WO2019120684A1 - Steuervorrichtung für eine ladeeinrichtung und verfahren zum steuern der ladeeinrichtung - Google Patents

Steuervorrichtung für eine ladeeinrichtung und verfahren zum steuern der ladeeinrichtung Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a control device for a charging device for charging batteries for electric vehicles and a method for controlling such Ladeein direction.
  • the electric vehicle is often connected to a charging device, often referred to as a "charging station.”
  • the charging device can then supply and recharge the battery with electric power
  • These modes include, for example, AC charging and DC charging, each with different powers and / or phases, to select the modes it may be desired for the charging device to communicate with the electric vehicle, eg via a control device developed the standards IEC 61851 and ISO 15118.
  • IEC 61851 and ISO 15118 There is a need to simultaneously charge multiple batteries for electric vehicles with a single charging station.
  • an object of the present invention is to provide an improved control device for a charging device for charging batteries for electric vehicles. Another object is to provide a verbes sertes method for controlling a charging device for charging batteries for electric vehicles.
  • control device for ei ne charging device for charging batteries for electric vehicles.
  • the control device comprises:
  • a signal generating device for generating a first signal having a first frequency and a second signal nals having a second frequency which is higher than the first frequency
  • a first communication line for transmitting the first signal from the signal generating means to a plurality of charging points
  • a second communication line for transmitting the second signal from the signal generating means to the plurality of charging points
  • each charging point being arranged to capacitively couple the second signal to the first signal to generate a communication signal, each charging point having a terminal for connecting a battery for an electric vehicle and for transmitting the communication signal to the battery connected to the terminal and wherein each charging point has a predetermined resistance of a predetermined value for adjusting a voltage of the first signal.
  • the electric vehicle hereinafter also referred to as a "vehicle”, is in particular a means of transport which can be powered by electric energy, for example a motor vehicle, in particular an electric car or an electric motorcycle, a rail vehicle, a watercraft and / or a motor vehicle
  • the electric vehicle may have an electric motor that draws a vehicle necessary for driving the electric power from the battery of the electric vehicle to drive this.
  • the battery for electric vehicles hereinafter also referred to as "battery”, is in particular a traction battery.
  • a battery for electric vehicles can be understood as meaning an energy store which serves to drive electric vehicles
  • genstnier so without being gekop pelt with the electric vehicle, be charged.
  • the charging device or “charging station” is particularly suitable for charging several batteries at the same time, in which case the charging device can supply the batteries with electric current in the vehicle firmly embedded, which is why also charging of vehicles is spelled out.
  • the charging device is suitable to charge several vehicles at the same time.
  • the charging device has in particular several charging points. At each charging point, e.g. a battery and / or a vehicle are connected and charged. The maximum number of batteries that can be connected / charged at the same time can correspond to the number of charging points of the charger. It is also possible that at the charging device at a predetermined time, e.g. no or only a single battery is connected / charged.
  • the control device is in particular part of the Ladeeinrich device. It can serve to establish communication between the charging device and a connected battery or a connected electric vehicle. Under the communication between the charging device and the battery / the electric vehicle is to be understood in particular the transfer of charge data between the charging device and the battery control. The transfer of the charge data can be done with the aid of the first signal, the second signal and the communication signal.
  • This communication may serve to provide the battery or the battery controller or the electric vehicle with charging information from the charging device. It can be transferred in the context of communication and charging information from the electric vehicle / battery control to the Ladeein direction.
  • This charging information includes, for example, an indication of the readiness of the driver to absorb energy or electricity. It can also serve to determine and / or change charging parameters (eg a maximum voltage of the deliverable electric current or a state of charge of the battery) and to carry out an authentication of the vehicle and / or a certificate check.
  • the charging information can be transmitted to the battery / electric vehicle by means of the communication signal via the terminal of the charging point.
  • the connection of the charging point is used in particular only for the transmission of the communication signal.
  • a separate charging terminal or charging pin may be provided at the charging point, by which electric power can be transmitted to the battery.
  • the generating of the communication signal is understood to be, in particular, modulating the second signal onto the first signal.
  • the communication signal is in particular a superposition of the first and the second signal.
  • the first signal is in particular an AC signal.
  • the second signal in each of the charging points can be capacitively coupled to the first signal.
  • each charging point may have a capacitor which connects the first communication line and the second communication line with each other.
  • the capacitor is in particular a coupling capacitor suitable for high frequency signals, e.g. for the second signal, but is permeable to low frequency signal, for example for the first signal, is impermeable.
  • the capacitor can be selected such that it passes the second signal, but not the first signal.
  • the first and second communication lines may be cables which respectively transmit the first and second signals from the signal generating means which generates these signals to the respective charging points.
  • Each charging point has a predetermined impedance generated by the predetermined resistance.
  • this particular resistor is serially connected along the first communication line to adjust the voltage of the first signal.
  • the predetermined resistance is set to reduce the voltage of the first signal when connecting a battery / vehicle to the terminal.
  • adjusting the voltage of the first signal is meant in particular reducing the voltage of the first signal when connecting a battery / vehicle to the terminal.
  • the predetermined resistance is particularly suitable for matching the impedance of a voltage source of the first signal.
  • the predetermined value of the predetermined resistance is set in particular by a standard for the communication between the charging device and the battery / the electric vehicle.
  • This standard may be the standard IEC 61851, in particular the version IEC 61851-1, 3rd edition, February 2017. This standard stipulates in particular that the voltage of the first signal must be loaded by a resistor with a predetermined value.
  • this standard resistance is provided in particular in each individual charging point by a predetermined resistance is arranged in each charging point.
  • the predetermined resistance can correspond to the standard-compliant resistance. This achieves in particular that several vehicles can be charged to a single standard compliant charging device.
  • the predetermined resistance may be e.g. to be a lekü resistance.
  • the charging device can thereby in particular with several Batte
  • control device can simultaneously support the communication or the data exchange with a plurality of batteries / electric vehicles, without providing an egg signal generator for each charging point.
  • the signal generating device is often a complex component that includes a microcontroller. Characterized in that the control device comprises a single Signalalerzeu supply device, the control device can be made easier and cheaper.
  • Microcontrollers are not only expensive to produce, but also less resistant to heat than resistors, capacitors and electrical cables. In fact, due to the PN junction in silicon, microcontrollers are only stable up to about 105 ° C. Due to the electric current, however, it may come in the charging points to higher temperatures, wes half it is not desirable to provide the microcontroller points in the charge.
  • the components which are part of the charging point in the described control device, in particular the capacitor for capacitively coupling the second signal to the first signal, the predetermined resistance and the electrical lines for conducting the signals, are also resistant to temperatures of 200 ° C. By providing the microcontroller away from the charging points, it can be prevented from being damaged at too high temperatures.
  • the predetermined resistance is in particular arranged so close to the vehicle that a suppression of unwanted th disturbances in the signal transmission can take place. If the predetermined resistance were provided in the region of the signal generation device, because of the length of the first and second communication lines, interference would transmitted signals occur.
  • the disturbances can be coupled eg by a power supply line. Since a stand between the charging point and the battery is smaller than a distance between the signal generating device and the Bat ter, it is advantageous to provide the predetermined resistance in the respective charging points. As a result, faults can be reduced.
  • the high impedance path that is, the distance between the predetermined resistance and the vehicle, can be kept short because the predetermined resistance is provided in the respective charging points.
  • the Stre cke with a low impedance ie the distance between the signal generating device and the respective réelle certain resistances can remain large.
  • each charging point comprises a loading element, which is adapted to load the second signal such that a level of the second signal, regardless of whether the battery is connected to the charging point or not, remains constant.
  • the level of the second signal when the battery is connected is thus in particular the same as when no battery is closed. In other words, a level of the second signal remains constant. This results in events at a charging point, e.g. the coupling / decoupling of a battery, have no repercussions on the other charging points and / or no repercussions on the signal generating device. In particular, the second signal remains the same regardless of how many batteries are coupled to the charger.
  • the loading element may load the second signal as much as a conventional internal resistance of the battery / electric vehicle.
  • the internal resistance is a resistance of the battery / vehicle on a communication side of the battery Vehicle and not on a power side of the battery / vehicle.
  • the loading element may for example be a damping element, in particular a resistor. This may be a variable resistor, which can be connected in particular to the line of the second signal.
  • each charging point has a switchable resistor, which is switchable between the second communication line and ground.
  • the switchable resistor is in particular a load element.
  • the zuschaltba re resistance is in particular the same value as the usual internal resistance of the battery / electric vehicle.
  • the value of the switchable resistor can be e.g. 50W betra conditions.
  • the switchable resistor is switched in particular in a state in which no battery / no vehicle is connected to the charging point, between the second communication line and ground.
  • the switchable resistor loads the second signal in particular just as much as it would burden the internal resistance of a connected battery / a connected vehicle.
  • the signal generating device and the plurality of charging points are physically, in particular spatially, separate devices. That is, for example, that the signal generating means is separable from the plurality of charging points.
  • the charging points are arranged at a distance from the signal generating device.
  • the first signal is a pulse width modulated signal (PWM signal) and / or the second signal is a power line communication signal (PLC signal).
  • PWM signal is an AC signal with a ⁇ 12V voltage and a 1 000Hz frequency.
