WO2010145971A1 - Device for connecting to an electrical energy supply network and transport system - Google Patents

Device for connecting to an electrical energy supply network and transport system Download PDF

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WO2010145971A1 PCT/EP2010/057985 EP2010057985W WO2010145971A1 WO 2010145971 A1 WO2010145971 A1 WO 2010145971A1 EP 2010057985 W EP2010057985 W EP 2010057985W WO 2010145971 A1 WO2010145971 A1 WO 2010145971A1
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Definitions

  • the authentication may be password-based, based on a symmetric key, or based on a cryptographic asymmetric key pair, or in any other suitable manner.
  • digital certificates or credentials can be exchanged via the PLC signals for the purpose of authentication.
  • the device has PLC means for transmitting a test signal and for receiving a response signal from the electrical load or the electrical energy source, wherein the control means are adapted to deliver a control signal for switching the switching means in the first switching state if no response signal is received on the test signal.
  • a PLC module 116 is connected to phase 102 so that the PLC module can send and receive PLC signals through phase 102.
  • the PLC module 116 is thus also galvanically connected to the second port of the transformer 114.
  • the device 100 further has a power supply 120 for supplying power to the active components of the device 100, for example the PLC module 116 and / or the controller 110.
  • the power supply 120 may be connected to the phase 102 and provides a DC voltage of for example, 5V or 3.3V.
  • a cable 122 of an electrical load or an electrical energy source may be connected to the socket 106 via the cable 122 e.g. the charger 124 of a consumer 126, such. B. a passenger car (car) connected to the device 100, for example, to charge a battery of the car.
  • the car may be an electric car.
  • the consumer 126 may be designed so that it can also serve as an electrical energy source.
  • This threshold value may be set by the controller 110, for example, based on a credit worthiness of the consumer's holder 126 when using a postpaid method to charge the amount of energy delivered. In a prepaid method, the threshold may result from the current balance, which is associated with the consumer 126 or its owner or operator. The current value of this credit can for example be stored on a chip card. The controller 110 can then query the current credit from this chip card by means of the PLC module 116 via a chip card reader of the consumer 126 and set the threshold value for the maximum amount of energy to be dispensed accordingly.

Abstract

The invention relates to a device for connecting an electrical load and/or an electrical energy source to an electrical energy supply network (104), comprising: connection means (106) for detachably connecting an electrical transmission line (122) of the load or of the energy source to the device; controllable switching means (108) for electrically connecting the connection means to the energy supply network, wherein the switching means can assume a first switching state in which the connection means are disconnected from the energy supply network, and wherein the switching means can assume a second switching state in which the connection means are connected to the energy supply network, wherein the controllable switching means are designed to receive a switching signal (112) from control means (110; 162); and signal transmission means (114; 180) for enabling a signal transmission by means of the connection means regardless of the switching state of the switching means.

Description

Vorrichtung zum Anschluss an ein elektrisches Energieversorgungsnetz und Device for connection to an electrical power supply network and
Transportsystemtransport system
Besch rei b u n gDescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschluss eines elektrischen Verbrauchers oder einer elektrischen Energiequelle an ein elektrisches Energieversor- gungsnetz sowie ein Transportsystem.The invention relates to a device for connecting an electrical load or an electrical energy source to an electrical power supply network and a transport system.
Die Einsatzmöglichkeiten von Elektroautos sind gegenwärtig unter anderem deshalb noch sehr beschränkt, da es an einer geeigneten Infrastruktur zum Wiederaufladen der Batterien fehlt. Aus der CH 688 599 A5 ist ein Zapf-Platz für Elektromobile vorgesehen. Ein Identitätscode kann während des Ladevorgangs dem Ladestrom mit einer definiert modulierten Trägerfrequenz überlagert werden. Stattdessen kann der Identitäscode auch über eine Induktionsspule, wie man sie bei Zutrittskarten für Personen verwendet, übertragen werden.The uses of electric cars are currently very limited, among other things because there is a lack of suitable infrastructure for recharging the batteries. From the CH 688 599 A5 a Zapf space is provided for electric vehicles. An identity code may be superimposed on the charging current at a defined modulated carrier frequency during the charging process. Instead, the identity code can also be transmitted via an induction coil, as used in person access cards.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Anschluss eines elektrischen Verbrauchers oder einer elektrischen Energiequelle an ein elektrisches Energieversorgungsnetz zu schaffen. Die Vorrichtung beinhaltet Anschlussmittel zum lösbaren Anschluss einer elektrischen Energieleitung des Verbrauchers oder der Energiequelle an die Vorrichtung. Bei den Anschlussmitteln kann es sich zum Beispiel um eine Steckdose handeln. Zum Anschluss des Verbrauchers oder der Energiequelle wird ein Stromkabel mit einem Stecker in die Steckdose gesteckt. Statt einer Steckverbindung kann der Anschluss aber auch über eine Klemm- oder Schraubverbindung realisiert werden.The invention is based on the object to provide an improved device for connecting an electrical load or an electrical energy source to an electrical power grid. The device includes connection means for releasably connecting an electrical power line of the load or the power source to the device. The connection means may be, for example, a socket. To connect the consumer or the power source, a power cord with a plug is plugged into the socket. Instead of a plug connection, the connection can also be realized via a clamping or screw connection.
Die Vorrichtung hat ferner steuerbare Schaltmittel zur elektrischen Verbindung der Anschlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz. Die Schaltmittel können einen ersten Schaltzustand einnehmen, in dem die Anschlussmittel von dem Energiever- sorgungsnetz getrennt sind, und einen zweiten Schaltzustand, in dem die Anschlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz verbunden sind.The device further has controllable switching means for electrically connecting the connection means to the power supply network. The switching means can assume a first switching state in which the connection means are separated from the power supply network, and a second switching state in which the connection means are connected to the energy supply network.
Die Vorrichtung hat ferner einen Übertrager, der die Anschlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz z.B. für eine Powerline Communication (PLC) - Signalübertragung unabhängig von dem Schaltzustand der Schaltmittel koppelt.The apparatus further comprises a transformer which connects the connection means to the power supply network e.g. for a Powerline Communication (PLC) signal coupling regardless of the switching state of the switching means coupled.
Unter einem Übertrager werden hier Kopplungsmittel verstanden, über die z.B. eine Übertragung von PLC-Signalen zwischen dem elektrischen Energieversorgungsnetz und dem Verbraucher oder der Energiequelle erfolgen kann. Nach Ausführungsformen der Erfindung handelt es sich bei dem Übertrager um ein Zweitor. Ein erstes Tor des Übertragers ist mit den Anschlussmitteln galvanisch verbunden und ein zweites Tor des Übertragers ist mit dem Energieversorgungsnetz elektrisch verbunden. Die ersten und zweiten Tore sind galvanisch getrennt. Die steuerbaren Schaltmittel überbrücken in dem zweiten Schaltzustand den Übertrager, so dass die Anschlussmittel und das Energieversorgungsnetz galvanisch miteinander verbunden werden.A transformer is here understood to mean coupling means via which, for example, a transmission of PLC signals between the electrical energy supply network and the consumer or the energy source can take place. According to embodiments of the invention, the transmitter is a two-port. A first port of the transformer is electrically connected to the connection means and a second port of the transformer is electrically connected to the power supply network. The first and second gates are galvanically isolated. The controllable switching means bridge in the second switching state, the transformer, so that the connection means and the power supply network are electrically connected to each other.
Nach Ausführungsformen der Erfindung werden PLC-Signale, die Daten beinhalten, mit Hilfe eines PLC-Moduls in das elektrische Energieversorgungsnetz ein- bzw. aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz ausgekoppelt. Das PLC-Modul ist mit dem zweiten Tor des Übertragers nicht aber mit dem ersten Tor der Übertragers galvanisch verbunden.According to embodiments of the invention, PLC signals which contain data are coupled into and out of the electrical energy supply network by means of a PLC module in the electrical energy supply network. The PLC module is galvanically connected to the second port of the transformer but not to the first port of the transformer.
Durch den Übertrager wird die Netzspannung des elektrischen Energieversor- gungsnetz von den PLC-Signalen entkoppelt, so dass in dem ersten Schaltzustand nur die PLC-Signale übertragen werden, aber keine Netzspannung an der Steckdose anliegt.By the transformer, the mains voltage of the electrical power supply network is decoupled from the PLC signals, so that in the first switching state, only the PLC signals are transmitted, but no mains voltage is applied to the socket.
Nach Ausführungsformen der Erfindung wird durch die Kopplungsmittel keine galvanische Verbindung zwischen dem Energieversorgungsnetz und den Anschlussmitteln hergestellt, d.h. wenn sich die Schaltmittel in deren ersten Schaltzustand befinden, so liegt eine galvanische Trennung zwischen dem elektrischen Energieversorgungsnetz und den Anschlussmitteln vor. In diesem Fall hat der Übertrager beispielsweise miteinander gekoppelte Primär- und Sekundärspulen, über die die PLC Signale übertragen werden.According to embodiments of the invention, no electrical connection between the power supply network and the connection means is made by the coupling means, i. If the switching means are in their first switching state, then there is a galvanic isolation between the electrical power supply network and the connection means. In this case, the transformer has, for example, coupled primary and secondary coils, via which the PLC signals are transmitted.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Kopplungsmittel mit Hilfe eines Kondensators realisiert werden.In a further embodiment of the invention, the coupling means can be realized by means of a capacitor.
Ausführungsformen der Erfindung sind besonders vorteilhaft, da auch dann, wenn sich die Schaltmittel in deren ersten Schaltzustand befinden, die Übertragung von PLC-Signalen von und/oder zu dem Verbraucher oder der Energiequelle stattfinden kann. Es ist also nicht zwingend erforderlich, dass der Verbraucher oder die Energiequelle zunächst mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz verbunden werden müssen, bevor eine PLC-Signalübertragung erfolgen kann.Embodiments of the invention are particularly advantageous because even if the switching means are in their first switching state, the transmission of PLC signals from and / or to the consumer or the power source can take place. So it is not mandatory that the consumer or the power source must first be connected to the electrical power grid before a PLC signal transmission can take place.
Unter einer PLC-Signalübertragung wird hier jede Powerline Communication verstanden, d.h. die Übertragung von Daten über ein elektrisches Energieversorgungsnetz. Aus dem Stand der Technik ist es an sich bekannt, Daten über ein elektrisches Energieversorgungsnetz mit Hilfe von Powerline Communication (PLC) zu übertragen. Für sogenannte Außerhaus-PLC-Systeme wird das Datensignal beispielsweise am Ortsnetz-Transformator eingespeist und nach dem Punkt- Multipunkt-Prinzip auf dem 230/400 Volt Niederspannungsverteilernetz zu den angeschlossenen Endbenutzern übertragen. Bei einem Inhouse-PLC-System geschieht die Datenkommunikation über die 230/400 Volt Niederspannungsinstallation innerhalb des Hauses und wird auch als Home Networking bezeichnet. Ein PLC- Gesamtsystem besteht aus diesen beiden Teilsystemen; prinzipiell kann jedoch jedes der Teilsysteme auch für sich existieren.A PLC signal transmission here means any powerline communication, i. the transmission of data over an electrical power grid. From the state of the art, it is known per se to transmit data via an electrical energy supply network by means of power line communication (PLC). For so-called off-site PLC systems, the data signal is fed, for example, to the local network transformer and transmitted to the connected end users according to the point-multipoint principle on the 230/400 volt low-voltage distribution network. In an in-house PLC system, data communication occurs via the 230/400 volt low voltage installation inside the house and is also referred to as home networking. A PLC overall system consists of these two subsystems; In principle, however, each of the subsystems can also exist for themselves.
Hinsichtlich des beanspruchten Frequenzspektrums werden zwei PLC-Arten unter- schieden: Schmalband-PLC und Breitband-PLC.With regard to the frequency spectrum used, two types of PLC are distinguished: narrowband PLC and broadband PLC.
