LU102237B1 - Verfahren zum Ermitteln der Verdrahtung und Funktion von Leistungswandlern einer Ladesäule zum Laden von Elektrofahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der leistungsseitigen Verdrahtung und Funktion von Leistungswandlern einer Ladesäule sowie eine Ladesäule zur Verfahrensausführung. Die Ladesäule umfasst mehrere Leistungswandler mit jeweils einem Kommunikationsanschluss sowie einen Kommunikationsbus mit unabhängiger Spannungsversorgung. Ein Leistungswandler bezieht elektrische Energie - aus einem Speisestromnetz zum Aufladen eines Zwischenspeichers oder einer Elektrofahrzeugbatterie oder - aus einem Zwischenspeicher oder vorgeschaltetem Leistungswandler zum Aufladen einer Elektrofahrzeugbatterie. Nach Anschluss der Leistungswandler an den Kommunikationsbus werden die Ausgänge aller Leistungswandler ausgeschaltet, die Eingangsspannungen aller Leistungswandler gemessen und an den Kommunikationsbus rückgemeldct zum Ermitteln von an ein Speisestromnetz angeschlossenen Leistungswandlern. Im Laufe eines für jeden Leistungswandler durchlaufenen Zyklus werden eine erste Spannung an die Ausgänge aller Leistungswandler aufgeschaltet, an den Ausgang genau eines ausgewählten Leistungswandlers eine zweite Spannung aufgeschaltet, die Eingangs- und Ausgangsspannungen aller Leistungswandler gemessen, an den Kommunikationsbus rückgemeldet und anhand der gemessenen Spannungen die leistungsseitige Verdrahtung und Funktion des ausgewählten Leistungswandlers ermittelt.

Description

Verfahren zum Ermitteln der Verdrahtung und Funktion von Leistungswandlern einer Ladesäule zum Laden von Elektrofahrzeugen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Verdrahtung, insbesondere der lcistungsseitigen Verdrahtung, und der Funktion von Leistungswandlern ciner Ladesäule zum elcktrischen Laden von Elektrofahrzeugen sowie eine entsprechende Ladesäule.

Eine diesem Verfahren zugrundeliegende Ladesäule, insbesondere im betricbsbereiten Zustand, umfasst eine Mehrzahl von Leistungswandlern, welche jeweils einen Eingang, cinen Ausgang, cine Schutzdiode am Ausgang und einem separaten Kommunikationsanschluss besitzen, und cinen Kommunikationsbus mit einer von einer Spannungsversorgung der Leistungswandler unabhängigen Spannungsversorgung. Ein jeweiliger Leistungswandler der Mehrzahl von Leistungswandlern ist entweder - cingangsseitig an cin Speisestromnetz clektrisch angeschlossen und bezicht aus diesem elektrische Energie zum Laden eines ausgangsseitig clektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeichers oder - cingangsseitig an ein Speisestromnetz elektrisch angeschlossen und bezieht aus diesem clektrische Energie zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule anschlieBbaren Elektrofahrzeugs oder - cingangsseitig mit einem vorgeschalteten Leistungswandler der Mehrzahl von Leistungswandlern elektrisch verbunden sowie mit einem elektrischen Energiespeicher elektrisch koppelbar und bezieht elektrische Energie aus dem vorgeschalteten Leistungswandier sowie im elektrisch gekoppelten Zustand elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule anschlieBbaren Elektrofahrzeugs.

Um die Ladezeiten zum Laden von Batterien von Elektrofahrzeugen an Ladesäulen möglichst kurz zu halten, ist es erstrebenswert, dass die Ladesäulen eine möglichst große Ausgangsleistung bereitstellen. Dies kann durch eine Ladesäule mit einer Vielzahl von Lademodulen ermöglicht werden, bei welcher die Ausgänge mehrerer Lademodule parallelgeschaltet werden, wie dies in Figur 1 beispielhaft dargestellt ist.

Die einzelnen Lademodule, welche jeweils zumindest einen Leistungswandler besitzen, können untereinander kommunizieren und teilen die von einem Speisestromnetz zur Verfügung gestellte Netzleistung untereinander auf. Zur Erhöhung der Ausgangslcistung der Ladesäule, insbesondere im Fall einer für einen schnellen Ladevorgang nicht ausreichenden Netzleistung, kommen Zwischenspeicher zur Zwischenspeicherung der aus dem Speisestromnetz bereitgestellten Energie, z.B. in Form von Akkumulatoren bzw. Akkus, zum Einsatz, Findet an der Ladesäule kein Aufladen der Batterie eines Elcktrofahrzeugs statt, so wird der Zwischenspeicher mit elektrischer Energie aus dem Speisestromnetz über den Netzanschluss nachgeladen.

Auch können solche Zwischenspeicher durch Solar-Lademodule geladen werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Solar-Lademodul ein Lademodul verstanden, welches zumindest einen Leistungswandler besitzt und elcktrische Energie aus einer mit dem Lademodul elektrisch verbundenen Photovoltaikanlage bezicht. Die Begriffe ,cingangsseitig“ und ,primärscitig” sowie die Begriffe „ausgangsseitig‘“ und ,sckundärscitig“ werden im Rahmen der Anmeldung synonym verwendet.

So offenbart die von der Anmelderin hicsiger Anmeldung am 25.05.2020 eingereichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2020 113 907,1 cine modular aufgebaute Ladesäule zum elektrischen Gleichstromladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs, welche neben einer Vielzahl von technisch identischen Lademodulen, die jeweils eine bestimmte Mehrzahl von elektrisch voneinander getrennten autarken Ladeeinheiten bzw. Leistungswandler besitzen, eine Mehrzahl von elektrischen Energiespeichern, d.h. Zwischenspeichern, umfasst. Der modulare Charakter der Ladesäule zeigt sich darin, dass die Ladesäule mehrere elektrisch voneinander getrennte Teilstränge besitzt, wobei ein einzelner Teilstrang eine Ladeeinheit bzw. einen Leistungswandler, einen elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher und ein Lademodul aufweist. Die einzelnen Teilstränge werden sekundärseitig durch Parallelschaltung der Ausgänge mehrerer Ladeeinheiten bzw. Leistungswandler zusammengeführt, wodurch somit die Summe der elektrischen Energie, die in den einzelnen jeweils elektrisch angeschlossenen elektrischen Energiespeichern der Teilstränge gespeichert ist, gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden kann und die Ausgangsleistung der Ladesäule erhöht.

Eine solche Ladesäule, wie eingangs beschrieben und beispielsweise offenbart in der DE 10 2020 113 907.1, umfasst cine Vielzahl von einzelnen Komponenten. So sicht insbesondere die DE 10 2020 113 907.1 eine Vielzahl von Lademodulen mit jeweils ciner Mehrzahl von Leistungswandlern, zweckmäßig zumindest ein Solar-Lademodul mit zumindest eincm Leistungswandler sowic mehrere Zwischenspeicher vor. Dies hat zur Folge, dass die leistungsscitige Verdrahtung der cinzcinen Komponenten ciner solchen Ladesäulc recht komplex ist. Je nachdem, wie dic einzelnen Leistungswandler der Ladesäule leistungsseitig verdrahtet sind, erfüllen sie verschiedene Aufgaben innerhalb der Ladesäule. So kann ein Leistungswandler aus einem Speisestromnetz, beispielsweise cinem Wechselstromnetz oder einer Photovoltaikanlage, elektrische Energie bezichen, um entweder eine Batterie eines Elektrofahrzeugs oder einen clektrischen Energiespeicher, d.h. einen Zwischenspeicher, zu laden. Ein Lcistungswandler kann aber auch elektrische Energie aus einem elektrischen Energiespcicher bzw. Zwischenspeicher bezichen, um eine Batterie cines Elektrofahrzeugs zu laden.

Ausgchend von einer Ladesäule, wic eingangs beschrieben und insbesondere wie in der DE 10 2020 113 907.1 offenbart, ist es daher cine Aufgabe der Erfindung, cin Verfahren zum Ermitteln der Verdrahtung, insbesondere leistungsseitigen Verdrahtung, und der Funktion von den einzelnen Komponenten, insbesondere von den Leistungswandlern, dieser Ladesäule zu entwickeln, welches möglichst einfach und kostengünstig zu entwickeln sowie einfach durch den Bediener auszuführen ist.

Die Lösung der Erfindung ist durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs | wiedergegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der weiteren Merkmale der Unteransprüche. Demnach betrifft die Lôsung gemäB der Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln der leistungsseitigen Verdrahtung und der Funktion von Leistungswandlem einer Ladesäule zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen, wobei die Ladesäule die folgenden Merkmale besitzt. Die Ladesäule weist, insbesondere im betriebsbereiten Zustand, - eine Mehrzahl von Leistungswandlern mit jeweils einem Eingang, einem Ausgang, einer Schutzdiode am Ausgang und einem separaten Kommunikationsanschluss sowie

- cinen Kommunikationsbus mit ciner von ciner Spannungsversorgung der Leistungswandler unabhängigen Spannungsversorgung auf. Ein jewciliger Leistungswandler der Mehrzahl von Leistungswandlern ist hierbei entweder - cingangsseitig an cin Speisestromnetz clektrisch angeschlossen und bezicht aus diesem elektrische Energie zum Laden eines ausgangsscitig clektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeichers oder - cingangsseitig an cin Speisestromnetz elektrisch angeschlossen und bezicht aus diesem clektrische Energie zum Laden ciner ausgangsseitig clektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule anschließbaren Elektrofahrzeugs oder - cingangsseitig mit cinem vorgeschalteten Leistungswandler der Mehrzahl von Lcistungswandlern elektrisch verbunden sowie mit einem elektrischen Energiespeicher clektrisch koppelbar und bezieht zum Laden einer ausgangsscitig clektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule anschließbaren Elcktrofahrzeugs elektrische Energie aus dem vorgeschalteten Leistungswandler sowie im elektrisch gekoppelten Zustand elektrische Energie aus dem elektrischen Energicspeicher.

Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch aus, dass für jeden einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern die leistungsseitige Verdrahtung und Funktion ermittelt wird, und zwar durch Aufschalten einer Spannung auf den Ausgang eines jeweils ausgewählten Leistungswandlers, welche sich von jeder auf den Ausgang der anderen Leistungswandler unterscheidet, Messen der an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der Leistungswandler anliegenden Spannungen und Rückmelden der gemessenen Spannungen über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse der Leistungswandler an den Kommunikationsbus.