  • the PWM signal can be a square wave signal.
  • the duty cycle of the PWM signal can assume the meaning determined in the IEC 61851 standard.
  • the second signal may be a high frequency communication signal, e.g. be a PLC signal.
  • the PLC signal has a ⁇ 3V voltage, and a second frequency that is significantly higher than the first frequency of the first signal.
  • the second frequency is e.g. 2 to 20MHz.
  • the PLC signal can be addressed to a specific battery or to a specific electric vehicle that is connected to a specific charging point.
  • the PLC signal is transmitted, for example, according to an internet protocol.
  • the PLC signal may indicate in a header section for which charging point it is intended. Based on the header section, the electric vehicle or the battery charging module can determine whether the signal following the header section is intended for the electric vehicle or the battery charging module and, if necessary, evaluating it. For example, if it is detected that the signal following the header portion is destined for another receiver, it is ignored.
  • the signal following the header section may be encrypted.
  • the communication signal generated by modulating the PLC signal onto the PWM signal is essentially a ⁇ 12V square wave signal at a first frequency, to which a ⁇ 3V signal at a second frequency higher than the first frequency is, is added up.
  • each charging point is addressed, the communication signal according to the standard IEC 61851 (in particular IEC 61851-1, 3rd edition, February 2017), ISO 15118 (in particular ISO 15118-1, September 2013) and / or SAE J1772 (in particular SAE J1772, October 2017) to the connected battery.
  • IEC 61851 in particular IEC 61851-1, 3rd edition, February 2017
  • ISO 15118 in particular ISO 15118-1, September 2013
  • SAE J1772 in particular SAE J1772, October 2017
  • the predetermined value of the predetermined resistance is between 0.8 and 1.2k ⁇ .
  • the value of the total impedance is exactly lkQ and thus complies with the IEC 61851 standard.
  • the loading element loads the second signal with a load resistor having a value between 30 and 70 W, in particular between 40 and 60 W.
  • the load resistance can be the switchable resistor.
  • each charging point is directed to switch on the loading element between the second communication line and ground in a state in which no battery is connected to the La deddling.
  • each charging point is formed as part of a charging cable and / or a plug for charging batteries for electric vehicles.
  • Each charging point may be in a charging cable or in a plug, e.g. in a plug of type 1, 2, 3 or 4, to be integrated.
  • the plugs may also be defined in the standards IEC 62196 (in particular IEC 62196-1, 3rd edition, June 2014), SAE J1772 (especially SAE J1772, October 2017) or JEVS G105 (1993).
  • the charging cable may be a Mode-1 or Mode-2 charging cable, which is e.g. in the standards IEC 62196, SAE J1772 or JEVS G105.
  • connection is a control pilot contact / pin of a socket for charging batteries for electric vehicles, in particular a type 1 socket, a type 2 socket, or a combo socket, or a control socket. Pilot contact of a plug for charging batteries for electric vehicles, in particular a type 1 Plug, a type 2 plug or a combo plug.
  • the plugs and sockets can also be defined in the standards IEC 62196, SAE J1772 or JEVS G105.
  • each charging point further comprises at least one power supply connection for Versor conditions of the connected battery with electric power.
  • the power supply line for supplying the battery with electric current in particular runs parallel to the ers th and second communication lines and may be provided in a same charging cable as this.
  • At least one charging point comprises a detection device with a voltage measuring device, which is adapted to determine, taking into account a measured voltage of the communication signal, whether a battery for electric vehicles is connected to the circuit or not.
  • the voltage measuring device can measure a voltage of the communication signal that is provided to the battery via the connection.
  • Theistsmessein direction for example, be designed as a window discriminator.
  • the tension measuring device may e.g. control the connection of the switchable resistor.
  • the first signal is a PWM signal with a voltage between + 11V and + 13V, in particular special with a voltage of ⁇ 12V, and a frequency between between 900 and 1100Hz, in particular of 1000Hz.
  • a method for controlling a charging device for charging batteries for electric vehicles is provided with a control device according to the first aspect or according to an embodiment of the first aspect.
  • the embodiments and features described for the proposed control device apply correspondingly to the proposed method.
  • the method comprises in particular the steps:
  • each charging point comprising a terminal for connecting a battery for an electric vehicle and for transmitting the communication signal to the battery connected to the terminal, and wherein each charging point has one having predetermined resistance with a predetermined value for adjusting a voltage of the first signal.
  • a computer program product which permits the execution of the method according to the second aspect or according to an embodiment of the second aspect on a program-controlled device.
  • the program-controlled device is in particular the control device according to the first aspect or according to an embodiment of the first aspect.
  • a computer program product such as a computer program means may, for example, be used as a storage medium, e.g.
  • Memory card USB stick, CD-ROM, DVD, or even in the form of a downloadable file provided by a server in a network or delivered. This can be done, for example, in a wireless communication network through the transmission of a corresponding file with the computer program product or computer program means.
  • a charging device for charging the battery of electric vehicles which comprises the tax advantage direction according to the first aspect or according to an embodiment of the first aspect Ausry.
  • Fig. 1 shows a control device for a charging device according to a first embodiment
  • Fig. 2, 3 and 4 show examples of a timing of a first signal, a second signal and a commu nikationsssignals
  • FIG. 5 shows a control device for a charging device according to a second embodiment
  • FIG. 6 shows a control device for a charging device according to a third embodiment
  • FIG. 7 shows an example of a circuit including an electric vehicle and a control device according to the first, second or third embodiment.
  • the same or functionally identical elements have been given the same reference numerals, unless stated otherwise.
  • Fig. 1 shows a control device 1 for a Ladeein device 2 according to a first embodiment.
  • the Steuerein device 1 is part of the charging device 2. It comprises four charging points 6a - 6d, each with a port 8a - 8d. At each terminal 8a - 8d, a battery 10 for a Elekt rolanguage 9 (or an electric vehicle 9) connected to who.
  • Fig. 1 for example, only at the terminals 8a and 8d batteries 10, 10 'for electric vehicles 9, 9' are ruled out.
  • electric vehicles 9, 9 'are in Fig. 1 electric cars Darge presents.
  • At the terminals 8b and 8c nothing is ruled out.
  • Each terminal 8a-8d is configured as a control pilot contact of a type 2 power outlet which is used for communication between the charging device 2 and an electric vehicle 9, 9 'connected to the connection 8a-8d or one on the
  • Terminal 8a - 8d connected battery 10, 10 ' is provided.
  • Each charging point 6a-6d furthermore also has a power supply connection, not shown, via which the connected battery 10, 10 'can be supplied with electric current.
  • the control device 1 comprises a Signalaler Wegungseinrich device 3, which generates a first signal S1 and a second signal S2.
  • the first signal S1 is generated as a pulse width modulated square wave signal (PWM signal) with a voltage of + 12V and a first frequency of 1,000 Hz.
  • PWM signal pulse width modulated square wave signal
  • 2 shows an example of a time profile of the PWM signal Sl.
  • PWM signal pulse width modulated square wave signal
  • P has the PWM signal for one predetermined duration PI a + 12V voltage and for the remaining time P2 a -12V voltage.
  • the duty cycle ofcuit certain duration PI, P2 for the duration of a period P is indicated in Fig. 2 as a percentage. This percentage indicates possible modes for charging batteries 10.
  • the second signal S2 is generated as a PLC signal having a voltage swing of ⁇ 3V at a second frequency of 2 - 20MHz, which is significantly higher than the first frequency of the first signal S1.
  • FIG. 3 shows an example of a timing of the PLC signal S2.
  • the control device 1 comprises a first communication line 4 which transmits the PWM signal S1 to each of the charging points 6a-6d and a second communication line 5 which transmits the PLC signal S2 to each of the charging points 6a-6d.
  • Each charging point 6a-6d includes a capacitor 7, 7 ', 7 ", 7"' for capacitively coupling the first and second communication lines 4, 5 to link the PLC signal S2 to the PWM signal S1.
  • the PLC signal S2 is modulated onto the PWM signal S1 to generate a communication signal KS.
  • This can be transmitted via a third communication line 26, 26 ', 26' ', 26' '' to the respective terminals 8a - 8d.
  • 4 shows an example of egg nen temporal course of the communication signal KS. This essentially has the form of the first signal S1 with Va riationen corresponding to the PLC signal S2 on.
  • the communication signal KS contains a charging information, which is transmitted from the signal generating device 3 to the vehicle 9, 9 '.
  • this loading information enables performing charging functions, such as negotiating and changing charging parameters (voltage, phase, etc.), authentication, certificate management, and / or certificate verification.
  • the capacitor 7, 7 ', 7'',7'' is chosen so that it is transparent to the PLC signal S2, but is impermeable to the PWM signal S1.
  • the PWM signal S1 complies with the IEC 61851 standard.
  • a predetermined resistor 12, 12 ', 12' ', 12' '' is provided in each charging point, which has a voltage of the PWM signal S1 the first communication line 4 adapts.
  • the predetermined resistance 12, 12 ', 12' ', 12' '' has a predetermined value of lkQ.
