WO2021013556A1

WO2021013556A1 - Verwaltungseinheit und verfahren zur verwaltung einer mehrzahl von an einem ladevorgang beteiligten messeinheiten

Info

Publication number: WO2021013556A1
Application number: PCT/EP2020/069330
Authority: WO
Inventors: Sebastian Bode
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2021-01-28
Also published as: CN114126915A; EP3986745A1; DE102019210803A1; US20220250501A1

Abstract

Die erfindungsgemäße Verwaltungseinheit zur Verwaltung einer Mehrzahl von an einem Ladevorgang beteiligten Messeinheiten sieht vor, aus einem Authentifikationsdatum eines Benutzers mehrere unterscheidbaren Vorgangskennungen zu generieren. Eine jeweilige Vorgangskennung wird an eine jeweilige, an einem Ladevorgang beteiligte Messeinheit übergeben und von dieser fortan in einem Messdatensatz integriert. Ein derartiger Ladevorgang umfasst insbesondere auch unterschiedlichen Phasen eines Ladevorgangs, wobei in jeder Phase hinzutretende oder abtretende Stromzweige, beispielsweise Umrichterzweige, beteiligt sind, welche ihrerseits zum Ladevorgang hinzutretende oder abtretende Messeinheiten umfassen. Die Vorsehung unterscheidbarer Vorgangskennungen auf Basis des Authentifikationsdatums gewährleistet in vorteilhafter Weise eine eindeutige Zuordnung zwischen einem Ladevorgang und einem Benutzer sowie eine eindeutige Zuordnung mehrerer von unterschiedlichen Messeinheiten generierter Messdatensätze zu einem Ladevorgang des Benutzers, auch wenn diese aufgrund einer in variablen Schaltstufen der Stromzweige gesteuerten Ladeleistung während des Ladevorgangs wechseln, hinzutreten oder abtreten.

Description

Beschreibung

Verwaltungseinheit und Verfahren zur Verwaltung einer Mehr zahl von an einem Ladevorgang beteiligten Messeinheiten

Die Erfindung betrifft eine Verwaltungseinheit und ein Ver fahren zur Verwaltung einer Mehrzahl von an einem Ladevorgang beteiligten Messeinheiten.

Elektrofahrzeuge bzw. zumindest teilweise mit elektrischer Energie angetriebene Fahrzeuge weisen mindestens einen Akku mulator auf, welcher in einem laufenden Betrieb des Elektro fahrzeugs regelmäßig zu laden ist. Ein Laden des Elektrofahr zeugs erfolgt an einer Ladestation - in der Fachwelt auch als Electric Vehicle Supply Equipment oder abkürzend EVSE be kannt - welche über ein Ladekabel oder auch mit einer draht losen, induktiven Kopplung mit dem Elektrofahrzeug verbunden wird .

In erweiterten Infrastrukturen werden häufig sogenannte Lade punkte eingesetzt, wobei ein Ladepunkt gegenüber einer La destation durch abgesetzte Komponenten charakterisiert ist. Einzelne Komponenten der Ladestation, z.B. Umrichterzweige oder Umrichterstufen, sind dabei nicht zwangsläufig einem be stimmten Ladepunkt zugeordnet, sondern werden nach Möglich keit dynamisch den Ladepunkten zugeordnet. Ein Ladepunkt wird dabei, je nach angeforderter Ladeleistung, auch mit elektri scher Energie aus mehreren Umrichterzweigen oder Umrichter stufen gespeist.

Mit einem zunehmenden Ausbau einer Ladeinfrastruktur mit meh reren Ladepunkten wird ein erhöhtes Augenmerk auf eine Ge währleistung einer manipulationssicheren, nachvollziehbaren und überprüfbaren Abrechnung der übergebenen elektrischen Energie gelegt. Eine Basis hierfür bilden geeichte Messgeräte zur Messung der übergebenen elektrischen Energie an das

Elektrofahrzeug oder, im Allgemeinen, an eine Energiesenke. Die Anforderungen an solche Messgeräte sind stets auch durch eichrechtliche Vorgaben geprägt.

Derzeit ist eine Entwicklung hin zu neuartigen Messgeräten zu beobachten, welche neben ihrer ureigenen Aufgabe - Messung der elektrischen Energie - erweiterte Funktionen zur Erstel lung eines Messdatensatzes aufweisen. In einem solchen Mess datensatz ist beispielsweise eine Zuordnung eines Identifika tionsdatums zu der gemessenen elektrischen Energie vorgese hen. Im Folgenden wird auf ein derartiges neues Messgerät da her auch mit dem Begriff Messeinheit Bezug genommen. Die Ent wicklung moderner Messeinheiten ist durch die Anforderung ge prägt, Messwerte mit einem Identifikationsdatum der von der Energiesenke entnommenen elektrischen Energie zu versehen.