Insbesondere Ladesäule umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ausgehend von der zuvor beschriebenen die folgenden Schritte zur Durchführung an dieser Ladesäule: a) Anschließen der Leistungswandler über deren jeweilige Kommunikationsanschlüsse an den Kommunikationsbus, b) Ausschalten der jeweiligen Ausgänge der Leistungswandler,

=) Massean von an den jeweiligen Eingängen der Leistunzswandlor anliegenden Eingangespanmençen und Rückmacklen der gomessonen Eingangsspannungen über die jeweiligen Kommusikattonsanschlüsse der Leistungswandler an den Xommanikationstus, $ di Ermitteln der elagangsseilig jowoils an cin NYNINCSITINTIINEE elektrisch angeschlossenen Leishmgowandier anhand der in Schritt €} gemessenen EE nS Span gen, 0) Aufschaflten afner ersten Spannung an die jeweiligen Ausgänge der KLeistungewandler, 19 fi Auswählen genau eines Leistungswandlors von der Maehrsahl der Lölstengswandler und Aufschalten einer zweiten Spannung, welche von der ersion Spannung unterscheidbher ist, auf den Ausgang des ausgewählten Leistangswarkllors, 5} Messen von an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der Leistungswandler anliegenden Spannungen und Rückmekden der gemessenen. Spanmungen über die jeweiligen Kommunikstionsanschlüsse der Leistumngswandlor an den Komruunikationshus, to Ermitteln der keistangssehtigen Verdrahtung und der Fankten des aussowählen Leistungswandlors anhand der in Schritt g} gemessenen Spanragigen, 11 Durchlaufen der Schritte où bis hi für jeden einzelnen der Mehrzahl von 28 Loistengewandiert.

Zunächst werden bei dem erfischogagenution Verfahren gemäß Schritt a} som zweckmäßig alle Leistungswandlor der Ladestuie über thre jewerligen Kommunikationsanschlüsse an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossen, Da der Kommunikationashus sine von einer Spannunzsversorgung der Leistungswandler unabhängies Spanmemçsrererquas hat, können die jeweiligen Leistungswandler auch dann miteinander komrumizieren und insbesondere gemessene Spannungswerle an des Kaxvrannkationshus rückmelden and über den Kememuaonkationsiass versenden, weit an den Einaänaen der jewalligen Leistungswandier koine Spannusg datent 3} Nachdem die Kommunikation der Leistungswandlor untereinander üher des Kammunikationsbus sichergestellt ist, werden die Ausgänge aller Leistangswandier gemäß Schrin bY ausgeschaltet und daraufhin gemäß Schritt 0) die EIngangsspanznungen der einzelnen Leistungswandler gemessen, Die gemessenen Eingangsspannungen werden über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse der Leistungswandler an den Kommunikationsbus rückgemeldet.

Dadurch lässt sich gemäß Schritt d) erkennen, welche Leistungswandler cingangsseitig bzw. primärseitig an cin Speisestromnetz elcktrisch angeschlossen sind. An den Eingängen von Leistungswandlern, welche primärseitig an ein Speisestromnetz elektrisch angeschlossen sind, ist cine Eingangsspannung zu messen. Anhand des jeweils gemessenen Werts einer Eingangsspannung lässt sich zudem vorzugsweise deren Art bestimmen, d.h. cs lässt sich feststellen, ob Gleichspannung oder Wechselspannung anliegt und folglich, ob das Speisestromnetz ein Gleichstrom- oder Wechselstromnetz ist. Zudem kann auch ein Ermitteln der jeweiligen Speisestromquellen bzw. Art des Speisestromnetzes anhand der gemessenen Eingangsspannungen erfolgen. An den Eingängen von Leistungswandlern, welche primärseitig nicht an cin Speisestromnetz, sondern beispielsweise an einen vorgeschalteten Leistungswandler gekoppelt sind, liegt hingegen keine Eingangsspannung an, da die Ausgänge aller Leistungswandler, und somit auch der diesen Leistungswandlern vorgeschalteten Leistungswandler, ausgeschaltet sind.

Beispielsweise können die in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen auf einer an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossenen Ausgabeeinrichtung an der Ladesäule ausgegeben werden und daraufhin gemäß Schritt d) des Verfahrens von einem Bediener der Ladesäule ausgewertet werden. Die in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen können alternativ oder zusätzlich auch an eine an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossene Steuereinheit übermittelt werden, welche daraufhin gemäß Schritt d) eine Auswertung der gemessenen Eingangsspannungen vornimmt.

Nachdem die primärseitig an ein Speisestromnetz elektrisch angeschlossenen Leistungswandler identifiziert worden sind, wird gemäß Schritt e) eine erste Spannung, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Low Pegel (oder auch Tief- Pegel) bezeichnet wird, an die Ausgänge aller Leistungswandler angelegt.

Im nächsten Schritt f) wird genau ein Leistungswandler der Ladesäule ausgewählt, auf dessen Ausgang eine zweite Spannung aufgeschaltet wird. Das Auswählen des entsprechenden Leistungswandlers kann manuell durch den Bediener, beispielsweise über cin Bedienpanel, einen Schalter, Druckknopf, eine Taste 0.4., oder automatisch erfolgen. Diese zweite Spannung, welche im Rahmen der Erfindung auch als High Pegel (oder auch Hoch-Pegel) bezeichnet wird, kann somit vorteilhafter Weise von der ersten Spannung, dem Low Pegel klar und eindeutig auch mithilfe von günstiger und einfacher Messtechnik unterschieden werden. Insbesondere ist hierbei vorgeschen, dass dic erste Spannung stets kleiner als die zweite Spannung ist. Beispielsweise kann dic erste Spannung bzw. der Low Pegel im Bereich von 200 V bis 350 V und die zweite Spannung bzw. der High Pegel im Bereich von 350 V bis 600 V liegen. Zweckmäßig kann jedoch auch eine Hysteresc eingebaut werden, sodass ein Erhöhen der ersten Spannung auf die zweite Spannung bzw. cin Umschalten von dem Low Pegel auf den High Pegel zu einem Wert der zweiten Spannung bzw. des High Pegels im Bereich von beispielsweise 350 V bis 600V, insbesondere von ctwa 400 V, führt und ein Reduzieren der zweiten Spannung auf die erste Spannung bzw. ein Umschalten von dem High Pegel auf den Low Pegel zu einem Wert der ersten Spannung bzw. des Low Pegels im Bereich von beispielsweise 200 V bis 350V, insbesondere von etwa 300 V, führt.

Im Anschluss daran erfolgt in Schritt g) ein Messen von an den Eingängen und Ausgängen aller Leistungswandler anliegenden Spannungen, Der Leistungswandler, an dessen Ausgang die zweite Spannung bzw. der High Pegel anliegt, ist eindeutig unterscheidbar von den Leistungswandlern, an deren Ausgängen hingegen nicht die zweite Spannung bzw. der High Pegel anliegen. Die gemessenen Spannungen werden über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse der Leistungswandler an den Kommunikationsbus rückgemeldet.

Anhand dieser gemessenen Spannungswerte wird gemäß Schritt h) die leistungsseitige Verdrahtung und der Funktion des ausgewählten Leistungswandlers in der Ladesäule ermittelt. Ist der ausgewählte Leistungswandler ausgangsseitig bzw. sekundärseitig mit einem oder mehreren Leistungswandlern elektrisch verbunden, so liegt an den Eingängen der dem ausgewählten Leistungswandler nachgeschalteten Leistungswandler cbenfalls die zweite Spannung bzw. der High Pegel an.

Somit wird auch die Funktion dieser nachgeschalteten Leistungswandler in der Ladesäule ermittelt, Die gemessenen Spannungen können beispielsweise auf ciner an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossenen Ausgabeeinrichtung ausgegeben werden und von einem Bediener der Ladesäule, welcher das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, analysiert werden.

Diese Ausgabeeinrichtung kann z.B, eine beliebige digitale Anzeige, cin Schaltersystem oder cin System aus optischen Elementen, z.B.

Lämpchen, scin.

Dic Ausgabecinrichtung gibt für jeden einzelnen

Leistungswandler zumindest eindeutig aus, ob an dessen Eingang bzw.

Ausgang dic erste Spannung oder die zweite Spannung anliegt.

Dies kann entweder durch Anzeigen konkreter Spannungswerte oder beispielsweise über entsprechend unterscheidbare optische Elemente für die erste und die zweite Spannung erfolgen.

Alternativ dazu oder zusätzlich dazu können die an den Kommunikationsbus rückgemeldeten gemessenen

Spannungen an cine an den Kommunikationsbus clektrisch angeschlossene Steuereinheit übermittelt werden, welche daraufhin die leistungsseitige Verdrahtung und der Funktion des ausgewählten Leistungswandlers in der Ladesäule ermittelt.

Im Schritt i) des erfindungsgemäßen Verfahrens i) werden die Schritte €) bis h) für jeden einzelnen der Leistungswandler durchgeführt, d.h. es wird wieder die erste Spannung an die Ausgänge aller Leistungswandler angelegt und daraufhin wird an den Ausgang genau eines Leistungswandlers die zweite Spannung angelegt usw.. In welcher Reihenfolge die einzelnen Leistungswandler in Schritt f) jeweils ausgewählt werden, ist für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich, jedoch sollten alle Leistungswandler die Schritte e) bis h) einmal durchlaufen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es folglich, ohne großen technischen Aufwand und auf einfache Weise die Verdrahtung, insbesondere die leistungsseitige Verdrahtung, und die Funktion der Leistungswandler, und vorzugsweise auch der elektrischen Energiespeicher, zu ermitteln, Die Kommunikation der einzelnen Leistungswandler der Ladesäule über den Kommunikationsbus reduziert die Komplexität der Kommunikationsstruktur, den Verdrahtungsaufwand sowie den Bedarf an Anschlussklemmen im Vergleich zu einer hierarchischen Kommunikationsstruktur.

Bei einer hierarchischen Kommunikationsstruktur besitzt cin Lademodul zum Laden zumindest eines elektrischen Energiespeichers mehrere sogenannte Point-to-Point- Kommunikationsanschlüsse, an welche dic nachgeschalteten Energiespeicher und Leistungswandler jeweils direkt elektrisch angeschlossen sind.