  • the predetermined resistor 12, 12 ', 12' ', 12' ''' is arranged in the first line 4 so that it reduces the voltage of the PWM signal S1 when connecting the battery 10, 10 'to the terminal 8a, 8d. As a result, the voltage of the communication signal KS in the third line 26, 26 '' 're Jerusalem.
  • the control device 1 shown in FIG. 1 has only a single central signal generating device 3, which generates a PWM signal S1 and a PLC signal S2 for all charging points 8a-8d.
  • the control device 1 can be manufactured simply because all the complex components are in the device designed as a microcontroller Signalaler Wegungseinrich 3 and only needed once. Further, with the control device 1 advantageously with multiple Batte Rien 10, 10 '/ electric vehicles 9, 9' simultaneously communi graced.
  • FIG. 5 shows a part of a control device 100 for the charging device 2 according to a second embodiment.
  • the control device 100 according to the second embodiment is different from the control device 1 according to the first embodiment. th embodiment by the As described below pectas.
  • the signal generating device 3 comprises a microcontroller 11, which activates a generation of the PWM signal S1 with a square-wave voltage generator 32 as well as a generation of the PLC signal S2.
  • the microcontroller 11 also controls the outputting of an electric current for charging the batteries 10 (not shown).
  • Fig. 5 only three charging points 6a - 6c are shown. However, the control device 100 has at least one wide recharging point 6d, in particular still several further charging points 6d, which are similar to the charging points 6a - 6c are formed. Each charging point 6a - 6c has an (optional) to additional capacitor 13, 13 ', 13' ', which is connected in the respec loading points 6a - 6d in the second communication line 5 in front of the capacitor 7, 7', 7 '' ,
  • each charging point 6a-6c has a loading element 16, 16 ', 16 ", which is designed as a switchable resistor.
  • This switchable resistor 16, 16 ', 16' ' is switchable between the second communication line 5 and ground 24. In FIG. 5, this is a 50W resistor.
  • the switchable resistor 16, 16 ', 16' ' is by closing a switch 15, 15', 15 '' between the second communication line 5 with the PLC signal S2 and egg nem ground terminal 24 switchable.
  • the PLC signal S2 is connected battery 10, 10 'by an internal resistance Wi of the battery 10, 10' or the electric vehicle 9, 9 'charged. This will be described in more detail below with reference to FIG. 7.
  • the internal resistance preferably has the same value as the switchable resistor 16, 16 ', 16' '.
  • a battery 10 is connected only to the terminal 8a, which is why only the switch 15 of the loading point 6a is opened.
  • the switches 15 ', 15' 'of the charging points 6b and 6c are closed and the associated switchable resistors 16', 16 '' are connected between the second communication line 5 with the PLC signal S2 and ground 24.
  • Each charging point 6a-6c has a voltage measuring device 14, 14 ', 14 "which measures the voltage of the communication signal KS immediately before the terminals 8a-8c.
  • the voltage measuring device 14, 14 ', 14' ' is in this case designed as a window discriminator. If no battery 10, 10 'is connected to the terminal 8a - 8c (charging points 6b and 6c in FIG. 5), the voltage of the communication signal is 112V. In this case, thepolsmesseinrich device 14 ', 14' 'sends a control signal 17', 17 '' to the switch 15 ', 15' 'to close it.
  • the voltage measuring device 14 measures a voltage drop of the communication signal KS at 9V, 6V or 3V at the corresponding connection 8a. This voltage drop can be generated by the predetermined resistor 12, and in that the battery 10 or the electric vehicle 9 has an internal resistance, which is explained in more detail with reference to FIG. 7. If the voltage measuring device 14 measures a voltage drop, it determines that a battery 10 is connected to the terminal 8a-8c, and controls an opening of the circuit. ters 15 with the control signal 17 on. This is the case in the charging point 6a shown in FIG. If at the La deddlingen 6b and 6c a battery 10, 10 'would be connected, the voltage measuring means 14', 14 '' in the ent speaking charging points 6b, 6c perform a device 14 forchrosmesseinrich analogous function.
  • Fig. 6 shows a control device 101 for a Ladeein device 2 according to a third embodiment.
  • the control device 101 differs from the control device 100 of the second embodiment in that it has a charging point 6e different from the other charging points 6a, 6b.
  • the charging point 6e has no voltage measuring device 14,
  • a mechanical contact 25 or switch which serves to turn on the resistor 16 '', mechanically actuated when a battery 10, 10 'ent is removed.
  • the mechanical contact 25 can interact, for example, with a sensor, not shown, wherein the sensor detects whether a charging plug 30 has been plugged into the terminal 8 ge or has been removed, and a corresponding Sig nal to the mechanical contact 25 forwards.
  • FIG. 7 shows an example of a circuit comprising an electric vehicle 9 and a control device 1, 100, 101 according to the first, second or third embodiment.
  • the control device 1, 100, 101 is shown simplistic.
  • a battery charging module 28 which has a di ode 18, an internal resistor 19, a measuring device 20, a vehicle-side switch 21 and a vehicle-connected switchable resistor 22.
  • the internal resistor 19 leads to the previously described voltage drop of the communication signal KS in the charging point 6a and that the switch 15 is opened so that the switchable resistor 16 is not connected between the second communication line 5 with the second signal S2 and ground 24 (FIG. 5).
  • the measuring device 20 When connecting the battery 10 to the terminal 8a receives the battery charging module 28 via the charging cable 29, the communication tion signal KS. This is analyzed by means of the measuring device 20.
  • the measuring device 20 measures for this purpose a frequency, ei ne voltage and a pulse width modulation of the communication signal KS.
  • the measuring device 20 selects a preferred charging mode for charging the battery 10 and controls this with a vehicle-side control signal 23 opening or closing the vehicle-side switch 21, whereby the vehicle-side switchable resistor 22 was parallel to the internal cons 19 can be switched or not.
  • the number of charging points 6a - 6e on a charging device 1 is arbitrary, but at least two charging points should be provided on a charging device.
  • the resistance values and capacitance values can be modified as desired.
  • the charging points 6a-6e may also be embedded in the charging cable 29 or in the charging connector 30. They can also be part of a charging socket.
  • the frequency and voltage of the first signal, the second signal and the communication signal can also be changed.
  • the predetermined value of the predetermined resistance, the value of the switchable resistor, the capacitance values and the type of signal can be selected such that they also correspond to other than the described standards for communication between charging device and electric vehicle.
  • the individual charging points of a control device can also be identical or different. As a load element, other damping elements than the described switchable resistor can be used.

Abstract

Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung zum Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge, umfassend: eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals mit einer ersten Frequenz und eines zweiten Signals mit einer zweiten Frequenz, welche höher als die erste Frequenz ist; eine erste und eine zweite Kommunikationsleitung zum Übertragen des ersten und des zweiten Signals von der Signalerzeugungseinrichtung an mehrere Ladepunkte; und die mehreren Ladepunkte, wobei jeder Ladepunkt eingerichtet ist, zum Erzeugen eines Kommunikationssignals das zweite Signal mit dem ersten Signal kapazitiv zu koppeln, wobei jeder Ladepunkt einen Anschluss zum Anschließen einer Batterie für ein Elektrofahrzeug und zum Übertragen des Kommunikationssignals an die an dem Anschluss angeschlossene Batterie umfasst, und wobei jeder Ladepunkt einen vorbestimmten Widerstand mit einem vorbestimmten Wert zum Anpassen einer Spannung des ersten Signals aufweist.

Description

Beschreibung
Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung und Verfahren zum Steuern der Ladeeinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung zum Laden von Batterien für Elektrofahr zeuge sowie ein Verfahren zum Steuern einer solchen Ladeein richtung .
Zum Aufladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs wird das Elektrofahrzeug häufig an eine Ladeeinrichtung, die oft auch als „Ladestation" bezeichnet wird, angeschlossen. Die Lade einrichtung kann dann die Batterie mit elektrischem Strom versorgen und aufladen. Es gibt Ladeeinrichtungen, die die Batterie des angeschlossenen Elektrofahrzeugs in unterschied lichen Modi aufladen können. Diese Modi umfassen beispiels weise Wechselstromaufladungen sowie Gleichstromaufladungen mit jeweils unterschiedlichen Leistungen und/oder Phasen. Zur Auswahl der Modi kann gewünscht sein, dass die Ladeeinrich tung mit dem Elektrofahrzeug kommuniziert, z.B. über eine Steuervorrichtung. Hierzu wurden zum Beispiel die Standards IEC 61851 und ISO 15118 entwickelt. Es besteht ein Bedarf, mit einer einzigen Ladestation gleichzeitig mehrere Batterien für Elektrofahrzeuge aufzuladen.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung zum Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge zu schaffen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein verbes sertes Verfahren zum Steuern einer Ladeeinrichtung zum Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge zu schaffen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Steuervorrichtung für ei ne Ladeeinrichtung zum Laden von Batterien für Elektrofahr zeuge vorgeschlagen. Die Steuervorrichtung umfasst:
eine Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines ers ten Signals mit einer ersten Freguenz und eines zweiten Sig- nals mit einer zweiten Frequenz, welche höher als die erste Frequenz ist;
eine erste Kommunikationsleitung zum Übertragen des ers ten Signals von der Signalerzeugungseinrichtung an mehrere Ladepunkte ;
eine zweite Kommunikationsleitung zum Übertragen des zweiten Signals von der Signalerzeugungseinrichtung an die mehreren Ladepunkte; und
mehrere Ladepunkte, wobei jeder Ladepunkt eingerichtet ist, zum Erzeugen eines Kommunikationssignals das zweite Sig nal mit dem ersten Signal kapazitiv zu koppeln, wobei jeder Ladepunkt einen Anschluss zum Anschließen einer Batterie für ein Elektrofahrzeug und zum Übertragen des Kommunikationssig nals an die an dem Anschluss angeschlossene Batterie umfasst, und wobei jeder Ladepunkt einen vorbestimmten Widerstand mit einem vorbestimmten Wert zum Anpassen einer Spannung des ers ten Signals aufweist.
