WO2021148280A1

WO2021148280A1 - Verfahren und system zum steuern eines ladevorgangs eines elektrofahrzeugs

Info

Publication number: WO2021148280A1
Application number: PCT/EP2021/050484
Authority: WO
Inventors: Ingo Kledewski
Original assignee: innogy eMobility Solutions GmbH
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2021-07-29
Also published as: DE102020101360A1; EP4093634A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation umfassend das Empfangen einer Ladeanforderung des mit der Ladestation verbundenen Elektrofahrzeugs von der Ladestation, Verknüpfen der Ladeanforderung mit einer Nutzerkennung, Freigeben eines Ladevorgangs an der Ladestation abhängig von der Ladeanforderung, Empfangen einer Leistungsanforderung eines Energieversorgungsnetzes, Aussenden einer Rückspeiseanforderung unter Verwendung der Nutzerkennung an ein Nutzerendgerät, Empfangen einer Rückspeiseantwort von dem Nutzerendgerät und Einstellen eines Rückspeisevorgangs an der Ladestation abhängig von der Rückspeiseantwort.

Description

Verfahren und System zum Steuern eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs

Der Gegenstand betrifft ein Verfahren sowie ein System zum Steuern eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation.

Der zunehmende Ausbau an Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge führt auf der einen Seite zu einer höheren Wahrscheinlichkeit einer Netzüberlast, bietet auf der anderen Seite jedoch auch die Möglichkeit, die vorhandene Ladeinfrastruktur zur Netzstabilisierung einzusetzen. Eine solche Netzstabilisierung kann beispielsweise das Rückspeisen elektrischer Leistung aus einem Energiespeicher eines Elektrofahrzeugs über die mit dem Elektrofahrzeug verbundene Ladestation in ein Energieversorgungsnetz sein. Insbesondere wenn eine Überlast eines Energieversorgungsnetzes (Stromnetzes) festgestellt wird, kann unter Verwendung der Energiespeicher der Elektrofahrzeuge eine Rückspeisung von elektrischer Energie netzstabilisierend wirken. Die Rückspeisung als solche ist hinlänglich bekannt und ist beispielsweise im Standard ISO 15118-1:2019 beschrieben.

Vor der Durchführung der Rückspeisung kommuniziert eine Steuereinheit des Elektrofahrzeugs mit einer Steuereinheit der Ladestation, um die Parameter der Rückspeisung abzustimmen. ln diesen Prozess wird der Nutzer des Elektrofahrzeugs nicht eingebunden, so dass die Wünsche des Nutzers bei den ausgehandelten Rückspeiseparameter (Rückspeiseinformationen) unberücksichtigt bleiben.

Die Rückspeisung ist zwar netzdienlich, kann für den Nutzer eines Elektrofahrzeugs jedoch höchst nachteilig sein.

Einerseits wird ein Elektrofahrzeug in der Regel dann an eine Ladestation angeschlossen, wenn es geladen werden muss, also der Ladezustand niedrig, beispielsweise ein SOC (State of Charge) von weniger als 50% ist. Der Nutzer des Fahrzeugs möchte dieses zum Ende des Ladevorgangs in der Regel vollgeladen übernehmen, um so die gewünschte Reichweite zu erhalten. Beim Rückspeisen wird diesem Wunsch des Nutzers jedoch in der Regel entgegengewirkt, sodass ein Rückspeisevorgang dazu führen kann, dass der Nutzer, der ein vollgeladenes Elektrofahrzeug erwartet, ein Elektrofahrzeug von der Ladestation trennt, welches nicht vollständig geladen ist.

Andererseits kann eine Vielzahl von Ladezyklen, die durch Ein- und Rückspeisung verursacht werden, die Lebensdauer des Energiespeichers (z.B. eines Akkus) des Elektrofahrzeugs negativ beeinflussen. Somit kann es im Interesse des Nutzers sein, auf die Art und Anzahl von Rückspeisevorgängen aktiv Einfluss nehmen zu können.

Dem Gegenstand lag somit die Aufgabe zugrunde, einen Rückspeisevorgang individuell anpassen zu können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie ein System nach Anspruch 15 gelöst.

