the notification to the vehicle user when an interruption is detected.
  • the object of the present invention is to provide a novel method and a novel device for carrying out a charging process of an electrically powered vehicle.
  • a charging process of an electrical energy storage device of the vehicle, carried out at an energy source, is monitored by means of a vehicle-external computing unit that is or can be coupled to the vehicle in terms of data technology and - if the charging process is interrupted by the processing unit, a wake-up signal is transmitted by the processing unit to a vehicle data bus system required for the execution of the charging process and/or
  • the processing unit checks whether the vehicle-side charging current is limited to a value that is lower than the maximum charging current that can be provided by the energy source, and if a limitation exists, the vehicle-side limited value of the charging current is increased depending on the time remaining until the end of the charging process and/or a target state of charge of the energy storage.
  • the active charging process of an electric vehicle can be temporarily interrupted, for example, for a period of two hours, by means of an external control intervention at the energy source.
  • the energy source such as a wallbox or a public charging station, reduces the available charging current to zero at the beginning of the control intervention and returns it to the maximum available value after the intervention ends. The vehicle then interrupts the charging process for the duration of the control intervention and should resume it afterward.
  • interrupting the active charging process results in a state in which the vehicle data bus system required for executing the charging process is put into a sleep state, also known as data bus sleep.
  • This sleep state prevents the vehicle's energy storage system from being correctly recharged after the control intervention ends. Consequently, the energy storage system does not continue charging after the control intervention, meaning that the energy storage system's charge level may be insufficient when a vehicle user wants to begin their journey.
  • the vehicle data bus system is understood to be a data processing unit in which several devices, for example control units, communicate using at least are coupled to each other via a data bus line and communicate via this data bus line.
  • the present method enables particularly reliable transmission of the wake-up signal to the vehicle data bus system required for executing the charging process.
  • This increases the robustness of charging processes with external control interventions by reducing the probability that the charging process will not resume correctly after such intervention. Consequently, the risk of the vehicle's energy storage system being insufficiently charged before the start of a subsequent journey is reduced.
  • This results in increased vehicle availability and thus improved mobility for vehicle users.
  • This increased robustness of the charging process, vehicle availability, and user mobility can facilitate the successful market penetration of electric vehicles, making a significant contribution to climate and environmental protection as well as to the business success of vehicle manufacturers.
  • the method also enables the robust implementation of external control interventions necessary to ensure a stable energy supply.
  • a maximum charging current preset at the beginning of the charging process may not be sufficient to charge the energy storage device to the desired state of charge within the remaining time until the end of the charging process. Because the processing unit checks whether the vehicle has limited the charging current to a value below the maximum charging current available from the energy source, and increases the vehicle-limited charging current, the method ensures that the vehicle's energy storage device is sufficiently charged even in such situations before the start of a subsequent journey.
  • a signal is transmitted as a wake-up signal to maintain an active state of the vehicle data bus system. This reliably prevents the vehicle data bus system from entering a sleep state. Thus, a charging process can be restarted particularly quickly and reliably after an interruption and termination of the control intervention.
  • the signal is transmitted to the vehicle data bus system at regular intervals, for example, every five minutes. This interval can be chosen to be shorter than the time after which the vehicle data bus system enters sleep mode if the charging process is interrupted. This ensures particularly reliable prevention of the vehicle data bus system entering sleep mode during a charging interruption.
  • an activation signal is transmitted to the vehicle data bus system as a wake-up signal. This enables the vehicle data bus system to be activated or "woken up" from its sleep state, so that a charging process can be restarted particularly quickly and reliably after an interruption and termination of the control intervention.
  • the processing unit detects a loss of vehicle authentication at the energy source resulting from an interruption of the charging process, it transmits a request signal to the vehicle and/or the energy source for re-authentication.
  • a loss of authentication can occur, for example, if the vehicle's charging time at the energy source has expired due to a duration of control intervention and the associated interruption of the charging process.
  • the monitoring of the charging process includes
  • the processing unit can query the target charging current and the actual charging current from the vehicle and/or the energy source,
  • the charging process is interrupted by the processing unit when the actual charging current is zero and/or
  • the vehicle-side limitation of the charging current is detected by means of the processing unit if the actual charging current is lower than the maximum charging current that can be provided by the energy source.
  • Monitoring the target charging current and the actual charging current can be carried out in a particularly simple and reliable manner with minimal hardware requirements.
  • the data connection between the vehicle and the computing unit is established via a mobile network. This enables reliable data transmission between the vehicle and the computing unit.
  • the wake-up signal is transmitted to the vehicle via the mobile network as a short message using a short message service (SMS). Since a vehicle's telecommunications module that connects to the mobile network is generally permanently activated, even during periods of data bus inactivity, transmitting the wake-up signal as a short message via SMS to the telecommunications module ensures particularly reliable transmission and reception of the wake-up signal.
  • SMS short message service
  • a cloud server or backend server is used as the central computing unit.
  • Such servers enable reliable and effective monitoring of the charging process and execution of the process from outside the vehicle.
  • the vehicle can be connected or is connected to an external computing unit in terms of data technology and
  • the present device Due to the monitoring of the charging process by the vehicle's external processing unit, the present device enables particularly reliable transmission of the wake-up signal to the vehicle data bus system required for executing the charging process.
  • This increases the robustness of charging processes with external control interventions by reducing the probability that the charging process will not resume correctly after such intervention. Consequently, the risk of the vehicle's energy storage system being insufficiently charged before the start of a subsequent journey is reduced.
  • This results in increased vehicle availability and thus improved mobility for vehicle users.
  • This increased robustness of the charging process, vehicle availability, and user mobility can facilitate the successful market penetration of electric vehicles, making a significant contribution to climate and environmental protection as well as to the business success of vehicle manufacturers.
  • the method enables the robust implementation of external control interventions necessary to ensure a stable energy supply.
  • the device Due to the check performed by the computing unit to determine whether the vehicle-side charging current is limited to a value below the maximum charging current available from the energy source, and the increase of the vehicle-side limited value of the charging current, the device ensures that the vehicle's energy storage is sufficiently charged even in such situations when starting a subsequent journey.
  • Fig. 1 schematically shows a charging current profile, a charging state profile of an electrical energy storage device and a charging state during a charging process according to the prior art.
  • Fig. 2 schematically shows a device for carrying out a charging process of an electrically powered vehicle and a power network
  • Fig. 3 schematically shows a course of a charging current, a course of a state of charge of an electrical energy storage device and a state of charge during a charging process carried out by means of the device according to Figure 2.
  • FIG 1 shows a charging current I as a function of time t, a state of charge (SOC) as a function of time t, and a charging status LS as a function of time t during a charging process of an electrical energy storage device 1, shown in more detail in Figure 2, of an electrically powered vehicle 1, also shown in more detail in Figure 2, according to the prior art.
  • the charging status LS can, in this case, have the states “charging cable not connected LK", “interruption of charging process UL", “end of charging process EL”, and “charging C”.
  • an energy source 3 for example a public charging station or a wallbox, which is shown in more detail in Figure 2 and provides electrical energy for charging the energy storage device 1.
  • an active charging process of the energy storage device 1 can be temporarily interrupted by means of an external control intervention SE.