An öffentlichen Ladestationen, welche einem Benutzer zum La den seines Elektrofahrzeugs - der Energiesenke - zur Verfü gung stehen, ist zur Abrechnung der entnommenen elektrischen Leistung vornehmlich der jeweilige Benutzer zu identifizie ren. Diese Anforderung ist weitergehender als Anforderungen an haushaltsübliche Energiezähler bzw. »Stromzähler«, bei de nen lediglich die Energiesenke - üblicherweise ein gesamter Haushalt - zu identifizieren ist. Eine Identifikation der Energiesenke erfolgt bei haushaltsüblichen Energiezählern üb licherweise über eine Zählernummer. Eine weitergehende De taillierung eines Benutzers ist bei haushaltsüblichen Ener giezählern derzeit technisch nicht vorgesehen und abrech nungstechnisch auch nicht notwendig. An öffentlichen Ladesta tionen allerdings ist zur Abrechnung der entnommenen elektri schen Leistung der jeweilige Benutzer zu identifizieren.

An derzeitigen öffentlichen Ladestationen, welche einem Be nutzer zum Laden seines Elektrofahrzeugs zur Verfügung ste hen, erfolgt eine Identifikation des Benutzers und dessen Au- thentifizierung, beispielsweise mit Hilfe einer Karte. Die entnommene elektrische Leistung wird dann durch ein derzeiti ges Messgerät lediglich gemessen, während eine zur Abrechnung erforderliche Zuordnung von Messdaten zum Benutzer durch die Ladestation erfolgt. Das Ergebnis dieser Zuordnung ist dann ein Gesamtmessdatensatz , bei dem die Messdaten zur entnomme nen elektrischen Leistung detailliert aufgestellt und dann einem authentifizierten Benutzer zugordnet werden. Aus dem Stand der Technik sind zwar auch Messgeräte bekannt, die selbsttätig einen Gesamtmessdatensatz bilden, allerdings er folgt auch hier die Zuordnung durch die Ladestation, indem diese die Daten des Benutzers vorab, d.h. bei Beginn oder spätestens unmittelbar vor Ende der Messung, zu Verfügung stellt .

Mit anderen Worten erfordern derzeitige öffentliche Ladesta tionen eine zentrale Steuerung, in der eine Identifikation des Benutzers, eine Authentifizierung des Benutzers und eine Erstellung eines Abrechnungsdatensatzes implementiert sind. Mit einer prognostizierbar steigenden Anzahl öffentlicher La destationen erscheint es wünschenswert, einen Teil dieser Im plementierungen von der zentralen Steuerung der Ladestation auf eine abgesetzte Instanz bzw. Remote-Instanz oder auf ver teilte Komponenten innerhalb oder außerhalb der Ladestation oder der Ladeinfrastruktur zu verlagern und somit den techni schen Aufwand für die Entwicklung und den Betrieb der zentra len Steuerung derzeitiger Ladeinfrastrukturen zu verringern.

Künftige Ladeinfrastrukturen mit mehreren Ladepunkten umfas sen darüber hinaus sogar mehr als eine Messeinheit pro Lade punkt, da zur Messung der aus mehreren Umrichterzweigen abge gebenen elektrischen Energie künftig eine Messeinheit pro Um richterzweig bzw. Umrichterstufe vorgesehen wird. Da die durch die Messeinheiten erfassten Messdatensätze abrechnungs relevant sind, muss sichergestellt werden, dass eine eindeu tige Zuordnung zu einem Benutzer möglich ist.

Diese Anforderung erweist sich jedoch aus mehreren Gründen als technisch schwierig. Zum einen ist es der Fall, dass die Benutzer an den Ladepunkten regelmäßig wechseln. Daher muss eine eindeutige Zuordnung zwischen einem Ladevorgang und ei nem Benutzer gewährleistet sein. Zum anderen muss diese Zu- Ordnung auch dann eindeutig gewährleistet sein, wenn mehrere Messeinheiten zu einem aus mehrere Umrichterzweigen gespeis ten Ladevorgang zuzuordnen sind. Insbesondere muss gewähr leistet sein, dass die Zuordnung zurückgenommen wird, wenn eingespeiste Energie eines Umrichterzweiges von einem Lade vorgang eines ersten Benutzers auf einen Ladevorgang eines zweiten Benutzers umgeschaltet wird.