Eine Ladestation im Sinne des Gegenstandes kann eine im öffentlichen oder halböffentlichen Raum aufgebaute Ladestation, insbesondere Ladesäule sein. Die Ladestation verfügt über ein Gehäuse und ist mit einem Energieversorgungsnetz über einen Versorgungsnetzanschluss angeschlossen. Innerhalb des Gehäuses der Ladestation befinden sich zumindest ein Leistungsschutzschalter und ein Fehlstromschutzschalter sowie eine Leistungselektronik. Durch die Leistungselektronik kann eine Ladeeinheit, die zur Kommunikation mit dem Elektrofahrzeug einerseits und mit einem Zentralrechner andererseits eingerichtet ist, gebildet sein. Eine Ladestation kann einen oder mehrere Ladepunkte aufweisen, die mit der Leistungselektronik verbunden sind. Die Ladepunkte können individuell durch die Leistungselektronik angesteuert werden. Die Ladestation kann eine Ladebuchse zur Aufnahme eines Steckers eines Ladekabels und/oder ein fest angeschlagenes Ladekabel aufweisen. Ein Elektrofahrzeug kann ein rein batterie-elektrisch betriebenes Elektrofahrzeug (BEV) oder ein plug-in-hybrid betriebenes (PHEV) Elektrofahrzeug sein. Innerhalb des Elektrofahrzeugs kann ein Energiespeicher, insbesondere ein Akkumulator mit einem Laderegler verbunden sein, welcher den Ladevorgang regelt.

Gegenständlich wird nun vorgeschlagen, dass zunächst ein Ladevorgang in der herkömmlich bekannten Art und Weise durchgeführt wird. Bei einem solchen Vorgang können über einen Zentralrechner (back-end) ein Ladevorgang und eine Abrechnung des Ladevorgangs erfolgen. Dazu wird zunächst eine Ladeanforderung des mit der Ladestation verbundenen Elektrofahrzeugs von der Ladestation empfangen. Die Ladestation erkennt diese Ladeanforderung des Fahrzeugs und holt eine Freigabe des Ladevorgangs an dem Zentralrechner ein. Hierzu wird eine Ladeanforderung von der Ladestation an den Zentralrechner übermittelt und im Zentralrechner empfangen.

In dem Zentralrechner kann die Ladeanforderung mit einer Nutzerkennung verknüpft werden. Diese Verknüpfung kann auch bereits unmittelbar mit der Ladeanforderung vorliegen, so dass aus der Ladeanforderung die Nutzerkennung erkennbar ist. Auch kann die Nutzerkennung im Anschluss an das Empfangen der Ladeanforderung ermittelt werden. Durch die Nutzerkennung ist eine Individualisierung des Ladevorgangs möglich und insbesondere eine Abrechnung gegenüber einem Nutzerkonto.

Je nach Abrechnungsmodell kann unmittelbar nach Feststellung einer Nutzerkennung oder nach Abfrage eines Nutzerkontos oder nach Abbuchen eines Betrags von einem Nutzerkonto oder nach Abbuchen eines Betrags von einer Kreditkarte oder einem Online- Zahlungsdienstleister oder dergleichen eine Freigabe des Ladevorgangs erfolgen. Diese Freigabe wird von dem Zentralrechner ausgesendet und an die Ladestation übermittelt. Die Freigabe wird in der Ladestation empfangen und ermöglicht die Freigabe des Ladevorgangs abhängig von der zuvor empfangenen Ladeanforderung. Dieser Ablauf ist hinlänglich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erörterung.

Gegenständlich ist nun erkannt worden, dass während eines laufenden Ladevorgangs oder nach Abschluss eines Ladevorgangs, solange das Elektrofahrzeug noch an der Ladestation angeschlossen ist, das Elektrofahrzeug netzstabilisierend eingesetzt werden kann, indem es elektrische Leistung aus seinem Energiespeicher in das Energieversorgungsnetz rückspeist. Dies kann insbesondere zur Frequenzstabilisierung des Energieversorgungsnetzes genutzt werden.

Eine Leistungsanforderung, insbesondere zur Netzstabilisierung, kann empfangen werden und hieraus bestimmt werden, an welcher Ladestation und/oder an welchem Elektrofahrzeug ein Rückspeisen veranlasst werden soll. Die Leistungsanforderung kann daher sowohl einen Leistungswert als auch optional einen Zeitpunkt, einen Zeitraum und/oder Ortinformationen enthalten. Aus den Informationen der Leistungsanforderung kann bestimmt werden, mit welcher Leistung, wann, wie lange und/oder wo ein Rückspeisen notwendig ist. Daraus kann die Ladestation bestimmt werden, an der ein Rückspeisen notwendig ist. An der so bestimmten Ladestation kann ein Elektrofahrzeug angeschlossen sein, dessen Nutzer über den Rückspeisevorgang informiert werden soll und der Nutzer soll diesen Vorgang aktiv freigeben können.