Die elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher, welche zweckmäßig galvanisch voneinander getrennt sind, können von der Ladesäule umfasst sein, Jedoch kann die Ladesäule auch erst beispielsweise nachträglich mit clektrischen Encrgiespcichern elektrisch gekoppelt werden. So kann der Betreiber der Ladesäule selbst clektrische Energiespeicher als Zwischenspeicher entsprechend des technischen Charakters der mit der Ladesäule zu ladenden Fahrzeugbatteric auswählen und mit der Ladesäule elektrisch koppeln. Folglich sind die elektrischen Energiespeicher kein zwingender Bestandteil der Ladesäule.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung sicht den Schritt des Erkennens von defekten Leistungswandlern und kurzgeschlossenen Leistungswandlern anhand von an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der Leistungswandler anlicgenden gemessenen Spannungen vor und im Falle eines erkannten defekten oder kurzgeschlossenen Leistungswandlers das Ausgeben einer entsprechenden Fehlermeldung an der Ladesäule vor. Beispielsweise kann das Erkennen von defekten oder kurzgeschlossenen Leistungswandlern bereits beim Aufschalten der ersten Spannung, d.h. des Low Pegels, auf die Ausgänge der Leistungswandler erfolgen, indem die an den Eingängen und Ausgängen der jeweiligen Leistungswandler anliegenden Spannungen unmittelbar nach Aufschalten der ersten Spannung gemessen werden, Spätestens aber in Schritt g) werden defekte oder kurzgeschlossene Leistungswandler anhand der gemessenen Spannungen an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der Leistungswandler erkannt. Die Ausgabe einer Fehlermeldung kann beispielsweise auf einer digitalen Anzeige oder einem Bildschirm der Ladesäule, aber auch mittels eines Schalters oder eines beliebigen optischen Anzeigeelements, z.B. ein rot leuchtendes Lämpchen, an dem entsprechenden Leistungswandler erfolgen.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die mit den Leistungswandlern der Ladesäule elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher über einen

Kommunikationsanschluss des jeweiligen clektrischen Energiespeichers an den Kommunikationsbus elcktrisch angeschlossen werden, vorzugsweise in Schritt a} des erfindungsgemäßen Verfahrens, und dass in Schritt g) ferner ein Messen der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern anliegenden Spannung sowic cin Rückmelden dieser jeweils gemessenen Spannung an den Kommunikationsbus erfolgt. Auch wenn dic elektrischen Energiespeicher nicht an einzelne Leistungswandler elektrisch gekoppelt sind, können die an den elektrischen Energiespeichern anliegende Spannungen dennoch gemessen werden, vorzugsweise durch cine Messeinrichtung der elektrischen Energiespeicher, und an den Kommunikationsbus rückgemeldet werden.

Zusätzlich zu den zuvor genannten Schritten des AnschlieBens der clektrischen Encrgiespeicher an den Kommunikationsbus kann das erfindungsgemäße Verfahren ferner die Schritte des elektrischen Koppelns von zumindest cinem elektrischen Encrgicspeicher mit einzelnen Leistungswandlern der Mehrzahl von Leistungswandlern und des Erkennens, welche einzelnen Leistungswandler der Mehrzahl von Leistungswandlern mit cinem elektrischen Energiespeicher elektrisch gekoppelt sind, insbesondere mittels Durchlaufen der Schritte e) bis h) für jeden einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern, aufweisen, Ein elektrisches Koppeln der elektrischen Energiespeicher mit einzelnen Leistungswandlern erfolgt nach Schritt a) und vor Schritt g) des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Erkennen, dass ein elektrischer Energiespeicher an einzelne Leistungswandler elektrisch gekoppelt ist, kann insbesondere dadurch erfolgen, dass sich dieser elektrische Energiespeicher als elektrischer Energiespeicher über den Kommunikationsbus zu erkennen gibt, beispielsweise mit Hilfe einer Identifikationskennung oder mit Hilfe einer Artikelnummer. Mithilfe des Durchlaufens der Schritte e) bis h) sowie des Messens der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern anliegenden Spannung in Schritt g) kann festgestellt werden, welche Leistungswandler mit einem elektrischen Energiespeicher elektrisch gekoppelt sind. Ist ein elektrischer Energiespeicher beispielsweise an einen vorgeschalteten Leistungswandler elektrisch gekoppelt, an dessen Ausgang die zweite Spannung aufgeschaltet ist, so wird die an dem Eingang des elektrischen Energiespeichers gemessene Spannung der zweiten Spannung entsprechen. Die Position der Leistungswandler im Kommunikationsbus kann auch Auskunft darüber geben, ob cin Leistungswandler mit einem elektrischen Energicspeicher elektrisch gekoppelt ist. In ciner Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem der Schritt des Zuweisens einer eindeutigen Identifikationskennung zu jedem einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern und des Zuweisens einer eindeutigen Identifikationskennung an jeden einzelnen elcktrischen Energiespeicher vorgesehen sein. Damit sind jeder einzelne Leistungswandler und jeder cinzelne clektrische Energiespeicher unterscheidbar und identifizierbar.

Erfolgt cin Anschließen der elektrischen Energiespeicher an den Kommunikationsbus sowie in Schritt g) zudem cin Messen der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern anliegenden Spannung, so kann das erfindungsgemäße Verfahren zudem den Schritt des Erkennens von defekten elektrischen Energiespeichern und kurzgeschlossenen Energiespeichern z.B. anhand von an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der Leistungswandler anliegenden gemessenen Spannungen und/oder insbesondere anhand der an den jeweiligen elektrischen Energicspeichern anliegenden gemessenen Spannung und im Falle cines erkannten defekten Energiespeichen und „kurzgeschlossenen“ Energiespeichern den Schritt des Ausgebens einer entsprechenden Fehlermeldung an der Ladesäule umfassen. Die Ausgabe einer Fehlermeldung kann beispielsweise auf einer digitalen Anzeige oder einem Bildschirm der Ladesäule, aber auch mittels eines Schalters oder eines beliebigen optischen Anzeigeelements, z.B. ein rot leuchtendes Lämpchen, erfolgen. Die elektrischen Energiespeicher können insbesondere mittels eines Selbsttests erkennen, ob sie defekt bzw. kurzgeschlossen sind, und das Ergebnis dieses Selbsttests an den Kommunikationsbus weitergeben. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer Weiterentwicklung den Schritt des Übermittels der gemessenen Eingangsspannungen in Schritt c) und der gemessenen Spannungen in Schritt g) an eine an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossene Steuereinheit der Ladesäule zum Ausführen der Schritte d) und h) und/oder den Schritt des Ausgebens der ermittelten leistungsseitigen Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler der Ladesäule, vorzugsweise durch Anzeigen mittels zumindest eines an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossenen optischen Elements an der Ladesäule, umfassen.

Fine solche Steuereinheit empfängt dic in den Schritten c) und g) gemessenen Spannungswerte und ermittelt anhand dieser gemessen Spanungswerte gemäß der

Schritte d) und h) die cingangsscitig bzw. primärseitig jeweils an ein Speisestromnetz elektrisch angeschlossenen Leistungswandler sowie die leistungsseitige Verdrahtung und die Funktion des in Schritt f) jeweils ausgewählten Leistungswandlers.

Darüber hinaus kann die Steuereinheit beispielsweise Kommandos und Befehle über den

Kommunikationsbus an die einzelnen Leistungswandler senden.

Beispielsweise kann die Steuereinheit das Aufschalten der ersten Spannung und das Aufschalten der zweiten Spannung an den jeweiligen Ausgängen der entsprechenden Leistungswandler anordnen.

Die Steucreinheit kann somit die Funktion einer zentralen Steucrung des Verfahrens übernehmen, aber sie kann das Verfahren nicht autonom initiieren, Das

Initiieren des Verfahrens erfolgt stets durch einen Menschen.

Nach der Initiierung durch einen Menschen kann das Verfahren hingegen automatisch ablaufen.

Beispielsweise kann das Verfahren automatisch beim Einschalten der Spannung am Kommunikationsbus durchgeführt werden.

Vorzugsweise umfasst jeder einzelne Leistungswandler der Ladesäule eine eigene Steuerung, wobei die Steuerung eines einzigen Leistungswandlers eine Master-Funktion übernimmt und der zuvor beschriebenen Steuereinheit entspricht, während die jeweiligen Steuerungen der weiteren Leistungswandler eine Slave-Funktion übernehmen.

In Kombination oder alternativ dazu kann die ermittelte leistungsseitige Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler der Ladesäule ausgegeben werden.

Vorzugsweise erfolgt diese Ausgabe in Form eines Anzeigens mittels zumindest eines optischen Elements, welches an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossen ist, an der Ladesäule.

Beispielsweise kann eine Ausgabe auf einem Bildschirm erfolgen, Ist eine Steuereinheit vorgesehen, so erfolgt das Ausgeben der ermittelten leistungsseitigen

Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler vorzugsweise durch Anzeigen auf einem mit der Steuereinheit über den Kommunikationsbus clektrisch verbundenen optischen Anzeigeelement, insbesondere einem Bildschirm, an der Ladesäule.

Eine Ausgabe der ermittelten leistungsseitigen Verdrahtung kann aber auch auf einer

Webseite oder auf einem Smartphone erfolgen, und zwar sowohl alternativ als auch zusätzlich zu einer Ausgabe mittels eines optischen Elements an der Ladesäule.

Zudem umfasst die vorliegende Erfindung eine Ladesäule zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere zur Durchführung cines Verfahrens gemäß ciner der zuvor beschriebenen Ausführungen.

Die Ladesäule weist - einc Mehrzahl von Leistungswandlern mit jeweils einem Eingang, einem Ausgang, ciner Schutzdiode am Ausgang und einem scparatcn Kommunikationsanschluss, - einen Kommunikationsbus mit ciner von ciner Spannungsversorgung der Leistungswandler unabhängigen Spannungsversorgung sowie - cinc an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossene Steuereinheit auf, Ein jeweiliger Leistungswandler der Mehrzahl von Leistungswandlern ist über dessen Kommunikationsanschluss an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossen und entweder - eingangsscitig an cin Speisestromnetz clektrisch angeschlossen zum Laden eines ausgangsseitig elcktrisch koppelbaren clektrischen Energiespeichers mit elektrischer Energie aus dem Speisestromnetz oder - cingangsscitig an ein Speisestromnetz elektrisch angeschlossen zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule anschlieBbaren Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie aus dem Speisestromnetz oder - eingangsseitig mit einem vorgeschalteten Leistungswandier der Mehrzahl von Leistungswandlern elektrisch verbunden sowie mit einem elektrischen Energiespeicher elektrisch koppelbar zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule anschließbaren Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie aus dem vorgeschalteten Leistungswandler sowie im elektrisch gekoppelten Zustand mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher.

Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet und ausgebildet, an den jeweiligen Ausgängen der einzelnen Leistungswandler über den Kommunikationsbus gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren nach einem der beschriebenen Ausführungen gezielt Spannungen einzustellen sowie anhand von an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der einzelnen Leistungswandler anliegenden gemessenen und über den

Kommunikationsbus bereitgestellten Spannungen cine leistungsseitige Verdrahtung und Funktion der einzelnen Leistungswandler zu ermitteln.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen davon sowic der dazugchôrigen Figuren deutlich. Es zeigen: Figur 1: eine Verschaltung von Lademodulen in einer Ladesäule gemäß dem Stand der Technik, Figur2: cine beispielhafte Verschaltung von Lademodulen, cinem Solar-Lademodul und elcktrischen Energicspeichern einer erfindungsgemäßen Ladesäule, Figur 3: einen schematischen Überblick über verschiedene Funktionen der Leistungswandler in einer erfindungsgemäßen Ladesäule, insbesondere der Ladesäule gemäß Figur 2, Figur 4: die Auswirkung des Schrittes b) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Verschaltung gemäß Figur 2, Figur 5: die Auswirkung des Schrittes e) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Verschaltung gemäß Figur 2, Figur6: die Auswirkung des Schrittes f) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Verschaltung gemäß Figur 2, Figur 7: ein Flussdiagramm über den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der leistungsseitigen Verdrahtung und Funktion der Lademodule in der Ladesäule.