Das Elektrofahrzeug, im Folgenden auch „Fahrzeug", ist insbe sondere ein Verkehrsmittel, das mit elektrischer Energie an getrieben werden kann. Das Elektrofahrzeug kann dabei zum Beispiel ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektroauto oder ein Elektromotorrad, ein Schienenfahrzeug, ein Wasserfahrzeug und/oder ein Luftfahrzeug sein. Das Elektrofahrzeug kann ei nen Elektromotor aufweisen, der eine zum Antrieb des Elektro fahrzeugs notwendige Energie aus der Batterie des Elektro fahrzeugs zieht, um dieses anzutreiben.
Die Batterie für Elektrofahrzeuge, im Folgenden auch nur „Batterie", ist insbesondere eine Traktionsbatterie. Unter einer Batterie für Elektrofahrzeuge kann ein Energiespeicher verstanden werden, der zum Antrieb von Elektrofahrzeugen dient. Die Batterie kann mehrere zusammengeschaltete Batte riezellen aufweisen. Die Batterie kann ferner ein Batteriela demodul bzw. eine Batteriesteuerung aufweisen, mit welcher die Ladeeinrichtung kommuniziert und/oder einen Ladevorgang steuert. Anhand des Batterielademoduls kann die Batterie ei- genständig, also ohne dass sie mit dem Elektrofahrzeug gekop pelt ist, aufgeladen werden.
Die Ladeeinrichtung, auch „Ladestation", ist insbesondere ge eignet, mehrere Batterien gleichzeitig aufzuladen. Hierzu kann die Ladeeinrichtung die Batterien mit elektrischem Strom versorgen. Zum Aufladen einer Batterie kann diese aus dem Fahrzeug herausgenommen werden oder innerhalb des Fahrzeugs gelassen werden. Die Batterie kann in dem Fahrzeug fest ein gebettet sein, weshalb auch von Aufladen von Fahrzeugen ge sprochen wird. Insbesondere ist die Ladeeinrichtung geeignet, mehrere Fahrzeuge gleichzeitig aufzuladen.
Die Ladeeinrichtung weist insbesondere mehrere Ladepunkte auf. An jeden Ladepunkt kann z.B. eine Batterie und/oder ein Fahrzeug angeschlossen und aufgeladen werden. Die maximale Anzahl an Batterien, die zeitgleich angeschlossen/aufgeladen werden können, kann der Anzahl an Ladepunkten der Ladeein richtung entsprechen. Es ist auch möglich, dass an der Lade einrichtung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt z.B. keine oder nur eine einzige Batterie angeschlossen/aufgeladen wird.
Die Steuervorrichtung ist insbesondere Teil der Ladeeinrich tung. Sie kann dazu dienen, eine Kommunikation zwischen der Ladeeinrichtung und einer angeschlossenen Batterie bzw. einem angeschlossenem Elektrofahrzeug herzustellen. Unter der Kom munikation zwischen der Ladeeinrichtung und der Batterie/dem Elektrofahrzeug ist insbesondere das Übertragen von Ladedaten zwischen der Ladeeinrichtung und der Batteriesteuerung zu verstehen. Das Übertragen der Ladedaten kann mit Hilfe des ersten Signals, des zweiten Signals und des Kommunikations signals erfolgen. Diese Kommunikation kann dazu dienen, der Batterie oder der Batteriesteuerung oder dem Elektrofahrzeug eine Ladeinformation von der Ladeeinrichtung bereitzustellen. Es kann im Rahmen der Kommunikation auch eine Ladeinformation von dem Elektrofahrzeug/der Batteriesteuerung an die Ladeein richtung übertragen werden. Diese Ladeinformation umfasst beispielsweise eine Angabe über die Bereitschaft des Fahr- zeugs, Energie bzw. elektrischen Strom aufzunehmen. Sie kann auch dazu dienen, Ladeparameter (z.B. eine maximale Spannung des lieferbaren elektrischen Stroms oder einen Ladezustand der Batterie) zu bestimmen und/oder zu ändern sowie eine Au- thentifizierung des Fahrzeugs und/oder eine Zertifikatsüber prüfung durchzuführen.
Die Ladeinformation kann der Batterie/dem Elektrofahrzeug mit Hilfe des Kommunikationssignals über den Anschluss des Lade punkts übermittelt werden. Der Anschluss des Ladepunkts dient insbesondere nur zur Übertragung des Kommunikationssignals. Zum Aufladen der Batterie kann z.B. ein separater Ladean schluss oder Ladepin an dem Ladepunkt vorgesehen sein, durch welchen elektrischer Strom an die Batterie übertragen werden kann .
Unter dem Erzeugen des Kommunikationssignals wird insbesonde re ein Aufmodulieren des zweiten Signals auf das erste Signal verstanden. Das Kommunikationssignal ist insbesondere eine Überlagerung des ersten und des zweiten Signals. Das erste Signal ist insbesondere ein Wechselspannungssignal. Zum Er zeugen des Kommunikationssignals kann das zweite Signal in jedem der Ladepunkte kapazitiv mit dem ersten Signal gekop pelt werden. Hierzu kann jeder Ladepunkt einen Kondensator aufweisen, der die erste Kommunikationsleitung und die zweite Kommunikationsleitung miteinander verbindet. Der Kondensator ist insbesondere ein Kopplungskondensator, der für Hochfre- guenzsignale, z.B. für das zweite Signal, durchlässig ist aber für Niederfreguenzsignal , zum Beispiel für das erste Signal, undurchlässig ist. Der Kondensator kann derart ge wählt werden, dass er das zweite Signal durchlässt, aber das erste Signal nicht.
Die erste und die zweite Kommunikationsleitung können Kabel sein, die jeweils das erste und das zweite Signal von der Signalerzeugungseinrichtung, die diese Signale erzeugt, an die jeweiligen Ladepunkte übertragen. Jeder Ladepunkt weist eine vorbestimmte Impedanz auf, die durch den vorbestimmten Widerstand erzeugt wird. Dieser vor bestimmte Widerstand ist insbesondere seriell entlang der ersten Kommunikationsleitung geschaltet, um die Spannung des ersten Signals anzupassen.
In Ausführungsformen ist der vorbestimmte Widerstand einge richtet, die Spannung des ersten Signals bei Anschließen ei ner Batterie/eines Fahrzeugs an den Anschluss zu Reduzieren. Unter dem Anpassen der Spannung des ersten Signals wird ins besondere ein Reduzieren der Spannung des ersten Signals bei Anschließen einer Batterie/eines Fahrzeugs an den Anschluss gemeint. Der vorbestimmte Widerstand ist insbesondere zum An passen der Impedanz einer Spannungsquelle des ersten Signals geeignet .
Der vorbestimmte Wert des vorbestimmten Widerstands ist ins besondere durch einen Standard für die Kommunikation zwischen der Ladeeinrichtung und der Batterie/des Elektrofahrzeugs vorgegeben. Dieser Standard kann der Standard IEC 61851, ins besondere die Version IEC 61851-1, 3. Auflage, Februar 2017, sein. Dieser Standard schreibt insbesondere vor, dass die Spannung des ersten Signals durch einen Widerstand mit einem vorgegebenen Wert belastet werden muss. In der beschriebenen Steuervorrichtung wird dieser standardgemäße Widerstand ins besondere in jedem einzelnen Ladepunkt vorgesehen, indem in jedem Ladepunkt ein vorbestimmter Widerstand angeordnet wird. Der vorbestimmte Widerstand kann dabei dem standardkonformen Widerstand entsprechen. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass mehrere Fahrzeuge an einer einzigen standardkonformen Ladeeinrichtung aufgeladen werden können. Der vorbestimmte Widerstand kann z.B. ein lkü-Widerstand sein.
In der beschriebenen Steuervorrichtung sind insbesondere meh rere Ladepunkte an einer einzigen Signalerzeugungseinrichtung vorgesehen. Dadurch kann erreicht werden, dass sowohl das erste als auch das zweite Signal nur einmalig erzeugt werden muss. Das erste und das zweite Signal können durch mehrere Ladepunkte als ein Kommunikationssignal an mehrere Batte rien/Elektrofahrzeuge übertragen werden. Die Ladeeinrichtung kann dadurch insbesondere mit mehreren Batte
rien/Elektrofahrzeugen gleichzeitig kommunizieren.