Unter Verwendung der zuvor mit dem Ladevorgang verknüpften Nutzerkennung kann daher zunächst eine Rückspeiseanforderung durch den Zentralrechner ausgesendet werden. ln einem Nutzerendgerät, beispielsweise einem mobilen Computer, wie beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem sogenannten Wearable, wie beispielsweise einer Smart Watch, Smart Glasses oder dergleichen, kann die entsprechende Rückspeiseanforderung empfangen werden. Ein Aspekt der Anmeldung kann dabei eine für das Nutzerendgerät spezifische Applikation (App) sein, die zur Durchführung der Operationen in dem Nutzerendgerät, wie sie nachfolgend beschrieben werden, programmiert ist. Hierzu weist die Applikation Programmanweisungen auf, die zur Durchführung auf einem Prozessor des Nutzerendgeräts vorgesehen sind und die hier beschriebenen Verfahren auf dem Nutzerendgerät ermöglichen.

Auf dem Nutzerendgerät kann der Nutzer die Rückspeiseanforderung einsehen. Es ist möglich, dass die Rückspeiseanforderung unmittelbar z.B. mittels einer OTT (over the top) Anwendung von dem Zentralrechner an die Applikation gesendet wird und in der Applikation unmittelbar angezeigt wird. Auch kann die Rückspeiseanforderung mittelbar, beispielsweise als E-Mail oder Kurznachricht unter Verwendung eines entsprechenden Dienstes an das Nutzerendgerät übermittelt wird.

Der Vorteil einer unmittelbaren Kommunikation zwischen der Applikation auf dem Nutzerendgerät und dem Zentralrechner liegt in der geringen Latenz zwischen dem Aussenden der Rückspeiseanforderung und dem Empfangen der Rückspeiseanforderung in dem Nutzerendgerät sowie einer entsprechenden Nutzerreaktion hierauf.

In Kenntnis der Rückspeiseanforderung, insbesondere in Kenntnis von Rückspeiseinformation (Rückspeiseparameter) kann der Nutzer entscheiden, ob er der Rückspeisung zustimmt oder nicht. Abhängig hiervon kann in dem Nutzerendgerät eine Rückspeiseantwort generiert werden und an den Zentralrechner übermittelt werden, ln dem Zentralrechner wird die Rückspeiseantwort von dem Nutzerendgerät empfangen.

Der Zentralrechner ermöglicht dann eine Freigabe eines Rückspeisevorgangs, indem der Zentralrechner einen Rückspeisevorgang an der Ladestation abhängig von der Rückspeiseantwort einstellt. Hierzu kann der Zentralrechner entsprechende Einstellparameter an die Ladestation übermitteln und in der Ladestation kann der Rückspeisevorgang entsprechend dieser Einstellparameter erfolgen.

Gegenständlich wird nach dem Koppeln des Elektrofahrzeugs mit der Ladestation eine eindeutige Kennung, insbesondere eine Nutzerkennung, dem Ladevorgang zugeordnet, wodurch eine Kommunikation mit einem Nutzer des Elektrofahrzeugs ermöglicht wird. Wenn beispielsweise eine Netzüberlast, beispielsweise durch eine Frequenzabweichung oder einem Spannungsabfall detektiert wird, können Nutzer von an Ladestationen angeschlossenen Elektrokreten unmittelbar über die Nutzerkennung kontaktiert werden. Ein jeweiliger Nutzer kann dann einem

Rückspeisevorgang zustimmen oder diesen ablehnen und abhängig hiervon kann der Rückspeisevorgang eingestellt werden. Das heißt, der Nutzer hat stets die Möglichkeit, einem Rückspeisevorgang zu widersprechen oder diesem aktiv zuzustimmen, so dass die Nutzerwünsche bei netzstabilisierenden Maßnahmen berücksichtigt bleiben.

Auf dem Nutzerendgerät kann die Rückspeiseanforderung als „Angebot" angezeigt werden. Hierbei können verschiedene Rückspeiseinformationen, insbesondere auch eine Vergütung für die Rückspeisung angezeigt werden, sodass der Nutzer in der Applikation beispielsweise durch ein Drücken eines Bestätigungsknopfes den Rückspeisevorgang auslösen kann.