Eine Zuordnung eines authentifizierten Benutzers zu mehreren Messdatensätzen aus einzelnen Umrichterzweigen trifft aller dings auf sicherheitstechnische Vorbehalte. In künftigen Lad einfrastrukturen sind vielmehr technische und/oder organisa torische Maßnahmen zu ergreifen, um eine solche Mehrfachzu ordnung eines authentifizierten Benutzers gerade zu verhin dern .

Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zur Verwaltung einer Mehrzahl von an einem Ladevorgang beteiligten Messeinheiten bereitzustellen, welche eine Erstellung eines einem Benutzer zuordenbaren Gesamtmessdatensatzes aus mehreren an einem La devorgang erzeugten Messdatensätzen gewährleisten.

Die Aufgabe wird durch eine modular aufgebaute Messeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Ver fahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.

Die erfindungsgemäße Verwaltungseinheit zur Verwaltung einer Mehrzahl von an einem Ladevorgang beteiligten Messeinheiten umfasst :

ein Authentifikationsmodul zur Authentifizierung eines Be nutzers anhand mindestens eines dem Benutzer zugordneten Authentifikationsdatums ;

ein Bedarfsempfangsmodul zum Empfang einer von einer der Mehrzahl der am Ladevorgang beteiligten Messeinheiten ge sendeten und diese durch eine Messeinheitskennung identi fizierenden Bedarfsanforderungsnachricht ;

ein Vorgangskennungsmodul zur Erzeugung einer auf Basis des Authentifikationsdatums erstellten und für jede Be- darfsanforderungsnachricht unterscheidbaren Vorgangsken nung;

eine Schnittstellenmodul zur Übertragung der Vorgangsken nung an die durch die Messeinheitskennung bestimmte Mess einheit;

das Schnittstellenmodul ferner eingerichtet zum Empfang mindestens eines Messdatensatzes, dieser enthaltend die Vorgangskennung und mindestens ein Messdatum; und;

ein Zuordnungsmodul zur Erstellung eines dem Benutzer zu ordenbaren Gesamtmessdatensatzes durch Zusammenführung mindestens eines für mindestens eine Vorgangskennung erho benen Messdatensatzes.

Die erfindungsgemäße Verwaltungseinheit sieht vor, aus einem Authentifikationsdatum eines Benutzers mehrere unterscheidba ren Vorgangskennungen zu generieren. Eine jeweilige Vorgangs kennung wird an eine jeweilige, an einem Ladevorgang betei ligte Messeinheit übergeben und von dieser fortan in einem Messdatensatz integriert. Ein derartiger Ladevorgang umfasst insbesondere auch unterschiedlichen Phasen eines Ladevor gangs, wobei in jeder Phase hinzutretende oder abtretende Stromzweige, beispielsweise Umrichterzweige, beteiligt sind, welche ihrerseits zum Ladevorgang hinzutretende oder abtre tende Messeinheiten umfassen. Für eine zum Ladevorgang hinzu tretende Messeinheit ist vorgesehen, dass diese eine Bedarfs anforderungsnachricht an die Verwaltungseinheit sendet, von der sie eine auf Basis des Authentifikationsdatums erstellte und für jede Bedarfsanforderungsnachricht unterscheidbaren Vorgangskennung in Antwort erhält. Ein Senden der Bedarfsan forderungsnachricht an die Verwaltungseinheit wird entweder von der Messeinheit selbst ausgelöst oder von der Verwal tungseinheit angefordert. Der erstgenannte Fall entspricht einem »Pushing«, bei der die Messeinheit als Datenlieferant einen Bedarf in Form von Ereignissen oder Datenänderungen be urteilt und gegebenenfalls eine Bedarfsanforderungsnachricht an die Verwaltungseinheit sendet. Der zweitgenannte Fall ent spricht einem »Polling«, bei der die Verwaltungseinheit den Bedarf mit zyklischen oder auch ereignisgesteuerten Abfragen - etwa in Form eines hier nicht näher diskutierten Protokolls zur Abfrage der verwalteten Messeinheiten - überwacht und ein Senden einer Bedarfsanforderungsnachricht seitens einer oder mehrerer Messeinheiten anfordert.