  • the energy source 3 sets the available charging current I to zero at the beginning of the control intervention SE and back to a maximum value after the end of the control intervention SE. available value.
  • Vehicle 2 then interrupts the charging process for the duration of the control intervention SE and should resume it after the end of the control intervention SE.
  • the interruption of the active charging process results in a state in which a vehicle data bus system required for executing the charging process is put into a sleep state.
  • This sleep state prevents the energy storage device 1 from being correctly recharged after the end of the control intervention SE. As a consequence, the energy storage device 1 is not charged further after the control intervention SE, so that the state of charge (SOC) of the energy storage device 1 may be insufficient when a vehicle user wants to start their journey.
  • SOC state of charge
  • the energy storage device 1 After the charging process starts (ST), the energy storage device 1 is electrically charged by the charging current I in charging status LS "Charging C", thus increasing its state of charge (SOC).
  • charging is interrupted in charging status LS "Interruption of charging process UL” by setting the charging current I to zero.
  • the state of charge (SOC) remains essentially constant during this interruption.
  • the charging process is not resumed due to the vehicle data bus system's sleep state.
  • the state of charge (SOC) remains unchanged after the charging cable 8 is disconnected from the energy source 3 and may be insufficient for subsequent tasks of the vehicle 2.
  • Figure 2 shows a possible embodiment of a device 5 for carrying out a charging process of an energy storage device 1 of an electrically powered vehicle 2 and an electrical power grid 4.
  • Figure 3 shows a possible course of a charging current I as a function of time t, a possible course of a state of charge (SOC) of the electrical energy storage device 1 as a function of time t, and a state of charge (LS) during a charging process of the electrical energy storage device 1 carried out by means of the device 5 according to Figure 2.
  • SOC state of charge
  • LS state of charge
  • the energy network 4 can be a public energy network 4 or a local energy network 4, for example an electrical house network.
  • the device 5 comprises the energy source 3 electrically coupled to the energy network 5, for example a public charging station or a wallbox, a vehicle-external computing unit 6 and at least one application unit 7.
  • Computing unit 6 is, for example, a cloud server or a backend server.
  • Vehicle 2 is wirelessly connected to the computing unit 6 via a mobile network MN, for example.
  • the vehicle 2 is connected to the energy source 3 by means of a charging cable 8 for the purpose of charging the energy storage device 1.
  • the vehicle 2, the charging cable 8, and the energy source 3 are specifically designed such that the vehicle 2 can communicate with the energy source 3 via the charging cable 8.
  • control intervention SE of the power grid 4 can lead to an interruption of the charging process UL of the energy storage device 1.
  • a control intervention SE can, for example, be a so-called grid-supporting control intervention SE to compensate for a shortage of electrical energy in a public power grid 4.
  • the control intervention SE can also be a control intervention SE of the house network, for example, to interrupt the charging process in the event of a shortage of surplus electrical energy generated from solar power.
  • interruptions to the charging process caused by the control intervention SE can lead to a standstill state of a vehicle data bus system required for the execution of the charging process.
  • the following errors can occur after an interruption of the charging process:
  • energy source 3 After the end of the control intervention SE, energy source 3 provides a maximum available charging current I, for example 32 A. Vehicle 2 begins charging again, but not with the maximum available charging current I, but for example with a reduced charging current I of 20 A. This can result, for example, from the fact that a charging program, such as an ECO charging program, was selected at the beginning of the charging process, which limits the maximum charging current I. This leads to the risk that the time t available after the charging process UL is interrupted is no longer sufficient to charge the energy storage device 1 to a desired state of charge (SOC). This fault can also occur if the charging process is not interrupted, but the charging current I is temporarily reduced.
  • SOC state of charge
  • the vehicle data bus system is put into a sleep state to conserve energy. This state is also referred to as the "sleep state" of vehicle 2. If, after the end of the control intervention SE, the energy source 3 now specifies a maximum available charging current I greater than 0 A, the vehicle 2, which is in a sleep state, cannot react to this and does not resume charging, but remains in the interrupted charging process UL.
  • the charging time or session of vehicle 2 at energy source 3, for which vehicle 2 was authenticated at energy source 3 (e.g., via a charging card to allocate an energy quantity and payment information), has expired.
  • vehicle 2 is no longer authorized by energy source 3 to draw charging current I from it.
  • An internal logic of energy source 3 now prevents a maximum available charging current I greater than 0 A from being specified. Accordingly, vehicle 2 does not resume charging.
  • the described error scenarios can also occur in combination.
  • the vehicle data bus system can enter sleep mode (error scenario 2) and also lose authentication with energy source 3 (error scenario 3).
  • error scenario 2 a desired target state of charge (SOC) for a vehicle user, such as 100%, may not be reached at the time when they intend to start their next journey.
  • SOC target state of charge
  • I insufficient charging current
  • the charging process is monitored by means of the computing unit 6.
  • the processing unit 6 If the processing unit 6 detects an interruption of the charging process UL, it sends a wake-up signal AS to the vehicle data bus system required for executing the charging process, so that it is not put into sleep mode or is reactivated or "woken up” from it.
  • the wake-up signal AS is transmitted to the vehicle 2, in particular via a mobile data network of the mobile network MN.
  • the processing unit 6 establishes communication with the vehicle 2 via the mobile network MN and can send messages to the vehicle 2 using, for example, standard communication protocols such as HTTPS.
  • values of the target charging current and the actual charging current are transmitted to the computing unit 6 in one transmission,
  • the interruption of the charging process UL is detected by means of the processing unit 6 when the actual charging current is zero. Furthermore, the computing unit 6 recognizes the vehicle-side limitation of the charging current I (error case 1) when the actual charging current is less than a maximum charging current I that can be provided by the energy source 3.
  • information IN determined by the computing unit 6 during the monitoring of the charging process of the energy storage device 1 is forwarded to at least one application unit 7.
  • an application unit 7 is, for example, an end device of a vehicle user, such as a mobile phone, which informs the vehicle user about the status of the charging process after receiving the information IN.
  • the application unit 7 can also be an end device of a network operator or energy supplier, which informs them about the status of the charging process after receiving the information IN, so that they can check whether an external control intervention SE is being implemented correctly.
  • the application unit 7 can also be an end device of a network operator or energy supplier, which informs them about the status of the charging process after receiving the information IN, so that they can check whether an external control intervention SE is being implemented correctly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass - ein an einer Energiequelle (3) durchgeführter Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers (1) des Fahrzeugs (2) mittels einer datentechnisch mit dem Fahrzeug (2) gekoppelten oder koppelbaren fahrzeugexternen Recheneinheit (6) überwacht wird und - bei einer mittels der Recheneinheit (6) erkannten Unterbrechung des Ladevorgangs (UL) mittels der Recheneinheit (6) ein Aufwecksignal (AS) an ein zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliches Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt wird und/oder - nach einer Wiederaufnahme des Ladevorgangs nach einer Unterbrechung desselben oder einer mittels der Energiequelle (3) durchgeführten temporären Verringerung eines Ladestroms (I) mittels der Recheneinheit (6) überprüft wird, ob fahrzeugseitig ein Ladestrom (I) auf einen Wert begrenzt ist, welcher geringer als ein maximal von der Energiequelle (3) zur Verfügung stellbarer Ladestrom (I) ist, und bei Vorliegen einer Begrenzung mittels der Recheneinheit (6) der fahrzeugseitig begrenzte Wert des Ladestroms (I) in Abhängigkeit einer bis zur Beendigung des Ladevorgangs verbleibenden Zeitdauer und/oder eines Ziel-Ladezustands des Energiespeichers (1) erhöht wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (5) zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (2).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs.