Die Nutzerkennung, die unmittelbar oder mittelbar zur Kommunikation mit dem Nutzer verwendet wird, kann eine Mailadresse, eine Telefonnummer, eine Gerätekennung, beispielsweise eine Mobile-Device-User-ID oder eine IMEI (International Mobile Equipment Identification) und/oder eine Applikationskennung sein. Unter Verwendung dieser Nutzerkennung kann die Rückspeiseanforderung an das Nutzerendgerät übermittelt werden. Insbesondere bei der Verwendung einer Telefonnummer, einer Gerätekennung und/oder eine Applikationskennung kann eine unmittelbare Kommunikation zwischen der Applikation auf dem Nutzerendgerät und einem Zentralrechner erfolgen. Hierdurch wird die Latenz verringert, um einem Rückspeisevorgang zuzustimmen. Wenn ein Elektrofahrzeug sich mit einer Ladestation koppelt, kann dieses seine Kennung der Ladestation mitteilen. Dies ist beispielsweise mittels ISO 15118 möglich. Diese Kennung kann somit zu Beginn des Ladevorgangs in der Ladestation bekannt sein und zusammen mit der Ladeanforderung an den Zentralrechner übermittelt werden. Dann ist die Nutzerkennung unmittelbar bekannt. Auch ist es möglich, dass zunächst lediglich eine Fahrzeugidentifikationsnummer mit der Ladeanforderung übermittelt wird. Diese Fahrzeugidentifikationsnummer muss nicht zwingend eine Nutzerkennung im Sinne des Gegenstandes sein. Vielmehr kann eine der oben genannten Nutzerkennungen zugeordnet zu der Fahrzeugidentifikationsnummer in einem Nutzerkonto hinterlegt sein. Der Zentralrechner kann dann abhängig von Nutzerinformationen, wie beispielsweise der Fahrzeugidentifikationsnummer, die Nutzerkennung laden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Leistungsanforderung abhängig von einer räumlich der Ladestation zugeordneten Frequenzmessung und/oder Spannungsmessung und/oder Leistungsfaktormessung ist. Der Hauptgrund für eine Leistungsanforderung kann eine Frequenzschwankung sein. So kann im Verbundnetz ein Absinken der Frequenz festgestellt werden und um diese zu kompensieren kann eine Leistungseinspeisung notwendig sein. Diese wird durch die Leistungsanforderung ausgelöst. Es kann auch Vorkommen, dass die Leistungsanforderung lokal begrenzt ist. So kann entlang eines Versorgungsstrangs eine Spannungsschwankung auftreten und zur Verhinderung einer Vernetzung des erlaubten Spannungsbandes eine Rückspeisung in dem entsprechenden Verteilstrang notwendig werden. Auch kann durch Messung von Leistungsflüssen an Transformatoren eine Leistungsanforderung für bestimmte Netzgebiete festgestellt werden. Auch kann ein Leistungsfaktor, beispielsweise cos φ , entlang eines Leitungsstrangs oder einem bestimmten Netzgebiet eine Rückspeisung erforderlich machen. Insbesondere kann eine Rückspeisüng auch zur Blindleistungskompensation genutzt werden. Somit können diejenigen Ladestationen bestimmt werden, an denen Rückspeisungen zur Befriedigung der Leistungsanforderung sinnvoll sind. Die entsprechenden Ladestationen können mit Elektrofahrzeugen gekoppelt werden und in diesem Fall elektrische Leistung zur Verfügung stellen. Die räumlich relevanten Ladestationen werden identifiziert und abhängig hiervon werden die Nutzer von Elektrofahrzeugen, die mit solchen Ladestationen gekoppelt sind wie oben beschrieben kontaktiert.

Eine unmittelbare Kommunikation mit einem Nutzer kann in Form einer Push- Notifikation an das Nutzerendgerät erfolgen. Somit muss der Nutzer zunächst nicht aktiv sein, sondern die Applikation erhält im Rahmen einer Push-Nachricht vom Zentralrechner automatisch die Rückspeiseanforderung und kann diese unmittelbar in einem Mitteilungsbildschirm des Nutzerendgerätes anzeigen. Der Nutzer erhält somit unmittelbar, ohne eigenes Zutun, eine Information über eine Rückspeiseanforderung. Danach kann der Nutzer aktiv werden und der Rückspeiseanforderung zustimmen, bedingt zustimmen oder diese ablehnen.

Um zu verhindern das Rückspeisevorgänge fälschlicherweise oder nicht autorisiert durchgeführt werden, wird vorgeschlagen, dass in Reaktion auf eine Rückspeiseanforderung eine Nutzerautorisierung an dem Nutzerendgerät durchgeführt wird. Hierbei können Kennwörter, Passwörter, biometrische Informationen oder dergleichen auf dem Nutzerendgerät abgefragt werden, um eine Antwort auf die Rückspeiseanforderung zu generieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die N utzerautorisierung durch eine Zwei-Faktor-Autorisierung erfolgt. Hierbei kann ein Faktor „Wissen" und ein zweiter Faktor „Besitzen" sein. So kann beispielsweise eine PIN-Eingabe und ein biometrischer Scanner, beispielsweise ein Fingerabdruckscanner, genutzt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Rückspeiseanforderung eine Gültigkeitsdauer hat. Der Nutzer kann in nahezu Echtzeit auf die Rückspeiseanforderung durch Verwendung seiner Applikation reagieren. Da Leistungsanforderungen in der Regel zeitkritisch sind, kann die Rückspeiseanforderung, insbesondere das damit verbundene Angebot zeitlich befristet sein. Innerhalb der zeitlichen Befristung kann die Applikation dem Nutzer die Rückspeiseanforderung anzeigen und/oder dieser kann darauf reagieren. Nach Ablauf der Befristung kann die Rückspeiseanforderung automatisch verworfen, versteckt und/oder gelöscht werden. Eine derart gekennzeichnete Rückspeiseanforderung kann nicht mehr angenommen werden, sodass nach Ablauf der Gültigkeitsdauer keine Rückspeiseantwort mit der Freigabe des Rückspeisevorgangs möglich ist.