Schmalband-PLC ist im Frequenzband von 9 kHz bis 148,5 KHz angesiedelt und ermöglicht Datenraten bis in die Größenordnung von 150 KBit pro Sekunde. Diese Schmalband-PLC-Technik ist im Inhouse-Bereich für das Home Networking vorge- sehen.Narrowband PLC is located in the frequency band from 9 kHz to 148.5 KHz and allows data rates up to the order of 150 kbit per second. This narrow-band PLC technology is intended for home networking in the in-house area.
Die Breitband-PLC-Technologie ist frequenzmäßig zwischen 1 ,6 MHz und 30 MHz lokalisiert und soll die Übertragung hoher Datenraten in der Größenordnung von einigen Megabit pro Sekunde erlauben. Das Gesamt-Frequenzband kann in Teil- bänder unterteilt sein, wie zum Beispiel in die Teilbänder 1 ,6 MHz bis 13,5 MHz für Außerhaus-Systeme und 13,5 MHz bis 30 MHz für Inhouse-Systeme (vgl. NT- 2721 , Technisches Handbuch, Inverkehrbringen und/oder Betreiben von PLC- Anlagen [Powerline Communications] in der Schweiz)The broadband PLC technology is frequency-localized between 1, 6 MHz and 30 MHz and should allow the transmission of high data rates on the order of a few megabits per second. The overall frequency band can be subdivided into subbands, for example subbands 1, 6 MHz to 13.5 MHz for out-of-home systems and 13.5 MHz to 30 MHz for in-house systems (cf. 2721, Technical Manual, Placing on the Market and / or Operating PLC Plants [Powerline Communications] in Switzerland)
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung PLC-Mittel zum Senden und/oder Empfangen von PLC-Signalen, um mit dem Verbraucher oder der Energiequelle PLC-Signale auszutauschen.According to one embodiment of the invention, the device has PLC means for transmitting and / or receiving PLC signals in order to exchange PLC signals with the load or the power source.
Unter PLC-Mitteln wird hier insbesondere ein sogenanntes PLC-Modul verstanden, welches ein PLC-Signal in das elektrische Energieversorgungsnetz eingekoppelt. Das PLC-Signal wird über einen sogenannten Phasenkoppler in eine oder mehrere Phasen des Energieversorgungsnetzes eingekoppelt. Dieser Phasenkoppler wird als Bestandteil des PLC-Moduls betrachtet, kann aber auch separat ausgeführt sein.By PLC means is meant in particular a so-called PLC module, which couples a PLC signal into the electrical energy supply network. The PLC signal is coupled via a so-called phase coupler in one or more phases of the power grid. This phase coupler is considered as part of the PLC module, but can also be designed separately.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung Steuerungsmittel, die über PLC ausgetauschte Nutzsignale verarbeiten kann. Beispielsweise sind die Steuerungsmittel zur Erzeugung von Sendesignalen ausgebildet, die als PLC- Signale von den PLC-Mitteln über das elektrische Energieversorgungsnetz gesen- det werden und/oder zur Verarbeitung von Empfangssignalen, die von den PLC- Mitteln über das elektrische Energieversorgungsnetz empfangen werden.According to one embodiment of the invention, the device has control means which can process useful signals exchanged via PLC. For example, the control means are designed to generate transmission signals which are transmitted as PLC signals from the PLC means via the electrical power supply network and / or for processing reception signals received from the PLC means via the electrical power supply network.
Die Steuerungsmittel und/oder die PLC-Mittel können durch einen oder mehrere programmgesteuerte Prozessoren und/oder schaltungstechnisch realisiert werden.The control means and / or the PLC means can be implemented by one or more program-controlled processors and / or circuitry.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Steuerungsmittel so ausgebildet, dass ein Schaltsignal zur Änderung des Schaltzustands der Schaltmittel nur unter der Voraussetzung abgegeben wird, dass zuvor eine PLC-Signalübertragung mit dem Verbraucher oder Energiequelle über den Übertrager stattgefunden hat.According to one embodiment of the invention, the control means are designed so that a switching signal for changing the switching state of the switching means is issued only on the condition that previously a PLC signal transmission has taken place with the consumer or power source via the transformer.
Beispielsweise steuern die Steuerungsmittel die Schaltmittel erst dann zum Schalten in den ersten Schaltzustand, d.h. zur Verbindung der Anschlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz, an, nachdem der Verbraucher oder die Energiequelle die diesbezügliche Berechtigung nachgewiesen hat. Eine solche Berechtigung kann beispielsweise dadurch erbracht werden, dass von dem Verbraucher oder der Energiequelle die Vertragsdaten eines Energieversorgungs- oder Energieliefe- rungsvertrags mit einem Energieversorgungsunternehmen über die PLC- Signalübertragung zu der Vorrichtung kommuniziert werden. Dort können diese Vertragsdaten lokal von den Steuerungsmitteln ausgewertet werden. Alternativ oder zusätzlich können die Steuerungsmittel mit einer übergeordneten Zentrale, wie z.B. einem Server Computer, kommunizieren, um die Berechtigung zu prüfen.For example, the control means only control the switching means for switching to the first switching state, ie for connecting the connection means to the Power supply network, after the consumer or energy source has demonstrated its eligibility. Such authorization can be provided, for example, by the consumer or the energy source communicating the contract data of an energy supply or energy supply contract with a power supply company via the PLC signal transmission to the device. There, these contract data can be evaluated locally by the control means. Alternatively or additionally, the control means may communicate with a parent central, such as a server computer, to verify the authorization.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Abrechnung der aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz entnommenen oder in das Energieversorgungsnetz eingespeisten Energie mit Hilfe eines personalisierten elektronischen Datenträgers, der private oder geheime Schlüssel und/oder Vertragsdaten enthält, z.B. einer Chipkarte oder eines USB-Sticks. In diesem Fall verfügt der Verbraucher und/oder die Energiequelle über ein Chipkarten-Lesegerät, mit dem die Steuerungsmittel der Vorrichtung über die PLC-Signalübertragung kommunizieren kann, um zum Beispiel Abrechnungsdaten auszutauschen.According to a further embodiment of the invention, the billing of the energy taken from the electrical power grid or fed into the power grid is done by means of a personalized electronic data medium containing private or secret keys and / or contract data, e.g. a chip card or a USB stick. In this case, the consumer and / or the power source has a smart card reader, with which the control means of the device can communicate via the PLC signal transmission, for example, to exchange billing data.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Steuerungsmittel so ausgebildet, dass eine Authentisierung des Verbrauchers oder der Energiequelle erfolgt, während sich die Schaltmittel in dem ersten Schaltzustand befinden, d.h. so lange noch keine Entnahme elektrischer Energie aus dem Energieversorgungsnetz oder eine Einspeisung von Energie möglich ist. Erst nach einer erfolgreichen Authentisie- rung des Verbrauchers oder der Energiequelle gegenüber der Vorrichtung oder gegenüber einer übergeordneten Zentrale, mit der die Vorrichtung in einer Kommunikationsverbindung steht, generieren die Steuerungsmittel ein Schaltsignal, um die Schaltmittel in den zweiten Schaltzustand zu bringen. Die Authentisierung kann auch gegenseitig ausgebildet sein, sodass sich die Vorrichtung gegenüber dem Verbraucher oder der Energiequelle authentisieren muss, bevor das Schaltsignal zum Schalten in den zweiten Schaltzustand von den Steuerungsmitteln generiert wird. Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Steuerungsmittel so ausgebildet, dass das Schaltsignal zum Schalten in den zweiten Schaltzustand generiert wird, um die Authentisierung des Verbrauchers zu ermöglichen, wenn dieser über keine eigene Energieversorgung, wie z.B. eine Batterie, einen Akku oder eine Photozelle, verfügt. Ist die Authentisierung des Verbrauchers erfolgreich, so verbleiben die Schaltmittel in dem zweiten Schaltzustand; wenn die Authentisierung des Verbrauchers fehlschlägt, so generieren die Steuerungsmittel das Schaltsignal zum Schalten in den ersten Schaltzustand. In diesem Fall kann der Verbraucher also nur für eine kurze Zeit, nämlich für die Zeitdauer des Ablaufs eines Authentikationspro- tokoll, Energie aus dem Energieversorgungsnetz entnehmen oder in das Energieversorgungsnetz einspeisen. Die Energiemenge kann dabei über diese Zeitdauer auf diejenige Energie begrenzt sein, die allein für den Zweck der Durchführung des Authentikationsprotokolls benötigt wird.According to one embodiment of the invention, the control means are designed so that an authentication of the consumer or the power source takes place while the switching means are in the first switching state, ie as long as still no removal of electrical energy from the power grid or a supply of energy is possible. Only after a successful authentication of the consumer or the energy source with respect to the device or with respect to a higher-level control center, with which the device is in a communication connection, the control means generate a switching signal to bring the switching means in the second switching state. The authentication can also be mutually configured so that the device must authenticate itself to the consumer or the energy source before the switching signal for switching to the second switching state is generated by the control means. According to one embodiment of the invention, the control means are designed so that the switching signal is generated for switching to the second switching state to enable the authentication of the consumer, if this does not have its own power supply, such as a battery, a rechargeable battery or a photocell , If the authentication of the consumer is successful, then the switching means remain in the second switching state; if the authentication of the consumer fails, the control means generate the switching signal for switching to the first switching state. In this case, the consumer can therefore remove energy from the energy supply network or feed it into the energy supply network only for a short time, namely for the duration of the expiration of an authentication protocol. The amount of energy can be limited over this period of time to that energy that is needed solely for the purpose of performing the authentication protocol.
Die Authentisierung kann passwortbasiert, basierend auf einem symmetrischen Schlüssel oder basierend auf einem kryptografischen asymmetrischen Schlüsselpaar oder auf eine andere geeignete Art erfolgen. Insbesondere können zum Zwecke der Authentisierung digitale Zertifikate oder Berechtigungsnachweise über die PLC-Signale ausgetauscht werden.The authentication may be password-based, based on a symmetric key, or based on a cryptographic asymmetric key pair, or in any other suitable manner. In particular, digital certificates or credentials can be exchanged via the PLC signals for the purpose of authentication.