Die Vorsehung unterscheidbarer Vorgangskennungen auf Basis des Authentifikationsdatums gewährleistet in vorteilhafter Weise eine eindeutige Zuordnung zwischen einem Ladevorgang und einem Benutzer. Darüber hinaus gewährleistet die Vorse hung unterscheidbarer Vorgangskennungen eine eindeutige Zu ordnung mehrerer von unterschiedlichen Messeinheiten gene rierter Messdatensätze zu einem Ladevorgang des Benutzers, auch wenn diese aufgrund einer in variablen Schaltstufen der Stromzweige gesteuerten Ladeleistung während des Ladevorgangs wechseln, hinzutreten oder abtreten.

Durch die erfindungsgemäße eindeutige wechselweise Zuordnung des Authentifikationsdatums eines authentifizierten Benutzers zu mehreren unterscheidbaren Vorgangskennungen wird eine Mehrfachzuordnung des Authentifikationsdatums in vorteilhaf ter Weise vermieden und ist daher auch in künftigen Implemen tierungen keinen sicherheitstechnischen Vorbehalten unterwor fen .

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der ab hängigen Patentansprüche.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ladeinfrastruktur in kommunikativer Verbindung mit einer Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Verwaltungseinheit.

Eine Ladeinfrastruktur CHP dient zum Laden von Elektrofahr zeugen EV beziehungsweise zumindest teilweise elektrisch an getriebenen Fahrzeugen. Hierzu umfasst die Ladeinfrastruktur CHP zwei ladepunkte, an denen die Elektrofahrzeuge EV über ein entsprechendes Ladekabel CC angeschlossen werden können. Die Ladeinfrastruktur CHP umfasst üblicherweise eine Mehrzahl

- nicht dargestellter - Umrichterzweige . Mit jeweiligen Um richterzweigen wird beispielsweis ein dreiphasiger Wechsel strom in Gleichstrom gewandelt. Mit diesem Gleichstrom können dann die elektrischen Energiespeicher der Elektrofahrzeuge EV an den jeweiligen Ladepunkten geladen werden.

Des Weiteren umfasst die Ladeinfrastruktur CHP eine Mehrzahl von Messeinheiten M1,M2,M3,M4, welche beispielweise eine in den einzelnen Umrichterzweigen abgegebene oder auch eine am Ladekabel abgegebene elektrische Energie messen. Weiterhin kann durch jeweilige Messeinheiten M1,M2,M3,M4 eine elektri sche Energie bestimmt werden, die z.B. einem jeweiligen Um richterzweig aus einem Stromversorgungsnetz zugeführt wird. Weitere Messeinheiten M1,M2,M3,M4 können zur Messung einer elektrischen Energie vorgesehen sein, die dem Ladekabel CC zugeführt oder diesem entnommen wird. Im ersten Fall kann die Messeinheit M1,M2,M3,M4 auf Seiten der Ladeinfrastruktur CHP lokalisiert, im zweiten Fall fahrzeugnah, beispielsweise am Stecker oder Ende des Ladekabels CC lokalisiert sein.

Im Übrigens sind die Messeinheiten M1,M2,M3,M4 nicht auf eine Messung der elektrischen Energie eingeschränkt, je nach Im plementierung können auch Messeinheiten M1,M2,M3,M4 zur Mes sung einer elektrischen Spannung, eines elektrischen Stroms, einer elektrischen Leistung, einer elektrischen Blindleis tung, eines elektrischen Widerstands, oder auch einer Tempe ratur eingesetzt werden. Weiterhin können durch Messeinheiten M1,M2,M3,M4 auch zur Bestimmung einer Zeit oder zur Messung einer Zeitspanne eingesetzt werden.

Die Messeinheiten M1,M2,M3,M4 umfassen vorzugsweise ein

- nicht dargestelltes - Messmodul zur Messung mindestens ei ner Messgröße und zur Bestimmung mindestens eines Messdatums aus der Messgröße sowie ein - nicht dargestelltes - Schnitt stellenmodul. Das Schnittstellenmodul in einer Messeinheit M1,M2,M3,M4 wirkt mit einer Schnittstelle MIF der Ladeinfra- Struktur CHP zum Austausch von Nachrichten MSG bidirektional zusammen. Über die Schnittstelle MIF der Ladeinfrastruktur CHP werden die Nachrichten MSG mit einem Schnittstellenmodul IFC der Verwaltungseinheit AMU kryptographisch gesichert aus getauscht. Diese Schnittstelle MIF ist bezüglich Ihrer räum lichen Ausdehnung nicht eingeschränkt. Als Schnittstelle MIF kann beispielsweise ein lokales oder globales Datennetzwerk eingesetzt werden, welches eine Mehrzahl räumlich verteilter Ladeinfrastrukturen in bekannter paketorientierter Weise ver bindet. Die Schnittstelle MIF kann im Unterscheid zu der in der Zeichnung dargestellten Anordnung auch mehrere Ladeinfra struktureinheiten umfassen.