Figur 1 zeigt eine schematische Übersicht von einer Verschaltung von Lademodulen 1°, 2°, ..., N‘ einer Ladesäule 7‘ zum Laden von Elektrofahrzeugen gemäß dem Stand der Technik. Die dargestellte Ladesäule 7° umfasst eine Vielzahl von N Lademodulen 1°,

2*, ..., N° , die beispielhaft jeweils drei Leistungswandler 11‘, 2i‘, ...,Ni*miti=a, b, ¢ aufweisen, Die einzelnen Leistungswandler 11°, 2i‘, ..., Ni‘ sind in Figur 1 beispielhaft primärseitig jeweils an zwei Phasen eines dreiphasigen Wechselstromnetzes 8a elektrisch angeschlossen und sckundärseitig parallelgeschaltet. Einc derartige Verschaltung der Lademodule 1‘, 2°, ..., N° ermöglicht hohe Ausgangsleistungen der Ladesäule 7° und somit ein schnelles Laden der Batterie eines Elektrofahrzeugs an dem Ladeanschluss 10‘ der Ladesäule 7‘. Die einzelnen Lademodule 1*, 2‘, ..., N‘ können untereinander kommunizieren und teilen die zur Verfügung gestellte Netzleistung untereinander auf. Die Verschaltung der Lademodule 1°, 2‘, ..., N° ist in Figur 1 bereits vordefiniert.

Figur 2 zeigt cine schematische Übersicht einer beispielhaften Verschaltung von fünf Lademodulen 1, 2, 3, 4, 5, einem Solar-Lademodul 6 und von mit den Lademodulen 2, 3, 4, 5 sowic dem Solar-Lademodul 6 clektrisch koppelbaren clektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c einer erfindungsgemäßen Ladesäule 7, welche dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegt. Die Verschaltung stellt eine Weiterentwicklung der in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 113 907.1 offenbarten Ladesäule dar.

Die Ladesäule 7 besitzt eine Mehrzahl von Leistungswandlern li, 2i, 31, 4i, 51, 6a, wobei i = a, b, c in Figuren 2-6. Jeder einzelne Leistungswandler li, 2i, 31, 41, 51, 6a hat einen Eingang |, einen Ausgang O, eine Schutzdiode am Ausgang, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht dargestellt ist, und einen separaten Kommunikationsanschluss 11, wie in Figur 6 beispielhaft gezeigt. Ferner umfasst die Ladesäule einen Kommunikationsbus 12, wie in Figur 6 beispielhaft gezeigt, mit einer von einer Spannungsversorgung der Leistungswandler li, 2i, 31, 4i, Si, 6a unabhängigen Spannungsversorgung. Ein jeweiliger Leistungswandler li, 2i, 31, 41, 51, 6a der Mehrzahl von Leistungswandlern li, 2i, 3i, 41, 5i, 6a ist entweder - cingangsseitig an ein Speisestromnetz 8a, 8b, 8c elektrisch angeschlossen und bezieht aus diesem elektrische Energie zum Laden eines ausgangsseitig elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeichers 9a, 9b, 9c oder - eingangsseitig an ein Speisestromnetz 8a, 8b, 8c elektrisch angeschlossen und bezieht aus diesem elektrische Energie zum Laden einer ausgangsscitig elektrisch koppelbaren Batterie cines an der Ladesäule 7 anschließbaren Elektrofahrzeugs oder - Cingangsscitig mit cinem vorgeschalteten Leistungswandler 2a, 2b, 2c, 6a der Mehrzahl von Leistungswandlern li, 21, 3i, 4i, Si, 6a elektrisch verbunden sowic mit einem clektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c elektrisch koppelbar und bezicht zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäulc 7 anschlieBbaren Flektrofahrzeugs elektrische Energie aus dem vorgeschalteten Leistungswandler 2a, 2b, 2c, 6a sowie im elektrisch gckoppelten Zustand elektrische Energie aus dem clektrischen Encrgiespeicher 9a, 9b, 9c.

Je nachdem, wie die einzelnen Leistungswandler li, 21, 31, 4i, 5i, 6a lcistungsscitig verdrahtet sind, erfüllen sie somit unterschicdliche Aufgaben innerhalb der Ladesäule 7, wic dies in Figur 3 gezeigt ist.

Die in Figur 2 gezeigte Ladesäule 7 umfasst eine Vielzahl von beispielhaft fünf Lademodulen 1, 2, 3, 4, 5, welche beispielhaft jeweils drei Leistungswandler 11, 2i, 31, 4i, Si mit 1= |, 2, 3 aufweisen. Dic Ladesäule 7 kann in weiteren Ausführungsformen cine von fünf verschiedene Mehrzahl von Lademodulen umfassen. Die Lademodule 1, 2, 3, 4, 5 können in einer nicht gezeigten Ausführungsform auch jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Leistungswandlern sowie mehr oder weniger als drei Leistungswandler aufweisen, Die einzelnen Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 51 in Figur 2 können technisch identisch bzw. baugleich sein oder auch nicht baugleich sein. Damit ein Rückspeisen von Strömen von dem Ausgang eines Lademoduls 1, 2, 3, 4, 5 nicht möglich ist, hat jeder einzelne Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i eine Schutzdiode an dessen Ausgang, dic aus Gründen der Ubersichtlichkeit jedoch in den Figuren nicht gezeigt ist. Darüber hinaus umfasst die in Figur 2 dargestellte Ladesäule 7 beispielhaft auch ein primärseitig an ein Speisestromnetz in Form einer Photovoltaikanlage 8b elektrisch angeschlossenes Solar-Lademodul 6 mit einem Leistungswandler 6a sowic eine Mehrzahl! von, in Figur 2 beispielhaft drei, elektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c. Die Anzahl der mit den einzelnen Leistungswandlem der Ladesäule 7 elektrisch koppelbaren Energiespeicher ist erfindungsgemäß nicht auf drei festgelegt und das Solar-Lademodul 6 kann in einer weiteren, nicht dargestellten Ausfithrungsform auch mehr als einen Leistungswandler 6a umfassen.

Dic Ladesäule 7 ist modular aufgebaut und bespielhaft in vier elektrisch voneinander getrennte Teilstränge unterteilt.

Der erste Teilstrang der Ladesäule 7 umfasst cin erstes Lademodul | mit drei Leistungswandlern la, 1b, lc, welche jeweils primärseitig an cin Speisestromnetz, und zwar beispiclhaft an zwei Phasen cines dreiphasigen

Wechselstromnetzes bzw.

Drehstromnetzes 8a, elektrisch angeschlossen sind und aus diesem clektrische Energie zum Laden ciner sckundärseitig clektrisch koppelbaren Batteric eines an der Ladesäule 7 anschließbaren Flektrofahrzcugs bezichen.

Der zweite Teilstrang der Ladesäule 7 weist einen ersten Leistungswandler 2a eines zweiten

Lademoduls 2 der Ladesäule 7, einen elektrisch koppelbaren ersten elektrischen Energiespeicher 9a sowie ein drittes Lademodul 3 der Ladesäule 7 auf.

Der erste Leistungswandler 2a ist primärscitig an zwei Phasen des dreiphasigen Wechselstromnetzes 8a elektrisch angeschlossen, bezieht aus diesem elektrische Energie zum Laden des sckundirseitig elektrisch koppelbaren ersten elcktrischen

Encrgiespeichers 9a und ist sckundärscitig zudem mit dem dritten Lademodul 3 elektrisch verbunden.

Das dritte Lademodul 3 bezicht clektrische Energie aus dem vorgeschalteten ersten Leistungswandler 2a sowic im elektrisch gekoppelten Zustand elcktrische Energie aus dem ersten elcktrischen Energiespeicher 9a zum Laden ciner sekundärseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule 7 anschließbaren

Elektrofahrzeugs.

Der dritte Teilstrang ist komplementär zu dem zweiten Teilstrang aufgebaut und umfasst einen zweiten Leistungswandler 2b des zweiten Lademoduls 2 der Ladesäule 7, welcher primärseitig an zwei Phasen des Drehstromnetzes 8a elektrisch angeschlossen ist, einen elektrisch koppelbaren zweiten elektrischen Energiespeicher 9b sowie ein viertes Lademodul 4 der Ladesäule 7 zum Laden einer sekundärseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule 7 anschließbaren Elektrofahrzeugs.

Der vierte Teilstrang umfasst neben einem primärseitig an zwei Phasen des Drehstromnetzes 8a elektrisch angeschlossenen dritten Leistungswandler 2c des zweiten Lademoduls 2 der Ladesäule 7 zudem ein Solar-Lademodul 6 mit beispielhaft einem Leistungswandler 6a, weicher primärseitig an eine

Photovoltaikanlage 8b elektrisch angeschlossen ist.

Der dritte Leistungswandler 2c und der Leistungswandler 6a des Solar-Lademoduls 6 sind sekundärseitig parallelgeschaltet, mit einem dritten elektrischen Energiespeicher 9c elektrisch koppelbar und mit einem fünften Lademodul 5der Ladesäule 7 zum Laden einer sekundärseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule 7 anschließbaren Elcktrofahrzeugs elektrisch verbunden.

Im elektrisch gekoppelten Zustand des dritten elektrischen Energiespeichers 9c kann dieser sowohl über den dritten Leistungswandler 2c des zweiten Lademoduls 2 mit elektrischer Energie aus dem Drehstromnetz 8a als auch über den Leistungswandler 6a des Solar-Lademoduls 6 mit elektrischer Energie aus der

Photovoltaikanlage 8b geladen werden und dem fünften Lademodul 5 die gespeicherte elektrische Energie zur Verfügung stellen.

Alle vier Teilstränge der Ladesäule 7 werden sekundärseitig zusammengeführt, indem dic Ausgänge O der Leistungswandler 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c des dritten, vierten und fünften Lademoduls 3, 4, 5 parallelgeschaltet werden und einem | Ladcanschluss 10 der Ladesäulc 7 zugeführt.

Figur 3 zeigt einen beispielhaften schematischen Überblick über die verschiedenen

Funktionen der einzelnen Lademodule 1, 2, 3, 4, 5 und dem Solar-Lademodul 6 einer erfindungsgemäßen Ladesäule 7, insbesondere gemäß Figur 2. In Figur 3 wird aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils beispielhaft nur eine Komponente zur Ausübung ciner spezifischen Funktion gezeigt, sodass in Figur 3 nur der in Figur 2 dargestellte obere und untere Versorgungsstrang zum Einspeisen von elektrischer Energie in den

Ladeanschluss 10 der Ladesäule 7 symbolhaft gezeigt sind.

Auf der linken Seite der Figur 3 sind beispielhaft zwei Speisestromnetze, und zwar ein Gleichstromnetz 8c (DC Netzanschlusspunkt) sowie ein dreiphasiges Wechselstromnetz 8a (AC Netzanschlusspunkt) mit den Phasen L1, L2, L3 abgebildet.