Standardisierte Verfahren zur Authentisierung sind in folgenden internationalenStandardized methods for authentication are in the following international
Standards definiert, die beispielsweise angewendet werden können:Defines standards that can be applied, for example:
ISO/IEC 9798: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentica- tion: Part 1 : GeneralISO / IEC 9798: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentication: Part 1: General
ISO/IEC 9798-2: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentica- tion: Part 2: Mechanisms using Symmetrie Encipherment Algorithms ISO/IEC 9798-3: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentica- tion: Part 3: Mechanisms using Digital Signature Techniques ISO/IEC 9798-4: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentica- tion: Part 4: Mechanisms using a Cryptographic Check Function ISO/IEC 9798-5: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentica- tion: Part 5: Mechanisms using Zero Knowledge TechniquesISO / IEC 9798-2: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentication: Part 2: Mechanisms using Symmetry Encipherment Algorithms ISO / IEC 9798-3: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentication: Part 3: Mechanisms using Digital Signature Techniques ISO / IEC 9798-4: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentication: Part 4: Mechanisms using a Cryptographic Check Function ISO / IEC 9798-5: Information Technology - Security Techniques - Entity Authentication: Part 5: Mechanisms using Zero Knowledge Techniques
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung Mittel zur Messung der von dem Energieversorgungsnetz an den elektrischen Verbraucher abgegebenen elektrischen Energie oder zur Messung der von der elektrischen Energiequelle in das Energieversorgungsnetz über die Anschlussmittel eingespeiste elektrische Energie, wobei die Steuerungsmittel so ausgebildet sind, dass das Schaltsignal, um die Schaltmittel in den ersten Schaltzustand zu bringen, unter der Voraussetzung abgegeben wird, dass der Betrag der abgegebenen bzw. eingespeisten Energie eine Bedingung erfüllt.According to one embodiment of the invention, the device has means for measuring the electrical energy delivered by the energy supply network to the electrical consumer or for measuring the electrical energy fed into the energy supply network from the electrical energy source via the connection means, wherein the control means are designed such that the switching signal in order to bring the switching means into the first switching state, provided that the amount of energy delivered satisfies a condition.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung PLC-Mittel zum Senden eines Testsignals und zum Empfang eines Antwortsignals von dem elektrischen Verbraucher oder der elektrischen Energiequelle, wobei die Steuerungsmittel so ausgebildet sind, dass ein Steuerungssignal zum Schalten der Schaltmittel in den ersten Schaltzustand abgegeben wird, wenn auf das Testsignal kein Antwortsignal empfangen wird. Dies hat den Vorteil, dass von der Vorrichtung automatisch detektiert werden kann, ob der Verbraucher oder die Energiequelle an die Anschlussmittel angeschlossen ist. Hierdurch wird ein „Keep-Alive Prozess" implementiert.According to a further embodiment of the invention, the device has PLC means for transmitting a test signal and for receiving a response signal from the electrical load or the electrical energy source, wherein the control means are adapted to deliver a control signal for switching the switching means in the first switching state if no response signal is received on the test signal. This has the advantage that it can be automatically detected by the device whether the consumer or the energy source is connected to the connection means. This implements a keep-alive process.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die Prüfung des Vorliegens einer oder mehrerer der Voraussetzungen nach dem initialen Schalten der Schaltmittel in den zweiten Schaltzustand ein oder mehrere weitere Male, zum Beispiel mit einer vorgegebenen Periodizität.oder nach einer zufällig gewählten Zeit vorgenommen, um zu prüfen, ob die Voraussetzung oder die Voraussetzungen für den zweitenAccording to one embodiment of the invention, the check of the presence of one or more of the prerequisites after the initial switching of the switching means to the second switching state is carried out one or more further times, for example with a predetermined periodicity or after a randomly selected time in order to check whether the requirement or the conditions for the second
Schaltzustand noch vorliegen. Hierdurch wird ein „Keep-Alive Prozess" implemen- tiert. Beispielsweise kann durch eine erneute Prüfung der Authentizität des Verbrauchers oder der Energiequelle geprüft werden, ob nicht zwischenzeitlich während der Energieentnahme oder der Energieeinspeisung der Verbraucher oder die Energiequelle durch einen anderen Verbraucher oder eine andere Energiequelle ausge- tauscht worden ist. Ferner kann so geprüft werden, ob die Kreditwürdigkeit des Verbrauchers für die Entnahme der elektrischen Energie ausreichend ist, oder ob der Verbraucher über ein ausreichend hohes Guthaben für die Entnahme der gewünschten Energie hat. Es können auf diese Art und Weise insbesondere Prepaid- oder Postpaid-Verfahren für die Vergebührung der Entnahme der elektrischen Energie implementiert werden.Switching state still present. This implements a "keep-alive process". For example, by re-examining the authenticity of the consumer or of the energy source, it can be checked whether the consumer or the energy source has not been replaced in the meantime by another consumer or another energy source during energy extraction or energy supply. It is also possible to check whether the consumer's creditworthiness is adequate for the withdrawal of electrical energy, or whether the consumer has sufficient credit to withdraw the desired energy. In particular prepaid or postpaid methods for billing the removal of the electrical energy can be implemented in this manner.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird periodisch oder aperiodisch ein Au- thentikationsprotokoll durchgeführt und zwar jeweils mit einer neuen Challenge, um nicht nur festzustellen, ob ein Verbraucher/Energiequelle noch angeschlossen ist, sondern auch, ob es noch derselbe ist. Wenn vorher gegenseitig authentisiert wurde, wird nach Ausführungsformen der Erfindung hier auch periodisch/aperiodisch (beispielsweise zu unvorhersagbaren Zeitpunkten) gegenseitig authentisiert. Das Authentikationsprotokoll wird also jeweils erneut mit „frischen", bisher noch nicht verwendeten Challenges durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass Replay-Attacken abgewehrt werden können.According to one embodiment of the invention, an authentication protocol is carried out periodically or aperiodically, each time with a new challenge, in order to determine not only whether a consumer / energy source is still connected, but also whether it is still the same. If previously mutually authenticated, according to embodiments of the invention here also periodically / aperiodically (for example, at unpredictable times) mutually authenticated. The authentication protocol is therefore carried out once again with "fresh", as yet unused challenges, which has the advantage that replay attacks can be averted.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können so ausgebildet sein, dass nur eine Entnahme von elektrischer Energie, d.h. der Anschluss eines Verbrauches, möglich ist, nicht aber die Einspeisung von Energie.Embodiments of the device according to the invention may be designed so that only a withdrawal of electrical energy, i. the connection of a consumption is possible, but not the supply of energy.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können so ausgebildet sein, dass nur eine Einspeisung von elektrischer Energie, d.h. der Anschluss einer Energiequelle, möglich ist, nicht aber die Entnahme von Energie.Embodiments of the device according to the invention may be designed such that only one feed of electrical energy, i. the connection of an energy source is possible, but not the extraction of energy.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können so ausgebildet sein, dass wahlweise eine Entnahme oder eine Einspeisung von elektrischer Energie erfolgen kann. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Transportsystem mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und zumindest einem elektrisch betreibbaren Transportmittel. Das elektrisch betreibbare Transportmittel hat eine wiederaufladbare Batterie, welche als Energiequelle für einen elektrischen Antrieb des Transportmittels dient. Das Transportmittel kann als elektrischer Verbraucher mit den Anschlussmitteln der Vorrichtung verbunden werden, um einen Ladestrom aus dem Energieversorgungsnetz zu beziehen, mit Hilfe dessen die Batterien des Transportmittels aufgeladen werden. Das Transportmittel kann aber auch als Ener- giequelle dienen und über die Vorrichtung elektrische Energie aus der Batterie in das Energieversorgungsnetz einspeisen. Bei dem Transportmittel kann es sich zum Beispiel um ein Elektroauto oder ein Elektroboot handeln.Embodiments of the device according to the invention may be designed so that optionally a removal or an injection of electrical energy can take place. In a further aspect, the invention relates to a transport system with an embodiment of a device according to the invention and at least one electrically operable transport. The electrically operable transport means has a rechargeable battery, which serves as an energy source for an electric drive of the means of transport. The means of transport can be connected as an electrical load with the connection means of the device to obtain a charging current from the power supply network, by means of which the batteries of the means of transport are charged. However, the means of transport can also serve as a source of energy and feed electrical energy from the battery into the energy supply network via the device. The means of transport may be, for example, an electric car or an electric boat.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Ladestation geschaffen, die in einer beliebigen Straßenlaterne integriert ist. Die Straßenlaterne beinhaltet eine erfindungsgemäße Vorrichtung, deren Steckdose von der Straße aus zugänglich ist, um beispielsweise ein Elektroauto daran anzuschließen.According to one embodiment of the invention, a charging station is provided which is integrated in any street lamp. The street lamp includes a device according to the invention, the socket is accessible from the street, for example, to connect an electric car to it.
Insbesondere kann die Vorrichtung als sogenannte Stromtankstelle ausgebildet sein.In particular, the device may be designed as a so-called charging station.
Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Figur 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a device according to the invention,
Figur 2 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemä- ßen Vorrichtung. Figur 3 ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform von erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die von einer Zentraleinheit angesteuert werden,FIG. 2 shows a block diagram of a second embodiment of a device according to the invention. FIG. 3 shows a block diagram of a third embodiment of devices according to the invention, which are controlled by a central unit,
Figur 4 ein Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform von erfindungsgemä- ßen Vorrichtungen, die von einer Zentraleinheit angesteuert werden,FIG. 4 shows a block diagram of a fourth embodiment of devices according to the invention, which are controlled by a central unit,
Figur 5 ein Blockdiagramm der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 4,FIG. 5 shows a block diagram of the embodiment of the device according to the invention according to FIG. 4,
Figur 6 ein Blockdiagramm einer fünften Ausführungsform von erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die von einer Zentraleinheit angesteuert werden,6 shows a block diagram of a fifth embodiment of devices according to the invention, which are controlled by a central unit,
Figur 7 ein Blockdiagramm der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 6.FIG. 7 shows a block diagram of the embodiment of the device according to the invention according to FIG. 6.
Elemente der nachfolgenden Ausführungsformen, die einander entsprechen, sind jeweils mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the following embodiments corresponding to each other are denoted by the same reference numerals.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, die als Ladestation ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung 100 ist mit einer Phase 102 eines elektrischen Energieversorgungsnetzes 104 verbunden, an der eine Wechselspannung von zum Beispiel 50 Hz in Höhe von 230 V anliegt.Figure 1 shows an embodiment of a device 100 according to the invention, which may be formed as a charging station. The device 100 is connected to a phase 102 of an electrical energy supply network 104, to which an alternating voltage of, for example, 50 Hz in the amount of 230 V is applied.
Die Vorrichtung 100 hat ferner Anschlussmittel, die hier als Steckdose 106 ausge- bildet sind. Die Phase 102 ist mit der Steckdose 106 über steuerbare Schaltmittel verbindbar, die hier die beiden steuerbaren Schalter 108 aufweisen. Die Vorrichtung 100 hat ferner Steuerungsmittel, die hier als Controller 110 ausgebildet sind. Der Controller 110 kann ein Steuerungssignal 112 generieren, um die Schalter 108 umzuschalten. Die Figur 1 zeigt die Schalter 108 in deren ersten Schaltzustand, in dem die Schalter 108 geöffnet sind, sodass keine galvanische Verbindung zwischen der Phase 102 und der Steckdose 106 besteht.The device 100 further has connection means, which are embodied here as a socket 106. The phase 102 can be connected to the socket 106 via controllable switching means, which here have the two controllable switches 108. The device 100 further has control means, which are designed here as a controller 110. The controller 110 may generate a control signal 112 to toggle the switches 108. FIG. 1 shows the switches 108 in their first switching state, in which the switches 108 are open, so that there is no galvanic connection between the phase 102 and the socket 106.
Durch das Steuerungssignal 112 werden die Schalter 108 geschlossen, d.h. in deren zweiten Schaltzustand gebracht. Dadurch wird eine galvanische Verbindung zwischen der Phase 102 und der Steckdose 106 hergestellt, sodass über die Steckdose 106 dem elektrischen Energieversorgungsnetz 104 Energie entnommen werden, kann. Alternativ kann bei geschlossenen Schaltern 108 Energie in das Energie- Versorgungsnetz 104 über die Steckdose 106 eingespeist werden.Control signal 112 closes switches 108, i. placed in the second switching state. As a result, a galvanic connection between the phase 102 and the socket 106 is made, so that can be removed via the socket 106 the electrical power grid 104 energy. Alternatively, in the case of closed switches 108, energy can be fed into the energy supply network 104 via the socket 106.
Die Vorrichtung 100 hat ferner einer Übertrager 114. Der Übertrager 114 kann beispielsweise als ein sogenannter Impulstransformator ausgebildet sein, der nicht zur Energieübertragung, sondern zur Informationsübertragung dient. Insbesondere kann der Übertrager 114 als bidirektionaler Bandpassfilter oder Hochpassfilter ausgebildet sein, der Signale in einem Bandpassbereich in beiden Richtungen durch- lässt, nicht aber die Frequenz, mit der das elektrische Energieversorgungsnetz 104 betrieben wird. Vorzugsweise hat der Übertrager 114 einen Durchlassbereich, welcher ein PLC-Frequenzband, zum Beispiel einer Schmalband-PLC und/oder einer Breitband-PLC, beinhaltet.The device 100 further has a transformer 114. The transformer 114 may be formed, for example, as a so-called pulse transformer, which is not used for energy transmission, but for information transmission. In particular, the transformer 114 can be designed as a bidirectional bandpass filter or high-pass filter that passes signals in a bandpass range in both directions, but not the frequency with which the electrical energy supply network 104 is operated. Preferably, the transmitter 114 has a pass band including a PLC frequency band, for example, a narrowband PLC and / or a broadband PLC.
Der Übertrager 114 ist hier als 4-PoI ausgebildet, wobei auf der einen Seite die Phase 102 anliegt und auf der anderen Seite die Steckdose 106 angeschlossen ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Übertrager 114 um ein sogenanntes Zweitor, wobei ein erstes Tor des Übertragers 114 mit der Steckdose 106 und ein zweites Tor des Übertragers 114 mit der Phase 102, d.h. dem Energieversorgungsnetz 104, galvanisch verbunden ist.The transformer 114 is designed here as a 4-PoI, wherein on one side the phase 102 is present and on the other side the socket 106 is connected. In particular, the transmitter 114 is a so-called two-port, wherein a first port of the transmitter 114 with the socket 106 and a second port of the transformer 114 with the phase 102, i. the power supply network 104, is electrically connected.