Eine Ausführungsform der Verwaltungseinheit AMU zur Verwal tung der Mehrzahl der an einem Ladevorgang beteiligten Mess einheiten M1,M2,M3,M4 umfasst ein Authentifikationsmodul AUT zur Authentifizierung eines Benutzers USR anhand mindestens eines dem Benutzer zugordneten Authentifikationsdatums . Die Verwaltungseinheit AMU umfasst weiterhin ein Bedarfsempfangs modul RQM zum Empfang einer von einer der Mehrzahl der am La devorgang beteiligten Messeinheiten M1,M2,M3,M4 gesendeten und diese durch eine Messeinheitskennung identifizierenden Bedarfsanforderungsnachricht sowie ein Vorgangskennungsmodul PID zur Erzeugung einer auf Basis des Authentifikationsdatums erstellten und für jede Bedarfsanforderungsnachricht unter scheidbaren Vorgangskennung.

Über das Schnittstellenmodul IFC der Verwaltungseinheit AMU wird beispielsweise eine Vorgangskennung an die durch die Messeinheitskennung bestimmte Messeinheit M1,M2,M3,M4 über tragen. Weiterhin ist das das Schnittstellenmodul IFC einge richtet zum Empfang der Messdatensätze von den Messeinheiten M1,M2,M3,M4. Diese Messdatensätze enthalten die jeweilige Vorgangskennung und mindestens ein Messdatum und sind vorzug weise kryptographisch gesichert.

Die Verwaltungseinheit AMU umfasst weiterhin ein Zuordnungs modul ASS zur Erstellung eines dem Benutzer zuordenbaren Ge- samtmessdatensatzes durch Zusammenführung mindestens eines für mindestens eine Vorgangskennung erhobenen Messdatensat zes .

Gemäß einer Aus führungs form der Erfindung liegen die oben ge nannten Module IFC, RQM, PID, ASS, AUT der Verwaltungseinheit AMU als separate Hardwaremodule vor, welche innerhalb der Verwal tungseinheit AMU mit einer Zentralsteuerung CTR kommunizie ren. In alternativen Aus führungs formen der Erfindung liegen einige oder alle der oben genannten Module

IFC, RQM, PID, ASS , AUT zumindest teilweise als Softwaremodule vor, deren Programmcode in einer Zentralsteuerung CTR der Verwaltungseinheit AMU geladen und zur Ausführung gebracht werden. Die oben genannten Module IFC, RQM, PID, ASS, AUT können als eigenständige Prozesse auf einem zentralen Server oder als verteilte Web Services in einer verteilten Umgebung bzw. Cloud zum Ablauf gebracht werden.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren in der hier dargestellten Aus führungs form näher erläutert. Der erfin dungsgemäße erste Schritt sieht eine Authentifizierung eines Benutzers USR anhand mindestens eines dem Benutzer USR zug ordneten Authentifikationsdatums vor. Hierbei sind verschie dene Aus führungs formen denkbar. Ein Authentifikationsdatum wird beispielsweise aus einer Verwendung einer Wertkarte in Verbindung mit einer Eingabe einer persönlichen Identifikati onsnummer, abkürzend PIN, oder aus einem mobilen Endgerät des Benutzers USR in Verbindung mit einer auf dem mobilen Endge rät zum Ablauf gebrachten Applikation bestimmt. Nach Bestäti gung der Identität durch die Authentifikation - welche optio nal mit zusätzlichen Authentifizierungsmerkmalen wie Geheim zahleneingabe, Registrierung körperlicher Merkmal wie Ge- sichtserkennung usw. einhergeht - erfolgt optional zur Au thentifikation eine Autorisierung des Benutzers USR, also ei ne Ermittlung, ob der identifizierte Benutzer USR zu einer Nutzung berechtigt ist, gefolgt von einer Auswahl und Lade freigabe der durch den Benutzer USR gewünschten Ladepunkt.

Die Autorisierung wird vorzugsweise unter Einbeziehung eines fernabgefragten - nicht dargestellten - Benutzerkontos mit Prüfung der Berechtigung bzw. Credentials des Benutzers USR vollzogen .