Uber genau einen entsprechenden Netzanschluss (Netzanschlusspunkt), symbolisiert durch die

Kennzeichnung „1“ in Figur 3 , sind ein Lademodul | und ein Leistungswandler 2c eines Lademoduls an diese Speisestromnetze elektrisch angeschlossen und beziehen somit über den Netzanschluss von zumindest einem der Speisestromnetze, die als Speisestromquelle dienen, elektrische Energie.

Die Richtung einer Einspeisung von elektrischer Energie ist in Figur 3 stets durch die jeweils gezeigte Pfeilrichtung verdeutlicht, wobei das Rautensymbol für den Startpunkt bzw. für die jeweilige Energiequelle steht.

Das Lademodul | entspricht im Beispiel von Figur 2 dem ersten Lademodul 1 der Ladesäule 7 und steht symbolisch für eine beliebige Anzahl von Lademodulen dieser Art, was in Figur 3 mit der Kennzeichnung ,,1..** zum Ausdruck gcbracht wird. Das Lademodul 1 hat die Funktion, die Batterie eines an cinen Ladcanschluss 10 der Ladesäule 7 anschlicBbaren Elektrofahrzcugs aufzuladen und crhilt daher in Figur 3 die Bezeichnung ,Auto-Ladegerät“. Der Leistungswandler 2c steht in Figur 3 entsprechend der Kennzeichnung ,,1..*“ ebenfalls symbolisch für cine beliebige Anzahl von Leistungswandlern und entspricht im Beispiel von Figur 2 einem der Leistungswandler 2a, 2b, 2c des zweiten Lademoduls 2 der Ladesäule 7. Der Lecistungswandler 2c wird in Figur 3 als ,,Batterieladegerät“ bezeichnet, da er die Funktion hat, elektrische Energie in genau einen, in Figur 3 allgemein als „Batterie“ bezeichneten Zwischenspeicher bzw. elektrischen Energiespeicher 9c cinzuspeisen.

Dass cin Einspeisen von elektrischer Energie von cinem Leistungswandler 2c entsprechend der in Figur 3 gezeigten Pfcilrichtung in genau einen elektrischen Energiespeicher 9c stattfinden soll, ist in Figur 3 symbolhaft mit einer ,,1** an dem mit „Batterie“ bezeichneten clektrischen Energicspeicher 9c dargestellt. Zudem kann der elektrische Energiespeicher 9c beispielhaft Battericüber einen Solarcingang, in Figur 3 als „DC/DC Solarcintrag® bezeichnet, mit Energie aus einer Photovoltaikanlage als Spcisestromquelle geladen werden, wobei das Symbol „0..1“ in Figur 3 für die Zahl 0 oder | steht. Der Solareingang in Figur 3 kann insbesonderc als ein an eine Photovoltaikanlage elektrisch angeschlossenes Solar-Lademodul 6 mit einem Leistungswandler 6a, wie in Figur 2 gezeigt, ausgebildet sein. Der in Figur 3 als „Batterie“ genannte elektrische Fnergiespeicher 9c kann somit von dem Leistungswandier 2c und/oder über den Solareingang aufgeladen werden und kann die gespeicherte elektrische Energie in Figur 3 genau einem Lademodul 5, welches in Figur 3 als „Gepuffertes Auto-Ladegerät“ bezeichnet wird, zur Verfügung stellen. Im Beispicl von Figur 2 nehmen die Lademodule 3, 4, 5 jeweils die Funktion des „Gepuffertes Auto-Ladegerät“ ein. Dieser „Gepuffertes Auto-Ladegerät“ hat, wie das Lademodul I, die Funktion, elektrische Energie in genau einen Ladeanschluss 10 der Ladesäule 7 einzuspeisen, um die Batterie eines an dem Ladeanschluss 10 anschlieBbaren Elektrofahrzeugs aufzuladen. Im Gegensatz zu dem ,,Auto-Ladegerit bzw. Lademodul I bezieht der ,,Gepuffertes Auto-Ladegerät“ bzw. das Lademodul 5 hingegen elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 9c und nicht aus einem Speisestromnetz. Dem Ladeanschluss 10 der Ladesäule 7 kann somit gleichzeitig elektrische Energie aus dem ,,Auto-Ladegerät“ bzw. Lademodul 1 und aus dem ,,Gepuffertes Auto-Ladegerät“ bzw. Lademodul 5 bereitgestellt werden.

Basierend auf der in Figur 2 beispielhaft dargestellten Verschaltung der einzelnen Komponenten der Ladesäule 7 wird im Folgenden das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln der leistungsseitigen Verdrahtung und der Funktion der Leistungswandler li, Zi, 3i, 41, 51, 6a, und vorzugsweise auch der elektrischen

Energiespeicher 9a, 9b, 9c, der Ladesäule 7 anhand zweckmäßiger Ausführungen näher beschricben.

Insgesamt zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass für jeden einzelnen der

Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 21, 31, 4i, Si, 6a), dic leistungsseitige Verdrahtung und Funktion ermittelt wird, und zwar durch Aufschalten ciner Spannung auf den Ausgang (0) cines jeweils ausgewählten Leistungswandlers (11, 21, 31, 41, 51, 6a), welche sich von jeder auf den Ausgang (O) der anderen Leistungswandler (li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a) unterscheidet, Messen der an den jeweiligen Eingängen (I) und Ausgängen (0)

der Leistungswandler (li, Zi, 3i, 4i, 5i, 6a) anliegenden Spannungen und Rückmelden der gemessenen Spannungen über dic jeweiligen Kommunikationsanschlüsse (11) der Leistungswandler (li, 2i, 3i, 4i, Si, 6a) an den Kommunikationsbus (12). Zweckmäßig werden hierzu zu Beginn des Verfahrens in einem Schritt a) die einzelnen

Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a der Ladesäule 7 über ihren jeweiligen Kommunikationsanschluss an den Kommunikationsbus der Ladesäule 7 elektrisch angeschlossen.

Vorzugsweise haben auch die elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c jeweils einen Kommunikationsanschluss und werden über diesen an den Kommunikationsbus elektrisch angeschlossen.

Der Kommunikationsbus hat einc von einer Spannungsversorgung der Leistungswandler li, 2i, 3i, 41, 51, 6a unabhängige Spannungsversorgung.

Somit können die einzelnen Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a auch dann miteinander kommunizieren und insbesondere gemessene Spannungswerte über den Kommunikationsbus versenden, wenn an den Eingängen I der jeweiligen Leistungswandler 1i, 2i, 3i, 41, Si, 6a keine Spannung anliegt.

Aus Gründen der Ubersichtlichkeit sind die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse 11 der Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a und der elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c sowie der Kommunikationsbus 12 lediglich beispielhaft in Figur 6 dargestellt.

Vorzugsweisc wird jedem cinzelnen Leistungswandler li, 2i, 3i, 41, Si, 6a der Ladesäule 7 und jedem einzelnen elcktrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c cine cindeutige Identifikationskennung, beispielsweise cine Adresse, zugewiesen. In diesem Fall können sich die einzelnen Leistungswandler 11, 21, 3i, 4i, 5i, 6a und elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c mittels ihrer Identifikationskennung über den Kommunikationsbus identifizieren. Figur 4 stellt die Auswirkung des Schrittes b) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die in Figur 2 gezeigte Verschaltung dar. In Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dic jeweiligen Ausgänge O der Leistungswandler 11, 21, 31, 4i, Si, 6a ausgeschaltet. Demzufolge liegt an den Ausgängen O der Leistungswandler li, 2i, 31, 41, 5i, 6a keine Spannung an, worunter im Rahmen der Erfindung zu verstehen ist, dass dic an den entsprechenden Ausgängen O anliegende Spannung zweckmäßig OV, insbesondere jedoch kleiner als 100 V ist. Wie die Legende der Figur 4 anzeigt, wird die sich an dic einzelnen Ausgänge O der jeweiligen Leistungswandler 14, 2i, 3i, 4i, Si, 6a anschließende Verschaltung mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Die jeweiligen Leistungswandler la, 1b, Ic, 2a, 2b, 2c der Lademodule } und 2 sind jeweils an zwei Phasen eines Drehstromnetzes 8a elektrisch angeschlossen, sodass an deren Eingängen I eine Wechselspannung (AC) anliegt, was in Figuren 4-6 durch eine sehr fette durchgezogene Linie symbolisiert ist. Darüber hinaus ist der Leistungswandler 6a des Solar-Lademoduls 6 an eine Photovoltaikanlage 8b elektrisch angeschlossen. Folglich licgt an dem Eingang I des Leistungswandlers 6a eine Gleichspannung (DC) an, dic in Figuren 4-6 als „tief“ angegeben ist und in einem ersten Spannungsbereich liegt.

Ausgehend von der Verschaltungsskizze gemäß Figur 4 erfolgt in Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Messen von an den jeweiligen Eingängen I der Leistungswandler li, 2i, 3i, 41, 51, 6a anliegenden Spannungen, Wie sich aus Figur 4 entnehmen lässt, wird dabei an den Eingängen I der Leistungswandler la, 1b, lc, 2a, 2b, 2c eine anliegende Wechselspannung gemessen, während an dem Eingang I des Leistungswandlers 6a eine anliegende Gleichspannung gemessen wird. An den Eingängen I der Leistungswandler 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c wird hingegen keine anliegende Spannung gemessen. Zudem werden die gemessenen Eingangsspannungen in Schritt c) über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse der Leistungswandler li,

2i, 3i, 4i, Si, 6a an den Kommunikationsbus rückgemeldet.

Anhand der gemessenen Eingangsspannungen wird in dem darauffolgenden Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt, welche der Leistungswandler Hi, 2i, 3i, 41, Si, 6a Jeweils an ein Speisestromnetz 8a, 8b, 8c clektrisch angeschlossen sind.

Da an den Eingängen I der Leistungswandler 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c, 5a, 5b, 5c keinc anlicgende Spannung gemessen wurde, wird daraus geschlussfolgert, dass diese nicht an cin Speisestromnetz 8a, 8b, 8c clektrisch angeschlossen sind.

Die Leistungswandler la, 1b, Ic, 2a, 2b, 2c müssen hingegen aufgrund der an ihren jeweiligen Eingängen | gemessenen Wechselspannungen an ein Speisestromnetz 8a, 8b, 8c, insbesondere an ein

Wechselstromnetz 8a, clektrisch angeschlossen sein.

Ebenso muss der Leistungswandler 6a an cin Speisestromnetz 8a, 8b, 8c, insbesondere an cin Gleichstromnetz 8b, 8c, clektrisch angeschlossen sein, da an seinem Eingang I cine Gleichspannung gemessen wurde.

Somit kann in Schritt d) insbesondere auch dic Art der jeweils anliegenden Eingangsspannung, d.h.

Wechselspannung oder

Gleichspannung, und vorzugsweise auch die jeweilige Speiscstromquelle bzw. das Spcisestromnetz anhand der in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen, d.h. neben Wechsel-/ bzw.