Ein PLC-Modul 116 ist mit der Phase 102 verbunden, sodass das PLC-Modul PLC- Signale über die Phase 102 senden und empfangen kann. Das PLC-Modul 116 ist also ebenfalls mit dem zweiten Tor des Übertragers 114 galvanisch verbunden. Die Vorrichtung 100 hat ferner ein Netzteil 120, um die aktiven Komponenten der Vorrichtung 100 mit Spannung zu versorgen, beispielsweise also das PLC- Modul 116 und/oder den Controller 110. Das Netzteil 120 kann an der Phase 102 angeschlossen sein und liefert eine Gleichspannung von zum Beispiel 5 V oder 3,3 V.A PLC module 116 is connected to phase 102 so that the PLC module can send and receive PLC signals through phase 102. The PLC module 116 is thus also galvanically connected to the second port of the transformer 114. The device 100 further has a power supply 120 for supplying power to the active components of the device 100, for example the PLC module 116 and / or the controller 110. The power supply 120 may be connected to the phase 102 and provides a DC voltage of for example, 5V or 3.3V.
An die Steckdose 106 kann ein Kabel 122 eines elektrischen Verbrauchers oder einer elektrischen Energiequelle angeschlossen sein. Gemäß der Ausführungsform der Figur 1 wird über das Kabel 122 z.B. das Ladegerät 124 eines Verbrauchers 126, wie z. B. eines Personenkraftwagens (Pkw) an die Vorrichtung 100 angeschlossen, um beispielsweise eine Batterie des Pkws aufzuladen. Insbesondere kann es sich bei dem Pkw um ein Elektroauto handeln. Der Verbraucher 126 kann so ausgebildet sein, dass er auch als elektrische Energiequelle dienen kann.To the socket 106 may be connected a cable 122 of an electrical load or an electrical energy source. According to the embodiment of Figure 1, via the cable 122 e.g. the charger 124 of a consumer 126, such. B. a passenger car (car) connected to the device 100, for example, to charge a battery of the car. In particular, the car may be an electric car. The consumer 126 may be designed so that it can also serve as an electrical energy source.
Beispielsweise wird der Verbraucher 126 von einem Kunden des Energieversorgungsnetzes betrieben, wobei der Kunde den Verbraucher 126 wahlweise in einem Verbrauchsmodus betreiben kann, in dem Energie aus dem Energieversorgungsnetzes entnommen wird, oder in einem Einspeisemodus, in dem Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist wird. In dem Einspeisemodus wirkt der Verbraucher 126 also als Energiequelle.For example, the consumer 126 is operated by a customer of the power grid, where the customer may selectively operate the consumer 126 in a consumption mode in which power is extracted from the power grid or in a feed mode in which power is supplied to the power grid. In the feed mode, the load 126 thus acts as an energy source.
Der Verbraucher 126 hat ein PLC-Modul 130, welche prinzipiell gleich aufgebaut sein kann wie das PLC-Modul 116 der Vorrichtung 100. Der Verbraucher 126 hat ferner eine Steuerungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Controller 132. Das PLC- Modul 130 und/oder der Controller 132 können insbesondere Teil einer sogenannten Electronic Control Unit (ECU) des Verbrauchers 126 sein.The consumer 126 has a PLC module 130, which may in principle be of the same design as the PLC module 116 of the device 100. The consumer 126 further has a control device, such as a controller 132. The PLC module 130 and / or the Controllers 132 may in particular be part of a so-called Electronic Control Unit (ECU) of the consumer 126.
Zur Spannungsversorgung, zum Beispiel des PLC-Moduls 130 und/oder des Controllers 132 bzw. der ECU dient hier ein DC/DC Konverter 134, der die Bordspan- nung des Verbrauchers 126 in Höhe von zum Beispiel 12 V auf 5 V oder 3,3 V transformiert. Alternativ kann die Spannungsversorgung auch über ein Netzteil erfolgen.For the power supply, for example of the PLC module 130 and / or of the controller 132 or of the ECU, here serves a DC / DC converter 134, which reduces the on-board voltage of the load 126 in the amount of, for example, 12 V to 5 V or 3, 3 V transformed. Alternatively, the power supply can also be done via a power supply.
Zum Laden der Batterie des Verbrauchers 126 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:To charge the battery of the consumer 126, for example, proceed as follows:
Das Kabel 122 wird mit seinem Stecker in die Steckdose 106 gesteckt. Von dem Controller 132 wird dann eine Nachricht 136 generiert und in das PLC-Modul 130 eingegeben. Alternativ kann das Einstecken des Steckers in die Steckdose 106 dadurch einseitig oder beidseitig erkannt werden, in dem periodisch vom Verbraucher oder der Ladestation eine Nachricht 136, bzw. 140 oder eine Testnachricht gesendet wird. Weiterhin wird beispielsweise wird das Einstecken des Steckers in die Steckdose von einem Sensor des Verbrauchers 126 sensiert, wie z.B. durch einen mechanischen Sensor, der an dem Stecker angeordnet ist. Aufgrund des entsprechenden Sensorsignals, das an den Controller 132 übertragen wird, generiert dieser die Nachricht 136.The cable 122 is inserted with its plug into the socket 106. A message 136 is then generated by the controller 132 and input to the PLC module 130. Alternatively, the plugging of the plug into the socket 106 can be recognized unilaterally or on both sides, in which a message 136, or 140 or a test message is periodically sent by the consumer or the charging station. Furthermore, for example, the plugging of the plug into the socket is sensed by a sensor of the consumer 126, e.g. by a mechanical sensor located on the plug. On the basis of the corresponding sensor signal which is transmitted to the controller 132, the latter generates the message 136.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steckdose 106 einen solchen Sensor aufweisen, um das Einstecken des Steckers seitens der Vorrichtung 100 zu sensieren. In diesem Fall ist der Sensor der Steckdose 106 mit dem Controller 110 der Vorrichtung 100 gekoppelt. Der Controller 110 generiert die Nachricht 140, nachdem das Einstecken des Steckers sensiert worden ist. Der Verbraucher 126 beantwortet die Nachricht 140 dann zumindest mit der Nachricht 136.Alternatively or additionally, the socket 106 may have such a sensor to sense the insertion of the plug by the device 100. In this case, the sensor of the socket 106 is coupled to the controller 110 of the device 100. The controller 110 generates the message 140 after the insertion of the plug has been sensed. The consumer 126 then responds to the message 140 at least with the message 136.
Das PLC-Modul 130 generiert aus der Nachricht 136 PLC-Signale 138, die über das Kabel 122 übertragen werden. Die PLC-Signale 138 werden dann nach Übertragung über den Übertrager 114 von dem PLC-Modul 116 empfangen. Das PLC- Modul 116 regeneriert aus den PLC-Signalen 138 die Nachricht 13 und leitet diese an den Controller 110 weiter.The PLC module 130 generates from the message 136 PLC signals 138 that are transmitted over the cable 122. The PLC signals 138 are then received by the PLC module 116 after transmission via the transmitter 114. The PLC module 116 regenerates the message 13 from the PLC signals 138 and forwards them to the controller 110.
Der Controller 110 verarbeitet die Nachricht 136. Anhand der Nachricht 136 prüft der Controller 110, ob eine bestimmte Voraussetzung erfüllt ist. Wenn dies der Fall ist, gibt der Controller 110 das Signal 112 ab, um die Schalter 108 zu schließen, d.h. um die Schalter 108 aus deren ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand zu bringen, so dass der Übertrager 114 überbrückt wird. Nach dem Schließen der Schalter 108 ist die Phase 102 mit dem Kabel 122 galvanisch verbunden, sodass nunmehr ein Ladestrom zum Wiederaufladen der Batterie des Verbrauchers, bei- spielsweise also des PkWs, fließen kann. Alternativ kann ein Speisestrom zum Einspeisen von elektrischer Energie aus der Batterie des Verbrauchers in das Energieversorgungsnetz 104 fließen.The controller 110 processes the message 136. Based on the message 136, the controller 110 checks whether a certain condition is met. If so, the controller 110 outputs the signal 112 to close the switches 108, ie to bring the switch 108 from the first switching state in the second switching state, so that the transformer 114 is bridged. After closing the switch 108, the phase 102 is galvanically connected to the cable 122, so that now a charging current for recharging the battery of the consumer, for example, the PkWs, can flow. Alternatively, a supply current for feeding electrical energy from the consumer's battery may flow into the utility grid 104.
Nach Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Kommunikation nicht mit einer einzigen Nachricht 136, sondern es ist der Austausch mehrerer Protokoll-Elemente erforderlich, um die Bedingungen zu überprüfen (wie z. B zur Authentikation mit Challenge/Response-Protokoll und/oder zur Übergabe der Vertragsdaten, die beispielsweise Prepaid oder Postpaid spezifizieren können).According to embodiments of the invention, the communication does not take place with a single message 136, but the exchange of several protocol elements is required to check the conditions (such as for authentication with challenge / response protocol and / or to transfer the contract data who can for example specify prepaid or postpaid).
Eine Voraussetzung für das Schließen der Schalter 108 durch den Controller 110, d.h. die Abgabe des Steuerungssignals 112, kann sein, dass durch den Austausch von PLC-Signalen zwischen der Vorrichtung 100 und dem Verbraucher 126 gegenüber dem Controller 110 aktuell der Nachweis erbracht wird, dass eine Berechtigung zur Entnahme des Ladestroms vorliegt. Dies kann so erfolgen, dass mit der Nachricht 136 Vertragsdaten des Halters des Verbrauchers 126 mit dem Betreiber des Energieversorgungsnetzes 104 übertragen werden. Der Controller 110 prüft dann entweder lokal oder über eine Kommunikationsverbindung mit einem externen Servercomputer, ob die über die Nachricht 136 empfangenen Vertragsdaten valide sind. Wenn dies der Fall ist, gibt der Controller 110 das Steuerungssignal 112 ab, um die Schalter 108 zu schließen.A requirement for the closing of the switches 108 by the controller 110, i. the delivery of the control signal 112, it may be that the exchange of PLC signals between the device 100 and the consumer 126 against the controller 110 currently provides evidence that there is an authorization to remove the charging current. This can be done so that with the message 136 contract data of the holder of the consumer 126 with the operator of the power grid 104 are transmitted. The controller 110 then checks, either locally or via a communication link with an external server computer, whether the contract data received via the message 136 is valid. If so, the controller 110 outputs the control signal 112 to close the switches 108.
Alternativ oder zusätzlich oder in Kombination mit dem Nachweis erfolgt durch den Austausch von PLC-Signalen, d.h. PLC-Nachrichten, zwischen der Vorrichtung 100 und dem Verbraucher 126 eine einseitige oder gegenseitige Authentisierung. Bei- spielsweise hat der Controller 132 Zugriff auf einen privaten Schlüssel, der dem Verbraucher 126 und/oder dessen Halter bzw. Betreiber zugeordnet ist. Der private Schlüssel, der auch als geheimer Schlüssel bezeichnet wird, kann beispielsweise in einem sogenannten Security Modul, d.h. einem geschützten Speicherbereich des Controllers 132 oder auf einer Chipkarte, auf die der Controller 132 über ein Chipkarten-Lesegerät Zugriff hat, gespeichert sein.Alternatively or additionally or in combination with the detection, the exchange of PLC signals, ie PLC messages, between the device 100 and the consumer 126 results in one-sided or mutual authentication. For example, the controller 132 has access to a private key associated with the consumer 126 and / or its owner or operator. The private key, which is also called a secret key, can be found in, for example, a so-called security module, ie, a protected memory area of the controller 132 or on a chip card to which the controller 132 has access via a chip card reader, be stored.