Aus der US 2013/0015814 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Benachrichtigung eines Fahrzeugnutzers bekannt. Die Benachrichtigung erfolgt dann, wenn ein Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs unerwartet unterbrochen wird. Das System überwacht eine Verbindung zwischen dem Elektrofahrzeug und einer externen Elektroladevorrichtung und gibt einen Befehl an ein Benachrichtigungssystem aus, um die Benachrichtigung an den Fahrzeugnutzer zu senden, wenn eine Unterbrechung erkannt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- ein an einer Energiequelle durchgeführter Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs mittels einer datentechnisch mit dem Fahrzeug gekoppelten oder koppelbaren fahrzeugexternen Recheneinheit überwacht wird und - bei einer mittels der Recheneinheit erkannten Unterbrechung des Ladevorgangs mittels der Recheneinheit ein Aufwecksignal an ein zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliches Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt wird und/oder
- nach einer Wiederaufnahme des Ladevorgangs nach einer Unterbrechung desselben oder einer mittels der Energiequelle durchgeführten temporären Verringerung eines Ladestroms mittels der Recheneinheit überprüft wird, ob fahrzeugseitig ein Ladestrom auf einen Wert begrenzt ist, welcher geringer als ein maximal von der Energiequelle zur Verfügung stellbarer Ladestrom ist, und bei Vorliegen einer Begrenzung mittels der Recheneinheit der fahrzeugseitig begrenzte Wert des Ladestroms in Abhängigkeit einer bis zur Beendigung des Ladevorgangs verbleibenden Zeitdauer und/oder eines Ziel-Ladezustands des Energiespeichers erhöht wird.
Aufgrund des wachsenden Einsatzes erneuerbarer Energien zur Energieversorgung und deren Wetterabhängigkeit können erhöhte Fluktuationen in der Energieversorgung, das heißt ein Überangebot oder Mangel von elektrischer Energie, auftreten. Um diese Fluktuationen auszugleichen, können flexible steuerbare elektrische Lasten, beispielsweise ladende Elektrofahrzeuge, eingesetzt werden. Dabei kann in Situationen mit einem Mangel an elektrischer Energie ein aktiver Ladevorgang eines Elektrofahrzeuges zeitweise, beispielsweise für einen Zeitraum von zwei Stunden, mittels eines externen Steuereingriffs an der Energiequelle unterbrochen werden. Hierzu stellt die Energiequelle, beispielsweise eine so genannte Wallbox oder eine öffentliche Ladesäule, einen verfügbaren Ladestrom zu Beginn des Steuereingriffs auf den Wert Null und nach dem Ende des Steuereingriffs wieder auf einen maximal verfügbaren Wert. Das Fahrzeug unterbricht dann den Ladevorgang für die Dauer des Steuereingriffs und sollte diesen nach dem Ende des Steuereingriffs fortsetzen. Je nach Dauer des Steuereingriffs und Konfiguration des Fahrzeugs wird durch die Unterbrechung des aktiven Ladevorgangs ein Zustand erreicht, in welchem das zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliche Fahrzeug-Datenbussystem in einen Ruhezustand, auch als Datenbus-Ruhe bezeichnet, versetzt wird. Dieser Ruhezustand verhindert, dass der Energiespeicher des Fahrzeugs nach dem Ende des Steuereingriffs wieder korrekt geladen wird. Als Folge wird der Energiespeicher nach dem Steuereingriff nicht weiter geladen, so dass ein Ladezustand des Energiespeichers gegebenenfalls nicht ausreichend ist, wenn ein Fahrzeugnutzer seine Fahrt antreten möchte.
Unter dem Fahrzeug-Datenbussystem wird dabei eine Datenverarbeitungseinheit verstanden, in welcher mehrere Geräte, beispielsweise Steuergeräte, mittels zumindest einer Datenbus-Leitung miteinander gekoppelt sind und über diese Datenbus-Leitung kommunizieren.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht aufgrund der Überwachung des Ladevorgangs mittels der fahrzeugexternen Recheneinheit eine besonders zuverlässige Übermittlung des Aufwecksignals an das zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliche Fahrzeug- Datenbussystem, so dass eine Steigerung einer Robustheit von Ladevorgängen mit externen Steuereingriffen durch Verringerung einer Wahrscheinlichkeit, dass der Ladevorgang nach dem Steuereingriff nicht korrekt fortgesetzt wird, erhöht wird. Somit wird eine Gefahr verringert, dass der Energiespeicher des Fahrzeugs bei Antritt einer folgenden Fahrt nicht ausreichend geladen ist. Daraus resultiert wiederum eine Erhöhung einer Verfügbarkeit des Fahrzeugs und somit der Mobilität von Fahrzeugnutzern. Durch diese Erhöhung der Robustheit des Ladevorgangs, der Verfügbarkeit des Fahrzeugs und der Mobilität der Fahrzeugnutzer kann eine erfolgreiche Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen realisiert werden, wodurch ein wichtiger Beitrag zum Klima- und Umweltschutz sowie zum Unternehmenserfolg eines Fahrzeugherstellers geleistet wird. Auch ermöglicht das Verfahren, dass externe Steuereingriffe, die erforderlich sind, um eine stabile Energieversorgung sicherzustellen, robust durchgeführt werden können.
Zudem ist es möglich, dass nach einer Unterbrechung eines Ladevorgangs oder einer mittels einer Energiequelle durchgeführten temporären Verringerung eines Ladestroms ein zu Beginn des Ladevorgangs, beispielsweise durch Wahl eines spezifischen Ladeprogramms, voreingestellter maximaler Ladestrom nicht ausreichend ist, den Energiespeicher in einer verbleibenden Zeit bis zu einem Ende des Ladevorgangs auf einen gewünschten Ladezustand zu laden. Aufgrund der mittels der Recheneinheit durchgeführten Überprüfung, ob eine fahrzeugseitige Begrenzung des Ladestroms auf einen Wert unterhalb eines maximal von der Energiequelle zur Verfügung stellbaren Ladestroms vorliegt, und der Erhöhung des fahrzeugseitig begrenzten Werts des Ladestroms ermöglicht das Verfahren, dass auch in derartigen Situationen der Energiespeicher des Fahrzeugs bei Antritt einer folgenden Fahrt ausreichend geladen ist.