Gleichspannung (AC/DC) auch der konkrete Spannungswert, bestimmt werden, Da die Spannungen in Drehstromnetzen in jedem Land normiert sind, kann anhand der gemessenen Wechselspannungswerte an den Eingängen I der

Leistungswandler la, 1b, lc, 2a, 2b, 2c darauf geschlossen werden, ob diese Leistungswandler la, 1b, Ic, 2a, 2b, 2c primärseitig an ein Drehstromnetz 8a elektrisch angeschlossen sind.

Beispielsweise beträgt der Nennwert der Sternspannung, d.h, der Spannung zwischen dem Neutralleiter und einem beliebigen AuBenleiter, in den Niederspannungsnetzen in Europa stets 230 V und der Effektivwert der verketteten

Spannung, d.h. der Spannung zwischen zwei AuBbenleitern bzw.

Phasen, stets 400 V.

Weiterhin kann beispielsweise eine zusätzliche Messung der Impedanz darauf hindeuten, dass das Speisestromnetz 8a, 8b, 8c bzw. das Gleichstromnetz 8c cine Photovoltaikanlage 8b ist.

Darüber hinaus kann beispielsweise durch die Vermessung des Nulldurchgangs von drei Leistungswandlern eines Lademoduls über dic

Phasendifferenz ermittelt werden, an welche Phasen L1, L2, L3 diese Leistungswandler jeweils an ein Wechselstromnetz elektrisch angeschlossen sind.

Figur 5 stellt die Auswirkung des Schrittes c) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die in Figur 2 gezeigte Verschaltung dar. Gemäß Schritt e) wird an die Ausgänge O aller Leistungswandler 11, 2i, 3i, 4i, 51, 6a cine erste Spannung aufgeschaltet, d.h. an den Ausgängen O der einzelnen Leistungswandler 13, 21, 31, 4i, 51, 6a liegt eine erste Spannung an, welche im Folgenden als „Low Pegel“ (oder auch Tief-Pegel) bezeichnet wird. In Figur 5 ist das Anlicgen dieser ersten Spannung an den Ausgängen O der Leistungswandler li, 2i, 31, 4i, Si, 6a mit einer dünnen, durchgezogenen Linie gekennzeichnet. Die erste Spannung ist gemäß der Legende der Figur 5 mit „DC tief“ gekennzeichnet und entspricht folglich einer niedrigen Gleichspannung, welche insbesondere zwischen 200 V und 350 V liegen kann. Um zu überprüfen, ob es unter den Leistungswandlern 1i, 2i, 3i, 4i, 5i, defekte oder kurzgeschlossene Leistungswandler gibt, kann bereits nach diesem Schritt des Aufschaltens der ersten Spannung an die Ausgänge O der Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a die an den jeweiligen Ausgängen O anliegende Spannung gemessen werden. Wird an einem der Ausgänge O anstatt der ersten Spannung keine anliegende Spannung gemessen, muss der entsprechende Leistungswandler defekt oder kurzgeschlossen sein. Vorzugsweise erfolgt im Falle eines erkannten defekten oder kurzgeschlossenen Leistungswandlers cin Ausgeben einer entsprechenden Fehlermeldung an der Ladesäule 7.

Figur 6 zeigt die Auswirkung des Schrittes f) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die in Figur 2 gezeigte Verschaltung. In diesem Schritt wird zunächst genau ein Leistungswandler der Mehrzahl der Leistungswandler li, 21, 31, 41, 51, 6a ausgewählt, Das Auswählen genau eines Leistungswandlers von der Mehrzahl der Leistungswandler 1i, 21, 3i, 4i, 5i, 6a kann manuell durch den Bediener oder automatisch erfolgen.

Beispielsweise kann der Bediener über eine Taste, einen Schalter, ein Bedienpanel 0.ä. einen der Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, Si, 6a auswählen oder die Auswahl erfolgt beispielsweise über eine automatische Zufallsroutine. Zudem wird in Schritt f) eine zweite Spannung auf den Ausgang O dieses ausgewählten Leistungswandlers, gemäß Figur 6 beispielhaft des Leistungswandlers 6a des Solar-Lademoduls 6, aufgeschaltet.

Da der Leistungswandier 6a und der Leistungswandler 2c sekundärseitig parallelgeschaltet sind, liegt diese zweite Spannung gleichermaßen an den Ausgängen O der Leistungswandler 6a und 2c an. Die zweite Spannung ist von der ersten Spannung unterscheidbar, und zwar auch bei Verwendung von günstiger und einfacher

Messtechnik. Wic aus der Legende der Figuren 4-6 hervorgeht, ist die an den Ausgängen O der Leistungswandler 6a und 2c anlicgende zweite Spannung, bezeichnet mit „DC hoch“, mit ciner dicken bzw. fetten, durchgezogenen Linie gekennzeichnet. Die zweite Spannung entspricht einer im Vergleich zur ersten Spannung höheren Gleichspannung, welche insbesondere zwischen 350 V und 600 V liegen kann.

Im darauffolgenden Schritt g} des erfindungsgeméfBen Verfahrens erfolgt ein Messen von an den jeweiligen Eingängen I und Ausgängen O der Leistungswandler li, 2i, 31, 4i, 5i, 6a anliegenden Spannungen basierend auf der Verschaltungsskizze gemäß Figur 6.

Die gemessenen Spannungen werden über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse 11 der Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a an den Kommunikationsbus 12 rückgemeldet. Zudem können die gemessenen Spannungen auf einer in Figur 6, gezeigten, an den Kommunikationsbus 12 elektrisch angeschlossenen Ausgabecinrichtung 15 ausgegeben werden. In Figur 6 ist dic Ausgabeeinrichtung 15 beispielhaft eine digitale Anzeige auf einem Bildschirm, kann aber in einer weiteren Ausführungsform auch cin Schaltersystem oder cin System aus optischen Elementen, z.B. Lämpchen, sein. Dic Ausgabecinrichtung 15 gemäß Figur 6 zeigt dic in Schritt g) , gemessenen konkreten Spannungswerte, aber auch die in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen an. Somit kann ein Bediener der Ladesäule 7 durch Blick auf die von der Ausgabeeinrichtung 15 angezeigten gemessenen Spannungen kann ein Bediener der Ladesäule diese ausgewertet werden, Anhand der gemessenen Spannungen wird in Schritt h) des erfindungsgemäßen Verfahrens die leistungsseitige Verdrahtung und die Funktion des ausgewählten Leistungswandlers, gemäß Figur 6 des Leistungswandlers 6a, ermittelt. So wird beispielsweise in Figur 6 festgestellt, dass sowohl an dem Ausgang O des ausgewählten Leistungswandlers 6a als auch an dem Ausgang O des Leistungswandlers 2c die zweite Spannung anliegt. Demnach müssen die Leistungswandler 6a und 2c auf deren Sekundärseite parallelgeschaltet sein. Zudem wird festgestellt, dass an den Eingängen I der Leistungswandler 5a, 5b, 5c des Lademoduls 5 jeweils die zweite Spannung anliegt. Somit müssen die Leistungswandler 6a und 2c sekundärseitig mit den Eingängen I der Leistungswandler 5a, 5b, Sc elektrisch verbunden, d.h. den Leistungswandlern 5a, 5b, 5c vorgeschaltet, sein. Ferner müssen die Leistungswandler 5a, 5b, 5b auf deren

Primärscite parallelgeschaltet scin. Bereits in Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde festgestellt, dass u.a. die Leistungswandler 2c und 6a auf deren Primärscite mit einem Speiscstromnetz 8a, 8b, 8c verbunden sind. Anhand des konkreten gemessenen Werts der an den Eingängen I der Leistungswandler 2¢ und 6a anliegenden Eingangsspannung kann sowohl in Schritt c) als auch in Schritt h) insbesondere erkannt werden, dass der Leistungswandler 2c primärseitig an ein dreiphasiges Wechselstromnetz 8a und der Leistungswandier 6a primärseitig an ein Gleichstromnetz, insbesondere an cine Photovoltaikanlage 8b, elektrisch angeschlossen ist. D.h. die Leistungswandler 2c und 6a können dadurch voneinander unterschieden werden, dass sie primärscitig an unterschicdlichen Speisestromquelien bzw. Spciscstromnetzen elektrisch angeschlossen sind.

Anhand der in Schritt h} gemessenen Spannungen kann, wenn nicht bereits in Schritt ¢) erfolgt, zudem erkannt werden, ob es unter den einzelnen Leistungswandlern 11, 2i, 31, 4i, 51, 6a defekte oder kurzgeschlossene Leistungswandler gibt. Wird an cinem der Ausgänge O anstatt der ersten Spannung oder der zweiten Spannung eine anlicgende Spannung gemessen, die deutlich kleiner als die erste Spannung, insbesondere kleiner als 100 V, ist, muss der Leistungswandler mit diesem entsprechenden Ausgang O defekt oder kurzgeschlossen sein. In diesem Fall wird vorzugsweise eine entsprechende Fehlermeldung an der Ladesäule 7 ausgegeben.

Um die leistungsseitige Verdrahtung und die Funktion jedes einzelnen Leistungswandlers li, 2i, 3i, 41, 51, 6a in der Ladesäule 7 zu ermitteln, werden gemäß Schritt i) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schritte e) bis h) für jeden einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern 11, Zi, 31, 4i, 51, 6a durchlaufen.

Wird beispielsweise nach dem erneuten Aufschalten der ersten Spannung, d.h. „DC tief“, an die Ausgänge O der Leistungswandler (Schritt e)) der Leistungswandler 2a ausgewählt und an dessen Ausgang O die zweite Spannung, d.h. „DC hoch“, aufgeschaltet (Schritt f}), so wird in Schritt g) an dem Ausgang O des Leistungswandlers 2a sowie an den Eingängen I der Leistungswandler 3a, 3b, 3c des Lademoduls 3 die zweite Spannung gemessen (nicht in den Figuren dargestellt). Anhand dieser Messergebnisse kann in Schritt h) folglich ermittelt werden, dass der

Leistungswandler 2a primärseitig an cin als dreiphasiges Wechselstromnetz 8a ausgebildetes Speisestromnetz elektrisch angeschlossen sein muss und sekundärseitig mit den Eingängen I der Leistungswandler 3a, 3b, 3c elektrisch verbunden sein muss. Zudem müssen dic Leistungswandler 3a, 3b, 3c primärseitig parallelgeschaltet sein.