Die Kommunikation erfolgt bevorzugt Ende zu Ende zwischen dem Nutzerendgerät und dem Zentral rech ner, weiter bevorzugt zwischen der Applikation auf dem Nutzerendgerät und dem Zentralrechner. So können die Applikation und der Zentralrechner über einen verschlüsselten Kommunikationskanal Rückspeiseanforderung und Rückspeiseantwort austauschen. Diese unmittelbare Kommunikation kann verhindern, dass ein sogenannter „Man in the middle“-Angriff erfolgreich ist. Auch kann ein sogenannter „Phishing"-Angriff nicht mehr erfolgen.

Wie eingangs bereits beschrieben, ist davon auszugehen, dass ein Nutzer, wenn er sein Elektrofahrzeug an eine Ladestation anschließt, einen Ladevorgang bis zu einem bestimmten Mindest-Ladezustand seines Elektrofahrzeugs erwartet Um dieser Erwartung gerecht zu werden, erfolgt die gegenständliche Abfrage der Erlaubnis zur Rückspeisung. Um dem Nutzer eine qualifizierte Entscheidung über die Freigabe oder Nicht-Freigabe des Rückspeisevorgangs im Rahmen seiner Rückspeiseantwort zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass in dem Nutzerendgerät die Rückspeiseanforderung zusammen mit Ladezustandsinformationen des Energiespeichers des Elektrofahrzeugs empfangen werden. Somit können aktuelle Zustandsinformationen des Elektrofahrzeugs und/oder des aktuell laufenden Ladevorgangs einem Nutzer angezeigt werden.

Aktuelle Zustandsinformationen können beispielsweise der aktuelle Ladezustand des Energiespeichers des Elektrofahrzeugs (SOC) sein. Alle Zustandsinformationen (Ladezustandsinformationen) können durch den Zentralrechner von der Ladestation und dem daran angeschlossenen Fahrzeug abgefragt werden, sobald die Ladestation bestimmt ist, die für die Rückspeisung in Frage kommt. Die empfangene Information kann dann unmittelbar oder mittelbar, vollständig oder in Teilen in der Rückspeiseanforderung enthalten sein.

Wenn Energie zurückgespeist werden soll, möchte ein Nutzer in der Regel wissen, was der aktuelle Ladezustand ist und er möchte wissen, wie viel hiervon im Rahmen der Rückspeisung zurückgeführt wird. In der Rückspeiseanforderung kann als Rückspeiseinformation die Energie angegeben werden, die zurückgespeist werden soll. Diese kann in der Applikation in Relation zum Ladezustand angezeigt werden. So kann beispielsweise die rückzuspeisende Energie als prozentualer Anteil des aktuellen Ladezustands angezeigt werden. Eine weitere Zustandsinformation kann beispielsweise die in dem laufenden Ladevorgang bezogene Energie sein. Diese Energie kann als prozentualer Anteil des Ladezustands des Energiespeichers angezeigt werden. Auch kann die bezogene Energie in Relation zu der beim Rückspeisevorgang bereitzustellende Energie angezeigt werden.

Durch die Anzeige der Ladezustandsinformationen ist es für den Nutzer einfacher eine Entscheidung darüber zu treffen, ob er der Rückspeiseanforderung zustimmen möchte oder nicht. Auch kann er überprüfen, ob und in welchem Umfang er das Angebot annehmen möchte und ggf. einen Gegenvorschlag unterbreiten, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird.

In der Regel ist es für einen Nutzer relevant, mit seinem Elektrofahrzeug die nächste zurückzulegende Strecke bewältigen zu können. Das heißt, die Reichweite muss für den Nutzer ausreichend sein, sein gewünschtes Ziel zu erreichen. Das gewünschte Ziel kann aber abhängig von beispielsweise einem Datum, einer Uhrzeit und einer Ladestation sein. Wenn zusammen mit der Rückspeiseanforderung Informationen zu bereits erfolgten Rückspeisungen mit dem Elektrofahrzeug angezeigt werden, kann ein Nutzer aus historischen Informationen Rückschlüsse darauf ziehen, ob der aktuelle Rückspeisevorgang sinnvoll ist oder nicht. Mit solchen Informationen zu erfolgten Rückspeisungen können beispielsweise die nach diesen Rückspeisungen an der entsprechenden Ladestation erfolgten Wege oder Strecken angezeigt werden, so dass der Nutzer entscheiden kann, ob er mit dem Ladezustand, der nach dem Rückspeisevorgang noch verbleibt, sein Ziel erreicht, wenn dieses Ziel bereits zuvor nach einem Rückspeisevorgang angefahren wurde.