In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird als Aufwecksignal ein Signal zur Aufrechterhaltung eines Aktivzustands des Fahrzeug-Datenbussystems übermittelt. Hierdurch wird in zuverlässiger Weise vermieden, dass das Fahrzeug-Datenbussystem in den Ruhezustand versetzt wird. Somit kann ein Ladevorgang nach einer Unterbrechung desselben und Beendigung des Steuereingriffs besonders schnell und zuverlässig wieder gestartet werden. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Signal in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise im Abstand von fünf Minuten, an das Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt. Beispielsweise wird der Zeitabstand kleiner gewählt als eine Zeitdauer, nach welcher das Fahrzeug-Datenbussystem bei einer Unterbrechung des Ladevorgangs in den Ruhezustand versetzt wird. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Vermeidung des Ruhezustands des Fahrzeug-Datenbussystems während einer Unterbrechung des Ladevorgangs.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einer mittels der Recheneinheit durchgeführten Erkennung eines aus der Unterbrechung des Ladevorgangs resultierenden Ruhezustands des Fahrzeug-Datenbussystems als Aufwecksignal ein Aktivierungssignal an das Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt. Dies ermöglicht ein Aktivieren bzw. "Aufwecken" des Fahrzeug-Datenbussystems aus dem Ruhezustand, so dass ein Ladevorgang nach einer Unterbrechung desselben und Beendigung des Steuereingriffs besonders schnell und zuverlässig wieder gestartet werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einer mittels der Recheneinheit durchgeführten Erkennung eines aus der Unterbrechung des Ladevorgangs resultierenden Verlusts einer Authentifizierung des Fahrzeugs an der Energiequelle mittels der Recheneinheit ein Aufforderungssignal zu einer Neu- Authentifizierung des Fahrzeugs an der Energiequelle an das Fahrzeug und/oder die Energiequelle übermittelt. Ein solcher Verlust der Authentifizierung kann beispielsweise dann eintreten, wenn aufgrund einer Dauer des Steuereingriffs und einer damit verbundenen Dauer der Unterbrechung des Ladevorgangs eine Ladezeit des Fahrzeugs an der Energiequelle abgelaufen ist. Durch Übermittlung des Aufforderungssignals zur Neu-Authentifizierung des Fahrzeugs an der Energiequelle wird ermöglicht, dass der Ladevorgang des Energiespeichers nach Unterbrechung des Ladevorgangs und Verlust der Authentifizierung zuverlässig fortgeführt werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in der Überwachung des Ladevorgangs
- mittels der Recheneinheit ein Soll-Ladestrom und ein Ist-Ladestrom vom Fahrzeug und/oder der Energiequelle abgefragt werden,
- mittels des Fahrzeugs und/oder der Energiequelle Werte des Soll-Ladestroms und des Ist- Ladestroms an die Recheneinheit übermittelt werden, - mittels der Recheneinheit die Werte des Soll-Ladestroms und des Ist- Ladestroms verglichen werden und
- mittels der Recheneinheit die Unterbrechung des Ladevorgangs erkannt wird, wenn der Ist-Ladestrom null ist und/oder
- mittels der Recheneinheit die fahrzeugseitige Begrenzung des Ladestroms erkannt wird, wenn der Ist-Ladestrom geringer als der maximal von der Energiequelle zur Verfügung stellbarer Ladestrom ist.
Die Überwachung des Soll-Ladestroms und des Ist- Ladestroms ist dabei in besonders einfacher und zuverlässiger Weise mit geringem Hardwareaufwand durchführbar.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die datentechnische Kopplung des Fahrzeugs mit der Recheneinheit mittels eines Mobilfunknetzes durchgeführt. Dies ermöglicht eine zuverlässige Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und der Recheneinheit.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aufwecksignal als Kurznachricht mittels eines Kurzmitteilungsdienstes, auch als Short Message Service, kurz SMS, bezeichnet, über das Mobilfunknetz an das Fahrzeug übermittelt. Da ein sich im Mobilfunknetz einwählendes Telekommunikationsmodul des Fahrzeugs im Allgemeinen dauerhaft, auch in Zeiten der Datenbus-Ruhe, dauerhaft aktiviert ist, werden mittels der Übermittlung des Aufwecksignals als Kurznachricht mittels des Kurzmitteilungsdienstes an das Telekommunikationsmodul eine besonders zuverlässige Übermittlung und ein besonders zuverlässiger Empfang des Aufwecksignals ermöglicht.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird als zentrale Recheneinheit ein Cloud-Server oder Backend-Server verwendet. Derartige Server ermöglichen eine zuverlässige und effektive fahrzeugexterne Überwachung des Ladevorgangs und Ausführung des Verfahrens.
Die Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- das Fahrzeug datentechnisch mit einer fahrzeugexternen Recheneinheit koppelbar oder gekoppelt ist und
- die Recheneinheit ausgebildet ist,
- einen an einer Energiequelle durchgeführten Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs zu überwachen und - bei einer mittels der Recheneinheit erkannten Unterbrechung des Ladevorgangs ein Aufwecksignal an ein zur Ausführung des Ladevorgangs erforderlichen Fahrzeug- Datenbussystem zu übermitteln und/oder
- nach einer Wiederaufnahme des Ladevorgangs nach einer Unterbrechung desselben oder einer mittels der Energiequelle durchgeführten temporären Verringerung eines Ladestroms zu überprüfen, ob fahrzeugseitig ein Ladestrom auf einen Wert begrenzt ist, welcher geringer als ein maximal von der Energiequelle zur Verfügung stellbarer Ladestrom ist, und bei Vorliegen einer Begrenzung den fahrzeugseitig begrenzten Wert des Ladestroms in Abhängigkeit einer bis zur Beendigung des Ladevorgangs verbleibenden Zeitdauer und/oder eines Ziel- Ladezustands des Energiespeichers zu erhöhen.
Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht aufgrund der Überwachung des Ladevorgangs mittels der fahrzeugexternen Recheneinheit eine besonders zuverlässige Übermittlung des Aufwecksignals an das zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliche Fahrzeug- Datenbussystem, so dass eine Steigerung einer Robustheit von Ladevorgängen mit externen Steuereingriffen durch Verringerung einer Wahrscheinlichkeit, dass der Ladevorgang nach dem Steuereingriff nicht korrekt fortgesetzt wird, erhöht wird. Somit wird eine Gefahr verringert, dass der Energiespeicher des Fahrzeugs bei Antritt einer folgenden Fahrt nicht ausreichend geladen ist. Daraus resultiert wiederum eine Erhöhung einer Verfügbarkeit des Fahrzeugs und somit der Mobilität von Fahrzeugnutzern. Durch diese Erhöhung der Robustheit des Ladevorgangs, der Verfügbarkeit des Fahrzeugs und der Mobilität der Fahrzeugnutzer kann eine erfolgreiche Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen realisiert werden, wodurch ein wichtiger Beitrag zum Klima- und Umweltschutz sowie zum Unternehmenserfolg eines Fahrzeugherstellers geleistet wird. Auch ermöglicht das Verfahren, dass externe Steuereingriffe, die erforderlich sind, um eine stabile Energieversorgung sicherzustellen, robust durchgeführt werden können. Aufgrund der mittels der Recheneinheit durchgeführten Überprüfung, ob eine fahrzeugseitige Begrenzung des Ladestroms auf einen Wert unterhalb eines maximal von der Energiequelle zur Verfügung stellbaren Ladestroms vorliegt, und der Erhöhung des fahrzeugseitig begrenzten Werts des Ladestroms ermöglicht die Vorrichtung, dass auch in derartigen Situationen der Energiespeicher des Fahrzeugs bei Antritt einer folgenden Fahrt ausreichend geladen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Verlauf eines Ladestroms, einen Verlauf eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers und einen Ladestatus während eines Ladevorgangs gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs und ein Energienetz und
Fig. 3 schematisch einen Verlauf eines Ladestroms, einen Verlauf eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers und einen Ladestatus während eines mittels der Vorrichtung gemäß Figur 2 durchgeführten Ladevorgangs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Verlauf eines Ladestroms I in Abhängigkeit von der Zeit t, einen Verlauf eines Ladezustands SOC in Abhängigkeit von der Zeit t und einen Ladestatus LS in Abhängigkeit von der Zeit t während eines Ladevorgangs eines in Figur 2 näher dargestellten elektrischen Energiespeichers 1 eines in ebenfalls in Figur 2 näher dargestellten, elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 gemäß dem Stand der Technik. Der Ladestatus LS kann dabei vorliegend die Zustände "Ladekabel nicht angeschlossen LK", "Unterbrechung des Ladevorgangs UL", "Ende des Ladevorgangs EL" und "Laden C" aufweisen.