Vor Beginn oder während des Ladevorgangs ist am Bedarfsemp fangsmodul RQM ein Empfang einer oder mehrerer der am Lade vorgang beteiligten Messeinheiten M1,M2,M3,M4 gesendeten Be darfsanforderungsnachricht vorgesehen. Die am Ladevorgang be teiligten Messeinheit M1,M2,M3,M4 senden beispielsweise eine Bedarfsanforderungsnachricht an die Verwaltungseinheit ÄMU, wenn ein Ereignis eintritt, bei dem die Messeinheit

M1,M2,M3,M4 an einem Ladevorgang beteiligt ist. Solche Be darfsanforderungsnachrichten werden als paketorientierte Nachrichten MSG zwischen der Schnittstelle MIF der Ladeinfra struktur CHP und dem Schnittstellenmodul IFC der Verwaltungs einheit ÄMU ausgetauscht. In der Bedarfsanforderungsnachricht identifiziert sich die Messeinheit M1,M2,M3,M4 durch eine in dividuelle Messeinheitskennung. Eine der Bedarfsanforderungs nachricht gleichartige Nachricht wird auch dann gesendet, wenn ein Ereignis eintritt, bei dem die Beteiligung der Mess einheit M1,M2,M3,M4 an einem Ladevorgang gestoppt oder been det wird.

Bei Empfang einer Bedarfsanforderungsnachricht erfolgt sei tens der Verwaltungseinheit ÄMU daraufhin eine Erzeugung ei ner unterscheidbare Vorgangskennung durch das Vorgangsken nungsmodul PID. Diese Vorgangskennung entspricht in gewisser Ähnlichkeit zum Äuthentifikationsdatum des Benutzers USR auch einem Äuthentifikationsdatum bzw. Identifikationsdatum, je doch mit dem Unterschied, dass zu einer Benutzeridentität nunmehr mehrere unterschiedliche - also auch unterscheidba re - Vorgangskennungen angelegt werden, welche aufgrund der Tatsache, dass die Erzeugung der Vorgangskennung auf Basis des Äuthentifikationsdatums erfolgte, jederzeit wieder dem Benutzer USR zuzuordnen ist. Durch die unterschiedliche Natur der Vorgangskennungen wird allerdings eine Mehrfachzuordnung eines Äuthentifikationsdatums in vorteilhafter Weise vermie den . Eine am Ladevorgang beteiligte Messeinheit M1,M2,M3,M4 emp fängt in Beantwortung der vorgenannten Bedarfsanforderungs nachricht eine von der Verwaltungseinheit ÄMU gesendete Vor gangskennung, welche ebenfalls in einer Nachricht MSG enthal ten sein kann. Diese die Vorgangskennung enthaltende Nach richt MSG wird von der Verwaltungseinheit ÄMU an die durch die Messeinheitskennung der zuvor erhaltenen Bedarfsanforde rungsnachricht bestimmten Messeinheit M1,M2,M3,M4 gerichtet.

Eine am Ladevorgang beteiligte Messeinheit M1,M2,M3,M4 sendet nunmehr - in regelmäßigen zeitlichen Abständen oder ereignis basiert - einen Messdatensatz an die Verwaltungseinheit AMU mit Bezug zu dieser Vorgangskennung. Der Messdatensatz ent hält neben dieser Vorgangskennung mindestens ein Messdatum.

Nach Beendigung des Ladevorgangs erfolgt schließlich im Zu ordnungsmodul ASS eine Erstellung eines dem Benutzer USR zu ordenbaren Gesamtmessdatensatzes ACD durch Zusammenführung aller für die Vorgangskennung erhobenen Messdatensätze. Der Gesamtmessdatensatzes ACD wird zur Verrechnung der elektri schen Energie an ein AbrechnungsZentrum ACC gesendet. Ein Versenden des Gesamtmessdatensatzes ACD erfolgt entweder - wie in der Zeichnung angedeutet - über eine eigene externe Schnittstelle des Zuordnungsmodul ASS, oder über das die Schnittstellenmodul IFC. In beiden Fällen erfolgt das Senden des Gesamtmessdatensatzes ACD sowie ein weiterer Datenaus tausch mit dem AbrechnungsZentrum ACC über einen kryptogra- phisch gesicherten Nachrichtenaustausch. Der Gesamtmessdaten satzes ACD wird vorzugsweise mit einem Zeitstempel versehen und sodann digital signiert. Zur Signatur wird z.B. mittels des Zuordnungsmodul ASS mithilfe eines entsprechenden Signa turschlüssels zu dem Gesamtmessdatensatz ACD ein Wert berech net, der auch als Signatur oder digitale Signatur bezeichnet werden kann. Durch die Signatur wird es ermöglicht, mithilfe eines öffentlichen Verifikationsschlüssels die Urheberschaft und Integrität des Gesamtmessdatensatz ACD zu prüfen. Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die Verwaltungseinheit ei nen Zeitserver, durch den die verwalteten Messeinheiten