Der Nachweis der Berechtigung des Verbrauchers 126 gegenüber dem Controller 110 kann zum Beispiel durch Authentikationsverfahren erbracht werden, wie sie insbesondere aus Kapitel 5.1. (Unilateral Authentication) oder aus Kapitel 5.2 (Mutual Authentication) der ISO 9798-3 an sich bekannt sind.The proof of the authorization of the consumer 126 with respect to the controller 110 can be provided, for example, by means of authentication methods, as described in particular in Chapter 5.1. (Unilateral Authentication) or from Chapter 5.2 (Mutual Authentication) of ISO 9798-3 are known per se.
Mit der Nachricht 136 sendet der Controller 132 zum Beispiel ein digitales Zertifikat, welches den zu dem privaten Schlüssel gehörenden öffentlichen Schlüssel beinhaltet. Der Controller 110 generiert nach Empfang des Zertifikats von dem Verbraucher 126 dann eine sogenannte Challenge, um den Verbraucher 126 bzw. dessen Halter oder Betreiber zu authentifizieren.With the message 136, the controller 132, for example, sends a digital certificate including the public key associated with the private key. The controller 110, upon receiving the certificate from the consumer 126, then generates a so-called challenge to authenticate the consumer 126 or its owner or operator.
Beispielsweise handelt es sich bei der Challenge um eine von dem Controller 110 generierte Zufallszahl. Diese wird dann als eine Nachricht 140 von dem Controller 110 in das PLC-Modul 116 eingegeben und von dem PLC-Modul 116 als PLC- Signal 142 in die Phase 102 eingekoppelt.For example, the challenge is a random number generated by the controller 110. This is then input as a message 140 from the controller 110 to the PLC module 116 and coupled from the PLC module 116 as a PLC signal 142 in the phase 102.
Das PLC-Signal 142 wird über den Übertrager 114, die Steckdose 106 und das Kabel 122 von dem PLC-Modul 130 des Verbrauchers 126 empfangen, welches die mit der Nachricht 140 empfangene Zufallszahl in den Controller 132 eingibt.The PLC signal 142 is received via the transmitter 114, the socket 106 and the cable 122 from the PLC module 130 of the consumer 126, which inputs the random number received with the message 140 into the controller 132.
Der Controller 132 oder die Chipkarte signiert dann die Zufallszahl digital mit Hilfe seines privaten Schlüssels und antwortet auf die Nachricht 140 mit einer weiteren Nachricht 136, die die digital signierte Zufallszahl oder die digitale Signatur zur Zufallszahl beinhaltet. Der Controller 110 verifiziert dann nach Empfang der signierten Zufallszahl oder der digitalen Signatur mit dem öffentlichen Schlüssel, den der Cont- roller 110 vorher mit dem digitalen Zertifikat empfangen hat, ob die signierte Zufallszahl mit der Challenge, d.h. mit der dem Verbraucher zugesendeten Zufallszahl, übereinstimmt, bzw. ob die digitale Signatur korrekt ist. Wenn dies der Fall ist, gilt der Verbraucher 126 bzw. dessen Halter bzw. Betreiber als authentifiziert, sodass der Controller 110 das Steuerungssignal 112 abgibt, um die Schalter 108 zu schließen, sodass der Ladevorgang beginnen kann.The controller 132 or the smart card then digitally signs the random number using its private key and responds to the message 140 with another message 136 that includes the digitally-signed random number or digital signature at random. The controller 110 then, upon receipt of the signed random number or digital signature with the public key that the controller 110 previously received with the digital certificate, verifies that the signed random number matches the challenge, ie, the random number sent to the consumer or whether the digital signature is correct. If this is the case, then the consumer 126 or its owner or operator as authenticated, so that the controller 110 outputs the control signal 112 to close the switches 108, so that the charging process can begin.
Alternativ oder zusätzlich wird wie folgt vorgegangen. Beispielsweise handelt es sich bei der Challenge wiederum um eine von dem Controller 110 generierte Zufallszahl. Diese Zufallszahl wird mit dem in dem Zertifikat beinhalteten öffentlichen Schlüssel verschlüsselt. Das sich daraus ergebende Chiffrat wird dann als eine Nachricht 140 von dem Controller 110 in das PLC-Modul 116 eingegeben und von dem PLC-Modul 116 als PLC-Signal 142 in die Phase 102 eingekoppelt.Alternatively or additionally, the procedure is as follows. For example, the challenge again is a random number generated by the controller 110. This random number is encrypted with the public key contained in the certificate. The resulting ciphertext is then input as a message 140 from the controller 110 to the PLC module 116 and coupled from the PLC module 116 into the phase 102 as a PLC signal 142.
Das PLC-Signal 142 wird über den Übertrager 114, die Steckdose 106 und das Kabel 122 von dem Verbraucher 126 empfangen und in das PLC-Modul 130 eingespeist, welches die Nachricht 140 demoduliert und das mit der Nachricht 140 emp- fangene Chiffrat an den Controller 132 sendet.The PLC signal 142 is received via the transmitter 114, the socket 106 and the cable 122 from the consumer 126 and fed to the PLC module 130, which demodulates the message 140 and the message received with the message 140 cipher to the controller 132 sends.
Der Controller entschlüsselt dann das Chiffrat 132 mit Hilfe seines privaten Schlüssels und antwortet auf die Nachricht 140 mit einer weiteren Nachricht 136, die das entschlüsselte Chiffrat beinhaltet. Der Controller 110 prüft dann nach Empfang des entschlüsselten Chiffrats von dem Verbraucher 126, ob das entschlüsselte Chiffrat mit der Challenge, d.h. mit der Zufallszahl, übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, gilt der Verbraucher 126 bzw. dessen Halter bzw. Betreiber als authentifiziert, sodass der Controller 110 das Steuerungssignal 112 abgibt, um die Schalter 108 zu schließen, sodass der Ladevorgang beginnen kann.The controller then decrypts the ciphertext 132 using its private key and responds to the message 140 with another message 136 containing the decrypted ciphertext. The controller 110, after receiving the decrypted cipher from the consumer 126, then checks whether the decrypted ciphertext matches the challenge, i. coincident with the random number. If so, the consumer 126 or its owner or operator is considered authenticated, so that the controller 110 issues the control signal 112 to close the switches 108 so that the charging process can begin.
Vorzugsweise wird das digitale Zertifikat, das von dem Verbraucher 126 erhalten worden ist, überprüft, und zwar beispielsweise bevor der öffentliche Schlüssel, der im Zertifikat enthalten ist, zur Verifikation der digitalen Signatur der Zufallszahl angewendet wird. Die Überprüfung des Zertifikats kann durch eine Zertifikatsketten- prüfung erfolgen, beispielsweise mit gespeicherten Zertifikaten, öffentlichen Schlüsseln oder mit Hilfe einer public key infrastructure (PKI), bei der die öffentlichen Schlüssel/Zertifikat online verifiziert werden können. Alternativ oder zusätzlich kann eine Authentisierung der Vorrichtung 100 oder des Netzbetreibers gegenüber dem Verbraucher 126 erfolgen, beispielsweise ebenfalls mit Hilfe eines Challenge-Response-Verfahrens.Preferably, the digital certificate obtained from the consumer 126 is checked, for example, before the public key contained in the certificate is used to verify the digital signature of the random number. The verification of the certificate can be carried out by means of a certificate chain check, for example with stored certificates, public keys or with the aid of a public key infrastructure (PKI), in which the public keys / certificate can be verified online. Alternatively or additionally, the device 100 or the network operator can be authenticated to the consumer 126, for example also with the aid of a challenge-response method.
Die Vorrichtung 100 kann über einen Stromzähler verfügen, der die an den Verbraucher 126 abgegebene Energiemenge misst. Der Controller 110 kann die von dem Stromzähler erfasste, abgegebene Energiemenge mit einem Schwellwert vergleichen und bei Erreichung des Schwellwerts ein weiteres Steuerungssignal 112 abgeben, um die Schalter 108 wieder zu öffnen.The device 100 may have an electricity meter that measures the amount of energy delivered to the consumer 126. The controller 110 may compare the amount of energy delivered sensed by the electricity meter to a threshold and, upon reaching the threshold, may deliver another control signal 112 to reopen the switches 108.
Dieser Schwellwert kann von dem Controller 110 beispielsweise aufgrund einer Kreditwürdigkeit des Halters des Verbrauchers 126 festgelegt werden, wenn ein Postpaid-Verfahren zur Vergebührung der abgegebenen Energiemenge zur An- wendung kommt. Bei einem Prepaid-Verfahren kann sich der Schwellwert aus dem aktuellen Guthaben ergeben, welches dem Verbraucher 126 oder dessen Halter bzw. Betreiber zugeordnet ist. Der aktuelle Wert dieses Guthabens kann beispielsweise auf einer Chipkarte gespeichert sein. Der Controller 110 kann dann mittels des PLC-Moduls 116 über ein Chipkarten-Lesegerät des Verbrauchers 126 das ak- tuelle Guthaben aus dieser Chipkarte abfragen und den Schwellwert für die maximale abzugebende Energiemenge entsprechend setzen.This threshold value may be set by the controller 110, for example, based on a credit worthiness of the consumer's holder 126 when using a postpaid method to charge the amount of energy delivered. In a prepaid method, the threshold may result from the current balance, which is associated with the consumer 126 or its owner or operator. The current value of this credit can for example be stored on a chip card. The controller 110 can then query the current credit from this chip card by means of the PLC module 116 via a chip card reader of the consumer 126 and set the threshold value for the maximum amount of energy to be dispensed accordingly.
Alternativ kann das Guthaben, welches dem Verbraucher 126 oder dessen Halter bzw. Betreiber zugeordnet ist, auch zum Beispiel auf einem Servercomputer des Netzbetreibers gespeichert sein. Mit Hilfe der von dem Verbraucher 126 empfangenen Vertragsdaten und/oder mit Hilfe des digitalen Zertifikats kann der Controller 110 das aktuelle Guthaben von dem Servercomputer abfragen, um den Schwellwert für die maximal abzugebende Energiemenge dementsprechend zu setzen.Alternatively, the credit, which is assigned to the consumer 126 or its owner or operator, may also be stored, for example, on a server computer of the network operator. With the aid of the contract data received from the consumer 126 and / or with the aid of the digital certificate, the controller 110 can query the current credit from the server computer in order to set the threshold value for the maximum amount of energy to be dispensed.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sendet der Controller 110 wiederholend periodisch oder aperiodisch eine Nachricht 140 als Testsignal, um zu überprüfen, ob das Kabel 122 noch an der Steckdose 106 angeschlossen ist. Nach dem Senden eines solchen Testsignals erwartet der Controller 110 den Empfang eines Antwortsignals von dem Verbraucher 126 innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeit. Wenn der Controller 110 ein solches Antwortsignal innerhalb der vorgegebenen Zeit nicht empfängt, so bedeutet dies, dass das Kabel 122 nicht mehr an der Steckdose 106 angeschlossen ist, sodass der Controller ein weiteres Steuerungssignal 112 generiert, um die Schalter 108 wieder zu öffnen. Alternativ oder zusätzlich wird auch die Authentifizierung periodisch oder aperiodisch mehrfach durchgeführt. Dadurch wird vermieden, dass nachdem das Kabel 122 aus der Steckdose 106 gezogen wird, ein anderer Verbraucher an die Steckdose 106 angeschlossen wird, um auf Kosten eines Dritten elektrische Energie aus dem Energieversorgungsnetz 104 zu entnehmen.According to one embodiment of the invention, the controller 110 periodically or aperiodically sends a message 140 as a test signal to check whether the cable 122 is still connected to the socket 106. After transmitting such a test signal, the controller 110 awaits receipt of a response signal from the consumer 126 within a predetermined maximum time. If the controller 110 does not receive such a response signal within the predetermined time, this means that the cable 122 is no longer connected to the socket 106, so that the controller generates another control signal 112 to reopen the switches 108. Alternatively or additionally, the authentication is also performed periodically or aperiodically several times. This avoids that after the cable 122 is pulled out of the socket 106, another consumer is connected to the socket 106 to remove electrical energy from the power grid 104 at the expense of a third party.