Zum Aufladen des Energiespeichers 1 wird dieser elektrisch mit einer in Figur 2 näher dargestellten Energiequelle 3, beispielsweise einer öffentlichen Ladesäule oder einer Wallbox, gekoppelt, welche elektrische Energie zum Laden des Energiespeichers 1 zur Verfügung stellt.
In bestimmten Situationen, beispielsweise bei einem Mangel von elektrischer Energie in einem mit der Energiequelle 3 gekoppelten und ebenfalls in Figur 2 dargestellten elektrischen Energienetz 4, kann ein aktiver Ladevorgang des Energiespeichers 1 zeitweise mittels eines externen Steuereingriffs SE unterbrochen werden. Hierbei stellt die Energiequelle 3 einen verfügbaren Ladestrom I zu Beginn des Steuereingriffs SE auf den Wert Null und nach dem Ende des Steuereingriffs SE wieder auf einen maximal verfügbaren Wert. Das Fahrzeug 2 unterbricht dann den Ladevorgang für die Dauer des Steuereingriffs SE und sollte diesen nach dem Ende des Steuereingriffs SE fortsetzen. Je nach Dauer des Steuereingriffs SE und Konfiguration des Fahrzeugs 2 wird durch die Unterbrechung des aktiven Ladevorgangs ein Zustand erreicht, in welchem ein zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliches Fahrzeug-Datenbussystem in einen Ruhezustand versetzt wird. Dieser Ruhezustand verhindert, dass der Energiespeicher 1 nach dem Ende des Steuereingriffs SE wieder korrekt geladen wird. Als Folge wird der Energiespeicher 1 nach dem Steuereingriff SE nicht weiter geladen, so dass der Ladezustand SOC des Energiespeichers 1 gegebenenfalls nicht ausreichend ist, wenn ein Fahrzeugnutzer seine Fahrt antreten möchte.
Dies ist anhand der zeitlichen Verläufe des Ladestroms I, des Ladezustands SOC und des Ladestatus LS dargestellt.
Nach einem Start ST des Ladevorgangs wird im Ladestatus LS "Laden C" mittels des Ladestroms I der Energiespeicher 1 elektrisch geladen, so dass sein Ladezustand SOC steigt. Während des Vorliegens des externen Steuereingriffs SE wird im Ladestatus LS "Unterbrechung des Ladevorgangs UL" das Laden unterbrochen, indem der Ladestrom I auf den Wert Null gesetzt wird. Der Ladezustand SOC bleibt während dieser Unterbrechung zumindest im Wesentlichen konstant. Nach dem Ende des Steuereingriffs SE wird der Ladevorgang aufgrund des Ruhezustands des Fahrzeug- Datenbussystems nicht fortgesetzt, so dass am Ende des Ladevorgangs EL im Ladestatuts LS "Ende des Ladevorgangs EL" und "Ladekabel nicht angeschlossen LK" nach einer Trennung des Ladekabels 8 von der Energiequelle 3 der Ladezustand SOC unverändert ist und gegebenenfalls für nachfolgende Aufgaben des Fahrzeugs 2 nicht ausreichend ist.
In Figur 2 ist sind ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 5 zur Durchführung eines Ladevorgangs eines Energiespeichers 1 eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs 2 und ein elektrisches Energienetz 4 dargestellt. Figur 3 zeigt einen möglichen Verlauf eines Ladestroms I in Abhängigkeit von der Zeit t, einen möglichen Verlauf eines Ladezustands SOC des elektrischen Energiespeichers 1 in Abhängigkeit von der Zeit t und einen Ladestatus LS während eines mittels der Vorrichtung 5 gemäß Figur 2 durchgeführten Ladevorgangs des elektrischen Energiespeichers 1.
Das Energienetz 4 kann dabei ein öffentliches Energienetz 4 oder ein lokales Energienetz 4, beispielsweise ein elektrisches Hausnetz, sein. Die Vorrichtung 5 umfasst die mit dem Energienetz 5 elektrisch gekoppelte Energiequelle 3, beispielsweise eine öffentliche Ladesäule oder eine Wallbox, eine fahrzeugexterne Recheneinheit 6 und zumindest eine Anwendungseinheit 7.
Die Recheneinheit 6 ist beispielsweise ein Cloud-Server oder ein Backend-Server.
Das Fahrzeug 2 ist kabellos, beispielsweise mittels eines Mobilfunknetzes MN, mit der Recheneinheit 6 datentechnisch gekoppelt.
Weiterhin ist das Fahrzeug 2 zur Durchführung des Ladevorgangs des Energiespeichers 1 mittels eines Ladekabels 8 mit der Energiequelle 3 gekoppelt. Dabei sind das Fahrzeug 2, das Ladekabel 8 und die Energiequelle 3 insbesondere derart ausgebildet, dass das Fahrzeug 2 über das Ladekabel 8 mit der Energiequelle 3 kommunizieren kann.
Wie bereits in der Beschreibung zu Figur 1 ausgeführt, können externe Steuereingriffe SE des Energienetzes 4 zu einer Unterbrechung des Ladevorgangs UL des Energiespeichers 1 führen. Ein solcher Steuereingriff SE kann dabei beispielsweise ein so genannter netzdienlicher Steuereingriff SE sein, um einen Mangel an elektrischer Energie in einem öffentlichen Energienetz 4 zu kompensieren. Auch kann der Steuereingriff SE ein Steuereingriff SE des Hausnetzes sein, um beispielsweise bei einem Mangel an aus Solarenergie gewonnener elektrischer Überschussenergie den Ladevorgang zu unterbrechen.
Wie ebenfalls bereits in der Beschreibung zu Figur 1 ausgeführt, können durch den Steuereingriff SE verursachte Unterbrechungen des Ladevorgangs zu einem Ruhezustand eines zur Ausführung des Ladevorgangs erforderlichen Fahrzeug- Datenbussystems führen.