Wie bereits erläutert, kann eine Rückspeiseanforderung als Angebot verstanden werden. Ein Angebot kann auch beispielsweise eine Vergütung für den Rückspeisevorgang enthalten.

Darüber hinaus können die Rückspeiseanforderung und/oder die Rückspeiseantwort Rückspeiseinformationen umfassen. Rückspeiseinformationen können Rückspeiseparameter sein. Rückspeiseinformationen können eine Rückspeiseenergie, eine Rückspeiseleistung, eine Rückspeisedauer und/oder ein Ende eines Rückspeisevorgangs umfassen. Auch kann eine Vergütung als Rückspeiseinformation vorgesehen sein.

Auf dieses Angebot kann der Nutzer mit Zustimmung reagieren und der Rückspeisevorgang wird freigegeben. Auch kann der Nutzer das Angebot abändern, indem er beispielsweise Rückspeiseinformationen gegenüber der Rückspeiseanforderung verändert. So kann der Nutzer beispielsweise die Rückspeiseenergie und/oder das Ende des Rückspeisevorgangs und/oder die Rückspeisedauer und/oder die Rückspeiseleistung und/oder die mit der Rückspeisung verbundene Vergütung variieren. Eine Vergütung kann ein Festbetrag und/oder einen variablen Betrag beinhalten. Ein Festbetrag kann beispielsweise für die Freigabe des Rückspeisevorgangs als solchen festgelegt werden und ein variabler Betrag kann pro rückgespeister Energiemenge festgelegt sein, insbesondere kann für eine Rückspeiseantwort auch eine Mindestrückspeiseenergie definiert sein, unterhalb derer keine Nutzeranpassung möglich ist. Hat der Nutzer die Rückspeiseinformation verändert, so enthält die Rückspeiseantwort diese veränderten Rückspeiseinformationen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine veränderte Rückspeiseinformation enthaltende Rückspeiseantwort empfangen wird und dass der Rückspeisevorgang abhängig von den veränderten Rückspeiseinformationen eingestellt wird. Das Gegenangebot, welches in der veränderten Rückspeiseinformation enthalten ist, kann in dem Zentralrechner angenommen oder abgelehnt werden. Nach einer Annahme kann der Rückspeisevorgang entsprechend mit den im Gegenangebot eingestellten Parametern eingestellt werden. So kann der Nutzer beispielsweise die Energiemenge reduzieren, sodass er trotz Zustimmung zum Rückspeisen am Ende des Ladevorgangs, wenn er zu seinem Fahrzeug zurückkehrt, eine bestimmte Mindestenergiemenge in dem Energiespeicher seines Elektrofahrzeugs vorfindet.

Ein weiterer Aspekt ist ein System nach Anspruch 15. Dieses System kann nicht nur den Zentralrechner, sondern auch eine Ladestation und/oder ein Nutzerendgerät und/oder ein Elektrofahrzeug umfassen. Diese Einrichtungen können miteinander kommunizieren und das Verfahren wie oben beschrieben ausführen.

Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein System zur Durchführung eines gegenständlichen Verfahrens gemäß

Ausführungsbeispielen;

Fig. 2 einen Ablaufplan eines gegenständlichen Verfahren gemäß einem

Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Ladestation 2 mit einem daran angeschlossenen Elektrofahrzeug 4. In dem Elektrofahrzeug 4 ist über einen nicht dargestellten Ladecontroller ein Energiespeicher 6 angeordnet. Der Energiespeicher 6 bezieht von der Ladestation 2 und das daran angeordnete Energieversorgungsnetz 8 elektrische Energie während eines Ladevorgangs.

Fig. 1 zeigt weiter ein Nutzerendgerät 10, beispielsweise ein Smartphone. Darüber hinaus ist ein Zentralrechner 12 mit einer daran angeschlossenen Nutzerdatenbank 12a gezeigt. Schließlich ist eine Leitstelle 14 eines Energieversorgungsnetzes 8 gezeigt. Die gezeigten Einrichtungen sind über ein Weitverkehrsnetz 16, beispielsweise unter Verwendung des Internets, eines Mobilfunknetzes oder dergleichen miteinander verbunden und stehen in Kommunikation.