Durch die Vorrichtung 100 und den Verbraucher 126, beispielsweise einen PkW, wird also ein Transportsystem geschaffen, welches eine dezentrale Versorgung des Verbrauchers 126 und weiterer prinzipiell gleich aufgebauter Verbraucher ermöglicht.By the device 100 and the consumer 126, such as a PkW, therefore, a transport system is created, which allows a decentralized supply of the consumer 126 and other principally identically constructed consumer.
Insbesondere kann die Vorrichtung 100 als sogenannte Stromtankstelle ausgebildet sein.In particular, the device 100 may be designed as a so-called charging station.
Die Vorrichtung 100 kann so ausgebildet sein, dass alternativ oder zusätzlich zu der Entnahme von elektrischer Energie auch die Einspeisung von elektrischer Energie in das Energieversorgungsnetz 104 möglich ist.The device 100 may be designed such that, alternatively or in addition to the removal of electrical energy, it is also possible to feed electrical energy into the energy supply network 104.
Beispielsweise kann über das Kabel 122 eine Solarzelle oder ein Windrad an die Vorrichtung 100 angeschlossen werden, die in der Ausführungsform der Figur 1 an die Stelle des Ladegeräts 124 tritt. Die von der Solarzelle oder dem Windrad über das Kabel 122 und die Vorrichtung 100 in das Energieversorgungsnetz 104 eingespeiste elektrische Energie kann von dem Stromzähler der Vorrichtung 100 gemes- sen und durch Signalisierung der eingespeisten Energiemenge von dem Controller 110 an den Servercomputer vergütet werden.For example, a solar cell or a wind turbine can be connected to the device 100 via the cable 122, which takes the place of the charger 124 in the embodiment of FIG. The electrical energy fed into the power grid 104 by the solar cell or the windmill via the cable 122 and the apparatus 100 may be measured by the power meter of the apparatus 100. sen and be signaled by signaling the amount of energy supplied from the controller 110 to the server computer.
Das Messgerät kann sich auf der Seite der Vorrichtung 100 oder des Verbrauchers 126 befinden, wobei zu berücksichtigen ist, dass es sich um ein der Eichpflicht unterliegendes Messgerät handelt. Es können sich aber auch auf beiden Seiten Messgeräte befinden.The meter may be on the side of the device 100 or the consumer 126, bearing in mind that it is a meter under the obligation of verification. However, measuring devices may also be located on both sides.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es auch, die Batterien einer Flotte von Verbrauchern 126 als Energiespeicher für das Energieversorgungsnetz 104 zu verwenden, insbesondere um Lastspitzen abzudecken oder als Beitrag zu einer Grundlast, insbesondere während der Nachtstunden.The present invention also makes it possible to use the batteries of a fleet of consumers 126 as energy storage for the power grid 104, in particular to cover peak loads or as a contribution to a base load, especially during the night hours.
Das Transportsystem kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass an jedem Stellplatz oder in jeder Garage eine Vorrichtung 100 vorhanden ist, an die ein entsprechender Verbraucher 126 angeschlossen wird, wenn der Verbraucher 126 nicht in Betrieb ist.The transport system can be configured, for example, such that at each parking space or in each garage there is a device 100 to which a corresponding consumer 126 is connected when the consumer 126 is not in operation.
Über die Ladestation 100 kann dann das Energieversorgungsnetz 104 Energie aus den Batterien der Verbraucher 126 beziehen, beispielsweise um kurzfristige Lastspitzen abzudecken.Via the charging station 100, the energy supply network 104 can then draw energy from the batteries of the consumers 126, for example to cover short-term peak loads.
Die Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 100 und des Verbrauchers 126, wobei ein Anschluss aller drei Phasen des Energieversorgungsnetzes 104 erfolgt. Die PLC-Signalübertragung der PLC-Signale 138 bzw. 142 erfolgt über mindestens die Phase, die über den Übertrager 114 mit dem Verbraucher gekoppelt ist, wie in der Figur 2 gezeigt.2 shows a further embodiment of the device 100 and the consumer 126, wherein a connection of all three phases of the power supply network 104 is carried out. The PLC signal transmission of the PLC signals 138 and 142 takes place via at least the phase, which is coupled to the consumer via the transmitter 114, as shown in FIG.
Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere der Vorrichtungen 100 von einer gemeinsamen Zentraleinheit 128 angesteuert werden; die Zentraleinheit wird im Folgenden auch als Konzentrator 128 bezeichnet. Jede der Vorrichtungen 100 beinhaltet einen Übertrager 114 mit Schaltern 108, durch die jeweils ein Schaltmodul 118 gebildet wird. Die verschiedenen Übertrager 114 sind über Leitungen 178 und über den Konzentrator 128 mit dem Energieversorgungsnetz 104 verbunden. Ferner ist jeder der Vorrichtungen 100 eine eindeutige Adresse zugeordnet, d.h. eine der Adressen Ci, C2, ..., Cn-i, Cn. Die betreffende Adresse kann in einem Speicher jeder der Vorrichtungen 100 gespeichert sein.FIG. 3 shows an embodiment of the invention in which several of the devices 100 are driven by a common central unit 128; the central unit is also referred to below as concentrator 128. Each of the Devices 100 includes a transformer 114 with switches 108, through which a respective switching module 118 is formed. The various transmitters 114 are connected via lines 178 and via the concentrator 128 to the power grid 104. Furthermore, each of the devices 100 is assigned a unique address, ie one of the addresses Ci, C 2 ,..., C n- i, C n . The relevant address may be stored in a memory of each of the devices 100.
Der Controller 110 und jede der Vorrichtungen 100 haben jeweils eine Schnittstelle zu einem Kontrollbus 176. Über den Kontrollbus 176 kann der Controller 110 Steue- rungssignale 112 an die Vorrichtungen 100 senden, um die Schalter 108 zu öffnen oder zu schließen. Das Steuerungssignal 112 ist dabei an die Adresse derjenigen Vorrichtung 100 gerichtet, deren Schalter 108 geschaltet werden sollen, um diese Vorrichtung 100 von dem einen in den anderen Schaltzustand zu bringen.The controller 110 and each of the devices 100 each interface with a control bus 176. Through the control bus 176, the controller 110 may send control signals 112 to the devices 100 to open or close the switches 108. The control signal 112 is directed to the address of that device 100 whose switches 108 are to be switched in order to bring this device 100 from one to the other switching state.
Jede der Vorrichtungen 100 ist mit einer Steckdose 106 verbunden, über die ein Verbraucher 126 mittels eines Steckers 182 angeschlossen werden kann. Jeder der n-Verbraucher 126 kann dabei prinzipiell so aufgebaut sein, wie mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 oben erläutert.Each of the devices 100 is connected to a socket 106, via which a consumer 126 can be connected by means of a plug 182. Each of the n-type consumers 126 can in principle be constructed as explained above with reference to FIGS. 1 and 2.
Von besonderem Vorteil ist bei der hier betrachteten Ausführungsform, dass nicht für jede Steckdose 106 ein separates PLC-Modul 116 und ein separater Controller 110 vorhanden sein muss, sondern dass das PLC-Modul 116 und der Controller 110 zu einer Zentraleinheit gehören, die mehrere der Vorrichtungen 100 ansteuern kann. Hierdurch wird der Implementierungsaufwand erheblich verringert.It is of particular advantage in the embodiment considered here that not every outlet 106 has to have a separate PLC module 116 and a separate controller 110, but that the PLC module 116 and the controller 110 belong to a central unit which has several of them Devices 100 can control. This significantly reduces the implementation effort.
Diese Ausführungsform eignet sich zum Beispiel für die Ausstattung eines Parkhauses mit Stromsteckdosen.This embodiment is suitable, for example, for equipping a parking garage with power sockets.
Das System kann aus einer Zentrale bestehen, die den Konzentrator 128 und meh- rere der Vorrichtungen 100 beinhaltet, an die unterschiedliche Verbraucher 126 angeschlossen werden können. Unter einem Konzentrator 128 wird hier ein PLC-Modul 116 mit Controller 110 und Netzteil 120 verstanden, der einphasig oder dreiphasig an das Energieversorgungsnetz 104 angeschlossen werden kann.The system may consist of a central office that includes the concentrator 128 and several of the devices 100 to which different loads 126 may be connected. A concentrator 128 is here understood to mean a PLC module 116 with controller 110 and power supply unit 120, which can be connected to the energy supply network 104 in a single-phase or three-phase configuration.
Die Vorrichtung 100 wird hier durch ein Schaltmodul 118 gebildet, das einen Übertrager 114 mit den Schaltern 108 für ein- und mehrphasigen Betrieb beinhaltet, wobei das Schaltmodul jeweils mit einer Steckdose 106 verbunden ist.The device 100 is formed here by a switching module 118, which includes a transformer 114 with the switches 108 for single and multi-phase operation, wherein the switching module is in each case connected to a socket 106.
Der Konzentrator 128 ist über das Energieversorgungsnetz 104mit den Schaltmodu- len 118 verbunden, über das der Strom fließt und die PLC-Signale 142 übertragen werden. Zusätzlich ist der Konzentrator über einen Kontrollbus 144 oder Kontrollleitungen mit den Schaltmodulen 118 verbunden, über den, bzw. über die die Steuersignale 112 für die Schalter 108 gesendet werden, um die Schalter jeweils in den ersten oder zweiten Schaltzustand zu bringen (Outband-Steuerung der Schaltmit- tel).The concentrator 128 is connected via the power supply network 104 to the switching modules 118, via which the current flows and the PLC signals 142 are transmitted. In addition, the concentrator is connected via a control bus 144 or control lines to the switching modules 118, via which or via which the control signals 112 for the switches 108 are sent to bring the switches respectively in the first or second switching state (out-band control of Switching means).
Das PLC-Modul 116 des Konzentrators 128 kann mit jedem PLC-Modul 130 eines Verbrauchers kommunizieren, da jedes PLC-Modul über eine andere Adresse verfügt.The PLC module 116 of the concentrator 128 can communicate with each PLC module 130 of a consumer because each PLC module has a different address.
Wenn alle Bedingungen für den Lade- oder Einspeisevorgang erfüllt sind, werden die Schalter 108 des entsprechenden Schaltmoduls 118 in den zweiten Schaltzustand gebracht, indem das Schaltsignal über den Kontrolbus 144, bzw. die Kontrollleitung gesendet wird. Entsprechend wird bei Vorliegen der Voraussetzungen das Schaltsignal für den ersten Schaltzustand gesendet. Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Controller 110 mit den Vorrichtungen 100 über das Energieversorgungsnetz 104 kommunizieren kann; der Kontrollbus 176 entfällt also bei dieser Ausführungsform. Die Übertragung des Steuerungssignals 112 von dem Controller 110 des Konzentrators 128 an eines der Schaltmodule 118 erfolgt hier in Form einer Nachricht 140, die von dem PLC-Modul 116 des Konzentrators 128 an die betreffende Vorrichtung 100 gesendet wird und dort vom einem PLC-Modul 160 empfangen wird. Den Vorrichtungen 100 sind jeweils eindeutige Adressen zugeordnet, sodass die Nachricht 140 an eine bestimmte Vorrichtung 100 gerichtet werden kann, um in dieser Vorrichtung 100 einen Schalt- Vorgang auszulösen. Die Vorrichtungen 100 können hier so ausgebildet sein, dass sie einen integralen Bestandteil der Steckdosen 106 bilden. Das Steuerungssignal 112 wird bei dieser Ausführungsform lokal durch den Controller 162 der betreffenden Vorrichtung 100 erzeugt.When all conditions for the charging or feeding operation are met, the switches 108 of the corresponding switching module 118 are brought into the second switching state by sending the switching signal via the control bus 144 or the control line. Accordingly, when the conditions are met, the switching signal for the first switching state is sent. FIG. 4 shows an embodiment of the invention in which the controller 110 can communicate with the devices 100 via the power grid 104; the control bus 176 is therefore omitted in this embodiment. The transmission of the control signal 112 from the controller 110 of the concentrator 128 to one of the switching modules 118 takes place here in the form of a message 140 which is sent from the PLC module 116 of the concentrator 128 to the relevant device 100 and there from a PLC module 160 Will be received. The devices 100 are each assigned unique addresses, so that the message 140 can be directed to a specific device 100 in order to initiate a switching process in this device 100. The devices 100 may be designed here so that they form an integral part of the sockets 106. The control signal 112 is locally generated by the controller 162 of the subject device 100 in this embodiment.