M1,M2,M3,M4 eine aktuelle Zeit abrufen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Erzeugung der Vorgangskennung bereits im Zuge der Authentifizierung des Benutzers USR gestartet wird. Eine sol che Maßnahme ist beispielsweise dann vorteilig, wenn der Be nutzer zur Einfahrt in einen Parkbereich seine Authentifizie rung - beispielsweise durch Erfassen einer Berechtigungskarte oder Kreditkarte - initiiert. Die Vorgangskennung kann dann sowohl für eine Abrechnung seiner Parkzeit verwendet werden als auch für einen - nach Einfahrt in den Parkbereich gestar teten - Ladevorgang wiederverwendet werden. Zur Erfassung der Parkzeit ist es vorteilhaft, dass im Zuge der Authentifizie rung ein Zeitgeber bzw. Timer für die erzeugte Vorgangsken nung gestartet wird. Der z.B. beim Ausfahren abgelesene Wert des Zeitgebers repräsentiert dann die Parkzeit, welche neben der für den Ladevorgang verbrauchten elektrischen Energie in Rechnung gestellt werden kann.

Ein entsprechendes Anwendungsbeispiel dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden beschrie ben. Ein Benutzer USR fährt mit seinem Elektrofahrzeug EV in ein Parkhaus. Zum Öffnen der Schranke muss er sich authenti fizieren. Die Authentifikationsinformationen werden an die Verwaltungseinheit AMU übermittelt. In der Verwaltungseinheit AMU wird daraufhin ein Zeitdauermessung gestartet. Der Benut zer USR fährt zu einem freien Ladepunkt und verbindet sein Fahrzeug EV mit einem Ladepunkt. Eine dem Ladepunkt zugeord nete Steuerung ermittelt anhand der vom Fahrzeug EV angefor derten Leistung bzw. des angeforderten Stroms, dass drei Um richterstufen benötigt würden, um die angeforderte Leistung bzw. den angeforderten Strom bereit zu stellen, derzeit aber nur zwei Umrichterstufen zu Verfügung stehen. Die Verwal tungseinheit AMU wird mit entsprechenden Bedarfsanforderungs nachrichten informiert und erzeugt zwei Vorgangskennungen, welche an die den beiden Leistungsstufen zugeordneten Mess- einheiten übermittelt werden. Der Ladevorgang wird daraufhin gestartet. Die Verwaltungseinheit AMU startet aufgrund des Ladevorgangs eine weitere Zeitdauermessung oder bildet einen Zwischenwert zur bereits laufenden und fortgeführten ersten Zeitdauermessung .

Während des Ladevorgangs werde nun eine weitere dritte Um richterstufe frei. Die abgegebene Leistung bzw. der abgegebe ne Strom wird unter Verwendung der dritten Umrichterstufe er höht. Hierzu übermittelt die Verwaltungseinheit AMU eine wei tere Vorgangskennung an eine dem dritten Strang der dritten Umrichterstufe zugeordnete Messeinheit, beendet die zweite Zeitdauermessung und startet eine weitere, dritte Zeitdauer messung .

Im weiteren Verlauf benötige das Elektrofahrzeug aufgrund ei nes erreichten hinreichenden Ladezustands nunmehr einen nur noch kleineren Ladestrom.

Hierauf wird der dritte Strang aus dem Ladevorgang wieder entfernt. Dementsprechend wird der Messvorgang zu der dem dritten Strang der dritten Umrichterstufe zugeordneten Mess einheit beendet. Die dem dritten Strang zugeordneten Messein heit übermittelt einen Messdatensatz an die Verwaltungsein heit AMU und zeigt optional an, dass der Messvorgang beendet wird. Die Verwaltungseinheit AMU startet wiederum eine neue Zeitdauermessung. Entsprechendes erfolgt, wenn aufgrund eines vorrangigen Ladevorgangs eines anderen Benutzers ein Strang oder eine Leistungsstufe aus dem Ladevorgang des hier be trachteten Benutzers USR entzogen wird und dem anderen Benut zer zu dessen vorrangigen Ladevorgangs zugeführt wird.