Somit kann die Steuervorrichtung die Kommunikation bzw. den Datenaustausch mit mehreren Batterien/Elektrofahrzeugen gleichzeitig unterstützen, ohne für jeden Ladepunkt eine ei gene Signalerzeugungseinrichtung vorzusehen. Dieses ist vor teilhaft, weil die Signalerzeugungseinrichtung häufig ein komplexes Bauteil ist, das einen Mikrocontroller umfasst. Dadurch, dass die Steuervorrichtung eine einzige Signalerzeu gungseinrichtung umfasst kann die Steuervorrichtung einfacher und kostengünstiger hergestellt werden.
Mikrocontroller sind nicht nur aufwendig herzustellen, son dern auch nicht so hitzebeständig wie Widerstände, Kondensa toren und elektrische Leitungen. Tatsächlich sind Mikrocon troller wegen des PN-Übergangs im Silizium nur bis circa 105°C beständig. Aufgrund des elektrischen Stroms kann es in den Ladepunkten jedoch zu höheren Temperaturen kommen, wes halb es nicht erwünscht ist, den Mikrocontroller in den Lade punkten vorzusehen. Die Bauteile, die in der beschriebenen Steuervorrichtung Teil des Ladepunkts sind, insbesondere der Kondensator zum kapazitiven Koppeln des zweiten Signals mit dem ersten Signal, der vorbestimmte Widerstand und die elektrischen Leitungen zum Leiten der Signale, sind auch bis Temperaturen von 200°C beständig. Indem der Mikrocontroller entfernt von den Ladepunkten vorgesehen wird, kann verhindert werden, dass dieser bei zu hohen Temperaturen geschädigt wird .
Der vorbestimmte Widerstand ist insbesondere derart nahe am Fahrzeug angeordnet, dass eine Unterdrückung von unerwünsch ten Störungen in der Signalübertragung erfolgen kann. Wäre der vorbestimmte Widerstand im Bereich der Signalerzeugungs einrichtung vorgesehen, würden wegen der Länge der ersten und zweiten Kommunikationsleitungen häufig Störungen in den über- tragenen Signalen auftreten. Die Störungen können z.B. durch eine Stromversorgungsleitung eingekoppelt werden. Da ein Ab stand zwischen dem Ladepunkt und der Batterie kleiner als ein Abstand zwischen der Signalerzeugungseinrichtung und der Bat terie ist, ist es vorteilhaft, den vorbestimmten Widerstand in den jeweiligen Ladepunkten vorzusehen. Dadurch können Stö rungen reduziert werden.
Anders ausgedrückt, kann die Strecke mit einer hohen Impe danz, also die Strecke zwischen dem vorbestimmten Widerstand und dem Fahrzeug, kurz gehalten werden, weil der vorbestimmte Widerstand in den jeweiligen Ladepunkten vorgesehen ist.
Dadurch können die Störungen klein gehalten werden. Die Stre cke mit einer niedrigen Impedanz, also die Strecke zwischen der Signalerzeugungseinrichtung und den jeweiligen vorbe stimmten Widerständen, kann dabei groß bleiben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst jeder Ladepunkt ein Be lastungselement, welches dazu eingerichtet ist, das zweite Signal derart zu belasten, dass ein Pegel des zweiten Signals unabhängig davon, ob die Batterie an dem Ladepunkt ange schlossen ist oder nicht, konstant bleibt.
Der Pegel des zweiten Signals bei angeschlossener Batterie ist somit insbesondere derselbe, wie wenn keine Batterie an geschlossen ist. Anders ausgedrückt, bleibt ein Pegel des zweiten Signals konstant. Dieses führt dazu, dass Vorgänge an einem Ladepunkt, z.B. das Koppeln/Entkoppeln einer Batterie, keine Rückwirkungen auf die anderen Ladepunkte und/oder keine Rückwirkungen auf die Signalerzeugungseinrichtung haben. Das zweite Signal bleibt insbesondere dasselbe, unabhängig davon, wie viele Batterien an der Ladeeinrichtung gekoppelt sind.
Das Belastungselement kann das zweite Signal genauso stark belasten, wie ein üblicher interner Widerstand der Batte rie/des Elektrofahrzeugs. Bei dem internen Widerstand handelt es sich insbesondere um einen Widerstand der Batterie/der Fahrzeugs, der auf einer Kommunikationsseite der Batterie/des Fahrzeugs und nicht auf einer Leistungsseite der Batterie/der Fahrzeugs liegt. Das Belastungselement kann beispielsweise ein Dämpfungselement, insbesondere ein Widerstand sein. Es kann sich dabei um einen veränderlichen Widerstand handeln, welcher insbesondere an die Leitung des zweiten Signals zu- schaltbar ist.
In Ausführungsformen weist jeder Ladepunkt einen zuschaltba- ren Widerstand auf, der zwischen der zweiten Kommunikations leitung und Masse schaltbar ist. Der zuschaltbare Widerstand ist dabei insbesondere ein Belastungselement. Der zuschaltba re Widerstand beträgt insbesondere denselben Wert, wie der übliche interne Widerstand der Batterie/des Elektrofahrzeugs. Der Wert des zuschaltbaren Widerstands kann z.B. 50W betra gen. Der zuschaltbare Widerstand wird insbesondere in einem Zustand, in dem keine Batterie/kein Fahrzeug an dem Ladepunkt angeschlossen ist, zwischen der zweiten Kommunikationsleitung und Masse zugeschaltet. Der zuschaltbare Widerstand belastet dabei das zweite Signal insbesondere genauso stark wie es der interne Widerstand einer angeschlossenen Batterie/eines ange schlossenen Fahrzeugs belasten würde.
Es ist auch denkbar, das zweite Signal aus dem Kommunikati onssignal auszukoppeln und das ausgekoppelte Signal zu belas ten, insbesondere mit einem zuschaltbaren Widerstand zu be lasten .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Signalerzeu gungseinrichtung und die mehreren Ladepunkte physikalisch, insbesondere räumlich, voneinander getrennte Einrichtungen. Das heißt z.B., dass die Signalerzeugungseinrichtung von den mehreren Ladepunkten trennbar ist. Insbesondere sind die La depunkte distanziert von der Signalerzeugungseinrichtung an geordnet .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) und/oder das zweite Signal ist ein Power Line Communication Signal (PLC-Signal) . Das erste Signal, das zweite Signal und das Kommunikations signal können zum Übertragen von Daten verwendet werden. Das PWM-Signal ist insbesondere ein Wechselspannungssignal mit einer ±12V-Spannung und einer 1. OOOHz-Frequenz . Das PWM- Signal kann ein Rechtecksignal sein. Das Tastverhältnis des PWM-Signals kann dabei die in dem Standard IEC 61851 bestimm te Bedeutung annehmen.
Das zweite Signal kann ein Hochfreguenzkommunikationssignal , z.B. ein PLC-Signal sein. Das PLC-Signal hat beispielsweise eine ±3V Spannung, und eine zweite Frequenz, die bedeutend höher als die erste Frequenz des ersten Signals ist. Die zweite Frequenz beträgt z.B. 2 bis 20MHz. Das PLC-Signal kann an eine bestimmte Batterie oder an ein bestimmtes Elektro fahrzeug, das an einem bestimmten Ladepunkt angeschlossen ist, adressiert sein. Das PLC-Signal wird beispielsweise ge mäß einem Internet-Protokoll übertragen. Das PLC-Signal kann in einem Headerabschnitt angeben, für welchen Ladepunkt es bestimmt ist. Das Elektrofahrzeug oder das Batterielademodul kann anhand des Headerabschnitts bestimmen, ob das auf den Headerabschnitt folgende Signal für das Elektrofahrzeug oder das Batterielademodul bestimmt ist und dieses ggf. ausle sen/berücksichtigen. Falls erkannt wird, dass das auf den Headerabschnitt folgende Signal für einen anderen Empfänger bestimmt ist, wird es beispielsweise ignoriert. Insbesondere kann das auf den Headerabschnitt folgende Signal verschlüs selt vorliegen.
Das Kommunikationssignal, dass durch das Aufmodulieren des PLC-Signals auf das PWM-Signal erzeugt wird, ist im Wesentli chen ein ±12V Rechtecksignal mit einer ersten Frequenz, auf welches ein ±3V-Signal mit einer zweiten Frequenz, die höher als die erste Frequenz ist, aufaddiert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeder Ladepunkt ein gerichtet, das Kommunikationssignal gemäß dem Standard IEC 61851 (insbesondere IEC 61851-1, 3. Auflage, Februar 2017), ISO 15118 (insbesondere ISO 15118-1, September 2013) und/oder SAE J1772 (insbesondere SAE J1772, Oktober 2017) an die ange schlossene Batterie zu übertragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der vorbestimmte Wert des vorbestimmten Widerstands zwischen 0,8 und l,2kQ. In Ausführungsformen beträgt der Wert der Gesamtimpedanz genau lkQ und entspricht somit dem Standard IEC 61851.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform belastet das Belastungs element das zweite Signal mit einem Belastungswiderstand mit einem Wert zwischen 30 und 70 W, insbesondere zwischen 40 und 60 W. Bei dem Belastungswiderstand kann es sich um den zu- schaltbaren Widerstand handeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeder Ladepunkt ein gerichtet, in einem Zustand, in dem keine Batterie an dem La depunkt angeschlossen ist, das Belastungselement zwischen der zweiten Kommunikationsleitung und Masse zuzuschalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeder Ladepunkt als Teil eines Ladekabels und/oder eines Steckers zum Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge ausgebildet. Jeder Ladepunkt kann in einem Ladekabel oder in einem Stecker, z.B. in einem Stecker des Typs 1, 2, 3 oder 4, integriert sein. Die Stecker können ferner in den Standards IEC 62196 (insbesondere IEC 62196-1, 3. Auflage, Juni 2014), SAE J1772 (insbesondere SAE J1772, Oktober 2017) oder JEVS G105 (1993) definiert sein.