Nach einer Unterbrechung des Ladevorgangs kann es beispielsweise zu folgenden Fehlerfällen kommen:
Fehlerfall 1:
Nach dem Ende des Steuereingriffs SE gibt die Energiequelle 3 einen maximal verfügbaren Ladestrom I, beispielsweise 32 A. Das Fahrzeug 2 beginnt wieder zu laden, lädt jedoch nicht mit dem maximal verfügbaren Ladestrom I, sondern beispielsweise mit einem verringerten Ladestrom I von 20 A. Dies kann beispielsweise daraus resultieren, dass zu Beginn des Ladevorgangs ein Ladeprogramm, beispielsweise ein so genanntes ECO-Ladeprogramm, gewählt wurde, welches den maximalen Ladestrom I begrenzt. Dies führt zu der Gefahr, dass eine nach der Unterbrechung des Ladevorgangs UL zur Verfügung stehende Zeit t nicht mehr ausreichend ist, um den Energiespeicher 1 bis zum Erreichen eines gewünschten Ladezustands SOC zu laden. Dieser Fehlerfall kann auch dann auftreten, wenn der Ladevorgang nicht unterbrochen, jedoch der Ladestrom I temporär verringert wurde.
Fehlerfall 2:
Aufgrund der Dauer des Steuereingriffs SE und der damit verbundenen Unterbrechung des Ladevorgangs UL, ist das Fahrzeug-Datenbussystem in den Ruhezustand versetzt, um Energie zu sparen. Dieser Zustand wird auch als "Schlafzustand" des Fahrzeugs 2 bezeichnet. Gibt die Energiequelle 3 nach Beendigung des Steuereingriffs SE nun einen maximal verfügbaren Ladestrom I größer 0 A vor, kann das im Ruhezustand befindliche Fahrzeug 2 nicht darauf reagieren und beginnt nicht wieder zu laden, sondern verbleibt in der Unterbrechung des Ladevorgangs UL.
Fehlerfall 3:
Aufgrund der Dauer des Steuereingriffs SE und der damit verbundenen Unterbrechung des Ladevorgangs UL ist eine Ladezeit bzw. eine Sitzung des Fahrzeugs 2 an der Energiequelle 3, für welche das Fahrzeug 2 an der Energiequelle 3 authentifiziert (beispielsweise über eine Ladekarte, um eine Energiemenge und Bezahlinformationen zuzuweisen) war, abgelaufen. Nach Beendigung des Steuereingriffs SE ist das Fahrzeug 2 seitens der Energiequelle 3 nicht länger berechtigt, Ladestrom I von dieser zu beziehen. Eine interne Logik der Energiequelle 3 verhindert nun, dass ein maximal verfügbarer Ladestrom I größer 0 A vorgegeben werden kann. Das Fahrzeug 2 beginnt entsprechend nicht wieder zu laden.
Die beschriebenen Fehlerfälle können auch in Kombination auftreten. Beispielsweise kann das Fahrzeug-Datenbussystem in den Ruhezustand fallen (Fehlerfall 2) und zudem die Authentifizierung an der Energiequelle 3 verlieren (Fehlerfall 3). Als Folge dieser Fehlerfälle kann gegebenenfalls ein gewünschter Ziel-Ladezustand eines Fahrzeugnutzers von beispielsweise 100 % SOC zu einem Zeitpunkt, an dem dieser die nächste Fahrt antreten will, nicht erreicht werden. Um die in Figur 1 dargestellte und anhand der zuvor beschriebenen Fehlerfälle beschriebene Nicht-Wiederaufnahme des Ladevorgangs oder ein Laden mit zu geringem Ladestrom I (Fehlerfall 1) nach einer durch einen externen Steuereingriff SE verursachten Unterbrechung des Ladevorgangs UL zu vermeiden, wird der Ladevorgang mittels der Recheneinheit 6 überwacht.
Erkennt die Recheneinheit 6 eine Unterbrechung des Ladevorgangs UL, sendet diese ein Aufwecksignal AS an das zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliche Fahrzeug- Datenbussystem, damit dieser nicht in den Ruhezustand überführt wird oder aus diesem reaktiviert bzw. "aufgeweckt' wird. Das Aufwecksignal AS wird dabei insbesondere über ein mobiles Datennetz des Mobilfunknetzes MN an das Fahrzeug 2 übermittelt, wobei die Recheneinheit 6 über das Mobilfunknetz MN eine Kommunikation zum Fahrzeug 2 aufbaut und über beispielsweise Standardkommunikationsprotokolle, wie z. B. HTTPS, Botschaften ans Fahrzeug 2 senden kann. Sollte eine solche Kommunikation über das mobile Datennetz des Mobilnetzes MN aufgrund des Ruhezustands des Fahrzeug- Datenbussystems nicht aufgebaut werden können, ist in einer möglichen Ausgestaltung vorgesehen, dass das Aufwecksignal AS als Kurznachricht mittels eines Kurzmitteilungsdienstes, auch als Short Message Service, kurz SMS, bezeichnet, über das Mobilfunknetz MN an das Fahrzeug 2 übermittelt wird. Da ein sich im Mobilfunknetz MN einwählendes Telekommunikationsmodul des Fahrzeugs 2 im Allgemeinen dauerhaft, auch in Zeiten der Datenbus-Ruhe, dauerhaft aktiviert ist, werden mittels der Übermittlung des Aufwecksignals AS als Kurznachricht mittels des Kurzmitteilungsdienstes an das Telekommunikationsmodul eine besonders zuverlässige Übermittlung und ein besonders zuverlässiger Empfang des Aufwecksignals AS ermöglicht.
Dabei erkennt die Recheneinheit 6 die Unterbrechung des Ladevorgangs UL insbesondere durch Überwachung des Ladestroms I, wobei hierbei
- mittels der Recheneinheit 6 in einer Abfrage A ein Soll-Ladestrom und ein Ist- Ladestrom vom Fahrzeug 2 und/oder der Energiequelle 3 abgefragt werden,
- mittels des Fahrzeugs 2 und/oder der Energiequelle 3 in einer Übermittlung Werte des Soll-Ladestroms und des Ist- Ladestroms an die Recheneinheit 6 übermittelt werden,
- mittels der Recheneinheit 6 die Werte des Soll-Ladestroms und des Ist- Ladestroms verglichen werden und
- mittels der Recheneinheit 6 die Unterbrechung des Ladevorgangs UL erkannt wird, wenn der Ist-Ladestrom null ist. Weiterhin erkennt die Recheneinheit 6 die fahrzeugseitige Begrenzung des Ladestroms I (Fehlerfall 1) dann, wenn der Ist-Ladestrom geringer als ein maximal von der Energiequelle 3 zur Verfügung stellbarer Ladestrom I ist.
Für die oben beschriebenen Fehlerfälle erfolgt die Durchführung des Ladevorgangs mittels der Vorrichtung 5 wie im Folgenden beschrieben:
Für Fehlerfall 1 :
In der Überwachung des Ladevorgangs mittels der Recheneinheit 6 wird nach Beendigung des Steuereingriffs SE, welcher zu der Unterbrechung des Ladevorgangs UL und/oder temporären Verringerung des Ladestroms I geführt hat, mittels der Recheneinheit 6 der Ist-Ladestrom erfasst. Wird eine Abweichung zum maximal verfügbaren Ladestrom I erkannt, die beispielsweise durch die Wahl des Ladeprogramms bedingt ist, so kann eine fahrzeugseitige Änderung des Ladeprogramms in Abhängigkeit einer bis zur Beendigung des Ladevorgangs verbleibenden Zeitdauer und/oder eines Ziel- Ladezustands des Energiespeichers 1 durch die Recheneinheit 6 veranlasst werden, welche eine Erhöhung des Ladestroms I bewirkt. Dies ist insbesondere erforderlich, falls der Ist-Ladestrom ein signifikant späteres Ende des Ladevorgangs EL bewirkt oder der Energiespeicher 1 des Fahrzeugs 2 bis zur nächsten Abfahrtszeit nicht einen vom Fahrzeugnutzer gewünschten Ladezustand SOC erreichen würde.