Das gegenständliche Verfahren kann beispielhaft wie in Fig. 2 gezeigt ablaufen. Zu Beginn eines Ladevorgangs wird das Elektrofahrzeug 4 mit der Ladestation 2 gekoppelt (18). Nach dem Koppeln (18) handeln Ladestation 2 und Elektrofahrzeug 4 Ladeparameter aus, beispielsweise unter Verwendung eines Protokolls nach ISO 15118. Darüber hinaus kann das Elektrofahrzeug 4 der Ladestation 2 eine Fahrzeugidentifikationsnummer (VI N) mitteilen (20).

Unter Verwendung der ausgehandelten Ladeparameter und der VIN übermittelt die Ladestation 2 über das Weitverkehrsnetz 16 eine Ladeanforderung (22) an den Zentralrechner 12.

Der Zentralrechner 12 extrahiert aus der empfangenen Ladeanforderung zunächst die VIN und ermittelt aus der Nutzerdatenbank 12a eine Nutzerkennung (24) und verknüpft diese mit der Ladeanforderung. Anschließend, unter Verwendung bekannter Verfahren, wird ein Nutzerkonto abgefragt und ein Ladevorgang entweder abgelehnt oder freigegeben.

Nachfolgend wird der Fall betrachtet, in dem eine Ladeanforderung genehmigt wurde. Der Zentralrechner 12 übermittelt eine Ladefreigabe über das Weitverkehrsnetz 16 an die Ladestation 2 und die Ladestation 2 beginnt den Ladevorgang (26). Während des Ladevorgangs (26) wird überprüft (28), ob eine Leistungsanforderung vorliegt oder nicht.

Eine Leitstelle 14 kann Messungen innerhalb des Energieversorgungsnetzes 8 durchführen, beispielsweise Frequenzmessungen oder Spannungsmessungen oder dergleichen. Beispielsweise kann in der räumlichen Nähe zur Ladestation 2 eine Spannungsmessung erfolgen. Ergibt diese Spannungsmessung eine zu niedrige Spannung kann ein Rückspeisen von elektrischer Leistung an der Ladestation 2 sinnvoll sein. Auch kann ein Rückspeisen elektrischer Leistung bei einer Frequenzabweichung nach unten sinnvoll sein. Die Ereignisse, zu denen Rückspeisungen sinnvoll sind und zu denen Netzstabilisierungen notwendig sind, sind hinlänglich bekannt und werden daher nicht näher beschrieben. Ist eine Netzstabilisierung notwendig, kann die Leitstelle 14 eine Leistungsanforderung (28) über das Weitverkehrsnetz 16 an den Zentralrechner 12 übermitteln.

Liegt keine Leistungsanforderung vor, so wird der Ladezustand überprüft (30) und bei einem vollen Energiespeicher 6 wird in Schritt 28 verzweigt und bei einem noch nicht gefüllten Energiespeicher wird in Schritt 26 verzweigt.

Liegt eine Leistungsanforderung (28) vor, so werden aus den Informationen der Leistungsanforderung Rückspeiseparameter bestimmt (32).

Ferner wird unter Verwendung der Nutzeridentifikation, die in Schritt 24 mit dem Ladevorgang verknüpft wurde, eine Rückspeiseanforderung an das Nutzerendgerät 10 über das Weitverkehrsnetz 16 gesendet (34). Dabei können Informationen zum Ladezustand, die in Schritt 30 ermittelt wurden, der Rückspeiseanforderung angefügt werden. ln dem Nutzerendgerät 10 wird die als Push-Nachricht aüsgesendete Rückspeiseanfrage auf einem Nutzerdisplay angezeigt. Der Nutzer kann entscheiden (36), ob er dem Rückspeisevorgang zustimmen möchte oder nicht. Für den Fall, dass er nicht zustimmt, wird in Schritt (26) verzweigt. Für den Fall, dass er uneingeschränkt zustimmt, wird eine Rückspeiseantwort erstellt (38) und an den Zentralrechner 12 über das We i tve rkeh r s n etz 16 von dem Nutzerendgerät 10 ausgesendet.

Auf dem Nutzerendgerät 10 werden die Rückspeiseparameter der Rückspeiseanforderung angezeigt und der Benutzer kann gegebenenfalls in vorgegebenen Rahmen Änderungen an den Rückspeiseparametern vornehmen (40) und die entsprechend abgeänderte Rückspeiseantwort über das Weitverkehrsnetz 16 an den Zentralrechner 12 übermitteln.

Abhängig von der empfangenen Rückspeiseantwort und den darin enthaltenen Rückspeiseparametern kann in dem Zentralrechner 12 eine Einstellung eines Rückspeisevorgangs (42) erfolgen und über das Weitverkehrsnetz 16 kann der Zentralrechner 12 die Ladestation 2 anweisen, einen entsprechenden

Rückspeisevorgang vorzunehmen. Nach Ablauf dieses Rückspeisevorgangs wird in den Schritt 26 verzweigt.