Das Ladekabel kann dabei ein Mode-1 oder Mode-2 Ladekabel sein, welches z.B. in den Standards IEC 62196, SAE J1772 oder JEVS G105 beschrieben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Anschluss ein Control-Pilot-Kontakt/Pin einer Steckdose für das Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge, insbesondere einer Typ-1- Steckdose, einer Typ-2-Steckdose, oder einer Combo-Steckdose, oder ein Control-Pilot-Kontakt eines Steckers für das Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge, insbesondere eines Typ-1- Steckers, eines Typ-2-Steckers oder eines Combo-Steckers. Die Stecker und Steckdosen können ferner in den Standards IEC 62196, SAE J1772 oder JEVS G105 definiert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jeder Ladepunkt ferner zumindest einen Stromversorgungsanschluss zum Versor gen der angeschlossenen Batterie mit elektrischem Strom auf. Die Stromversorgungsleitung zum Versorgen der Batterie mit elektrischem Strom verläuft insbesondere parallel zu den ers ten und zweiten Kommunikationsleitungen und kann in einem selben Ladekabel wie diese vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst zumindest ein Ladepunkt eine Detektionseinrichtung mit einer Spannungsmess einrichtung, die dazu eingerichtet ist, unter Berücksichti gung einer gemessenen Spannung des Kommunikationssignals zu bestimmen, ob eine Batterie für Elektrofahrzeuge an dem An schluss angeschlossen ist oder nicht.
Die Spannungsmesseinrichtung kann insbesondere eine Spannung des Kommunikationssignals, das der Batterie über den An schluss bereitgestellt wird, messen. Die Spannungsmessein richtung kann beispielsweise als ein Fenster-Discriminator ausgebildet sein. Die Spannungsmesseinrichtung kann z.B. das Zuschalten des zuschaltbaren Widerstands steuern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Signal ein PWM-Signal mit einer Spannung zwischen +11V und +13V, insbe sondere mit einer Spannung von ±12V, und einer Frequenz zwi schen 900 und 1100Hz, insbesondere von 1000Hz.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern ei ner Ladeeinrichtung zum Laden von Batterien für Elektrofahr zeuge mit einer Steuereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt o- der gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts vorge schlagen . Die für die vorgeschlagene Steuervorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
Das Verfahren umfasst insbesondere die Schritte:
Erzeugen eines ersten Signals mit einer ersten Frequenz und eines zweiten Signals mit einer zweiten Frequenz, welche höher als die erste Frequenz ist (mit einer Signalerzeugungs einrichtung) ;
Übertragen des ersten Signals (von der Signalerzeugungs einrichtung) an mehrere Ladepunkte über eine erste Kommunika tionsleitung;
Übertragen des zweiten Signals (von der Signalerzeugungs einrichtung) an die mehreren Ladepunkte über eine zweite Kom munikationsleitung;
kapazitives Koppeln des zweiten Signals mit dem ersten Signal zum Erzeugen eines Kommunikationssignals in den jewei ligen Ladepunkten, wobei jeder Ladepunkt einen Anschluss zum Anschließen einer Batterie für ein Elektrofahrzeug und zum Übertragen des Kommunikationssignals an die an dem Anschluss angeschlossene Batterie umfasst, und wobei jeder Ladepunkt einen vorbestimmten Widerstand mit einem vorbestimmten Wert zum Anpassen einer Spannung des ersten Signals aufweist.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrich tung die Durchführung des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt oder gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts veran lasst. Die programmgesteuerte Einrichtung ist insbesondere die Steuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß ei ner Ausführungsform des ersten Aspekts.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm- Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B.
Speicherkarte , USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form ei ner herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertra- gung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammpro dukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Gemäß einem vierten Aspekt wird eine Ladeeinrichtung zum La den von Batterien für Elektrofahrzeuge, welche die Steuervor richtung gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer Ausfüh rungsform des ersten Aspekts umfasst.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der je weiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfin dung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgen den beschriebenen Ausführungsbeispiele. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Be zugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2, 3 und 4 zeigen Beispiele für einen zeitlichen Ablauf eines ersten Signals, eines zweiten Signals und eines Kommu nikationssignals;
Fig. 5 zeigt eine Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 zeigt eine Steuervorrichtung für eine Ladeeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
Fig. 7 zeigt ein Beispiel für einen Schaltkreis, der ein Elektrofahrzeug und eine Steuervorrichtung gemäß der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform umfasst. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Steuervorrichtung 1 für eine Ladeein richtung 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Steuerein richtung 1 ist Teil der Ladeeinrichtung 2. Sie umfasst vier Ladepunkte 6a - 6d mit jeweils einem Anschluss 8a - 8d. An jeden Anschluss 8a - 8d kann eine Batterie 10 für ein Elekt rofahrzeug 9 (oder ein Elektrofahrzeug 9) angeschlossen wer den .
In der Fig. 1 sind beispielhaft nur an den Anschlüssen 8a und 8d Batterien 10, 10' für Elektrofahrzeuge 9, 9' angeschlos sen. Hierzu wird jeweils ein Ladekabel 29, 29' fahrzeugseitig über einen fahrzeugseitigen Stecker 31, 31' und ladeeinrich tungsseitig über einen Ladestecker 30, 30' verwendet. Als Elektrofahrzeuge 9, 9' sind in der Fig. 1 Elektroautos darge stellt. An den Anschlüssen 8b und 8c ist nichts angeschlos sen .
Jeder Anschluss 8a - 8d ist als ein Control-Pilot-Kontakt ei ner Typ-2-Steckdose ausgebildet, welcher zur Kommunikation zwischen der Ladeeinrichtung 2 und einem an dem Anschluss 8a - 8d angeschlossenen Elektrofahrzeug 9, 9' oder einer an dem
Anschluss 8a - 8d angeschlossenen Batterie 10, 10' vorgesehen ist. Jeder Ladepunkt 6a - 6d weist ferner auch noch einen nicht dargestellten Stromversorgungsanschluss auf, über den die angeschlossene Batterie 10, 10' mit elektrischem Strom versorgt werden kann.
Die Steuervorrichtung 1 umfasst eine Signalerzeugungseinrich tung 3, die ein erstes Signal S1 sowie ein zweites Signal S2 erzeugt. Das erste Signal S1 wird als ein pulsweitenmodulier tes Rechtecksignal (PWM-Signal) mit einer Spannung von +12V und einer ersten Frequenz von 1.000Hz erzeugt. Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf des PWM- Signals Sl. In jeder Periode P hat das PWM-Signal für eine vorbestimmte Dauer PI eine +12V-Spannung und für die restli che Zeit P2 eine -12V-Spannung. Das Tastverhältnis der vorbe stimmten Dauer PI, P2 zur Dauer einer Periode P ist in der Fig. 2 als eine Prozentzahl angegeben. Diese Prozentzahl gibt mögliche Modi für das Laden von Batterien 10 an.
Das zweite Signal S2 wird als ein PLC-Signal erzeugt, welches einen Spannungshub von ±3V bei einer zweiten Frequenz von 2 - 20MHz hat, die also deutlich höher als die erste Frequenz des ersten Signals S1 ist. Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel für ei nen zeitlichen Ablauf des PLC-Signals S2.
Die Steuervorrichtung 1 umfasst eine erste Kommunikationslei tung 4, die das PWM-Signal S1 an jeden der Ladepunkte 6a - 6d überträgt, sowie eine zweite Kommunikationsleitung 5, die das PLC-Signal S2 an jede der Ladepunkten 6a - 6d überträgt.
Jeder Ladepunkt 6a - 6d umfasst einen Kondensator 7, 7', 7'', 7 ' ' ' zum kapazitiven Koppeln der ersten und der zweiten Kom munikationsleitung 4, 5, um das PLC-Signal S2 mit dem PWM- Signal S1 zu verknüpfen. Hierbei wird das PLC-Signal S2 auf das PWM-Signal S1 aufmoduliert, um ein Kommunikationssignal KS zu erzeugen. Dieses kann über eine dritte Kommunikations leitung 26, 26', 26'', 26''' an die jeweiligen Anschlüsse 8a - 8d übertragen werden. Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel für ei nen zeitlichen Verlauf des Kommunikationssignals KS . Dieses weist im Wesentlichen die Form des ersten Signals S1 mit Va riationen, die dem PLC-Signal S2 entsprechen, auf.