Für Fehlerfall 2:
Wird während des Ladevorgangs von der Recheneinheit 6 ein Steuereingriff SE erkannt, so sendet die Recheneinheit 6 während des Steuereingriffs SE, also der Unterbrechung des Ladevorgangs UL, in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise alle fünf Minuten, als Aufwecksignal AS ein Signal zur Aufrechterhaltung eines Aktivzustands des Fahrzeug- Datenbussystems. Eine solches Aufwecksignal AS kann beispielsweise durch eine regelmäßige Abfrage des Fahrzeug-Datenbussystems realisiert werden. Das Fahrzeug- Datenbussystem bleibt so aktiv und der Ruhezustand tritt nicht ein. Somit wird der Fehlerfall 2 verhindert.
Befindet sich das Fahrzeug-Datenbussystem aufgrund der durch den Steuereingriffs SE hervorgerufenen Unterbrechung des Ladevorgangs UL bereits im Ruhezustand, wird als Aufwecksignal AS ein Aktivierungssignal an das Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt, welches den Ruhezustand des Fahrzeug-Datenbussystems zumindest kurzzeitig unterbricht. In dieser Übermittlung wird das Aufwecksignal AS insbesondere als Kurznachricht mittels des Kurzmitteilungsdienstes an das im Mobilfunknetz MN eingewählte Telekommunikationsmodul des Fahrzeugs 2 übermittelt, da im Ruhezustand des Fahrzeug-Datenbussystems die Kommunikation über das mobile Datennetz des Mobilfunknetzes MN gegebenenfalls nicht möglich ist.
Für Fehlerfall 3:
Hat das Fahrzeug 2 aufgrund der Dauer des Steuereingriffs SE und der damit verbundenen Unterbrechung des Ladevorgangs UL die Authentifizierung an der Energiequelle 3 verloren, wird zusätzlich zum Aufwecksignal AS ein Aufforderungssignal zu einer Neu-Authentifizierung des Fahrzeugs 2 an der Energiequelle 3 an das Fahrzeug 2 und/oder die Energiequelle 3 übermittelt. Somit wird ein erneuter Authentifizierungsversuch an der Energiequelle 3 initiiert. Insbesondere ist es hierbei erforderlich, dass hinreichende technische Randbedingungen sowohl seitens des Fahrzeugs 2 als auch der Energiequelle 3 vorhanden sind, um eine Standardkommunikation mit Authentifizierungsinformationen über das Ladekabel 8, beispielsweise gemäß ISO 15118-20, aufzubauen. Ist der Authentifizierungsversuch erfolgreich, kann die Energiequelle 3 nach Beendigung des Steuereingriffs SE erneut einen maximal verfügbaren Ladestrom I größer 0 A vorgeben und das Fahrzeug 2 setzt den Ladevorgang fort.
In vergleichbarer Weise, wie auch die Fehlerfälle in Kombination auftreten können, kann es erforderlich sein, mehrere der zuvor beschriebenen Maßnahmen zur Vermeidung der Fehlerfälle nacheinander auszuführen, um den Ladevorgang des Energiespeichers 1 nach Beendigung des Steuereingriffs SE fehlerfrei fortzusetzen.
In einerweiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung 5 ist vorgesehen, dass mittels der Recheneinheit 6 in der Überwachung des Ladevorgangs des Energiespeichers 1 ermittelte Informationen IN an zumindest eine Anwendungseinheit 7 weitergeleitet werden. Eine solche Anwendungseinheit 7 ist beispielsweise ein Endgerät eines Fahrzeugnutzers, beispielsweise ein Mobiltelefon, welches den Fahrzeugnutzer nach Empfang der Informationen IN über einen Status des Ladevorgangs informiert. Auch kann die Anwendungseinheit 7 ein Endgerät eines Netzbetreibers oder Energieversorgers sein, welche diesen nach Empfang der Informationen IN über einen Status des Ladevorgangs informiert, so dass dieser überprüfen kann, ob ein externer Steuereingriff SE korrekt umgesetzt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass
- ein an einer Energiequelle (3) durchgeführter Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers (1) des Fahrzeugs (2) mittels einer datentechnisch mit dem Fahrzeug (2) gekoppelten oder koppelbaren fahrzeugexternen Recheneinheit (6) überwacht wird und
- bei einer mittels der Recheneinheit (6) erkannten Unterbrechung des Ladevorgangs (UL) mittels der Recheneinheit (6) ein Aufwecksignal (AS) an ein zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliches Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt wird und/oder
- nach einer Wiederaufnahme des Ladevorgangs nach einer Unterbrechung desselben oder einer mittels der Energiequelle (3) durchgeführten temporären Verringerung eines Ladestroms (I) mittels der Recheneinheit (6) überprüft wird, ob fahrzeugseitig ein Ladestrom auf einen Wert begrenzt ist, welcher geringer als ein maximal von der Energiequelle (3) zur Verfügung stellbarer Ladestrom (I) ist, und bei Vorliegen einer Begrenzung mittels der Recheneinheit (6) der fahrzeugseitig begrenzte Wert des Ladestroms (I) in Abhängigkeit einer bis zur Beendigung des Ladevorgangs verbleibenden Zeitdauer und/oder eines Ziel- Ladezustands des Energiespeichers (1) erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufwecksignal (AS) ein Signal zur Aufrechterhaltung eines Aktivzustands des Fahrzeug-Datenbussystems übermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal in regelmäßigen Zeitabständen an das Fahrzeug-Datenbussystem übermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mittels der Recheneinheit (6) durchgeführten Erkennung eines aus der Unterbrechung des Ladevorgangs (UL) resultierenden Ruhezustands des Fahrzeug- Datenbussystems als Aufwecksignal (AS) ein Aktivierungssignal an das Fahrzeug- Datenbussystem übermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mittels der Recheneinheit (6) durchgeführten Erkennung eines aus der Unterbrechung des Ladevorgangs (UL) resultierenden Verlusts einer Authentifizierung des Fahrzeugs (2) an der Energiequelle (3) mittels der Recheneinheit (6) ein Aufforderungssignal zu einer Neu-Authentifizierung des Fahrzeugs (2) an der Energiequelle (3) an das Fahrzeug (2) und/oder die Energiequelle (3) übermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überwachung des Ladevorgangs
- mittels der Recheneinheit (6) ein Soll-Ladestrom und ein Ist-Ladestrom vom Fahrzeug (2) und/oder der Energiequelle (3) abgefragt werden,
- mittels des Fahrzeugs (2) und/oder der Energiequelle (3) Werte des Soll- Ladestroms und des Ist- Ladestroms an die Recheneinheit (6) übermittelt werden,
- mittels der Recheneinheit (6) die Werte des Soll-Ladestroms und des Ist- Ladestroms verglichen werden und
- mittels der Recheneinheit (6) die Unterbrechung des Ladevorgangs (UL) erkannt wird, wenn der Ist-Ladestrom null ist und/oder
- mittels der Recheneinheit (6) die fahrzeugseitige Begrenzung des Ladestroms (I) erkannt wird, wenn der Ist-Ladestrom geringer als der maximal von der Energiequelle (3) zur Verfügung stellbarer Ladestrom (I) ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die datentechnische Kopplung des Fahrzeugs (2) mit der Recheneinheit (6) mittels eines Mobilfunknetzes (MN) durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwecksignal (AS) als Kurznachricht mittels eines Kurzmitteilungsdienstes über das Mobilfunknetz (MN) an das Fahrzeug (2) übermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zentrale Recheneinheit (6) ein Cloud-Server oder Backend-Server verwendet wird.