Wie beispielhaft in Figur 6 dargestellt, können die mit den Leistungswandlern 2i, 31, 41, Si, 6a der Ladesäule 7 elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c über einen Kommunikationsanschluss 11 des jeweiligen elektrischen Encrgicspeichers 9a, 9b, 9c an den Kommunikationsbus 12 elektrisch angeschlossen werden. Ferner kann in Schritt g) dic an den jeweiligen elektrischen Fnergiespeichern 9a, 9b, 9c anliegende Spannung gemessen werden und dic jeweils gemessene Spannung kann an den Kommunikationsbus 12 riickgemeldet werden. Auch wenn dic clektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9¢ nicht an einzelne Leistungswandler li, 21, 31, 41, 51, 6a clektrisch gekoppelt sind, können die an den clektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c anlicgende Spannungen gemessen werden, vorzugsweise durch eine Messeinrichtung der elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c, und an den Kommunikationsbus 12 rückgemeldet werden. In den Figuren 2 und 4-6 sind die elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c stets nicht mit einzelnen Leistungswandlern 2i, 3i, 4i, Si, 6a elektrisch gekoppelt dargestellt. Jedoch kann zusätzlich zu dem Anschließen der elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c an den Kommunikationsbus 12 ein elektrisches Koppeln von zumindest einem elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c mit einzelnen Leistungswandlern der Mehrzahl von Leistungswandlern 1i, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a erfolgen. Ferner kann erkannt werden, welche einzelnen Leistungswandler der Mehrzahl von Leistungswandlern li, 2i, 31, 4i, Si, 6a mit einem elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c elektrisch gekoppelt sind. Beispielsweise kann sich ein elektrischer Energiespeicher 9a, 9b, 9c, welcher an einzelne Leistungswandler 2i, 3i, 4i, 5i, 6a elektrisch gekoppelt ist, als elektrischer Energiespeicher 9a, 9b, 9c über den Kommunikationsbus 12 zu erkennen geben. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine eindeutige Identifikationskennung zu jedem einzelnen elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c, und auch zu jedem einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a, zugewiesen wird. Damit sind die einzelnen Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a und die einzelnen elektrischen

Energiespeicher 9a, 9b, 9c voncinander unterscheidbar und jeweils identifizierbar. Insbesondere mithilfe des Durchlaufens der Schritte €) bis h) und des Messens der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c anlicgenden Spannung in Schritt g} kann festgestellt werden, welche Leistungswandler 2i, 3i, 41, 5i, 6a mit einem elcktrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c elektrisch gekoppelt sind, Ist cin elektrischer Encrgiespcicher 9a, 9b, 9c beispielsweise an einen vorgeschalteten Leistungswandler 2a, 2b, 2c, 6a elcktrisch gekoppelt, an dessen Ausgang die zweite Spannung aufgeschaltet ist, so wird die an dem Eingang des elektrischen Energiespeichers 9a, 9b, 9b gemessene Spannung der zweiten Spannung entsprechen, welche größer ist als die Eigenspannung des entsprechenden elektrischen Energiespeichers 9a, 9b, 9c und welche zudem von der Eigenspannung des elcktrischen Encrgiespcichers 9a, 9b, 9c unterscheidbar ist, Erfolgt cin Anschließen der elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c an den Kommunikationsbus 12 sowie in Schritt g) zudem ein Messen der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c anliegenden Spannung, so können zudem defekte elektrische Energiespeicher und kurzgeschlossene Energiespeicher z.B. anhand von an den jeweiligen Eingängen und Ausgängen der Leistungswandler anliegenden gemessenen Spannungen und/oder insbesondere anhand der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c anliegenden gemessenen Spannung erkannt werden. Wird ein defekter Energiespeicher oder ein „kurzgeschlossener“ Energiespeicher erkannt, so kann eine entsprechende Fehlermeldung an der Ladesäule 7 ausgegeben werden. Die Ausgabe einer Fehlermeldung kann beispielsweise auf einer digitalen Anzeige oder einem Bildschirm, aber auch mittels eines Schalters oder eines optischen Anzeigeclements, beispielsweise ein rot leuchtendes Lämpchen, erfolgen. Die elektrischen Energiespeicher 9a, 9b, 9c können insbesondere mittels eines Selbsttests erkennen, ob sie defekt bzw. kurzgeschlossen sınd, und das Ergebnis dieses Selbsttests an den Kommunikationsbus 12 weitergeben.

Wie beispielhaft aus Figur 6 hervorgeht, werden die in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen sowie die in Schritt g) an den Eingängen I und Ausgängen O der Leistungswandler li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a und vorzugsweise auch an den elektrischen Energiespeichern 9a, 9b, 9c anliegenden gemessenen Spannungen an eine an den

Kommunikationsbus 12 elektrisch angeschlossene Steuereinheit 13 der Ladesäule 7 zum Ausführen der Schritte d) und h) übermittelt. Anhand der empfangenen gemessen Spanungswerte ermittelt die Steuereinheit 13 die primérscitig an ein Speisestromnetz elektrisch angeschlossenen Leistungswandler sowie die leistungsseitige Verdrahtung und die Funktion des in Schritt f} jeweils ausgewählten Leistungswandlers. Darüber hinaus kann dic Steuereinheit 13 beispielsweise Kommandos und Befehle über den Kommunikationsbus 12 an dic einzelnen Leistungswandler li, 21, 31, 4i, 5i, 6a senden. Beispielsweise kann die Steuereinheit 13 gezielt Spannungen einstellen bzw. das Aufschalten der ersten Spannung und das Aufschalten der zweiten Spannung an den jeweiligen Ausgängen O der entsprechenden Leistungswandler li, 21, 31, 4i, 5i, 6a anordnen. Die Steuereinheit 13 kann somit die Funktion einer zentralen Steucrung des Verfahrens übernehmen, aber sie kann das Verfahren nicht autonom initiieren. Das Initiieren des Verfahrens erfolgt stets durch einen Menschen, danach kann das Verfahren hingegen automatisch ablaufen. Wic in Figur 6 beispiclhaft dargestellt, umfasst jeder einzelne Leistungswandler li, 21, 31, 4i, 51, 6a der Ladesäule 7 cine eigene Steuerung 14. Die Steucrung 14 eines einzigen Leistungswandlers, in Figur 6 des Leistungswandlers 2a, übernimmt cinc Master-Funktion und entspricht der zuvor beschriebenen Steuereinheit 13, während die jeweiligen Steuerungen 14 der weiteren Leistungswandler li, 2b, 2c, 31, 40, 51, 6a eine Slave-Funktion übernehmen, Es sind jedoch auch andere Ausführungen einer Steuereinheit 13 zum Ausführen der Schritte d} und h) möglich.

In Kombination oder alternativ zu der zuvor beschriebenen Steuereinheit 13 kann die ermittelte leistungsseitige Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler 11, 2i, 3i, 4i, 51, 6a der Ladesäule 7 ausgegeben werden. Vorzugsweise erfolgt diese Ausgabe in Form eines Anzeigens mittels zumindest eines optischen Elements, welches an den Kommunikationsbus 12 elektrisch angeschlossen ist, an der Ladesäule. Beispielsweise kann eine Ausgabe auf einem Bildschirm erfolgen. Ist eine Steuereinheit 13 vorgesehen, so erfolgt das Ausgeben der ermittelten leistungsseitigen Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler 1i, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a vorzugsweise durch Anzeigen auf einem mit der Steuereinheit 13 über den Kommunikationsbus 12 elektrisch verbundenen optischen Anzeigeelement, insbesondere einem Bildschirm, an der Ladesäule 7.

Figur 7 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der lcistungsseitigen Verdrahtung und Funktion der Lademodule in der Ladesäule in Form cines Flussdiagramms und gibt die wesentlichen Verfahrensschritte zusammengefasst wicder. Das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst von cinem Menschen, insbesondere einem Bediener der Ladesäule, gestartet, was durch den schwarzen Kreis in Figur 7, ganz oben, symbolisiert ist. Das Starten kann beispielsweise durch Drücken cines Startknopfes, auch über ein Bedienpanel, oder durch Betätigen cines Schalters erfolgen. Zunächst werden nach Ablauf der Schritte a) bis c) gemäß Schritt d) dic an cin Spcisestromnetz angeschlossenen Leistungswandler ermittelt, Daraufhin wird cine erste Spannung („Low“ bzw. ,tief*) auf die Ausgänge aller Leistungswandler aufgeschaltet (Schritt c)). Dann erfolgt das Auswählen genau cines Leistungswandlers, bzw. cines Ausgangs eincs Leistungswandlers, um auf diesen ausgewählten Ausgang eine zweite Spannung („High“ bzw. „hoch‘“) aufzuschalten (Schritt f)). Dic an den Eingängen und Ausgängen aller Leistungswandler anliegenden Spannungen werden daraufhin gemessen bzw. ausgelesen (Schritt g)), um die leistungsseitige Verdrahtung und Funktion des ausgewählten Leistungswandlers in der Ladesäule zu ermitteln (Schritt h), nicht in Figur 7 explizit dargestellt). Anschließend wird auf den Ausgang des ausgewählten Leistungswandlers wieder dic erste Spannung („Low“ bzw. „tief“) aufgeschaltet, was gleichbedeutend ist mit einem erneuten Abarbeiten des Schritts e).

Wie der Pfeil ausgehend von letzterem Schritt hin zu dem Schritt des Auswählens eines Ausgangs bzw. eines Leistungswandlers andeutet, erfolgt ein erneutes Ablaufen der Schritte f) bis g) bzw. h). Wenn die Schritte e) bis h) für jeden einzelnen Leistungswandler der Ladesäule durchlaufen worden sind, endet das erfindungsgemäße Verfahren, da dann die leistungsseitige Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler der Ladesäule ermittelt worden ist.

Bezugszeichenliste 1, 2, 3, 4, 5, 1*, 2‘, N° Lademodul 11, Zi, 3i, 4i, Si, 11‘, 21*, Ni* Leistungswandler cines Lademoduls 6 Solar-Lademodul ba Leistungswandler des Solar-Lademoduls 7 Ladesäule 8a dreiphasiges Wechselstromnetz 8b Photovoltaikanlage 8c Glcichstromnetz 9a, 9b, 9c clektrischer Energiespeicher 10 Ladcanschluss 1 Kommunikationsanschluss 12 Kommunikationsbus 13 Steuereinrichtung 14 Steuerung eines Leistungswandlers 15 Ausgabeeinrichtung I Eingang cines Leistungswandlers O Ausgang eines Leistungswandlers LI, L2, L3 Phasen eines dreiphasigen Wechselstromnetzes 0 Startpunkt bzw. Energiequelle fiir Einspeisung von elektrischer Energie 1..* beliebige Anzahl 1 bis N