Das Kommunikationssignal KS enthält eine Ladeinformation, die von der Signalerzeugungseinrichtung 3 an das Fahrzeug 9, 9' übertragen wird. Diese Ladeinformation ermöglicht insbesonde re ein Durchführen von Ladefunktionen, wie zum Beispiel das Aushandeln und Ändern von Ladeparametern (Spannung, Phase usw.) , eine Authentifizierung, ein Zertifikatsmanagement und/oder eine Zertifikatsüberprüfung. Der Kondensator 7, 7', 7'', 7''' ist derart gewählt, dass er für das PLC-Signal S2 durchlässig ist, aber für das PWM- Signal S1 undurchlässig ist.
Das PWM-Signal S1 entspricht dem Standard IEC 61851. Um die sem Standard zu entsprechen, ist in jedem Ladepunkt ein vor bestimmter Widerstand 12, 12', 12'', 12''' vorgesehen, der eine Spannung des PWM-Signals S1 auf der ersten Kommunikati onsleitung 4 anpasst. Der vorbestimmte Widerstand 12, 12', 12'', 12''' hat dabei einen vorbestimmten Wert von lkQ. Der vorbestimmte Widerstand 12, 12', 12'', 12''' ist derart in der ersten Leitung 4 angeordnet, dass er beim Anschließen der Batterie 10, 10' an den Anschluss 8a, 8d die Spannung des PWM-Signals S1 reduziert. Dadurch wird auch die Spannung des Kommunikationssignals KS in der dritten Leitung 26, 26''' re duziert .
Dadurch, dass die jeweiligen vorbestimmten Widerstände 12,
12', 12'', 12''' sich in den Ladepunkten 6a - 6d befinden und somit nahe an dem Fahrzeug 9, 9' sind, können Störungen in der Kommunikation zwischen der Ladeeinrichtung 2 und der Bat terie 10, 10 '/dem Elektrofahrzeug 9, 9' reduziert werden.
Die in der Fig. 1 dargestellte Steuervorrichtung 1 weist nur eine einzige zentrale Signalerzeugungseinrichtung 3 auf, die ein PWM-Signal S1 und ein PLC-Signal S2 für alle Ladepunkte 8a - 8d erzeugt. Dadurch kann die Steuervorrichtung 1 einfach hergestellt werden, weil sich alle komplexen Bauteile in der als Mikrocontroller ausgestalteten Signalerzeugungseinrich tung 3 befinden und nur einmal benötigt werden. Ferner kann mit der Steuervorrichtung 1 vorteilhaft mit mehreren Batte rien 10, 10 ' /Elektrofahrzeugen 9, 9' gleichzeitig kommuni ziert werden.
Die Fig. 5 zeigt einen Teil einer Steuervorrichtung 100 für die Ladeeinrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Die Steuervorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 1 gemäß der ers- ten Ausführungsform durch die im Folgenden beschriebenen As pekte. Die Signalerzeugungseinrichtung 3 umfasst einen Mikro controller 11, der ein Erzeugen des PWM-Signals S1 mit einem Rechteckspannungsgenerator 32 sowie ein Erzeugen des PLC- Signals S2 ansteuert. Der Mikrocontroller 11 steuert auch das Ausgeben eines elektrischen Stroms zum Laden der Batterien 10 (nicht dargestellt) .
In der Fig. 5 sind nur drei Ladepunkte 6a - 6c dargestellt. Die Steuervorrichtung 100 weist jedoch zumindest einen weite ren Ladepunkt 6d, insbesondere noch mehrere weiter Ladepunkte 6d auf, die ähnlich zu den Ladepunkten 6a - 6c ausgebildet sind. Jeder Ladepunkt 6a - 6c weist einen (fakultativen) zu sätzlichen Kondensator 13, 13', 13'' auf, der in den jeweili gen Ladepunkten 6a - 6d in der zweiten Kommunikationsleitung 5 vor dem Kondensator 7, 7', 7'' geschaltet ist.
Ferner weist jeder Ladepunkt 6a - 6c ein Belastungselement 16, 16', 16'' auf, welches als ein zuschaltbarer Widerstand ausgebildet ist. Dieser zuschaltbare Widerstand 16, 16', 16'' ist zwischen der zweiten Kommunikationsleitung 5 und Masse 24 schaltbar. In der Fig. 5 handelt es sich dabei um einen 50W- Widerstand. Der zuschaltbare Widerstand 16, 16', 16'' ist durch Schließen eines Schalters 15, 15', 15'' zwischen der zweiten Kommunikationsleitung 5 mit dem PLC-Signal S2 und ei nem Masseanschluss 24 schaltbar.
Falls eine Batterie 10, 10' an einem der Ladepunkte 6a - 6c angeschlossen ist, bleibt der Schalter 15, 15', 15'' des ent sprechenden Ladepunkts 6a - 6c offen. Das PLC-Signal S2 wird bei angeschlossener Batterie 10, 10' durch einen internen Wi derstand der Batterie 10, 10' oder des Elektrofahrzeugs 9, 9' belastet. Dieses wird im Folgenden in Bezug auf die Fig. 7 näher beschrieben. Der interne Widerstand hat vorzugsweise denselben Wert wie der zuschaltbare Widerstand 16, 16', 16''.
In einem zweiten Zustand, in dem keine Batterie 10, 10' an dem Anschluss 8a - 8c angeschlossen ist, wird der Schalter 15, 15', 15'' geschlossen, wodurch der zuschaltbare Wider stand 16, 16', 16'' an die zweite Kommunikationsleitung 5 mit dem PLC-Signal S2 hinzugeschaltet wird. Das Hinzuschalten des zuschaltbaren Widerstands 16, 16', 16'' dient dazu, dass die Belastung für das PLC-Signal S2 konstant bleibt. Dadurch ver ändert sich das PLC-Signal S2 nicht, wenn Batterien 10, 10' an Anschlüsse 8a - 8c angeschlossen oder entfernt werden. Ein Pegel des PLC-Signals S2 bleibt konstant.
In der Fig. 5 ist nur an dem Anschluss 8a eine Batterie 10 angeschlossen, weshalb auch nur der Schalter 15 des Lade punkts 6a geöffnet ist. Die Schalter 15', 15'' der Ladepunkte 6b und 6c sind geschlossen und die zugehörigen zuschaltbaren Widerstände 16', 16'' sind zwischen der zweiten Kommunikati onsleitung 5 mit dem PLC-Signal S2 und Masse 24 geschaltet.
Jeder Ladepunkt 6a - 6c weist eine Spannungsmesseinrichtung 14, 14', 14'' auf, die die Spannung des Kommunikationssignals KS unmittelbar vor den Anschlüssen 8a - 8c misst. Die Span nungsmesseinrichtung 14, 14', 14'' ist hierbei als ein Fens- ter-Discriminator ausgebildet. Falls keine Batterie 10, 10' an dem Anschluss 8a - 8c angeschlossen ist (Ladepunkte 6b und 6c in der Fig. 5) , beträgt die Spannung des Kommunikations signals 112V. In diesem Fall sendet die Spannungsmesseinrich tung 14', 14'' ein Steuersignal 17', 17'' an den Schalter 15', 15'', um diesen zu schließen.
Falls eine Batterie 10, 10' an dem Anschluss 8a - 8c ange schlossen ist (Ladepunkt 6a in der Fig. 5), misst die Span nungsmesseinrichtung 14 an dem entsprechenden Anschluss 8a einen Spannungsabfall des Kommunikationssignals KS auf 9V, 6V oder 3V. Dieser Spannungsabfall kann durch den vorbestimmten Widerstand 12 erzeugt werden, und dadurch, dass die Batterie 10 oder das Elektrofahrzeug 9 einen internen Widerstand auf weist, welcher in Bezug auf die Fig. 7 näher erläutert wird. Falls die Spannungsmesseinrichtung 14 einen Spannungsabfall misst, bestimmt sie, dass eine Batterie 10 an dem Anschluss 8a - 8c angeschlossen ist, und steuert ein Öffnen des Schal- ters 15 mit dem Steuersignal 17 an. Dieses ist bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ladepunkt 6a der Fall. Falls an den La depunkten 6b und 6c eine Batterie 10, 10' angeschlossen wäre, würden die Spannungsmesseinrichtungen 14', 14'' in den ent sprechenden Ladepunkten 6b, 6c eine zur Spannungsmesseinrich tung 14 analoge Funktion durchführen.
Die Fig. 6 zeigt eine Steuervorrichtung 101 für eine Ladeein richtung 2 gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Steuer vorrichtung 101 unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 100 aus der zweiten Ausführungsform dadurch, dass sie einen Ladepunkt 6e aufweist, der sich von den anderen Ladepunkten 6a, 6b unterscheidet.
Der Ladepunkt 6e weist keine Spannungsmesseinrichtung 14,
14', 14'' auf. Stattdessen wird ein mechanischer Kontakt 25 bzw. Schalter, der zum Hinzuschalten des Widerstands 16'' dient, mechanisch betätigt, wenn eine Batterie 10, 10' ent fernt wird. Der mechanische Kontakt 25 kann zum Beispiel mit einem nicht dargestellten Sensor Zusammenwirken, wobei der Sensor erkennt, ob ein Ladestecker 30 in den Anschluss 8e ge steckt wurde bzw. entfernt wurde, und ein entsprechendes Sig nal an den mechanischen Kontakt 25 weiterleitet.