Diese Ausführungsform eignet sich zum Beispiel für eine Implementation in Straßenlaternen einer Straße oder auf Parkplätzen.This embodiment is suitable, for example, for an implementation in street lamps of a street or in parking lots.
In dieser Ausführungsform wird ein Konzentrator 128 mit mehreren der Vorrichtun- gen 100 verbunden, die als PLC-Steckdosen ausgebildet sind.In this embodiment, a concentrator 128 is connected to a plurality of the devices 100 which are formed as PLC sockets.
Unter einer PLC-Steckdose wird hier ein PLC-Modul 150 mit Controller 152, Netzteil 154 und Schaltmodul 118 verstanden, wie in der Fig. 5 dargestellt.A PLC socket here means a PLC module 150 with controller 152, power supply unit 154 and switching module 118, as shown in FIG.
Jede PLC-Steckdose wird mit einer Steckdose 106 für den Anschluss eines Verbrauchers 126 verbunden.Each PLC outlet is connected to a socket 106 for the connection of a consumer 126.
Zur Steuerung der Schaltmittel 108 in den PLC-Steckdosen werden Nachrichten 140 und 146 zwischen dem Controller 110 im Konzentrator 128 und dem Controller 152 in der PLC-Steckdose ausgetauscht.To control the switching means 108 in the PLC sockets, messages 140 and 146 are exchanged between the controller 110 in the concentrator 128 and the controller 152 in the PLC socket.
Der Konzentrator 128 ist über das Stromnetz, d.h. die Leitung 178, mit den PLC- Steckdosen 156 verbunden, über das der Strom fließt und die PLC-Nachrichten 140, bzw. 136 und 146 übertragen werden. Nach dem Empfang der Nachricht 140, bringt der Controller 152 die Schalter 108 jeweils in den ersten oder zweiten Schaltzustand (Inband-Steuerung der Schaltmittel).The concentrator 128 is connected to the PLC sockets 156 through which the power flows and the PLC messages via the power network, ie, line 178 140, and 136 and 146, respectively. After receiving message 140, controller 152 places switches 108 in either the first or second switching state (in-band control of the switching means).
Nach einer Ausführungsform wird die Kommunikation zwischen den Controllern des Konzentrators und der PLC-Steckdosen kryptographisch gesichert, um eine Authen- tikation der ausgetauschten Nachrichten zu gewährleisten. Dazu können Mechanismen verwendet werden, wie sie für die Kommunikation zwischen dem Controller 110 im Ladegerät und dem Controller 132 im Verbraucher bereits beschrieben wur- den.In one embodiment, communication between the concentrator controllers and the PLC sockets is cryptographically secured to ensure authentication of the exchanged messages. Mechanisms can be used for this purpose, as already described for the communication between the controller 110 in the charger and the controller 132 in the consumer.
Das PLC-Modul 116 des Konzentrators kann mit jedem PLC-Modul 130 eines Verbrauchers und jedem PLC-Modul 150 einer PLC-Steckdose 156 kommunizieren, da jedes PLC-Modul über eine andere Adresse verfügt.Concentrator PLC module 116 may communicate with each consumer PLC module 130 and each PLC module 150 of a PLC outlet 156 because each PLC module has a different address.
Wenn alle Bedingungen für den Lade- oder Einspeisevorgang erfüllt sind, werden die Schalter 108 des entsprechenden Schaltmoduls der PLC-Steckdose in den zweiten Schaltzustand gebracht, indem eine Nachricht 140 vom Controller 110 an den Controller 152 mittels PLC übertragen wird, der dann die Schalter in den zwei- ten Schaltzustand bringt. Entsprechend wird bei Vorliegen der Voraussetzungen eine Nachricht 146 gesendet, wenn der Controller 152 die Schalter in den ersten Schaltzustand bringen soll.If all the conditions for the charging or feeding operation are met, the switches 108 of the corresponding switching module of the PLC socket are brought into the second switching state by a message 140 from the controller 110 to the controller 152 by means of PLC, which then the switch in brings the second switching state. Accordingly, if the conditions are met, a message 146 is sent when the controller 152 is to bring the switches into the first switching state.
Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 100, die hier als PLC-Gateway bezeichnet wird, und deren Verbindung mit dem Konzentrator über das Energieversorgungsnetz 104. Die Figur 7 zeigt eine entsprechende Ausführungsform der Vorrichtung 100 im Detail.FIG. 6 shows a further embodiment of the device 100, which is referred to here as a PLC gateway, and its connection to the concentrator via the energy supply network 104. FIG. 7 shows a corresponding embodiment of the device 100 in detail.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der Vorrichtung 100 gemäß Figur 5 erfolgt hier die Kommunikation zwischen der Vorrichtung 100 und dem Verbraucher 126 nicht mittels PLC-Signalübertragung, sondern über einen zusätzlichen Kommunikationskanal, der zwischen dem Controller 162 der Vorrichtung 100 und dem Control- ler 132 des Verbrauchers 126 aufgebaut werden kann. Dieser zusätzliche Kommunikationskanal kann zum Beispiel leitungsgebunden sein, indem ein Kontrollbus 180 zwischen dem Controller 162 und dem Controller 132 gebildet wird, wenn der Stecker 182 in die Steckdose 106 gesteckt ist. Hierzu können in der Steckdose 106 neben den für die Energieversorgung notwendigen Kontakten ein oder mehrere weitere Kontakte vorhanden sein, über die der Kontrollbus 180 geschlossen wird, wenn der Stecker 182 in die Steckdose 106 gesteckt wird. Die Übertragung von Nachrichten zwischen der Vorrichtung 100 und dem Verbraucher 126 erfolgt hier also über den Kontrollbus 180 und nicht über die Leitungen, die zur Übertragung der elektri- sehen Energie vorgesehen sind. Die Übertragung von Nachrichten zwischen der Vorrichtung 100 und dem Konzentrator 128 erfolgt durch PLC-Signalübertragung über das Energieversorgungsnetz 104.In contrast to the embodiment of the device 100 according to FIG. 5, here the communication between the device 100 and the consumer 126 does not take place by means of PLC signal transmission, but via an additional communication channel which is located between the controller 162 of the device 100 and the control device. ler 132 of the consumer 126 can be constructed. This additional communication channel may, for example, be wired by forming a control bus 180 between the controller 162 and the controller 132 when the plug 182 is plugged into the socket 106. For this purpose, one or more further contacts may be present in the socket 106 in addition to the contacts necessary for the power supply, via which the control bus 180 is closed when the plug 182 is inserted into the socket 106. The transmission of messages between the device 100 and the load 126 takes place here via the control bus 180 and not via the lines which are provided for transmitting the electrical energy seen. The transmission of messages between the device 100 and the concentrator 128 is accomplished by PLC signal transmission over the power grid 104.
Dieses Szenario ermöglicht also die Anbindung von Verbrauchern 126 ohne PLC- Modul.This scenario thus allows the connection of consumers 126 without PLC module.
In dieser Ausführungsform wird ein Konzentrator 128 mit mehreren PLC-Gateways verbunden. Die PLC-Kommunikation erfolgt nur zwischen Konzentrator 128 und PLC-Gateway und nicht zwischen Ladegerät und Verbraucher. Der Verbraucher wird über einen Spezialstecker 182 mit Datenschnittstelle über die Steckdose mit dem PLC-Gateway verbundenIn this embodiment, a concentrator 128 is connected to multiple PLC gateways. The PLC communication takes place only between concentrator 128 and PLC gateway and not between charger and consumer. The consumer is connected via a special plug 182 with data interface via the socket to the PLC gateway
Diese Ausführungsform eignet sich besonders für den Anschluss von Verbrauchern ohne PLC-Modul und ist daher eine sehr kostengünstige Variante.This embodiment is particularly suitable for connecting consumers without PLC module and is therefore a very cost-effective variant.
Unter einem PLC-Gateway 158 wird hier ein PLC-Modul 160, ein Controller 162, ein Netzteil 164 und die Schaltmittel 108 verstanden.A PLC gateway 158 is here understood to mean a PLC module 160, a controller 162, a power supply 164 and the switching means 108.
Zur Steuerung der Schaltmittel 108 in den PLC-Gateways werden Nachrichten 140 und 174 zwischen dem Controller 110 im Konzentrator und dem Controller 162 im PLC-Gateway ausgetauscht. Nach einer Ausführungsform wird die Kommunikation zwischen dem Controller 110 des Konzentrators und den Controllern 162 der PLC-Gateways kryptographisch gesichert, um eine Authentikation der ausgetauschten Nachrichten zu gewährleisten. Dazu können Mechanismen verwendet werden, wie sie für die Kommunikation zwischen dem Controller 110 im Ladegerät und dem Controller 132 im Verbraucher bereits oben beschrieben wurden.To control the switching means 108 in the PLC gateways, messages 140 and 174 are exchanged between the controller 110 in the concentrator and the controller 162 in the PLC gateway. According to one embodiment, the communication between the controller 110 of the concentrator and the controllers 162 of the PLC gateways is cryptographically secured to ensure authentication of the exchanged messages. Mechanisms such as those described above for communication between the controller 110 in the charger and the controller 132 in the consumer may be used.
Der Konzentrator 128 ist über das Stromnetz mit den PLC-Gateways 158 verbun- den, über das der Strom fließt und die PLC-Nachrichten 140, und 174 übertragen werden. Die Nachrichten 140 veranlassen den Controller 162, die Schalter 108 jeweils in den ersten oder zweiten Schaltzustand Inband-Steuerung der Schaltmittel zu bringen.The concentrator 128 is connected via the power network to the PLC gateways 158 through which the current flows and the PLC messages 140, and 174 are transmitted. The messages 140 cause the controller 162 to bring the switches 108 into each of the first or second switching states in-band control of the switching means.
Der Anschluss des Verbrauchers an eine Steckdose, die mit einem PLC-Gateway verbunden ist, erfolgt über einen SpezialStecker mit Anschlüssen für das Stromnetz und einer zusätzlichen integrierten Datenschnittstelle (Kontrollbus 180 oder Kontrollleitungen) für den Austausch von Protokolldaten für die Authentikation und Abrechnung der geladenen, bzw. eingespeisten Energiemenge mit dem Konzentrator.The connection of the consumer to a socket connected to a PLC gateway is made via a special plug with connections for the mains supply and an additional integrated data interface (control bus 180 or control lines) for the exchange of protocol data for the authentication and billing of the charged, or fed amount of energy with the concentrator.