0..1 0 oder 1

Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln der Verdrahtung, insbesondere der leistungsseitigen Verdrahtung und der Funktion von Leistungswandlern (li, 21, 31, 41, 51, 6a) einer Ladesäule (7) zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen, wobei die Ladesäule (7) , insbesondere im betriebsbereiten Zustand, - cine Mehrzahl von Leistungswandlern (11, 21, 31, 4i, 51, 6a) mit jeweils cinem Eingang (1), einem Ausgang (0), einer Schutzdiode am Ausgang und einem scparaten Kommunikationsanschluss (11) sowic - einen Kommunikationsbus (12) mit ciner von einer Spannungsversorgung der Leistungswandler (li, 2i, 31, 4i, 5i, 6a) unabhängigen Spannungsversorgung aufweist, wobei ein jeweiliger Leistungswandler (li, 21, 31, 4i, 51, 6a) der Mehrzahl von Leistungswandlern (11, 2i, 31, 41, 51, 6a) entweder - cingangsscitig an cin Speisestromnetz (8a, 8b. 8c) elektrisch angeschlossen ist und aus diesem clektrische Energie zum Laden eines ausgangsseitig clektrisch koppclbaren clektrischen Encrgicspeichers (9a, 9b, 9c) bezieht oder - cingangsseitig an cin Speiscstromnetz (8a, 8b, 8c) clektrisch angeschlossen ist und aus diesem elektrische Energie zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule (7) anschlieBbaren Elektrofahrzeugs bezieht oder - cingangsseitig mit einem vorgeschalteten Leistungswandler (2a, 2b, 2c, 6a) der Mehrzahl von Leistungswandlern (11, 21, 31, 41, 51, 6a) elektrisch verbunden sowie mit einem elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c) elektrisch koppelbar ist und zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule (7) anschlief3baren Elektrofahrzeugs elektrische Energie aus dem vorgeschalteten Leistungswandler (2a, 2b, 2c, 6a) sowie im elektrisch gekoppelten Zustand elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c) bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass fiir jeden einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 2i, 3i, 4i, Si, 6a), die leistungsseitige Verdrahtung und Funktion ermittelt wird, und zwar durch Aufschalten einer Spannung auf den Ausgang (O) eines jeweils ausgewählten Leistungswandlers (li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a), welche sich von jeder auf den Ausgang (O) der anderen Leistungswandler (11, 2i, 3i, 41, 51, 6a) unterscheidet, Messen der an den jeweiligen Eingängen (I) und Ausgängen (0) der Leistungswandler (li, 2i, 3i, 41, 5i, 6a) anliegenden Spannungen und Rückmelden der gemessenen Spannungen über dic jeweiligen Kommunikationsanschlüsse (11) der Leistungswandler (li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a) an den Kommunikationsbus (12).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, mit den Schritten: a) Anschließen der Leistungswandler (li, 21, 31, 4i, 5i, 6a) über deren jeweilige Kommunikationsanschliisse (11) an den Kommunikationsbus (12), b) Ausschalten der jeweiligen Ausgänge (0) der Leistungswandler (11, Zi, 31, 4i, Si, 6a), c) Messen von an den jeweiligen Eingängen (I) der Leistungswandler (11, 21, 31, 4i, 5i, 6a) anliegenden Eingangsspannungen und Rückmelden der gemessenen Eingangsspannungen über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse (11) der Leistungswandler (li, 21, 31, 41, 51, 6a) an den Kommunikationsbus (12), d) Ermitteln der eingangsseitig jeweils an cin Speiscstromnetz (8a, 8b, 8c) clektrisch angeschlossenen Leistungswandler (la, 1b, Ic, 2a, 2b, 2c, 6a) anhand der in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen, e) Aufschalten einer ersten Spannung an die jeweiligen Ausgänge (O) der Leistungswandler (li, 21, 31, 41, 5i, 6a), f) Auswählen genau eines Leistungswandlers (11, 2i, 31, 41, 51, 6a) von der Mehrzahl der Leistungswandler (li, 2i, 31, 4i, 51, 6a) und Aufschalten einer zweiten Spannung, welche von der ersten Spannung unterscheidbar ist, auf den Ausgang (O) des ausgewählten Leistungswandlers (li, 21, 31, 41, 51, 6a), g) Messen von an den jeweiligen Eingängen (T) und Ausgängen (0) der Leistungswandler (11, 21, 31, 41, 5i, 6a) anliegenden Spannungen und Rückmelden der gemessenen Spannungen über die jeweiligen Kommunikationsanschliisse (11) der Leistungswandler (li, 21, 31, 41, Si, 6a) an den Kommunikationsbus (12), h) Ermitteln der leistungsseitigen Verdrahtung und der Funktion des ausgewählten Leistungswandlers (li, 21, 3i, 41, 51, 6a) anhand der in Schritt g) gemessenen Spannungen, 1) Durchlaufen der Schritte e) bis h) für jeden einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 2i, 31, 4i, 5i, 6a).

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch den Schritt des Erkennens von defekten Leistungswandlern und kurzgeschlossenen Leistungswandlern anhand von an den jeweiligen Eingängen (I) und Ausgängen (0) der Leistungswandler (li, 21, 31, 4i, 5i, 6a) anliegenden gemessenen Spannungen und im Falle eines erkannten defekten oder kurzgeschlossenen Leistungswandlers Ausgeben einer entsprechenden Fehlermeldung an der Ladesäule (7).

4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch dic Schritte des Anschließens der mit den Leistungswandlern (li, 21, 31, 4i, 51, 6a) der Ladesäule (7) elektrisch koppelbaren elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c) über einen Kommunikationsanschluss (11) des jeweiligen elektrischen Energiespeichers (9a, 9b, 9c) an den Kommunikationsbus (12) und in Schritt g) ferner des Messens der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern (9a, 9b, 9c) anliegenden Spannung sowie des Riickmeldens der jeweils gemessenen Spannung an den Kommunikationsbus (12).

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Schritte des elektrischen Koppelns von zumindest einem elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c) mit einzelnen Leistungswandlern (2i, 3i, 4i, Si, 6a) der Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 21, 31, 41, 5i, 6a) und des Erkennens, welche einzelnen Leistungswandler ( 2i, 3i, 4i, 5i, 6a) der Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 2i, 3i, 41, 51, 6a) mit einem elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c) elektrisch gekoppelt sind, insbesondere mittels Durchlaufen der Schritte e) bis h) für jeden einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 2i, 3i, 41, 51, 6a).

6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch den Schritt - des Erkennens von defekten elektrischen Energiespeichern und kurzgeschlossenen Energiespeichern anhand von an den jeweiligen Eingängen (I) und Ausgängen (O) der Leistungswandler (li, 2i, 3i, 4i, Si, 6a) anliegenden gemessenen Spannungen und/oder der an den jeweiligen elektrischen Energiespeichern (9a, 9b, 9c) anliegenden gemessenen Spannung und/oder anhand eines Selbsttests erkennen, und - im Falle eines erkannten defekten Energiespeichen und ,kurzgeschlossenen“ Energiespeichern Ausgeben einer entsprechenden Fehlermeldung an der Ladesäule (7).

7. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass das Auswählen genau eines Leistungswandlers (li, 21, 3i, 4i, Si, 6a) von der Mehrzahl der Leistungswandler (li, 2i, 3i, 4i, Si, 6a) in Schritt f) manuell durch den Bediener oder automatisch erfolgt.

8. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass im Schritt d) zudem ein Bestimmen der Art der jeweils anliegenden Eingangsspannung, vorzugsweise auch cin Ermitteln von jeweiligen Speisestromquellen anhand der in Schritt c) gemessenen Eingangsspannungen.

9, Verfahren gemäß cinem der vorherigen Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch den Schritt des Ausgebens der in Schritt g) gemessenen Spannungen auf einer an den Kommunikationsbus (12) clektrisch angeschlossenen Ausgabeeinrichtung (15).

10. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch den Schritt des Übermittels der gemessenen Eingangsspannungen in Schritt c) und der gemessenen Spannungen in Schritt g) an eine an den Kommunikationsbus (12) elektrisch angeschlossene Steuereinheit (13) der Ladesäule zum Ausführen der Schritte d) und h) und/oder den Schritt des Ausgebens der ermittelten leistungsseitigen Verdrahtung und Funktion aller Leistungswandler (li, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a) der Ladesäule (7), vorzugsweise durch Anzeigen mittels zumindest eines an den Kommunikationsbus (12) elektrisch angeschlossenen optischen Elements an der Ladesäule (7).

10. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 10, gekennzeichnet durch den Schritt des Zuweisens einer eindeutigen Identifikationskennung zu jedem einzelnen der Mehrzahl von Leistungswandlern (11, 2i, 31, 41, Si, 6a) und des Zuweisens einer eindeutigen Identifikationskennung an jeden einzelnen elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 90).

11. Ladesäule (7) zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere zur Durchführung cines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ladesäule (7)

- einc Mehrzahl von Leistungswandlern (11, 2i, 3i, 41, 51, 6a) mit jeweils cinem Eingang (I), cinem Ausgang (0), einer Schutzdiode am Ausgang und cinem separaten Kommunikationsanschluss (11), - einen Kommunikationsbus (12) mit einer von einer Spannungsversorgung der Leistungswandler (li, 21, 31, 41, 51, 6a) unabhängigen Spannungsversorgung sowic - einc an den Kommunikationsbus (12) elektrisch angeschlossene Steuereinheit (13) aufweist, wobci ein jewciliger Leistungswandler (li, 21, 31, 41, Si, 6a) der Mehrzahl von Leistungswandlern (11, 21, 31, 41, Si, 6a) über dessen Kommunikationsanschluss (11) an den Kommunikationsbus (12) clektrisch angeschlossen ist und entweder - eingangsscitig an ein Speisestromnetz (8a, 8b, 8c) elektrisch angeschlossen ist zum Laden eines ausgangsseitig clektrisch koppelbaren clektrischen Encrgicspcichers (9a, 9b, 9c) mit elektrischer Energie aus dem Speiscstromnetz (Ba, 8b, 8c) oder - cingangsseitig an cin Speiscstromnetz (8a, 8b, 8c) clektrisch angeschlossen ist zum Laden ciner ausgangsscitig clektrisch koppelbaren Batterie cines an der Ladesäule anschlicBbaren Elektrofahrzcugs mit elektrischer Energie aus dem Speisestromnetz (8a, 8b, 8c) oder - eingangsseitig mit einem vorgeschalteten Leistungswandler (2a, 2b, 2¢, 6a) der Mehrzahl von Leistungswandlern (li, 21, 3i, 41, 51, 6a) elektrisch verbunden sowie mit einem elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c) elektrisch koppelbar ist zum Laden einer ausgangsseitig elektrisch koppelbaren Batterie eines an der Ladesäule (7) anschlieBbaren Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie aus dem vorgeschalteten Leistungswandler (2a, 2b, 2c, 6a) sowie im elektrisch gekoppelten Zustand mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeicher (9a, 9b, 9c), wobei die Steuereinheit (13) dazu eingerichtet und ausgebildet ist, an den jeweiligen Ausgängen (0) der einzelnen Leistungswandler (11, 21, 31, 41, 51, 6a) über den Kommunikationsbus (12) gemäß dem Verfahren in einem der Ansprüche 1-11 gezielt Spannungen einzustellen sowie anhand von an den jeweiligen Eingängen (I) und Ausgängen (O) der einzelnen Leistungswandler (11, 2i, 3i, 4i, 5i, 6a) anliegenden gemessenen und über den Kommunikationsbus (12) bereitgestellten

Spannungen cine lcistungsscitige Verdrahtung und Funktion der einzelnen Leistungswandler (li, 21, 31, 4i, Si, 6a) zu ermitteln.