Die Fig. 7 zeigt ein Beispiel für einen Schaltkreis, der ein Elektrofahrzeug 9 und eine Steuervorrichtung 1, 100, 101 ge mäß der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform umfasst. In der Fig. 7 ist die Steuervorrichtung 1, 100, 101 verein facht dargestellt.
In dem Fahrzeug 9 befindet sich, zusätzlich zur nicht darge stellten Batterie, ein Batterielademodul 28, welches eine Di ode 18, einen internen Widerstand 19, eine Messeinrichtung 20, einen fahrzeugseitigen Schalter 21 und einen fahrzeugsei tigen zuschaltbaren Widerstand 22 aufweist.
Der interne Widerstand 19 führt zu dem zuvor beschriebenen Spannungsabfall des Kommunikationssignals KS in dem Ladepunkt 6a und dazu, dass der Schalter 15 derart geöffnet wird, dass der zuschaltbare Widerstand 16 nicht zwischen der zweiten Kommunikationsleitung 5 mit dem zweiten Signal S2 und Masse 24 geschaltet wird (Fig. 5) .
Beim Anschließen der Batterie 10 an den Anschluss 8a empfängt das Batterielademodul 28 über das Ladekabel 29 das Kommunika tionssignal KS . Dieses wird mit der Messeinrichtung 20 analy siert. Die Messeinrichtung 20 misst hierzu eine Frequenz, ei ne Spannung und eine Pulsweitenmodulation des Kommunikations signals KS . In Abhängigkeit von den gemessenen Eigenschaften wählt die Messeinrichtung 20 einen bevorzugten Lademodus zum Laden der Batterie 10 und steuert hierzu mit einem fahrzeug seitigen Steuersignal 23 ein Öffnen oder Schließen des fahr zeugseitigen Schalters 21 ein, wodurch der fahrzeugseitige zuschaltbare Widerstand 22 parallel zu dem internen Wider stand 19geschaltet werden kann oder auch nicht.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar. Die Anzahl an Ladepunkten 6a - 6e an einer Ladeeinrichtung 1 ist beliebig wählbar, es sollten jedoch mindestens zwei Lade punkte an einer Ladeeinrichtung vorgesehen sein. Die Wider standswerte und Kapazitätswerte können beliebig modifiziert werden. Die Ladepunkte 6a - 6e können auch in dem Ladekabel 29 oder in dem Ladestecker 30 eingebettet sein. Sie können auch Teil einer Ladesteckdose sein. Die Frequenz und Spannung des ersten Signals, des zweiten Signals und des Kommunikati onssignals kann auch verändert werden. Insbesondere können der vorbestimmte Wert des vorbestimmten Widerstand, der Wert des zuschaltbare Widerstands, die Kapazitätswerte sowie die Signalart derart gewählt werden, dass sie auch anderen als die beschriebenen Standards zur Kommunikation zwischen Lade einrichtung und Elektrofahrzeug entsprechen. Die einzelnen Ladepunkte einer Steuervorrichtung können zudem identisch o- der unterschiedlich ausgebildet sein. Als Belastungselement können auch andere Dämpfungselemente als der beschriebene zu schaltbare Widerstand verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Steuervorrichtung (1, 100, 101) für eine Ladeeinrichtung (2) zum Laden von Batterien (10, 10') für Elektrofahrzeuge (9, 9'), umfassend:
eine Signalerzeugungseinrichtung (3) zum Erzeugen eines ersten Signals (Sl) mit einer ersten Frequenz und eines zwei ten Signals (S2) mit einer zweiten Frequenz, welche höher als die erste Frequenz ist;
eine erste Kommunikationsleitung (4) zum Übertragen des ersten Signals (Sl) von der Signalerzeugungseinrichtung (3) an mehrere Ladepunkte (6a - 6e) ;
eine zweite Kommunikationsleitung (5) zum Übertragen des zweiten Signals (S2) von der Signalerzeugungseinrichtung (3) an die mehreren Ladepunkte (6a - 6e) ; und
die mehreren Ladepunkte (6a - 6e) , wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) eingerichtet ist, zum Erzeugen eines Kommunikati onssignals (KS) das zweite Signal (S2) mit dem ersten Signal (Sl) kapazitiv zu koppeln, wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) einen Anschluss (8a - 8e) zum Anschließen einer Batterie (10, 10') für ein Elektrofahrzeug (9, 9') und zum Übertragen des Kommunikationssignals (KS) an die an dem Anschluss (8a - 8e) angeschlossene Batterie (10, 10') umfasst, und wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) einen vorbestimmten Widerstand (12, 12', 12'', 12''') mit einem vorbestimmten Wert zum Anpassen einer
Spannung des ersten Signals (Sl) aufweist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) ein Belastungselement (16, 16', 16'') umfasst, wel ches dazu eingerichtet ist, das zweite Signal (S2) derart zu belasten, dass ein Pegel des zweiten Signals (S2) unabhängig davon, ob die Batterie (10, 10') an dem Ladepunkt (6a - 6e) angeschlossen ist oder nicht, konstant bleibt.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sig nalerzeugungseinrichtung (3) und die mehreren Ladepunkte (6a - 6e) physikalisch voneinander getrennte Einrichtungen sind.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Signal (Sl) ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM- Signal) ist und/oder wobei das zweite Signal (S2) ein Power Line Communication Signal (PLC-Signal) ist.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) eingerichtet ist, das Kommunikati onssignal (KS) gemäß dem Standard IEC 61851, ISO 15118 und/oder SAE J1772 an die angeschlossene Batterie (10, 10') zu übertragen.
6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der vorbestimmte Wert des vorbestimmten Widerstands (12, 12', 12'', 12''') zwischen 0,8 und l,2kQ, insbesondere 1 kQ be trägt .
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
wobei das Belastungselement (16, 16', 16''') das zweite Signal (S2) mit einem Belastungswiderstand (16, 16', 16''') mit einem Wert zwischen 30 und 70 Q, insbesondere zwischen 40 und 60 Q, belastet.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) eingerichtet ist, in ei nem Zustand, in dem keine Batterie (10, 10') an dem Ladepunkt (6a - 6e) angeschlossen ist, das Belastungselement (16) zwi schen der zweiten Kommunikationsleitung (5) und Masse (24) zuzuschalten .
9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) als Teil eines Ladekabels (29, 29') und/oder eines Steckers (30, 30') zum Laden von Batterien (10) für Elektrofahrzeuge (9) ausgebildet ist.
10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Anschluss (8a - 8e) ein Control-Pilot-Kontakt einer
Steckdose für das Laden von Batterien (10, 10') für Elektro fahrzeuge (9, 9'), insbesondere einer Typ-l-Steckdose, einer Typ-2-Steckdose oder einer Combo-Steckdose, oder ein Control- Pilot-Kontakt eines Steckers für das Laden von Batterien (10') für Elektrofahrzeuge (9'), insbesondere eines Typ-1- Steckers, eines Typ-2-Steckers oder eines Combo-Steckers, ist .
11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wo bei jeder Ladepunkt (6a - 6e) ferner zumindest einen Strom versorgungsanschluss zum Versorgen der angeschlossenen Batte rie (10, 10') mit elektrischem Strom aufweist.
12. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wo bei zumindest ein Ladepunkt (6a - 6e) eine Spannungsmessein richtung (14, 14', 14'') umfasst, die dazu eingerichtet ist, unter Berücksichtigung einer gemessenen Spannung des Kommuni kationssignals (KS) zu bestimmen, ob eine Batterie (10, 10') für Elektrofahrzeuge (9, 9') an dem Anschluss (8a - 8e) ange schlossen ist oder nicht.
13. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wo bei das erste Signal (Sl) ein PWM-Signal mit einer Spannung zwischen ±11V und ±13V, insbesondere mit einer Spannung von ±12V, und einer Frequenz zwischen 900 und 1100Hz, insbesonde re von 1000Hz ist.
14. Verfahren zum Steuern einer Ladeeinrichtung (2) zum Laden von Batterien (10, 10') für Elektrofahrzeuge (9, 9') mit ei ner Steuereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend :
Erzeugen eines ersten Signals (Sl) mit einer ersten Fre quenz und eines zweiten Signals (S2) mit einer zweiten Fre quenz, welche höher als die erste Frequenz ist;
Übertragen des ersten Signals (Sl) an mehrere Ladepunkte (6a - 6e) über eine erste Kommunikationsleitung (4);
Übertragen des zweiten Signals (S2) an die mehreren Lade punkte (6a - 6e) über eine zweite Kommunikationsleitung (5) ; kapazitives Koppeln des zweiten Signals (S2) mit dem ers ten Signal (Sl) zum Erzeugen eines Kommunikationssignals (KS) in den jeweiligen Ladepunkten (6a - 6e) , wobei jeder Lade punkt (6a - 6e) einen Anschluss (8a - 8e) zum Anschließen ei ner Batterie (10, 10') für ein Elektrofahrzeug (9, 9') und zum Übertragen des Kommunikationssignals (KS) an die an dem Anschluss (8a - 8e) angeschlossene Batterie (10, 10') um fasst, und wobei jeder Ladepunkt (6a - 6e) einen vorbestimm ten Widerstand (12, 12', 12'', 12''') mit einem vorbestimmten Wert zum Anpassen einer Spannung des ersten Signals (Sl) auf weist.
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