Der Ladevorgang für den hier weiter betrachteten Nutzer USR wird mit geringerer Ladeleistung fortgeführt. Die Verwal tungseinheit AMU empfängt optional Messdatensätze von Mess einheiten, welche nicht mehr benötigt werden, versendet neue oder bestehende Vorgangskennungen an zusätzliche oder erneut beteiligte Messeinheiten und startet bei jedem Ereignis eine neue Zeitdauermessung, bis der Benutzer USR schließlich das Parkhaus verlässt. Alle Messdatensätze werden durch das Zuordnungsmodul ASS in einen Gesamtmessdatensatz vereinigt, mit einem Zeitstempel versehen, signiert und für eine Tarifierung bereitgestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Verwaltungseinheit zur Verwaltung einer Mehrzahl von an einem Ladevorgang beteiligten Messeinheiten (Ml , M2 , M3 , M4 ) , umfassend :

ein Authentifikationsmodul (AUT) zur Authentifizierung ei nes Benutzers (USR) anhand mindestens eines dem Benutzer (USR) zugordneten Authentifikationsdatums ;

ein Bedarfsempfangsmodul (RQM) zum Empfang einer von einer der Mehrzahl der am Ladevorgang beteiligten Messeinheiten (Ml , M2 , M3 , M4 ) gesendeten und diese durch eine Messein heitskennung identifizierenden Bedarfsanforderungsnach richt ;

ein Vorgangskennungsmodul (PID) zur Erzeugung einer auf Basis des Authentifikationsdatums erstellten und für jede Bedarfsanforderungsnachricht unterscheidbaren Vorgangsken nung;

eine Schnittstellenmodul (IFC) zur Übertragung der Vor gangskennung an die durch die Messeinheitskennung bestimm te Messeinheit (Ml ,M2 ,M3,M4 ) ;

das Schnittstellenmodul (IFC) ferner eingerichtet zum Emp fang mindestens eines Messdatensatzes, dieser enthaltend die Vorgangskennung und mindestens ein Messdatum; und; ein Zuordnungsmodul (ASS) zur Erstellung eines dem Benut zer (USR) zuordenbaren Gesamtmessdatensatzes (ACD) durch Zusammenführung mindestens eines für mindestens eine Vor gangskennung erhobenen Messdatensatzes.

2. Verwaltungseinheit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Messdatensatz

ein Identifikationsdatum der Messeinheit (Ml , M2 , M3 , M4 ) ; und/oder;

eine dem Messdatum zugeordnete Zeitinformation enthalt.

3. Verwaltungseinheit gemäß einem der vorgenannten Patentan sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnittstellenmodul (IFC) und/oder Zuordnungsmodul (ASS) für einen kryptogra- phisch gesicherten Austausch von Nachrichten (MSG) bzw. des Gesamtmessdatensatzes (ACD) eingerichtet sind.

4. Verwaltungseinheit gemäß einem der vorgenannten Patentan sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnittstellenmodul (IFC) und/oder Zuordnungsmodul (ASS) für eine Prüfung einer Signatur oder für eine Vergabe einer Signatur in Nutzdaten der Nachrichten (MSG) bzw. des Gesamtmessdatensatzes (ACD) eingerichtet sind.

5. Verfahren zur Verwaltung einer Mehrzahl von an einem Lade vorgang beteiligten Messeinheiten (Ml , M2 , M3 , M4 ) , umfassend die Schritte:

Authentifizierung eines Benutzers (USR) anhand mindestens eines dem Benutzer (USR) zugordneten Authentifikationsda- tums durch eine Verwaltungseinheit (AMU) ;

Empfang einer von einer der Mehrzahl der am Ladevorgang beteiligten Messeinheiten (Ml , M2 , M3 , M4 ) gesendeten Be darfsanforderungsnachricht an der Verwaltungseinheit

(AMU) , die Bedarfsanforderungsnachricht enthaltend eine die sendende Messeinheit (Ml , M2 , M3 , M4 ) identifizierende Messeinheitskennung;

Erzeugung einer auf Basis des Authentifikationsdatums er stellten und für jede Bedarfsanforderungsnachricht unter scheidbaren Vorgangskennung durch die Verwaltungseinheit (AMU) ;

Übertragung der Vorgangskennung an die durch die Messein heitskennung bestimmte Messeinheit (Ml ,M2 ,M3,M4 ) ;

Empfang mindestens eines Messdatensatzes, dieser enthal tend die Vorgangskennung und mindestens ein Messdatum;

und;

Erstellung eines dem Benutzer (USR) zuordenbaren Gesamt messdatensatzes durch Zusammenführung mindestens eines für mindestens eine Vorgangskennung erhobenen Messdatensatzes.

6. Verfahren gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Authentifizierung des Benutzers (USR) die Erzeugung der Vorgangskennung erfolgt.

7. Verfahren gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Authentifizierung ein Zeitgeber für die er zeugte Vorgangskennung gestartet wird.