Bezugszeichenliste

2 Ladestation

4 Elektrofahrzeug

6 Energiespeicher

8 Energieversorgungsnetz

10 Endgerät

12 Zentralrechner

12a Datenbank

14 Leitstelle

16 Weitverkehrsnetz

18 Ladestation und Fahrzeug koppeln

20 Fahrzeugidentifikationsnummer mitteln

22 Ladeanforderung aussenden

24 Nutzerkennung abfragen

26 Ladevorgang durchführen

28 Leistungsanforderungen prüfen

30 Ladezustand prüfen

32 Rückspeiseparameter ermitteln

34 Rückspeiseabfrage senden

36 Genehmigung erteilen/ nicht erteilen

38 Rückspeiseantwort senden

40 Rückspeiseparameter ändern und Rückspeiseantwort senden

42 Rückspeisevorgang durchführen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Steuern eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation umfassend:

Empfangen einer Ladeanforderung des mit der Ladestation verbundenen Elektrofahrzeugs von der Ladestation,

Verknüpfen der Ladeanforderung mit einer Nutzerkennung, Freigeben eines Ladevorgangs an der Ladestation abhängig von der Ladeanforderung,

Empfangen einer Leistungsanforderung eines Energieversorgungsnetzes, Aussenden einer Rückspeiseanforderung unter Verwendung der Nutzerkennung an ein Nutzerendgerät,

Empfangen einer Rückspeiseantwort von dem Nutzerendgerät und Einstellen eines Rückspeisevorgangs an der Ladestation abhängig von der Rückspeiseantwort

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzerkennung eine Mailadresse, eine Telefonnummer, eine Gerätekennung und/oder eine Applikationskennung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzerkennung zusammen mit der Ladeanforderung empfangen wird oder dass die Nutzerkennung abhängig von Nutzerinformationen der Ladeanforderung geladen wird.

4 Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsanforderung abhängig von einer räumlich der Ladestation zugeordneten Frequenzmessung und/oder Spannungsmessung und/oder Leistungsfaktormessung ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseanforderung als Push Notifikation an das Nutzerendgerät gesendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf eine Rückspeiseanforderung eine Nutzerautorisierung an dem Nutzerendgerät durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer Rückspeiseanforderung eine Gültigkeitsdauer zugeordnet wird und dass nach Ablauf der Gültigkeitsdauer eine Rückspeiseantwort unterbunden wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseantwort abhängig von einem Ergebnis einer Zwei-Faktor Autorisierung erstellt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseanforderung und/oder die Rückspeiseantwort zwischen einem Nutzerendgerät und einem Zentralrechner übertragen werden, insbesondere dass die Rückspeiseanforderung und/oder die Rückspeiseantwort über einen gesicherten Kommunikationskanal, insbesondere unter Verwendung einer Ende-zu-Ende Verschlüsselung zwischen Nutzerendgerät und Zentralrechner.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Nutzerendgerät die Rückspeiseanforderung zusammen mit Ladezustandsinformationen des Energiespeichers des Elektrofahrzeugs empfangen werden.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Nutzerendgerät zusammen mit der Rückspeiseanforderung Informationen zu bereits erfolgten Rückspeisungen mit dem Elektrofahrzeug angezeigt werden.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseanforderung und/oder die Rückspeiseantwort Rückspeiseinformationen umfassend eine Rückspeiseenergie, eine Rückspeiseleistung, eine Rückspeisedauer und/oder ein Ende eines Rückspeisevorgangs umfassen.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseinformationen in der Rückspeiseantwort gegenüber den Rückspeiseinformationen in der Rückspeiseanforderung basierend auf Nutzereingaben am Nutzerendgerät verändert sind.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine veränderte Rückspeiseinformationen enthaltende Rückspeiseantwort empfangen wird und dass der Rückspeisevorgang abhängig von den veränderten Rückspeiseinformationen eingestellt wird.

15. System eingerichtet zum Steuern eines Ladevorgangs eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation umfassend: einen Zentralrechner eingerichtet zum

Verknüpfen der Ladeanforderung mit einer Nutzerkennung,

Freigeben eines Ladevorgangs an der Ladestation abhängig von der Ladeanforderung,

Empfangen einer Leistungsanforderung eines Energieversorgungsnetzes eingerichtet ist,

Aussenden einer Rückspeiseanforderung unter Verwendung der Nutzerkennung an ein Nutzerendgerät,

Empfangen einer Rückspeiseantwort von dem Nutzerendgerät und Einstellen eines Rückspeisevorgangs an der Ladestation abhängig von der Rückspeiseantwort.