Wenn alle Bedingungen für den Lade- oder Einspeisevorgang erfüllt sind, werden die Schalter 108 des entsprechenden Schaltmoduls der PLC-Gateways in den zweiten Schaltzustand gebracht, indem eine Nachricht 140 vom Controller 110 an den Controller 162 mittels PLC übertragen wird, der dann die Schalter in den zweiten Schaltzustand bringt. Entsprechend wird bei Vorliegen der Voraussetzungen eine Nachricht 140 gesendet, wenn der Controller 162 die Schalter in den ersten Schaltzustand bringen soll. BezugszeichenlisteWhen all conditions for the charging or feeding operation are met, the switches 108 of the corresponding switching module of the PLC gateways are brought into the second switching state by a message 140 from the controller 110 is transmitted to the controller 162 via PLC, which then switches in brings the second switching state. Accordingly, if the conditions are met, a message 140 is sent when the controller 162 is to bring the switches into the first switching state. LIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Vorrichtung100 device
102 Phase102 phase
104 Energieversorgungsnetz104 energy supply network
106 Steckdose106 power outlet
108 Schalter108 switches
110 Controller110 controllers
10 112 Steuerungssignal10 112 control signal
114 Übertrager114 transmitters
116 PLC-Modul116 PLC module
118 Schaltmodul118 switching module
120 Netzteil120 power supply
15 122 Kabel15 122 cables
124 Ladegerät124 charger
126 Verbraucher126 consumers
128 Konzentrator128 concentrator
130 PLC-Modul130 PLC module
20 132 Controller20 132 controllers
134 Konverter134 converters
136 Nachricht von Controller (132) (Verbraucher)136 message from controller (132) (consumer)
138 PLC-Signal138 PLC signal
140 Nachricht von Controller (110) (Ladestati-140 message from controller (110) (charging status)
25 on/Konzentrator)25 on / concentrator)
142 PLC-Signal142 PLC signal
144 Kontrollbus144 control bus
160 PLC-Modul160 PLC module
162 Controller162 controllers
30 164 Netzteil30 164 power supply
166 Verbraucher166 consumers
168 Controller 170 Konverter168 controllers 170 converters
172 Ladegerät172 charger
174 Nachricht von Controller (162) (PLC-Gateway)174 Message from Controller (162) (PLC Gateway)
176 Kontrollbus176 control bus
178 Leitung178 line
180 Kontrollbus180 control bus
182 Stecker182 plugs
184 Kontrollbus 184 control bus

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eP a n t a n s p r e c h e
Vorrichtung zum Anschluss eines elektrischen Verbrauchers und/oder einer elektrischen Energiequelle an ein elektrisches Energieversorgungsnetz (104) mitDevice for connecting an electrical load and / or an electrical energy source to an electrical energy supply network (104)
- Anschlussmitteln (106) zum lösbaren Anschluss einer elektrischen Ener- gieleitung (122) des Verbrauchers oder der Energiequelle an die Vorrichtung,Connecting means (106) for releasably connecting an electrical power line (122) of the load or the power source to the device,
- steuerbaren Schaltmitteln (108) zur elektrischen Verbindung der Anschlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz, wobei die Schaltmittel ei- nen ersten Schaltzustand einnehmen können, in dem die Anschlussmittel von dem Energieversorgungsnetz getrennt sind, und wobei die Schaltmittel einen zweiten Schaltzustand einnehmen können, in dem die Anschlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz verbunden sind, wobei die steuerbaren Schaltmittel zum Empfang eines Schaltsignals (112) von Steuerungsmitteln (110; 162) ausgebildet sind,controllable switching means for electrically connecting the connection means to the energy supply network, wherein the switching means can assume a first switching state in which the connection means are disconnected from the energy supply network, and wherein the switching means can assume a second switching state in which the connection means are connected to the power supply network, wherein the controllable switching means for receiving a switching signal (112) of control means (110; 162) are formed,
- Signalübertragungsmitteln (114; 180) zur Ermöglichung einer Signalübertragung über die Anschlussmittel unabhängig von dem Schaltzustand der Schaltmittel,Signal transmission means (114, 180) for enabling signal transmission via the connection means, independently of the switching state of the switching means,
wobei die Signalübertragungsmittel einen Übertrager (114) aufweisen, wobei der Übertrager (114) dazu ausgebildet ist, Signale in einem Bandpassbereich in Richtung von und zum elektrischen Verbraucher durchzulassen, nicht aber die Frequenz, mit der das elektrische Energieversorgungsnetz (104) betrie- ben wird, wobei der Übertrager (114) parallel zu den steuerbaren Schaltmitteln (108) angeordnet ist und mit den Anschlussmitteln (108) und dem elektrischen Energieversorgungsnetz (104) verbunden ist. wherein the signal transmission means comprise a transmitter (114), wherein the transmitter (114) is adapted to pass signals in a bandpass range in the direction of and to the electrical load, but not the frequency, with which the electrical power supply network (104) is operated wherein the transmitter (114) is arranged parallel to the controllable switching means (108) and is connected to the connection means (108) and the electrical power supply network (104).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , mit PLC-Mitteln (116; 160) zum Senden und/oder Empfangen von PLC-Signalen (138, 142) über die Signalübertragungsmittel.Apparatus according to claim 1, including PLC means (116; 160) for transmitting and / or receiving PLC signals (138, 142) via the signal transmission means.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuerungsmittel (110) die PLC- Signale über die PLC-Mittel senden und/oder empfangen.The apparatus of claim 2, wherein the control means (110) transmits and / or receives the PLC signals via the PLC means.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsmittel so ausgebildet sind, dass das Schaltsignal nur unter der Voraus- setzung abgegeben wird, dass zuvor die PLC-Signalübertragung stattgefunden hat.4. Device according to one of the preceding claims, wherein the control means are formed so that the switching signal is issued only on condition that the previously had the PLC signal transmission.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuerungsmittel so ausgebildet sind, dass das Schaltsignal nur unter der Voraussetzung abgegeben wird, dass über die PLC-Signalübertragung eine Berechtigungsprüfung des5. The device according to claim 4, wherein the control means are designed so that the switching signal is delivered only on the condition that via the PLC signal transmission an authorization check of
Verbrauchers oder Energiequelle zur Verbindung mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz erfolgt ist.Consumer or energy source for connection to the electrical power grid is done.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerungsmittel so ausge- bildet sind, dass das Schaltsignal nur unter der Voraussetzung abgegeben wird, dass über die PLC-Signalübertragung eine Authentisierung stattgefunden hat.6. Device according to claim 4 or 5, wherein the control means are embodied such that the switching signal is issued only on condition that an authentication has taken place via the PLC signal transmission.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, mit Mitteln zur Messung der von dem Energieversorgungsnetz an den elektrischen Verbraucher abgegebenen elektrischen Energie oder zur Messung der von der elektrischen Energiequelle in das Energieversorgungsnetz über die Anschlussmittel eingespeiste elektrische Energie, wobei die Steuerungsmittel so ausgebildet sind, dass das Schaltsignal um die Schaltmittel in den ersten Schaltzustand zu bringen unter der Voraussetzung abgegeben wird, dass der Betrag der abgegebenen bzw. eingespeisten Energie eine Bedingung erfüllt.7. Apparatus according to claim 4, 5 or 6, comprising means for measuring the output of the power supply network to the electrical load electrical energy or for measuring the electrical energy source in the power supply network via the connection means fed electrical energy, wherein the control means are formed in that the switching signal is made to bring the switching means into the first switching state on the condition that the amount of energy delivered satisfies a condition.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die PLC-Mittel zum Senden eines Testsignals und zum Empfang eines Antwortsignals von dem elektrischen Verbraucher oder der elektrischen Energiequelle auf das Testsignal ausgebildet sind, wobei die Steuerungsmittel so ausgebildet sind, dass ein Steuerungssignal zum Schalten der Schaltmittel in den ersten Schaltzustand abgegeben wird, wenn auf das Testsignal kein Antwortsignal empfan- gen wird.8. Apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein the PLC means for transmitting a test signal and for receiving a response signal from the electrical consumer or the electrical energy source are formed on the test signal, wherein the control means are formed so that a control signal for switching the switching means is delivered in the first switching state, when no response signal is received on the test signal.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die PLC-Mittel zur Durchführung eines Authentikationsprotokolls mit dem elektrischen Verbraucher oder der elektrischen Energiequelle ausgebildet sind, wobei die Steue- rungsmittel so ausgebildet sind, dass ein Steuerungssignal zum Schalten der9. Device according to one of claims 4 to 8, wherein the PLC means are designed for performing an authentication protocol with the electrical load or the electrical energy source, wherein the control means are formed so that a control signal for switching the
Schaltmittel in den ersten Schaltzustand abgegeben wird, wenn die Authentifizierung fehlschlägt.Switching means is issued in the first switching state, if the authentication fails.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signal- Übertragungsmittel zur Bildung eines zusätzlichen Kommunikationskanals10. Device according to one of the preceding claims, wherein the signal transmission means for forming an additional communication channel
(180) zwischen den Steuerungsmitteln (162) und dem Verbraucher und/oder der elektrischen Energiequelle ausgebildet sind, wobei der zusätzliche Kommunikationskanal über die Anschlussmittel verläuft.(180) are formed between the control means (162) and the load and / or the electrical energy source, the additional communication channel extending over the connection means.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlussmittel als Steckdose (106) zum lösbaren Anschluss eines Kabels (122) ausgebildet sind.11. Device according to one of the preceding claims, wherein the connection means are designed as a socket (106) for releasably connecting a cable (122).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , wobei die Steckdose Kontaktmittel zur Kon- taktierung eines Steckers (182) aufweist, über die der Kommunikationskanal herstellbar ist.12. The device according to claim 11, wherein the socket has contact means for contacting a plug (182) via which the communication channel can be produced.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Energiequelle um eine Solaranlage oder ein Windrad handelt.13. Device according to one of the preceding claims, wherein it is the energy source is a solar system or a wind turbine.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Übertrager um ein Zweitor handelt, ein erstes Tor des Übertragers mit den Anschlussmitteln galvanisch verbunden ist und ein zweites Tor des Übertragers mit dem Energieversorgungsnetz elektrisch verbunden ist, die ersten und zweiten Tore galvanisch getrennt sind, und die steuerbaren Schaltmittel in dem zweiten Schaltzustand den Übertrager überbrücken, so dass die Anschlussmittel und das Energieversorgungsnetz galvanisch miteinander verbunden werden.14. Device according to one of the preceding claims, wherein it is the transformer to a two-port, a first port of the transformer with the connection means is electrically connected and a second port of the transformer is electrically connected to the power supply network, the first and second gates are galvanically isolated, and the controllable switching means in the second switching state bridge the transformer, so that the connection means and the power supply network are electrically connected ,
15. Straßenlaterne mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.15. Street lamp with a device according to one of the preceding claims.
16. Transportsystem mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem elektrisch betreibbaren Transportmittel (126) mit einer wiederaufladbaren Batterie und mit PLC-Mitteln (130) zum Senden und/oder Empfangen der PLC-Signale (138, 142), wobei die Batterien über die An- Schlussmittel mit dem Energieversorgungsnetz verbunden sind, wenn sich die Schaltmittel in deren zweiten Schaltzustand befinden.16. Transport system comprising a device according to one of the preceding claims and an electrically operable transport means (126) with a rechargeable battery and with PLC means (130) for transmitting and / or receiving the PLC signals (138, 142), wherein the batteries are connected via the terminal means to the power grid when the switching means are in their second switching state.
17. Transportsystem nach Anspruch 16, wobei es sich bei dem elektrisch betreibbaren Transportmittel um ein Elektroauto oder eine Elektroboot han- delt.17. Transport system according to claim 16, wherein the electrically operable transport means is an electric car or an electric boat.
18. Zentraleinheit zur Ansteuerung mehrerer Vorrichtungen (100) nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, wobei die Zentraleinheit erste PLC-Mittel (116) zum Senden und/oder Empfangen von PLC-Signalen (142, 138) über die Signalübertragungsmittel (118; 180) der Vorrichtung aufweist, und wobei die18. Central unit for controlling a plurality of devices (100) according to one of claims 1 to 13, wherein the central unit first PLC means (116) for transmitting and / or receiving PLC signals (142, 138) via the signal transmission means (118; ) of the device, and wherein the
Steuerungsmittel (110) der Zentraleinheit eine Busschnittstelle zu einem Kontrollbus (176) aufweisen, um über den Kontrollbus das Schaltsignal (112) an eine bestimmte der Vorrichtungen zu übertragen.Control means (110) of the central unit have a bus interface to a control bus (176) for transmitting the switching signal (112) to a particular one of the devices via the control bus.
19. Zentraleinheit nach Anspruch 18, wobei die Steuerungsmittel (110) dazu ausgebildet sind, das Schaltsignal (112) an eine der Vorrichtung zugeordnete Adresse über den Kontrollbus zu senden. The central processing unit of claim 18, wherein the control means (110) is adapted to send the switching signal (112) to an address associated with the device via the control bus.
20. Zentraleinheit nach Anspruch 18 oder 19, wobei jede der Vorrichtungen zweite PLC-Mittel (160) aufweist, wobei die ersten und zweiten PLC-Mittel zur Kommunikation zwischen der Zentraleinheit und der betreffenden Vorrichtung über das Energieversorgungsnetz (104) ausgebildet sind. A central processing unit according to claim 18 or 19, wherein each of said devices comprises second PLC means (160), said first and second PLC means being adapted to communicate between said central processing unit and said device via said power grid (104).
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