10. Vorrichtung (5) zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass
- das Fahrzeug (2) datentechnisch mit einer fahrzeugexternen Recheneinheit (6) koppelbar oder gekoppelt ist und
- die Recheneinheit (6) ausgebildet ist,
- einen an einer Energiequelle (3) durchgeführten Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers (1) des Fahrzeugs (2) zu überwachen und
- bei einer mittels der Recheneinheit (6) erkannten Unterbrechung des Ladevorgangs (UL) ein Aufwecksignal (AS) an ein zur Ausführung des Ladevorgangs erforderliches Fahrzeug-Datenbussystem zu übermitteln und/oder
- nach einer Wiederaufnahme des Ladevorgangs nach einer Unterbrechung desselben oder einer mittels der Energiequelle (3) durchgeführten temporären Verringerung eines Ladestroms (I) zu überprüfen, ob fahrzeugseitig ein Ladestrom (I) auf einen Wert begrenzt ist, welcher geringer als ein maximal von der Energiequelle (3) zur Verfügung stellbarer Ladestrom (I) ist, und bei Vorliegen einer Begrenzung den fahrzeugseitig begrenzten Wert des Ladestroms (I) in Abhängigkeit einer bis zur Beendigung des Ladevorgangs verbleibenden Zeitdauer und/oder eines Ziel-Ladezustands des Energiespeichers (1) zu erhöhen.
EP25712913.0A 2024-05-21 2025-03-14 Verfahren und vorrichtung zur durchführung eines ladevorgangs eines elektrisch betriebenen fahrzeugs Pending EP4673332A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024001633.3A DE102024001633B3 (de) 2024-05-21 2024-05-21 Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
PCT/EP2025/057092 WO2025242336A1 (de) 2024-05-21 2025-03-14 Verfahren und vorrichtung zur durchführung eines ladevorgangs eines elektrisch betriebenen fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4673332A1 true EP4673332A1 (de) 2026-01-07

Family

ID=95064311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP25712913.0A Pending EP4673332A1 (de) 2024-05-21 2025-03-14 Verfahren und vorrichtung zur durchführung eines ladevorgangs eines elektrisch betriebenen fahrzeugs

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4673332A1 (de)
DE (1) DE102024001633B3 (de)
WO (1) WO2025242336A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029934A1 (de) * 2010-06-10 2011-12-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Überwachen des Betriebszustands eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro- oder Hybrid-Fahrzeugs
US20130015814A1 (en) 2011-07-13 2013-01-17 Tesla Motors, Inc. Charge Disruption Monitoring and Notification System
DE102013010774A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Rwe Ag Verfahren zum Betreiben einer Ladestation
DE102015226318A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Ladegerät zum Laden eines Traktionsenergiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs
CN110065405B (zh) * 2019-03-18 2022-07-01 湖南猎豹汽车股份有限公司 一种车载充电机控制方法
CN114301106B (zh) * 2021-04-30 2024-10-29 华为数字能源技术有限公司 一种充电控制器的唤醒电路、车载充电机及新能源汽车
DE102022205101A1 (de) * 2022-05-23 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Automatisierter Ladevorgang für ein Kraftfahrzeug
DE102022210620A1 (de) * 2022-10-07 2024-04-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Kontrollieren eines Ladevorgangs, Fahrzeug, Computerprogrammprodukt und Speichermedium

Also Published As

Publication number Publication date
DE102024001633B3 (de) 2025-06-18
WO2025242336A1 (de) 2025-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2861451B1 (de) Ladestation mit nahfeldkommunikationsverbindung
DE112017003929T5 (de) Bordeigene Aktualisierungsvorrichtung, bordeigenes Aktualisierungssystem und Kommunikationsvorrichtungsaktualisierungsverfahren
WO2015185172A1 (de) Fernsteuern eines kraftfahrzeugs während einer parkphase
DE112007002392T5 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für elektromotorische Verbraucher
WO2018172007A1 (de) Verfahren zum aufbau einer kommunikationsverbindung, fahrzeug- kommunikationsvorrichtung und ladestations-kommunikationsvorrichtung
DE102015107161A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung einer Verbindung zwischen einem Elektrofahrzeug und einer Ladestation
DE102013010774A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Ladestation
DE102015200997A1 (de) Charge device and in-vehicle apparatus
DE102015210726A1 (de) Verfahren zum Zuordnen von Ladestationen und Fahrzeugen
EP3661801A1 (de) Verfahren zum steuern einer ladestation zum laden von fahrzeugen sowie eine ladestation und ein fahrzeug hierfür
DE102012017386B4 (de) Verfahren zum Überwachen einer mit einem Kommunikationskanal verbundenen Vorrichtung
EP2110922A2 (de) Datenaustausch zwischen einer Batterieeinheit und einer Steuereinheit
DE102018107337A1 (de) Verfahren und gerät für mobilen sitzungsaufbau mit belastbarer verbindungsstrategie
DE102013215925A1 (de) Elektronische Steuervorrichtung
WO2018068999A1 (de) Verfahren zum senken eines energiebedarfs eines fahrzeugs
DE102024001633B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
DE102016208435B4 (de) Fahrzeuginternes Netzwerksystem
DE102014003098A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Versorgung mobiler elektrischer Verbraucher
DE112016006679T5 (de) Steuerungsvorrichtung und Recovery-Verarbeitungsverfahren für Steuerungsvorrichtung
DE102012220046A1 (de) Kommunikationsweiterleitungssystem und Weiterleitungsvorrichtung in demselben
EP3512052A1 (de) Verfahren zum automatischen entriegeln einer ladeanordnung sowie kraftfahrzeug
DE112021003380T5 (de) Kommunikationssteuervorrichtung, Fahrzeug mit dieser und Kommunikationssteuerverfahren
EP4461594A1 (de) Verfahren zum bidirektionalen energieaustausch zwischen einem elektrofahrzeug und einer ladestation und anordnung
EP3826130A1 (de) Passives zusatzmodul für einen akkumulator, akkumulator mit einem solchen zusatzmodul und verfahren zur energieversorgung eines passiven zusatzmoduls
DE102010052099A1 (de) Verfahren zum Teilwecken eines Kraftfahrzeugbordnetzes

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250922

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR