WO2021223965A1 - Stromzähler für eine ladestation - Google Patents

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WO2021223965A1
WO2021223965A1 PCT/EP2021/059525 EP2021059525W WO2021223965A1 WO 2021223965 A1 WO2021223965 A1 WO 2021223965A1 EP 2021059525 W EP2021059525 W EP 2021059525W WO 2021223965 A1 WO2021223965 A1 WO 2021223965A1
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charging
electrical energy
electricity meter
charging station
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PCT/EP2021/059525
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Christopher Fuchs
Armin Gaul
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Innogy Se
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    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the application relates to an electricity meter for a charging station for charging electric vehicles, in particular small electric vehicles.
  • the registration relates to a charging application, a charging system, a mobile terminal and a method.
  • Charging stations for charging electric vehicles are known from the prior art. With the known charging stations, a user can connect his electric vehicle to the charging station and initiate a charging process. For this purpose, user authentication is usually first carried out, usually with
  • the charging process then takes place, in which an electrical energy quantity is exchanged in the form of electrical energy, in particular given from the charging station to the electric vehicle.
  • the charging process carried out is billed with the support of a backend system. Due to the growing number of charging stations, especially as a result of the correspondingly increasing amounts of data, data handling for charging processes for electric vehicles or electrically powered vehicles is becoming more and more complex. This leads to an enormous effort in terms of the technical requirements of the hardware
  • the application is therefore based on the object of providing a possibility which at least reduces the problems described above and enables a charging process to be carried out with less effort and, in particular, at the same time an energy supply in accordance with calibration law.
  • the object is achieved by an electricity meter for a charging station for charging electric vehicles, in particular small electric vehicles, according to claim 1.
  • the electricity meter comprises at least one receiving interface, set up to receive an energy data record containing at least one electric released for a charging process Energy limit.
  • the electricity meter comprises at least one measuring device, set up to measure an electrical energy variable exchanged between the charging station and an electric vehicle electrically connected to the charging station during a charging process.
  • the measuring device comprises at least one detection module set up to detect that the electrical energy variable exchanged in the charging process corresponds to the released electrical energy limit variable.
  • the electricity meter comprises at least one control interface connected to the measuring device, set up to interrupt the exchange of the electrical energy variable upon detection that the electrical energy variable exchanged in the charging process at least corresponds to (i.e. in particular corresponds to or exceeds) the released electrical energy limit variable.
  • an electricity meter is provided for a charging station in which a measuring device with a detection module and an associated control interface is provided, which interrupts or ends a charging process at least when a predetermined (and released) electrical energy quantity or the amount of energy was exchanged in the charging process, the problems described above are at least reduced.
  • a charging process can be carried out with less effort.
  • a process that conforms to calibration law and thus in particular a calibration law-compliant energy supply can take place. Only a registered electricity meter is required to carry out a charging process. There is no need to connect the charging station to a backend system. In particular, there is no collection and storage of the charging data and the data is not made available to the user / customer, as it is not relevant for the legal transaction and billing.
  • the present electricity meter is intended for a charging station, that is to say in particular for installation in a charging station. In normal operation of the electricity meter, the electricity meter is installed in a charging station.
  • the electricity meter can also be used in other applications (in which it is to be ensured that no more electricity is used than was paid for in advance, for example in social housing), for example as an electricity meter in a building, to switch between a distribution network and a Control the amount of energy exchanged in the household network.
  • a charging station in accordance with the registration is set up for charging electric vehicles.
  • the charging station can comprise at least one charging point, set up to deliver an electrical energy variable, such as electrical energy (or power or current).
  • the charging point can preferably also be set up to receive electrical power.
  • the charging point can in particular be an electrical interface, for example in the form of a firmly attached charging cable with a charging connection (e.g. a charging plug) and / or a charging connection for connecting a charging cable (e.g. a charging plug receptacle, e.g. in the form of a charging plug socket).
  • a firmly attached charging cable is to be understood in particular to mean that a user cannot separate the charging cable from the charging station without destroying it.
  • the charging station can comprise a charging device that can have components in a conventional manner to enable a current flow from an energy source (e.g. a public energy supply network, an energy generator, etc.) via the charging point and a charging cable. In this way, an electrically operated vehicle or its electrical energy storage device can be charged (or discharged).
  • an energy source e.g. a public energy supply network, an energy generator, etc.
  • an electrically operated vehicle or its electrical energy storage device can be charged (or discharged).
  • an electric vehicle is in particular an at least partially electrically operated vehicle.
  • An electric vehicle has a rechargeable energy store, in particular in the form of a rechargeable battery.
  • the charging station is preferably set up for charging small electric vehicles, such as electric scooters, electric scooters, electric bicycles, Segways, etc.
  • the charging station can, for example, be a charging station or be designed as a "wallbox".
  • the electricity meter according to the application can be part of the charging station.
  • Parts of the charging station (such as the electricity meter) can also be integrated in a wall or a floor a bidirectional current or power transmission can take place via the charging cable and the charging technology of the charging station.
  • the electricity meter has at least one (wireless or wired) receiving interface.
  • the receiving interface is at least set up to receive an energy data set.
  • the Receiving interface be communicatively connected to at least one charging station interface of the charging station. An energy data set received by the charging station interface can be forwarded from the charging station interface to the receiving interface of the electricity meter.
  • the energy data record contains at least one released electrical energy limit variable.
  • a released energy limit variable means in particular the electrical energy variable that may be exchanged, in particular given off, during a charging process.
  • the electrical energy limit value can preferably be electrical energy (mertge) or an energy value (e.g. x kWh). "Released” here means in particular that it has already been checked that a user may obtain this released energy limit value. The released amount of energy can preferably have already been billed, in particular paid for.
  • the electricity meter according to the application also called electricity meter, has at least one measuring device.
  • the measuring device is set up to measure an electrical energy variable exchanged during a charging process.
  • the measuring device can detect the amount of electrical energy supplied by the charging station to a connected electric vehicle. It goes without saying that the measuring device can also be set up to detect an electrical energy variable received by the charging station from a connected electric vehicle.
  • the electrical energy quantity is in particular electrical energy (or electrical energy values).
  • the electrical energy variable can be an electrical variable from which at least the electrical energy can be determined, such as a. (exchanged) electric current.
  • the measuring device measures (continuously) the amount of electrical energy exchanged during a charging process.
  • the measuring device according to the application has a detection module.
  • the detection module can continuously display the measured electrical energy variable (or the measured energy values) with the obtained energy limit variable [or the released energy value).
  • the energy limit variable can in particular be provided by the receiving interface of the measuring device
  • the detection module detects in particular when the measured electrical (and actually exchanged) energy quantity corresponds to the released energy limit quantity. In other words, according to the application, reaching (or exceeding) the energy limit value is detected or recorded by the energy value actually exchanged.
  • a control interface is also integrated in the electricity meter.
  • the control interface is (communicatively) connected to the measuring device, in particular the detection module of the measuring device.
  • the control interface preferably brings about an interruption of the exchange of the electrical energy variable immediately upon a previously described detection, that is to say in particular an interruption of the current flow or the energy transmission.
  • the detection module can control the control interface immediately after the achievement of the energy limit variable by means of the energy variable actually exchanged in such a way that a corresponding interruption is brought about, in particular immediately.
  • the electricity meter according to the application is set up to control a charging process in such a way that only the maximum amount of energy that corresponds to a (previously agreed) amount of energy is released during a charging process
  • the energy data record obtained can contain at least one certification date.
  • a certification date is in particular a digital certificate, preferably a digital data record, for example according to the standards of the ITU-T or the IETF.
  • a certification date is set up in particular to confirm the authenticity and / or the integrity of the data content of the energy data set and / or of the transmitter (or the source).
  • the source / energy data set can be viewed as trustworthy by the electricity meter given a permissible certification date.
  • the at least one certification date can alternatively or additionally also be another date, such as a signature or the like.
  • the electricity meter can have at least one [internal) test module connected to the receiving interface.
  • the test module can be set up to check whether the certification date received is a permissible one
  • Certification date is. This can increase security.
  • the electricity meter itself can ensure that charging processes are only carried out for actually authorized (and in particular already billed or paid) amounts of energy.
  • the electricity meter can have a data memory (internal) connected (communicatively) to the test module.
  • At least one admissibility criterion can be stored in the data memory.
  • the checking module can be set up to check the received certification data based on the stored admissibility criterion.
  • the at least one admissibility criterion can be at least one saved admissible certification date.
  • at least one (cryptographic) checking algorithm (or the like) can be stored as an admissibility criterion, with which a received certification date can be checked.
  • a digital certificate can contain data that are required for its verification by means of the cryptographic algorithm.
  • the test module can be connected [communicatively] to the control interface.
  • the control interface can be set up to bring about an exchange of the electrical energy variable for the charging process [only] if it is determined by the test module that the certification date is a permissible certification date.
  • a charging process is only started and energy output is only enabled if the test module has determined that the energy data record contains a valid certification date. Otherwise the charging process will not be released and will therefore not be carried out.
  • the charging process can preferably be started immediately after a positive test.
  • the energy data record obtained can contain at least one charging station identifier.
  • the test module can be set up to check (preferably in addition to the above-described checking of the certification data) whether the received charging station identifier corresponds to the charging station identifier of the charging station of the electricity meter.
  • the charging station identifier of the charging station in which the electricity meter is integrated can, for example, be stored in the data memory of the electricity meter.
  • a charging station identifier can, for example, have been recorded in advance by a mobile terminal.
  • the charging station identifier may, for example, be in the form of a code [e.g. QR code or the like) and recorded by a mobile device.
  • the control interface effect an exchange of an electrical energy variable, that is to say in particular cause the establishment of an electrical connection to enable a flow of current. This can improve the security even further.
  • the electricity meter can have an (internal) switching module that can be controlled by the control interface.
  • the switching module can be set up to establish and interrupt the exchange of the electrical energy variable.
  • the switching module can in particular be switchable between two switching states (open and closed) based on control information (provided by the control interface). In an open switching state, an electrical connection is interrupted, and thus in particular an exchange of the electrical energy variable is interrupted. In a closed switching state, an electrical connection is established and thus in particular an exchange of the electrical energy variable is established.
  • an electrical line that electrically connects a charging station connection and the at least one charging point or charging connection of the charging station can be routed through the electricity meter (in particular through a housing of the electricity meter described below).
  • the at least one switching module can be integrated in the line section that is passed through.
  • the electricity meter can be a (MID (Measuring Instruments Directive)) calibrated electricity meter. It goes without saying that the electricity meter with other variants can also be calibrated according to a different calibration guideline.
  • the electricity meter can meet the respective requirement for measurement accuracy.
  • the electricity meter can have a (safety) housing.
  • the housing can be a sealed housing. At least the measuring device of the electricity meter can be integrated in the housing. Since the measuring device according to the application is integrated with the detection module in the housing, the safety can be improved even further.
  • the housing can preferably be made of a plastic material (e.g. highly break-proof special plastic) and / or a metal, in particular steel.
  • the housing can in particular be a housing that meets the requirements of protection class 0 IP4x.
  • test module can preferably be integrated in the housing. This makes manipulation of the test module much more difficult.
  • data memory 5 can be integrated in the housing.
  • switching module can be integrated in the housing.
  • the measuring device, the test module, the data memory and the switching module as well as the control interface can particularly preferably be integrated in the housing of the (calibrated) electricity meter. This ensures a particularly high level of security against manipulation.
  • control interface can also be formed only by a communication link.
  • the test module can control the switching module5 via the control interface (in the form of a communication connection) in such a way that the switching state of the switching module is changed, in particular the switch is closed.
  • the detection module can control the switching module via the control interface (in the form of a communication connection) in such a way that the switching state of the switching module is changed, in particular the switch is opened.
  • the charging process can be (finally) terminated before the entire released electrical energy has been exchanged. This means in particular that any residual energy (quantity) that has not yet been exchanged expires and, in particular, cannot be transferred in a further charging process.
  • Another aspect of the application is a charging station for charging electric vehicles, comprising at least one electricity meter described above.
  • the charging station can in particular be a previously described charging station in which at least one previously described electricity meter is integrated.
  • a corresponding plurality of electricity meters can be provided, that is to say in particular one electricity meter per charging point.
  • a plurality of electricity meters can preferably have a common housing.
  • the charging station can be an autonomously operated charging station.
  • Autarkic means in particular that the charging station has no connection to a backend system.
  • a downstream billing process with a backend system and / or an upstream authentication process with a backend system is / are dispensed with.
  • the charging station can comprise at least one charging station connection, set up for electrical connection of the charging station with an electrical energy source, in particular an electrical supply network.
  • the charging station can also include at least one charging point with at least one charging connection, set up to connect an electric vehicle (via a charging cable).
  • the charging station can comprise at least one charging device, for example containing safety means, such as fuses, etc.
  • a charging station can have at least one switching module that can be controlled by a control interface of the electricity meter (in particular for the case that a corresponding switching module is not integrated in the electricity meter).
  • the charging station can comprise at least one (previously described) test module and in particular a (previously described) data memory (in particular for the case that a corresponding test module or a corresponding data memory is not integrated in the electricity meter).
  • At least one (previously described) charging station interface can be provided in the charging station.
  • the at least one charging station interface can in particular be a near-field interface (e.g. an RFID interface and / or an NFC interface and / or a Bluetooth interface and / or a WLAN interface).
  • the at least one charging station interface can be a remote communication interface (e.g. mobile radio interface) and / or an optical reader (e.g. for capturing an optical code (e.g. QR code) that is displayed on a screen of a mobile device and in particular at least the May contain energy data set).
  • a charging system according to the registration can in particular comprise at least one mobile terminal, as will be described below.
  • a user interface can also be provided as the charging station interface.
  • a charging application in particular in the form of a software application executable by a processor of a mobile terminal, for installation on the mobile terminal, comprising: at least one transmission module set up to effect a transmission, by the mobile terminal, of a charging request data record to a billing center , wherein the charging request data record contains at least one electrical energy variable to be released, at least one receiving module, set up to receive a charging release data record after billing of the electrical energy variable to be released has taken place, the charging release data record containing at least the released electrical energy variable (and preferably a certification date),
  • the energy data set Transmission of an energy data set to an electricity meter of a charging station, the energy data set containing at least the released electrical energy quantity (and preferably the certification date).
  • the charging application can be used to initiate a charging process at a charging station described above.
  • the charging application can in particular interact with communication means of the mobile terminal in order to transmit and / or receive data.
  • the loading application is in particular a software application that can be installed on a mobile terminal device.
  • the loading application in the form of a computer program, in particular the instructions or program instructions, can be stored in a computer program product, in particular a program memory.
  • a program memory is a non-volatile memory such as a flash memory, a magnetic memory, an EEPROM memory (electrically erasable programmable read-only memory) and / or an optical one
  • a mobile terminal can have a main memory, for example a volatile or non-volatile memory, in particular a random access memory (RAM), such as a static RAM memory (SRAM), a dynamic RAM memory (DRAM) ferroelectric RAM memory (FeRAM) and / or a magnetic RAM memory (MRAM).
  • RAM random access memory
  • SRAM static RAM memory
  • DRAM dynamic RAM memory
  • FeRAM ferroelectric RAM memory
  • MRAM magnetic RAM memory
  • the processor of the mobile terminal can, for example, store intermediate results or the like in the main memory.
  • Another aspect of the registration is a mobile terminal on which at least one charging application described above is installed.
  • Exemplary and non-exclusive mobile end devices are smartphones, tablet computers, mobile game consoles, laptops, netbooks, data glasses, smart watches and similar wearables.
  • a mobile terminal has at least one near-field interface, in particular for transmitting an energy data set to a charging station interface of a charging station at which the user of the mobile terminal would like to carry out a charging process.
  • a mobile terminal can also include a remote communication interface, in particular for transmitting a charging request data record to a billing center (located away from the charging station and the mobile terminal) and / or for receiving a charging release data record from a billing center.
  • a charging system for charging electric vehicles comprising: at least one previously described charging station, and at least one previously described mobile terminal on which at least one previously described charging application is installed. It goes without saying that the charging system can comprise two or more charging stations and / or two or more mobile terminals, each with an installed charging application.
  • the charging system can comprise at least one accounting center implemented in a backend system.
  • the billing center can be set up to carry out billing for an electrical energy variable to be released contained in a charging request data record before a charging process is carried out.
  • the billing center can be set up to transmit a charging release data record after the (verified) billing of the electrical energy quantity to be released has taken place, wherein the charging release data record can contain at least the released electric energy quantity and a certification date.
  • a requested electrical energy variable can be billed based on user data from a user account of a user.
  • the user can be registered in the charging system, for example.
  • the user can be registered in the accounting center.
  • billing data such as credit card data, account data, data from a PayPal account (or the like), etc. of the mobile device etc.
  • a transferred charging request data record can preferably also include the user identifier, which can in particular be added by the charging application.
  • the backend system can preferably form at least part of the charging system described above.
  • the backend system (for example formed by a or several servers distributed in a cloud can be used to (at least partially) carry out the method described above.
  • Yet another aspect of the application is a method for operating a charging system, in particular a charging system described above.
  • the procedure includes:
  • the charging release data record containing at least the released electric energy quantity (and preferably a certification date),
  • the mobile terminal Transmission of an energy data set by the mobile terminal to an electricity meter of a charging station, the energy data set containing at least the released electrical energy quantity (and preferably the certification date), and
  • Controlling preferably by a previously described electricity meter, based on the received energy data set, a charging process for charging an electric vehicle in such a way that the electrical energy quantity exchanged during the charging process corresponds at most to the released electrical energy quantity received.
  • the method can at least partially be carried out, in particular controlled, by a charging application described above and installed on a mobile terminal device.
  • a module, a device, an interface, etc. described above can at least partially comprise hardware elements (for example processor, storage means, lines, etc.) and / or at least partially software elements (for example executable code).
  • hardware elements for example processor, storage means, lines, etc.
  • software elements for example executable code.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of a charging station according to the present application with an embodiment of an electricity meter according to the present application
  • Fig. 2 is a schematic view of a further embodiment of a
  • FIG. 3 is a schematic view of a charging system according to the present invention
  • FIG. 4 shows a diagram of an exemplary embodiment of a method according to the present application.
  • the same reference symbols are used below for the same elements.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a charging station 100 according to the present application with an exemplary embodiment of an electricity meter 102 according to the present application.
  • the charging station 102 is used to exchange a quantity of electrical energy.
  • electrical energy is always used as an electrical energy variable.
  • the charging station 100 can deliver electrical energy.
  • a bidirectional exchange is possible with other types of registration.
  • the charging station 100 is connected to an energy source 120, in this case a (public) supply network 120, such as a low-voltage network 120 or local network or a medium-voltage network 120.
  • a (public) supply network 120 such as a low-voltage network 120 or local network or a medium-voltage network 120.
  • the charging station 100 has a charging station connection 114.
  • the charging station 100 has at least one charging point 132, in the present example in the form of a charging socket 132. It goes without saying that two or more charging points can be provided and / or a plurality of electricity meters corresponding to the number of charging points.
  • an internal electrical connection 134 is provided in the charging station 100, in particular in the form of an electrically conductive line 134.
  • a charging plug 30 of a charging cable 128 is coupled to the charging socket 132, in particular electrically and mechanically connected.
  • Another charging plug 140 of the charging cable 128 is connected to a charging socket 126 an electric vehicle 122 coupled, in particular electrically and mechanically connected.
  • the electric vehicle 122 is, for example, a miniature electric vehicle 122 in the form of an electric scooter 122.
  • the electric scooter 122 has a rechargeable battery 124, which can be charged with the electrical energy provided by the charging station 100, in particular during a charging process.
  • An exemplary embodiment of an electricity meter 102 according to the present application is arranged in a housing 118 of the charging station 100.
  • an electricity meter 102 is integrated in the housing 118 of the charging station 100.
  • the electricity meter 102 is in particular an MIT calibrated (or similarly calibrated) electricity meter 102.
  • the electricity meter 102 in the present case has a housing 116.
  • the housing 116 is, in particular, a safety housing 116, for example made of a highly break-proof special plastic.
  • the housing 116 is preferably a sealed housing 116.
  • a line section 136 of the electrical connection 134 is passed through the interior of the housing 116.
  • the electricity meter 102 in the present case has a receiving interface 106, a control interface 108 and a measuring device 104. At least the measuring device 104 is completely integrated in the housing 116 of the electricity meter 102 in the present case.
  • the receiving interface 106 (which, in the case of variants of the registration, can also have a transmission function) is set up to receive an energy data record containing at least one electrical energy limit value released for a charging process.
  • this is the maximum amount of energy that can be exchanged during a charging process.
  • the following is For example, we always speak of an electrical limit energy as an electrical energy limit variable.
  • the receiving interface 106 is arranged in particular in a housing wall.
  • the receiving interface 106 is connected to a charging station interface 138 of the charging station 100, in the present case a near-field interface 138 as an example.
  • the measuring device 104 is set up to measure the electrical energy exchanged during a charging process, in particular the electrical energy delivered to the electric vehicle 122.
  • the electrical energy exchanged during a charging process in particular the electrical energy delivered to the electric vehicle 122.
  • Measuring device 104 work according to the induction principle. It goes without saying that in other variants of the application, a measuring device can work according to other measuring principles.
  • the measuring device 104 has a detection module 110.
  • the receiving interface 106 can provide the received electrical limit energy or the received limit energy value to the detection module 110.
  • the detection module 110 is set up to detect a match between the energy exchanged during a charging process and the released limit energy.
  • the measuring device 104 can (almost) continuously record the exchanged energy during a charging process.
  • the detection module 110 can, in particular, monitor the measured energy (values) and preferably compare it (almost) continuously with the released limit energy value, in particular to cause the charging process to be terminated immediately upon detection of a previously described match.
  • x kWh may have been released as the limit energy value, for example 2 kWh.
  • the detection module 110 detects the start of the charging process (and in particular an energy start value of the measuring device (e.g. 0 kWh, if the start value can be set to 0 after each charging process).
  • the detection module 110 detects that 2 kWh were exchanged during this charging process, the detection module 110 causes the control interface 106 to interrupt the charging process.
  • the control interface 106 connected to the measuring device 104 is set up to interrupt the exchange of the electrical energy quantity immediately upon detection that the electrical energy exchanged in the charging process corresponds to the released electrical limit energy.
  • the switching module 112 is activated directly in such a way that the electrical connection 134 is interrupted. In particular, by activating the switching module 112, the switching module 112 is placed in an open switching state.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of a charging station 200 according to the present application with a further exemplary embodiment of an electricity meter 202 according to the present application.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of a charging station 200 according to the present application with a further exemplary embodiment of an electricity meter 202 according to the present application.
  • the charging station 200 in the present case has two charging station interfaces 238.1, 238.2 which support different technologies (e.g. a Bluetooth interface 238.1 and an optical reader 238.2).
  • different technologies e.g. a Bluetooth interface 238.1 and an optical reader 238.2.
  • the measuring device 204, a switching module 242, the control interface 208, a test module 244 and a data memory 246 are (completely) integrated in the electricity meter 202, in particular the housing 216 of the electricity meter 202.
  • authorized users for example from an operator of the charging station 200 and / or the electricity meter 202 have access to the interior of the electricity meter housing 216, which can at least be sealed. This at least makes it possible to subsequently detect a manipulation.
  • a charging station interface 238.1, 238.2 can receive an energy data record and forward it to the receiving interface 206.
  • the energy data record can preferably contain a certification date and, for example, a charging station identifier.
  • a certification date can in particular be a digital certificate which confirms that the released amount of energy of the energy data record has already been billed, i.e. in particular confirms that the user has already paid for the released amount of energy in advance.
  • the receiving interface 106 makes the received energy data record available to the test module 244.
  • the test module 244 can check whether the charging station identifier corresponds to the charging station identifier of the charging station 200 of the electricity meter 202, in particular whether it is identical thereto. For example, the obtained charging station identifier can be compared with the charging station identifier of the charging station 200 of the electricity meter 202, which can be stored in the data memory 246.
  • the checking module 244 can check whether the certification date received is a valid certification date.
  • at least one test algorithm can be stored in the data memory 246.
  • a plurality of test algorithms can be stored for a corresponding number of permissible certification date types.
  • the test module 244 can apply a stored test algorithm to the received certification date and, depending on the test result, determine whether or not the received certification date is permissible.
  • the charging station 200 remains blocked. In other words, a charging process is blocked.
  • test module 244 can control the control interface 208 in such a way that it effects an exchange of the electrical energy quantity for the charging process . In particular, this only takes place in the case of the above-mentioned positive test results. It goes without saying that the charging station identification check can also be omitted.
  • control interface can also be formed only by a communication link.
  • the test module can control the maintenance module via the control interface [in the form of a communication connection) in such a way that the switching state of the switching module is changed, in particular the switch is closed.
  • the detection module can control the switching module via the control interface (in the form of a communication connection) in such a way that the switching state of the switching module is changed, in particular the switch is opened.
  • the control interface 208 can, in particular, control the (internal) switching module 242 in such a way that the switching module 242 is closed. A current flow from the charging station connection to the charging point 232 via the electrical connection 234 is thus possible. It goes without saying that a conventional check can be carried out beforehand to determine whether an electric vehicle has been properly connected via a charging cable. The charging process can then be carried out in the manner described above and monitored by the measuring device 204 according to the application, as described above. It should be noted here that the charging process can be terminated prematurely, in particular by the user. In this case, a released amount of residual energy can expire.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a charging system 360 according to the present application.
  • the charging system 360 includes at least one charging station 300.
  • the charging station 300 shown can be formed in accordance with the charging station 200 according to FIG is referred.
  • the charging system 360 comprises at least one mobile terminal device 362 (e.g. a smartphone 362) on which a charging application 364 in the form of an app 364 is installed.
  • a charging application 364 in the form of an app 364 is installed.
  • shown is a schematic view of an embodiment of a charging application 364 in accordance with the present application.
  • the loading application 36 in particular in the form of a software application 364 that can be executed by a processor of a mobile terminal device 362, comprises at least one transmission module 366 and at least one receiving module 368.
  • the mobile terminal device 362 in particular controlled by the charging application 364, can communicate with a billing center 372 via a communication network 370 (in particular a remote communication network 370, e.g. in the form of a cellular network 370).
  • a communication network 370 in particular a remote communication network 370, e.g. in the form of a cellular network 370.
  • the accounting center 372 is implemented in particular in a back-end system or forms a back-end system.
  • the backend system can be formed by one or more (distributed) servers.
  • the accounting center 372 in the present case comprises at least one accounting module 376 and at least one
  • Generation module 378 set up to generate certification data.
  • two or more accounting centers can be provided, for example from different accounting service providers.
  • the mobile terminal device 362 is set up to communicate with the charging station 300 via at least one further communication network 374 (for example based on near-field technology such as Bluetooth, RFID or WLAN technology).
  • at least one further communication network 374 for example based on near-field technology such as Bluetooth, RFID or WLAN technology.
  • FIG. 4 shows a diagram of an exemplary embodiment of a method according to the present application.
  • the mobile terminal device 362 transmits a charging request data record to the billing center 372.
  • the charging request data record contains at least one electrical energy quantity to be released or an amount of energy desired by the user of the mobile terminal device 362 for a charging process.
  • the transmission module 366 of the charging application 364 can be set up to effect a transmission, by the mobile terminal device 362 (in particular by a communication module (not shown) of the mobile terminal device 362), of the charging request data record to the accounting center 372.
  • the charge request data record can preferably also contain at least the user identifier that is assigned to the mobile terminal 362 (system-wide, one-to-one). This can be added by the loading application 364.
  • the mobile terminal 362 receives a charge release data record after the electrical energy variable to be released has been billed.
  • the charge release data record contains at least the released electrical energy quantity, preferably additionally a (permissible) certification date.
  • the receiving module 368 can be set up to receive a charging release data set after the accounting of the electrical energy variable to be released has taken place.
  • the accounting module 376 can carry out accounting in an intermediate step.
  • the associated billing data can be determined based on the user ID of the charge request data record.
  • the billing data can be used to bill the required amount of energy. If the billing was successful, that is to say, in particular, a payment has already been made or will be made with sufficient certainty, the charge release data record can be generated.
  • the generation module 378 can preferably generate a certification date, in particular as evidence of the successful billing.
  • the certification date can be added to the charge release record.
  • an energy data record is transmitted by the mobile terminal 362 to the electricity meter 302 of a charging station 300, the energy data record containing at least the released electrical energy quantity, preferably also the generated certification date in the present case.
  • the transmission module 366 can be set up to effect a transmission of the energy data record to the electricity meter.
  • the Data content of the received charge release data record are forwarded.
  • a charging station identifier can be added to the charging station 300 at which the charging process is to be carried out.
  • an optical code attached to the charging station 300, containing the charging station identifier of the charging station 300 can be captured by a camera of the mobile terminal device 362.
  • the charging application 364 can control this and in particular add the recorded charging station identifier to the energy data record.
  • a charging process (at the charging station 300) for charging an electric vehicle 322 is controlled, based on the received energy data set, in such a way that the electrical energy quantity exchanged during the charging process corresponds at most to the received released electrical energy quantity, as in particular before has been described.
  • the charging station itself advantageously has no connection to a backend system.
  • a connection to a backend system can alternatively or additionally take place.
  • the accounting center can be communicatively connected to the charging station.
  • the charging release data record (additionally containing the charging station identifier; this can already be included in the charging request data record) can also be transmitted directly to the charging station.

Abstract

Die Anmeldung betrifft einen Stromzähler (102, 202, 302) für eine Ladestation (100, 200, 300) zum Laden von Elektrofahrzeugen (122, 322), insbesondere Elektrokleinstfahrzeugen (122, 322), umfassend mindestens eine Empfangsschnittstelle (106, 206, 306), eingerichtet zum Erhalten eines Energiedatensatzes, enthaltend zumindest eine für einen Ladevorgang freigegebene elektrische Energiegrenzgröße, mindestens eine Messeinrichtung (104, 204, 304), eingerichtet zum Messen einer zwischen der Ladestation (100, 200, 300) und einem mit der Ladestation (100, 200, 300) elektrisch verbundenen Elektrofahrzeug (122, 322) ausgetauschten elektrischen Energiegröße während eines Ladevorgangs, wobei die Messeinrichtung (104, 204, 304) mindestens einen Detektionsmodul (110, 210, 310) umfasst, eingerichtet zum. Detektieren, dass die in dem Ladevorgang ausgetauschte elektrische Energiegröße der freigegebenen elektrischen Energiegrenzgröße entspricht, und mindestens eine mit der Messeinrichtung (104, 204, 304) verbundene Steuerschnittstelle (108, 208, 308), eingerichtet zum Bewirken einer Unterbrechung des Austausches der elektrischen Energiegröße, bei einer Detektion, dass die in dem Ladevorgang ausgetaüschte elektrische Energiegröße der freigegebenen elektrischen Energiegrenzgröße zumindest entspricht.

Description

Stromzähler für eine Ladestation
Die Anmeldung betrifft einen Stromzähler für eine Ladestation zum Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere von Elektrokleinstfahrzeugen. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine Ladeanwendung, ein Ladesystem, ein mobiles Endgerät und ein Verfahren.
Ladestationen zum Laden von Elektrofahrzeugen sind aus dem Stand der Technik bekannt Bei den bekannten Ladestationen kann ein Nutzer sein Elektrofahrzeug an die Ladestation anschließen und einen Ladevorgang initiieren. Hierzu wird in der Regel zunächst eine N utzerauthentifizierung durchgeführt, in der Regel mit
Unterstützung eines Backendsystems. Anschließend erfolgt der Ladevorgang, in dem eine elektrische Energiegröße in Form elektrischer Energie ausgetauscht wird, insbesondere von der Ladestation an das Elektrofahrzeug abgegeben wird. Nach dem Ladevorgang wird mit Unterstützung eines Backendsystems der durchgeführte Ladevorgang abgerechnet. Aufgrund der wachsenden Zahl an Ladestationen wird, insbesondere infolge der entsprechend zunehmenden Datenmengen, das Datenhandling für Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen bzw. elektrisch angetriebenen Fahrzeugen immer komplexer. Dies führt zu einem enormen Aufwand hinsichtlich der technischen Anforderungen der Hardware der
Ladestationen und des Backendsystems. Zudem ist der Aufwand der nachgelagerten Abrechnungsprozesse groß.
Die vorbeschriebene Problematik erhöht sich nochmals deutlich, wenn ein Ladevorgang eichrechtskonform durchgeführt und insbesondere abgerechnet wird. Die eichrechtlichen Anforderungen hinsichtlich der messwertgenauen Abrechnung führen zu großen Herausforderungen für die Wirtschaftlichkeit der Hardware einer Ladestation, insbesondere bei einer Abrechnung durch das Backendsystem. Besonders problematisch ist dies bei Ladestationen für Elektrokleinstfahrzeuge, wie Elektroroller, Elektrofahrräder etc. Bei derartigen Elektrofahrzeugen werden regelmäßige nur geringe Energiemengen bzw. elektrische Energiegrößen ausgetauscht. Dies führt dazu, dass der Aufwand für jeden Ladevorgang, der für einen eichrechtskonformen Prozess betrieben werden muss, insbesondere im Vergleich zu der jeweils geringen Energiemenge, sehr hoch ist.
Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, welche die vorbeschriebenen Probleme zumindest reduziert und ein Durchführen eines Ladevorgangs mit einem geringeren Aufwand sowie insbesondere gleichzeitig eine eichrechtskonform Energielieferung ermöglicht.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch einen Stromzähler für eine Ladestation zum Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere ' Elektrokleinstfahrzeugen, nach Anspruch 1. Der Stromzähler umfasst mindestens eine Empfangsschnittstelle, eingerichtet zum Erhalten eines Energiedatensatzes, enthaltend zumindest eine für einen Ladevorgang freigegebene elektrische Energiegrenzgröße. Der Stromzähler umfasst mindestens eine Messeinrichtung, eingerichtet zum Messen einer zwischen der Ladestation und einem mit der Ladestation elektrisch verbundenen Elektrofahrzeug ausgetauschten elektrischen Energiegröße während eines Ladevorgangs. Die Messeinrichtung umfasst mindestens ein Detektionsmodul, eingerichtet zum Detektieren, dass die in dem Ladevorgang ausgetauschte elektrische Energiegröße der freigegebenen elektrischen Energiegrenzgröße entspricht. Der Stromzähler umfasst mindestens eine mit der Messeinrichtung verbundene Steuerschnittstelle, eingerichtet zum Bewirken einer Unterbrechung des Austausches der elektrischen Energipgröße, bei einer Detektion, dass die in dem Ladevorgang ausgetauschte elektrische Energiegröße der freigegebenen elektrischen Energiegrenzgröße zumindest entspricht (also insbesondere entspricht oder diese übersteigt). Indem im Gegensatz zum Stand der Technik anmeldungsgemäß ein Stromzähler für eine Ladestation bereitgestellt wird, bei dem eine Messeinrichtung mit einem Detektionsmodul und einer damit verbundenen Steuerschnittstelle vorgesehen ist, welche einen Ladevorgang zumindest dann unterbricht bzw. beendet, wenn eine vorgegebene (und freigegebene) elektrische Energiegröße bzw. Energiemenge in dem Ladevorgang ausgetauscht wurde, werden die vorbeschriebenen Probleme zumindest reduziert.
Ein Durchführen eines Ladevorgangs wird mit einem geringeren Aufwand ermöglicht. Insbesondere können ein eichrechtskonformer Prozess und damit insbesondere eine eichrechtskonforme Energielieferung erfolgen. Für die Durchführung eines Ladevorgangs ist nur ein anmeldungsgemäßer Stromzähler erforderlich. Eine Anbindung der Ladestation an ein Backendsystem kann entfallen. Es erfolgt insbesondere keine Erhebung und Speicherung der Ladedaten und die Daten werden dem Nutzer/Kunden auch nicht zur Verfügung gestellt, da diese für das Rechtsgeschäft und die Abrechnung nicht relevant sind.
Der vorliegende Stromzähler ist für eine Ladestation vorgesehen, also insbesondere für einen Einbau in eine Ladestation. In einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Stromzählers ist der Stromzähler in einer Ladestation verbaut. Der Stromzähler kann auch bei anderen Anwendungen (bei denen sichergestellt werden soll, dass nicht mehr Strom verbraucht wird, als vorab bezahlt wurde, zum Beispiel im sozialen Wohnungsbau) eingesetzt werden, beispielsweise als Stromzähler im einen Gebäude, um die zwischen einem Verteilnetz und ein einem Haushaltsnetz ausgetauschte Energiemenge zu kontrollieren.
Eine anmeldungsgemäße Ladestation ist zum Laden von Elektrofahrzeugen eingerichtet. Hierzu kann die Ladestation mindestens einen Ladepunkt umfassen, eingerichtet zum Abgeben von einer elektrischen Energiegröße, wie elektrische Energie (bzw. Leistung bzw. Strom). Vorzugsweise kann der Ladepunkt auch zur Aufnahme von elektrischer Leistung eingerichtet sein. Der Ladepunkt kann insbesondere eine elektrische Schnittstelle sein, beispielsweise in Form eines fest angeschlagenen Ladekabels mit einem Ladeanschluss (z.B. ein Ladestecker) und/oder eines Ladenanschlusses zum Anschließen eines Ladekabels (z.B. eine Ladesteckeraufnähme, beispielsweise in Form einer Ladesteckerbuchse). Unter einem fest angeschlagenen Ladekabel ist insbesondere zu verstehen, dass ein Nutzer das Ladekabel nicht zerstörungsfrei von der Ladestation trennen kann.
Die Ladestation kann eine Ladevorrichtung umfassen, die in herkömmlicher Weise über Komponenten verfügen kann, um einen Stromfluss von einer Energiequelle (z.B. ein öffentliches Energieversorgungsnetz, ein Energieerzeuger etc.) über den Ladepunkt und ein Ladekabel zu ermöglichen. Hierdurch kann ein elektrisch betriebenes Fahrzeug bzw. dessen elektrischer Energiespeicher geladen (oder entladen) werden.
Ein Elektrofahrzeug ist vorliegend insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch betreibbares Fahrzeug. Ein Elektrofahrzeug weist einen wiederaufladbaren Energiespeicher auf, insbesondere in Form einer wiederaufladbaren Batterie. Vorzugsweise ist die Ladestation zum Laden von Elektrokleinstfahrzeugen eingerichtet, wie Elektroroller, Elektrotretroller, Elektrofahrräder, Segways etc.
Die Ladestation kann beispielsweise eine Ladesäule sein oder als „Wallbox" gebildet sein. Insbesondere kann der anmeldungsgemäße Stromzähler ein Teil der Ladestation sein. Auch können Teile der Ladestation (wie der Stromzähler) in einer Wand oder einem Boden integriert sein. Es versteht sich, dass eine bidirektionale Strom- bzw. Leistungsübertragung über das Ladekabel und die Ladetechnik der Ladestation erfolgen kann.
Anmeldungsgemäß weist der Stromzähler mindestens eine (drahtlose oder drahtgebundene) Empfangsschnittstelle auf. Die Empfangsschnittstelle ist zumindest eingerichtet zum Empfangen eines Energiedatensatzes. Vorzugsweise kann die Empfangsschnittstelle kommunikativ mit mindestens einer Ladestationsschnittstelle der Ladestation verbunden sein. Ein durch die Ladestationsschnittstelle empfangener Energiedatensatz kann von der Ladestationsschnittstelle an die Empfangsschnittstelle des Stromzählers weitergeleitet werden.
Der Energiedatensatz enthält zumindest eine freigegebene elektrische Energiegrenzgröße. Eine freigegeben Energiegrenzgröße meint vorliegend insbesondere die elektrische Energiegröße, die während eines Ladevorgangs ausgetauscht werden darf, insbesondere abgegeben werden darf.
Vorzugsweise kann die elektrische Energiegrenzgröße eine elektrische Energie(mertge) bzw. ein Energiewert sein (z.B. x kWh). „Freigegeben" meint hierbei insbesondere, dass bereits geprüft wurde, dass ein Nutzer diese freigegebene Energiegrenzgröße beziehen darf. Vorzugsweise kann die freigegebene Energiemenge bereits abgerechnet, insbesondere bezahlt worden sein.
Der anmeldungsgemäße Stromzähler, auch Elektrizitätszähler genannt, weist mindestens eine Messeinrichtung auf. Die Messeinrichtung ist eingerichtet zum Messen einer während eines Ladevorgangs ausgetauschten elektrischen Energiegröße. Insbesondere kann die Messeinrichtung die Menge einer durch die Ladestation an ein angeschlossenes Elektrofahrzeug gelieferten elektrischen Energiegröße erfassen. Es versteht sich, dass die Messeinrichtung auch zur Erfassung einer durch die Ladestation von einem angeschlossenen Elektrofahrzeug erhaltenen elektrischen Energiegröße eingerichtet sein kann.
Die elektrische Energiegröße ist insbesondere die elektrische Energie (bzw. elektrische Energiewerte). Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Energiegröße eine elektrische Größe sein, aus der zumindest die elektrische Energie bestimmt werden kann, wie ein. (ausgetauschter) elektrischer Strom. Die Messeinrichtung misst (kontinuierlich) die während eines Ladevorgangs ausgetauschte elektrische Energiegröße. Die anmeldungsgemäße Messeinrichtung weist ein Detektionsmodul auf. Das Detektionsmodul kann insbesondere kontinuierlich die gemessene elektrische Energiegröße (bzw. die gemessenen Energiewerte) mit der erhaltenen Energiegrenzgröße [bzw. dem freigegebenen Energiewert) vergleichen. Die Energiegrenzgröße kann insbesondere durch die Empfangsschnittstelle der Messeinrichtung bereitgestellt werden
Das Detektionsmodul detektiert insbesondere, wenn die gemessene elektrische (und tatsächlich ausgetauschte) Energiegröße der freigegebenen Energiegrenzgröße entspricht. Anders ausgedrückt wird anmeldungsgemäß ein Erreichen (oder Übersteigen) der Energiegrenzgröße durch die tatsächlich ausgetauschte Energiegröße detektiert bzw. erfasst.
Anmeldungsgemäß ist ferner eine Steuerschnittstelle in dem Stromzähler integriert. Die Steuerschnittstelle ist (kommunikativ) mit der Messeinrichtung verbunden, insbesondere dem Detektionsmodul der Messeinrichtung. Die Steuerschnittstelle bewirkt vorzugsweise unmittelbar bei einer vorbeschriebenen Detektion ein Unterbrechen des Austausches der elektrischen Energiegröße, also insbesondere eine Unterbrechung des Stromflusses bzw. der Energieübertragung. Vorzugsweise kann das Detektionsmodul unmittelbar nach Erfassung des Erreichens der Energiegrenzgröße durch die tatsächlich ausgetauschte Energiegröße die Steuerschnittstelle derart ansteuern, dass eine entsprechende Unterbrechung insbesondere unmittelbar bewirkt wird.
Anders ausgedrückt ist der anmeldungsgemäße Stromzähler zum Steuern eines Ladevorgangs eingerichtet, derart, dass während eines Ladevorgangs nur maximal die Energiemenge abgegeben wird, die einer (vorab vereinbarten) Energiemenge entspricht Gemäß einer bevorzugten Ausführungstorm des anmeidungsgemäßen Stromzählers kann der erhaltene Energiedatensatz mindestens ein Zertifizierungsdatum enthalten. Ein Zertifizierungsdatum ist insbesondere ein digitales Zertifikat, vorzugsweise ein digitaler Datensatz, beispielsweise nach Standards der ITU-T oder der IETF. Ein Zertifizierungsdatum ist insbesondere eingerichtet, die Authentizität und/oder die Integrität des Dateninhalts des Energiedatensatzes und/oder des Senders (bzw. der Quelle) zu bestätigen. Anders ausgedrückt kann die Quelle/der Energiedatensatz bei einem zulässigen Zertifizierungsdatum als vertrauenswürdig von dem Stromzähler angesehen werden. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann das mindestens eine Zertifizierungsdatum alternativ oder zusätzlich auch ein anderes Datum sein, wie eine Signatur oder dergleichen.
Der Stromzähler kann mindestens ein mit der Empfangsschnittstelle verbundenes [internes) Prüfmodul aufweisen. Das Prüftnodul kann eingerichtet sein zum Überprüfen, ob das erhaltene Zertifizierungsdatum ein zulässiges
Zertifizierungsdatum ist. Hierdurch kann die Sicherheit erhöht werden. Insbesondere kann der Stromzähler selbst sicherstellen, dass Ladevorgänge nur für tatsächlich autorisierte [und insbesondere bereits abgerechnete bzw. bezahlte) Energiemengen durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Stromzählers kann der Stromzähler einen (internen) mit dem Prüfmodul (kommunikativ) verbundenen Datenspeicher aufweisen. In dem Datenspeicher kann mindestens ein Zulässigkeitskriterium gespeichert sein. Das Prüfmodul kann eingerichtet sein zum Überprüfen des erhaltenen Zertifizierungsdatums, basierend auf dem gespeicherten Zulässigkeitskriterium. Das mindestens eine Zulässigkeitskriterium kann mindestens ein gespeichertes zulässiges Zertifizierungsdatum sein. Alterativ oder zusätzlich kann als Zulässigkeitskriterium mindestens ein (kryptographischer) Prüfalgorithmus (oder dergleichen) gespeichert sein, mit dem ein erhaltenes Zertifizierungsdatum überprüfbar ist. Beispielsweise kann ein digitales Zertifikat Daten enthalten, die zu seiner Prüfung mittels des kryptographischer Algorithmus erforderlich sind. Durch Anwenden des mindestens einen Prüfalgorithmus kann festgestellt werden, ob das erhaltene Zertifizierungsdatum ein zulässiges Zertifizierungsdatum ist oder nicht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Stromzählers kann das Prüfmodul mit der Steuerschnittstelle [kommunikativ] verbunden sein. Die Steuerschnittstelle kann eingerichtet sein zum Bewirken eines Herstellens eines Austausches der elektrischen Energiegröße für den Ladevorgang [nur], wenn durch das Prüfmodul festgestellt wird, dass das Zertifizierungsdatum ein zulässiges Zertifizierungsdatum ist. Anders ausgedrückt, wird ein Ladevorgang nur dann gestartet und eine Energieabgabe nur dann ermöglicht, wenn das Prüfmodul festgestellt hat, dass der Energiedatensatz ein zulässiges Zertifizierungsdatum enthält. Andernfalls wird der Ladevorgang nicht freigegeben und somit nicht durchgeführt.
Der Ladevorgang kann vorzugsweise unmittelbar nach einer positiven Prüfung gestartet werden.
Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Stromzählers, der erhaltene Energiedatensatz mindestens eine Ladestationskennung enthalten. Das Prüfmodul kann eingerichtet sein zum Überprüfen [vorzugsweise zusätzlich zu der vorbeschriebenen Überprüfung des Zertifizierungsdatums), ob die erhaltene Ladestationskennung zu der Ladestationskennung der Ladestation des Stromzählers korrespondiert. Die Ladestationskennung der Ladestation, in dem der Stromzähler integriert ist, kann beispielsweise in dem Datenspeicher des Stromzählers gespeichert sein. Eine Ladestationskennung kann beispielsweise vorab durch ein mobiles Endgerät erfasst worden sein. Die Ladestationskennung kann beispielsweise in Form eines Codes [z.B. QR-Code oder dergleichen) angebracht und von einem mobilen Endgerät erfasst werden.
Nur wenn die erhaltene Ladestationskennung zu der Ladestationskennung der Ladestation des Stromzählers korrespondiert, kann die Steuerschnittstelle ein Herstellen eines Austausches einer elektrischen Energiegröße bewirken, also insbesondere das Herstellen einer elektrischen Verbindung zum Ermöglichen eines Stromflusses bewirken. Hierdurch kann die Sicherheit noch weiter verbessert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Stromzählers kann der Stromzähler ein durch die Steuerschnittstelle ansteuerbares (internes) Schaltmodul aufweisen. Das Schaltmodul kann eingerichtet sein zum Herstellen und Unterbrechen des Austausches der elektrischen Energiegröße. Das Schaltmodul kann insbesondere zwischen zwei Schaltzuständen (geöffnet und geschlossen) schaltbar sein, basierend auf einer (durch die Steuerschnittstelle bereitgestellte) Steuerinformation. In einem geöffneten Schaltzustand ist eine elektrische Verbindung unterbrochen, und somit insbesondere ein Austausch der elektrischen Energiegröße unterbrochen. In einem geschlossenen Schaltzustand ist eine elektrische Verbindung hergestellt und somit insbesondere ein Austausch der elektrischen Energiegröße hergestellt.
Insbesondere kann eine elektrische Leitung, die einen Ladestationsanschluss und den mindestens einen Ladepunkt bzw. Ladeanschluss der Ladestation elektrisch verbindet, durch den Stromzähler hindurch (insbesondere durch ein nachfolgend beschriebenes Gehäuse des Stromzählers) geführt sein. In dem durchgeführten Leitungsabschnitt kann das mindestens eine Schaltmodul integriert sein.
Insbesondere kann durch eine Integration des Schaltmoduls in den Stromzähler die Sicherheit noch weiter verbessert werden. Eine Manipulation des Schaltmoduls wird hierdurch erschwert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Stromzählers kann der Stromzähler ein (MID (Measuring Instruments Directive)) geeichter Stromzähler sein. Es versteht sich, dass der Stromzähler bei anderen Varianten auch nach einer anderen Eichrichtlinie geeicht sein kann. Insbesondere kann der Stromzähler die jeweilige Anforderung an die Messgenauigkeit erfüllen. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich Kann der Stromzähler ein (Sicherheits-) Gehäuse aufweisen. Insbesondere kann das Gehäuse ein verplombtes Gehäuse sein. Zumindest die Messeinrichtung des Stromzählers kann in dem Gehäuse integriert sein. Indem die anmeldungsgemäße Messeinrichtung mit dem Detektionsmodul in 5 dem Gehäuse integriert ist, kann die Sicherheit noch weiter verbessert werden.
Das Gehäuse kann vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein (z.B. hochbruchfester Spezialkunststoff] und/oder einem Metall, insbesondere Stahl. Das Gehäuse kann insbesondere ein Gehäuse sein, das die Erfordernisse der Schutzklasse0 IP4x erfüllt.
Vorzugsweise kann zusätzlich zu der Messeinrichtung zumindest das Prüfmodul in dem Gehäuse integriert sein. Hierdurch wird eine Manipulation des Prüfmoduls deutlich erschwert. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich kann der Datenspeicher5 in dem Gehäuse integriert sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Schaltmodul in dem Gehäuse integriert sein.
Besonders bevorzugt können die Messeinrichtung, das Prüfmodul, der Datenspeicher und das Schaltmodul sowie die Steuerschnittstelle in dem Gehäuse des (geeichten)0 Stromzählers integriert sein. Hierdurch kann eine besonders hohe Manipulationssicherheit gewährleistet werden.
In dieser Ausführungsform kann die Steuerschnittstelle auch nur durch eine Kommunikationsverbindung gebildet sein. So kann das Prüfmodul das Schaltmodul5 über die Steuerschnittstelle (in Form einer Kommunikationsverbindung) derart ansteuern, dass der Schaltzustand des Schaltmoduls geändert wird, der Schalter insbesondere geschlossen wird. In entsprechender Weise kann das Detektionsmodul das Schaltmodul über die Steuerschnittstelle (in Form einer Kommunikationsverbindung) derart ansteuern, dass der Schaltzustand des 0 Schaltmoduls geändert wird, der Schalter insbesondere geöffnet wird. Wie bereits beschrieben wurde, wird während eines Ladevorgangs, gesteuert durch den anmeldungsgemäßen Stromzähler, maximal nur so viel Energie übertragen, wie durch die freigegebene Energiegröße vorgegeben ist. Es kann jedoch auch weniger Energie durch die Ladestation abgegeben werden, als die freigegebene Energiegröße vorgibt.
Vorzugsweise kann bei Detektion einer Unterbrechung des Ladevorgangs (beispielsweise aufgrund einer Entkopplung des Ladekabels durch den Nutzer) vor einem erfolgten Austausch der gesamten freigegebenen elektrischen Energiegröße der Ladevorgang (endgültig) beendet werden. Dies meint insbesondere, dass eine noch nicht ausgetauschte Restenergie(größe) verfällt und insbesondere nicht in einem weiteren Ladevorgang übertragen werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Ladestation zum Laden von Elektrofahrzeugen, umfassend mindestens einen zuvor beschriebenen Stromzähler.
Die Ladestation kann insbesondere eine zuvor beschriebene Ladestation sein, in der mindestens ein zuvor beschriebener Stromzähler integriert ist. Hierbei kann bei einer Mehrzahl von Ladepunkten eine entsprechende Mehrzahl von Stromzählern vorgesehen sein, also insbesondere pro Ladepunkt ein Stromzähler. Eine Mehrzahl von Stromzählern kann vorzugsweise ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladestation kann die Ladestation eine autark betriebene Ladestation sein. Autark meint insbesondere, dass die Ladestation keine Anbindung an ein Backendsystem aufweist. Insbesondere entfällt/entfallen ein nachgelagerter Abrechnungsprozess mit einem Backendsystem und/oder ein vorgelagerter Authentifizierungsprozess mit einem Backendsystem.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Ladestation kann die Ladestation mindestens einen Ladestationsanschluss umfassen, eingerichtet zum elektrischen Verbinden der Ladestation mit einer elektrischen Energiequelle, insbesondere einem elektrischen Versorgungsnetz. Auch kann die Ladestation mindestens einen Ladepunkt mit mindestens einem Ladeanschluss umfassen, eingerichtet zum Anschließen eines Elektrofahrzeugs (via einem Ladekabel).
Die Ladestation kann mindestens eine Ladevorrichtung umfassen, beispielswiese enthaltend Sicherheitsmittel, wie Sicherungen etc.
Eine anmeldungsgemäße Ladestation kann mindestens ein durch eine Steuerschnittstelle des Stromzählers ansteuerbares Schaltmodul aufweisen (insbesondere für den Fall, dass ein entsprechendes Schaltmodul nicht in dem Stromzähler integriert ist).
Die Ladestation kann mindestens ein (zuvor beschriebenes) Prüfmodul und insbesondere einen (zuvor beschriebenen) Datenspeicher umfassen (insbesondere für den Fall, dass ein entsprechendes Prüfmodul bzw. ein entsprechender Datenspeicher nicht in dem Stromzähler integriert sind).
Wie ferner bereits beschrieben wurde, kann mindestens eine (zuvor beschriebene) Ladestationsschnittstelle in der Ladestation vorgesehen sein. Die mindestens eine Ladestationsschnittstelle kann insbesondere eine Nahfeld-Schnittstelle sein (z.B. eine RFID-Schnittstelle und/oder eine NFC-Schnittstelle und/oder eine Bluetooth- Schnittstelle und/oder eine WLAN-Schnittstelle).
Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die mindestens eine Ladestationsschnittstelle eine Fernkommunikationsschnittstelle (z.B. Mobilfunkschnittstelle) und/oder ein optisches Lesegerät sein (z.B. zum Erfassen eines optischen Codes (z.B. QR-Code), der auf einem Bildschirm eines mobilen Endgeräts dargestellt wird und insbesondere zumindest den Energiedatensatz enthalten kann). Ein anmeldungsgemäßes Ladesystem kann insbesondere das mindestens eine mobile Endgerät umfassen, wie noch beschrieben wird. Auch kann als Ladestationsschnittstelle eine Benutzerschnittstelle vorgesehen sein.
Ein weiterer Gegenstand der Anmeldung ist eine Ladeanwendung, insbesondere in Form einer durch einen Prozessor eines mobilen Endgeräts ausführbaren Softwareanwendung, zur Installation auf dem mobilen Endgerät, umfassend: mindestens ein Übertragungsmodul eingerichtet zum Bewirken eines Übertragens, durch das mobile Endgerät, eines Ladeanfragedatensatzes an eine Abrechnungszentrale, wobei der Ladeanfragedatensatz zumindest eine freizugebende elektrische Energiegröße enthalt, mindestens ein Empfangsmodul, eingerichtet zum Erhalten eines Ladefreigabedatensatz nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße, wobei der Ladefreigabedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße (und vorzugsweise ein Zertifizierungsdatum) enthält,
- wobei das Übertragungsmodul eingerichtet ist zum Bewirken eines
Übertragens eines Energiedatensatzes, an einen Stromzähler einer Ladestation, wobei der Energiedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße (und vorzugsweise das Zertifizierungsdatum) enthält.
Insbesondere kann die Ladeanwendung zum Initiieren eines Ladevorgangs an einer zuvor beschriebenen Ladestation verwendet werden. Die Ladeanwendung kann insbesondere mit Kommunikationsmitteln des mobilen Endgeräts Zusammenwirken, um Daten zu übertragen und/oder zu erhalten.
Die Ladeanwendung ist insbesondere eine auf einem mobilen Endgerät installierbare Softwareanwendung. Die Ladeanwendung in Form eines Computerprogramms, insbesondere die Instruktionen bzw. Programmanweisungen, können in einem Computerprogrammprodukt gespeichert sein, insbesondere einem Programmspeicher. Zum Beispiel ist ein Programmspeicher ein nicht-flüchtiger Speicher wie ein Flash-Speicher, ein Magnetspeicher, ein EEPROM-Speicher (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und/oder ein optischer
Speicher
Zusätzlich kann ein mobiles Endgerät einen Hauptspeicher aufweisen, zum Beispiel einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, insbesondere einen Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM), wie ein statischer RAM-Speicher (SRAM), ein dynamischer RAM-Speicher (DRAM), ein ferroelektrischer RAM-Speicher (FeRAM) und/oder ein magnetischer RAM-Speicher (MRAM). Der Prozessor des mobilen Endgeräts kann beispielsweise Zwischenergebnisse oder ähnliches in dem Hauptspeicher speichern.
Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein mobiles Endgerät, auf dem mindestens eine zuvor beschriebene Ladeanwendung installiert ist.
Beispielhafte und nicht abschließende mobile Endgeräte sind Smartphones, Tablet- Computer, mobile Spielkonsolen, Laptops, Netbooks, Datenbrillen, Smart-Watches und ähnliche Wearables.
Ein mobiles Endgerät weist mindestens eine Nahfeldschnittstelle auf, insbesondere zum Übertragen eines Energiedatensatz an eine Ladestationsschnittstelle einer Ladestation, an der der Nutzer des mobilen Endgeräts einen Ladevörgang durchführen möchte. Ein mobiles Endgerät kann ferner eine Fernkommunikationsschnittstelle umfassen, insbesondere zum Übertragen eines Ladeanfragedatensatzes an eine (entfernt von der Ladestation und dem mobilen Endgerät angeordnete) Abrechnungszentrale und/oder zum Empfangen eines Ladefreigabedatensatz von einer Abrechnungszentrale.
Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Ladesystem zum Laden von Elektrofahrzeugen, umfassend: mindestens eine zuvor beschriebene Ladestation, und mindestens ein zuvor beschriebenes mobiles Endgerät, auf dem mindestens eine zuvor beschriebene Ladeanwendung installiert ist. Es versteht sich, dass das Ladesystem zwei oder mehr Ladestationen und/oder zwei oder mehr mobile Endgeräte jeweils mit installierter Ladeanwendung umfassen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Ladesystems kann das Ladesystem mindestens eine in einem Backendsystem implementierte Abrechnungszentrale umfassen. Die Abrechnungszentrale kann eingerichtet sein zum Durchführen einer Abrechnung einer in einem Ladeanffagedatensatz enthaltenen freizugebenden elektrischen Energiegröße vor einer Durchführung eines Ladevorgangs. Die Abrechnungszentrale kann eingerichtet sein, zum Übertragen eines Ladefreigabedatensatz nach einer erfolgten (verifizierten) Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße, wobei der Ladefreigabedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße und ein Zertifizierungsdatum enthalten kann.
Beispielsweise kann eine Abrechnung einer angefragten elektrischen Energiegröße erfolgen, basierend auf Nutzerdaten eines Nutzerkontos eines Nutzers. Der Nutzer kann beispielsweise in dem Ladesystem registriert sein. Beispielsweise im Rahmen des Installationsvorgangs der Ladeanwendung kann eine Registrierung des Nutzers in der Abrechnungszentrale erfolgen. Insbesondere kann es bei einer Installierung erforderlich sein, Abrechnungsdaten anzugeben, wie Kr e ditkartendaten, Kontodaten, Daten eines PayPal -Accounts (oder dergleichen) etc. Diese Abrechnungsdaten können zusammen mit einer (systemweit eineindeutigen) Nutzerkennung (z.B. Nutzername, Produktkennung der Ladeanwendung, IMEI des mobilen Endgeräts etc.) in einem Nutzerkonto gespeichert sein. Ein übertragener Ladeanfragedatensatz kann vorzugsweise zusätzlich die Nutzerkennung umfassen, die insbesondere von der Ladeanwendung hinzugefügt werden kann.
Das Backendsystem kann vorzugsweise zumindest ein Teil des vorbeschriebenen Ladesystems bilden. Insbesondere kann das Backendsystem (z.B. gebildet durch einen oder mehrere verteilt in einer Cloud angeordnete/n Server) zur (zumindest teilweisen) Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens verwendet werden.
Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Ladesystems. Das Verfahren umfasst:
Übertragen, durch ein mobiles Endgerät, eines Ladeanfragedatensatzes an eine Abrechnungszentrale, wobei der Ladeanfragedatensatz zumindest eine freizugebende elektrische Energiegröße enthält,
Empfangen, durch das mobile Endgerät, eines Ladefreigabedatensatz nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße, wobei der Ladefreigabedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße (und vorzugsweise ein Zertifizierungsdatum) enthält,
Übertragen eines Energiedatensatzes, durch das mobile Endgerät, an einen Stromzähler einer Ladestation, wobei der Energiedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße (und vorzugsweise das Zertifizierungsdatum) enthält, und
Steuern (vorzugsweise durch einen zuvor beschriebenen Stromzähler), basierend auf dem erhaltenen Energiedatensatz, eines Ladevorgangs zum Laden eines Elektrofahrzeugs derart, dass die während des Ladevorgangs ausgetauschte elektrische Energiegröße maximal der erhaltenen freigegebenen elektrischen Energiegröße entspricht.
Das Verfahren kann zumindest teilweise durch eine zuvor beschriebene und auf einem mobilen Endgerät installierte Ladeanwendung durchgeführt werden, insbesondere gesteuert werden.
Ein zuvor beschriebenes Modul, eine Einrichtung, eine Schnittstelle etc. kann zumindest teilweise Hardwareelemente (z.B. Prozessor, Speichermittel, Leitungen etc.) und/oder zumindest teilweise Softwareelemente (z.B. ausführbaren Code) umfassen. Die Merkmale der Stromzähler, Ladesysteme, Ladeanwendungen, Verfahren und mobilen Endgeräte sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter , vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den anmeldungsgemäße Stromzähler, das anmeldungsgemäße Ladesystem, die anmel dungsgemäße Ladeanwendung, das anmeldungsgemäße mobile Endgerät und das anmeldungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Stromzählers gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
Ladestation gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Stromzählers gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ladesystems gemäß der vorliegenden
Anmeldung, und
Fig. 4 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Nachfolgend werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladestation 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Stromzählers 102 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
Die Ladestation 102 dient zum Austauschen einer elektrischen Energiegröße. Beispielhaft wird in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen stets von elektrischer Energie als elektrischer Energiegröße gesprochen. Insbesondere kann die Ladestation 100 elektrische Energie abgeben. Bei anderen Varianten der Anmeldung ist ein bidirektionaler Austausch möglich.
Die Ladestation 100 ist mit einer Energiequelle 120 verbunden, vorliegend ein (öffentliches) Versorgungsnetz 120, wie ein Niedrigspannungsnetz 120 bzw. Ortsnetz oder ein Mittelspannungsnetz 120. Für eine elektrische Verbindung mit dem Versorgungsnetz 120 weist die Ladestation 100 einen Ladestationsanschluss 114 auf.
Insbesondere zur Abgabe der elektrischen Energie weist die Ladestation 100 mindestens einen Ladepunkt 132 auf, vorliegend beispielhaft in Form einer Ladesteckdose 132. Es versteht sich, dass zwei oder mehr Ladepunkte vorgesehen sein können und/oder eine Mehrzahl von Stromzählern entsprechend der Anzahl an Ladepunkten.
Um einen Stromfluss von dem Ladestationsanschluss 114 zu dem Ladepunkt 132 zu ermöglichen, ist eine interne elektrische Verbindung 134 in der Ladestation 100 vorgesehen, insbesondere in Form einer elektrisch leitfähigen Leitung 134.
Wie zu erkennen ist, ist vorliegend ein Ladestecker 'l 30 eines Ladekabels 128 mit der Ladesteckdose 132 gekoppelt, insbesondere elektrisch und mechanisch verbunden. Ein weiterer Ladestecker 140 des Ladekabels 128 ist mit einer Ladesteckdose 126 eines Elektrofahrzeugs 122 gekoppelt, insbesondere elektrisch und mechanisch verbunden.
Vorliegend ist das Elektrofahrzeug 122 beispielhaft ein Elektrokleinstfahrzeug 122 in Form eines Elektrotretrollers 122. Der Elektrotretroller 122 verfugt über eine wiederaufladbare Batterie 124, die insbesondere während eines Ladevorgangs aufgeladen werden kann, mit der durch die Ladestation 100 bereitgestellten elektrischen Energie.
In einem Gehäuse 118 der Ladestation 100 ist ein Ausführungsbeispiel eines Stromzählers 102 gemäß der vorliegenden Anmeldung angeordnet. Mit anderen Worten ist ein Stromzähler 102 in dem Gehäuse 118 der Ladestation 100 integriert.
Der Stromzähler 102 ist insbesondere ein MIT geeichter (oder in ähnlicher Weise geeichter) Stromzähler 102. Der Stromzähler 102 weist vorliegend ein Gehäuse 116 auf. Das Gehäuse 116 ist insbesondere ein Sicherheitsgehäuse 116, beispielsweise aus einem hochbruchfesten Spezialkunststoff. Vorzugsweise ist das Gehäuse 116 ein verplombtes Gehäuse 116.
Wie zu erkennen ist, ist ein Leitungsabschnitt 136 der elektrischen Verbindung 134 durch das Innere des Gehäuses 116 hindurchgeführt. Ferner weist der Stromzähler 102 vorliegend eine Empfangsschnittstelle 106, eine Steuerschnittstelle 108 und eine Messeinrichtung 104 auf. Zumindest die Messeinrichtung 104 ist vorliegend vollständig in dem Gehäuse 116 des Stromzählers 102 integriert.
Die Empfangsschnittstelle 106 (die bei Varianten der Anmeldung zusätzlich auch eine Sendefunktion aufweisen kann) ist eingerichtet zum Erhalten eines Energiedatensatzes, enthaltend zumindest eine für einen Ladevorgang freigegebene elektrische Energiegrenzgröße. Dies ist insbesondere die Energiemenge, die während eines Ladevorgangs maximal ausgetauscht werden darf. Nachfolgend wird beispielhaft stets von einer elektrischen Grenzenergie als elektrische Energiegrenzgröße gesprochen.
Die Empfangsschnittstelle 106 ist insbesondere in einer Gehäusewand angeordnet. Die Empfangsschnittstelle 106 ist vorliegend mit einer Ladestationsschnittstelle 138 der Ladestation 100 verbunden, vorliegend beispielhaft eine Nahfeldschnittstelle 138.
Die Messeinrichtung 104 ist eingerichtet zum Messen der während eines Ladevorgangs ausgetauschten elektrischen Energie, insbesondere der an das Elektrofahrzeug 122 abgegebenen elektrischen Energie. Beispielsweise kann die
Messeinrichtung 104 nach dem Induktionsprinzip arbeiten. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung eine Messeinrichtung nach anderen Messprinzipien arbeiten kann. Anmeldungsgemäß weist die Messeinrichtung 104 ein Detektionsmodul 110. Die Empfangsschnittstelle 106 kann die erhaltene elektrische Grenzenergie bzw. den erhaltenen Grenzenergiewert dem Detektionsmodul 110 bereitstellen. Das Detektionsmodul 110 ist eingerichtet zum Detektieren einer Übereinstimmung der während eines Ladevorgangs ausgetauschten Energie mit der freigegebenen Grenzenergie.
Die Messeinrichtung 104 kann [nahezu) kontinuierlich die ausgetauschte Energie während eines Lad Vorgangs erfassen. Das Detektionsmodul 110 kann insbesondere die gemessene Energie(werte) überwachen und vorzugsweise [nahezu) kontinuierlich mit dem freigegebenen Grenzenergiewert vergleichen, um insbesondere unmittelbar bei Detektion einer vorbeschriebenen Übereinstimmung eine Beendigung des Ladevorgangs zu veranlassen.
Beispielsweise kann als Grenzenergiewert x kWh freigegeben worden sein, beispielhaft 2 kWh. Das Detektionsmodul 110 detektiert den Start des Ladevorgangs (und insbesondere einen Energiestartwert der Messeinrichtung (z.B. 0 kWh, wenn nach jedem Ladevorgang der Startwert auf 0 gesetzt werden kann).
Sobald das Detektionsmodul 110 detektiert, dass während diesem Ladevorgang 2 kWh ausgetauscht wurden, bewirkt das Detektionsmodul 110, dass die Steuerschnittstelle 106 den Lade Vorgang unterbricht. Die mit der Messeinrichtung 104 verbundene Steuerschnittstelle 106 ist eingerichtet zum Bewirken einer Unterbrechung des Austausches der elektrischen Energiegröße, unmittelbar bei einer Detektion, dass die in dem Ladevorgang ausgetauschte elektrische Energie der freigegebenen elektrischen Grenzenergie entspricht.
Insbesondere erfolgt eine unmittelbare Ansteuerung des Schaltmoduls 112 derart, dass die elektrische Verbindung 134 unterbrochen wird. Insbesondere wird durch die Ansteuerung des Schaltmoduls 112 das Schaltmodul 112 in einen geöffneten Schaltzustand gesetzt.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ladestation 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Stromzählers 202 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zum vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben und ansonsten auf die Ausführungen zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel verwiesen.
Wie zu erkennen ist, weist die Ladestation 200 vorliegend zwei Ladestationsschnittstellen 238.1, 238.2 auf, die unterschiedliche Technologien unterstützen (z.B. eine Bluetooth-Schnittstelle 238.1 und ein optisches Lesegerät 238.2).
In dem Stromzähler 202, insbesondere dem Gehäuse 216 des Stromzählers 202, sind vorliegend die Messeinrichtung 204, ein Schaltmodul 242, die Steuerschnittstelle 208, ein Prüfmodul 244 und ein Datenspeicher 246 (vollständig) integriert. Insbesondere haben nur berechtigte Nutzer (z.B von einem Betreiber der Ladestation 200 und/oder des Stromzählers 202) Zugriff auf das Innere des Stromzählergehäuses 216, welches zumindest verplombt sein kann. Hierdurch ist es zumindest möglich, eine Manipulation im Nachgang zu detektieren.
Beispielhaft kann eine Ladestationsschnittstelle 238.1, 238.2 einen Energiedatensatz empfangen und an die Empfangsschnittstelle 206 weiterleiten. Der Energiedatensatz kann vorzugsweise neben der freigegebenen Grenzenergie bzw. der vom Nutzer gewünschten und freigegebenen Energiemenge ein Zertifizierungsdatum und beispielsweise eine Ladestationskennung enthalten.
Ein Zertifizierungsdatum kann insbesondere ein digitales Zertifikat sein, welches bestätigt, dass bereits eine Abrechnung der freigegebenen Energiemenge des Energiedatensatzes erfolgt ist, also insbesondere bestätigt, dass der Nutzer die freigegebene Energiemenge im Voraus bereits bezahlt hat.
Die Empfangsschnittstelle 106 stellt den erhaltenen Energiedatensatz dem Prüfmodul 244 zur Verfügung. Das Prüfmodul 244 kann prüfen, ob die Ladestationskennung zu der Ladestationskennung der Ladestation 200 des Stromzählers 202 korrespondiert, insbesondere hierzu identisch ist. Beispielsweise kann ein Vergleich der erhaltenen Ladestationskennung mit der Ladestationskennung der Ladestation 200 des Stromzählers 202 erfolgen, die in dem Datenspeicher 246 gespeichert sein kann.
Ferner kann das Prüfmodul 244 prüfen, ob das erhaltene Zertifizierungsdatum ein zulässiges Zertifizierungsdatum ist. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher 246 mindestens ein Prüfalgorithmus gespeichert sein. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Prüfalgorithmen für eine entsprechende Anzahl an zulässigen Zertifizierungsdatumstypen gespeichert sein. Das Prüfmodul 244 kann einen gespeicherten Prüfalgorithmus auf das erhaltene Zertifizierungsdatum anwenden und abhängig von dem Prüfergebnis feststellen, ob das erhaltene Zertifizierungsdatum zulässig ist oder nicht. Für den Fall, dass das erhaltene Zertifizierungsdatum unzulässig ist und/oder die Ladestationskennung unzulässig ist, also nicht zu der Ladestationskennung der Ladestation 200 des Stromzählers 202 korrespondiert, bleibt die Ladestation 200 gesperrt. Anders ausgedrückt wird ein Ladevorgang blockiert.
Bei positiven Prüfergebnissen, also bei einer detektierten Korrespondenz der Ladestationskennung zu der Ladestationskennung der Ladestation 200 des Stromzählers 202 und bei einem festgestellten zulässigen Zertifizierungsdatum, kann das Prüfmodul 244 die Steuerschnittstelle 208 derart ansteuern, dass diese ein Herstellen eines Austausches der elektrischen Energiegröße für den Ladevorgang bewirkt. Insbesondere erfolgt dies nur bei den oben genannten positiven Prüfergebnissen. Es versteht sich, dass die Ladestationskennungsprüfung auch entfallen kann.
In dieser Ausführungsform kann die Steuerschnittstelle auch nur durch eine Kommunikationsverbindung gebildet sein. So kann das Prüfmodul das Sehaltmodul über die Steuerschnittstelle [in Form einer Kommunikationsverbindung) derart ansteuern, dass der Schaltzustand des Schaltmoduls geändert wird, der Schalter insbesondere geschlossen wird. In entsprechender Weise kann das Detektionsmodul das Schaltmodul über die Steuerschnittstelle (in Form einer Kommunikationsverbindung) derart ansteuern, dass der Schaltzustand des Schaltmoduls geändert wird, der Schalter insbesondere geöffnet wird.
Die Steuerschnittstelle 208 kann insbesondere das (interne) Schaltmodul 242 derart ansteuern, dass das Schaltmodul 242 geschlossen wird. Ein Stromfluss von dem Ladestationsanschluss zum Ladepunkt 232 über die elektrische Verbindung 234 ist damit möglich. Es versteht sich, dass vorab eine herkömmliche Prüfung erfolgen kann, ob ein Elektrofahrzeug über ein Ladekabel ordnungsgemäß angeschlossen wurde. Dann kann in zuvor beschriebener Weise der Ladevorgang durchgeführt und von der anmeldungsgemäßen Messeinrichtung 204 überwacht werden, wie zuvor beschrieben wurde. Hierbei sei angemerkt, dass der Ladevorgang vorzeitig abgebrochen werden kann, insbesondere durch den Nutzer. In diesem Fall kann eine freigegebene Restenergiemenge verfallen.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ladesystems 360 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Ladesystem 360 umfasst mindestens eine Ladestation 300. Die dargestellte Ladestation 300 kann entsprechend der Ladestation 200 gemäß der Figur 2 gebildet sein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede beschrieben werden und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen zur Figur 2 oder 1 verwiesen wird.
Das Ladesystem 360 umfasst mindestens ein mobiles Endgerät 362 (z.B. ein Smartphone 362), auf dem eine Ladeanwendung 364 in Form einer App 364 installiert ist. Insbesondere ist eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ladeanwendung 364 gemäß der vorliegenden Anmeldung dargestellt.
Die Ladeanwendung 364, insbesondere in Form einer durch einen Prozessor eines mobilen Endgeräts 362 ausführbaren Softwareanwendung 364, umfasst mindestens ein Übertragungsmodul 366 und mindestens ein Empfangsmodul 368.
Das mobile Endgerät 362, insbesondere gesteuert durch die Ladeanwendung 364, kann über ein Kommunikati ons netz 370 (insbesondere ein Fernkommunikationsnetz 370 z.B. in Form eines Mobilfunknetzes 370) mit einer Abrechnungszentrale 372 kommunizieren.
Die Abrechnungszentrale 372 ist insbesondere in einem Backendsystem implementiert bzw. bildet ein Backendsystem. Das Backendsystem kann durch einen oder mehrere (verteilt angeordnete) Server gebildet sein. Die Abrechnungszentrale 372 umfasst vorliegend mindestens ein Abrechnungsmodul 376 und mindestens ein
Generierungsmodul 378, eingerichtet zum Generieren von Zertifizierungsdaten.
Es versteht sich, dass bei anderen Varianten zwei oder mehr Abrechnungszentralen vorgesehen sein können, beispielsweise von unterschiedlichen Abrechnungsdienstleistern.
Darüber hinaus ist das mobile Endgerät 362 zum Kommunizieren mit der Ladestation 300 über mindestens ein weiteres Kommünikationsnetz 374 eingerichtet (beispielsweise basierend auf einer Nahfeldtechnologie, wie der Bluetooth-, RFID- oder WLAN -T echnologie) .
Die Funktionsweise des Ladesystems 360 wird nachfolgend näher mit Hilfe der Figur 4 beschrieben. Die Figur 4 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
In einem ersten Schritt 401 erfolgt ein Übertragen, durch das mobile Endgerät 362, eines Ladeanfragedatensatzes an die Abrechnungszentrale 372. Der Ladeanffagedatensatz enthält zumindest eine freizugebende elektrische Energiegröße bzw. eine von dem Nutzer des mobilen Endgeräts 362 für einen Ladevorgang gewünschte Energiemenge.
Insbesondere kann das Übertragungsmodul 366 der Ladeanwendung 364 eingerichtet sein zum Bewirken eines Übertragens, durch das mobile Endgerät 362 (insbesondere durch ein (nicht dargestelltes) Kommunikationsmodul des mobilen Endgeräts 362), des Ladeanfragedatensatzes an die Abrechnungszentrale 372.
Der Ladeanfragedatensatz kann vorzugsweise zusätzlich zumindest die Nutzerkennung enthalten, die dem mobilen Endgerät 362 (systemweit eineindeutig) zugeordnet ist. Dies kann durch die Ladeanwendung 364 hinzugefügt werden. In einem weiteren Schritt 402 erfolgt ein Empfangen, durch das mobile Endgerät 362, eines Ladefreigabedatensatzes nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße. Der Ladefreigabedatensatz enthält zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße, vorzugsweise zusätzlich ein (zulässiges) Zertifizierungsdatum. Insbesondere kann das Empfangsmodul 368 eingerichtet sein zum Erhalten eines Ladefreigabedatensatzes nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße.
Insbesondere kann in einem Zwischenschritt das Abrechnungsmodul 376 eine Abrechnung durchführen. Beispielsweise können in der Abrechnungszentrale 372 in einer Datenbank Nutzerkonten (vor registrierten. Nutzern), jeweils mit Nutzerkennung und Abrechnungsdaten, gespeichert sein. Basierend auf der Nutzerkennung des Ladeanfragedatensatzes können die zugehörigen Abrechnungsdaten ermittelt werden. Mit den Abrechnungsdaten kann eine Abrechnung der gewünschten Energiemenge erfolgen. Wenn die Abrechnung erfolgreich war, also insbesondere eine Bezahlung bereits erfolgt ist oder mit hinreichender Sicherheit erfolgen wird, kann der Ladefreigabedatensatz generiert werden.
Vorzugsweise kann das Generierungsmodul 378 bei erfolgreicher Abrechnung ein Zertifizierungsdatum generieren, insbesondere als Beleg für die erfolgreiche Abrechnung. Das Zertifizierungsdatum kann dem Ladefreigabedatensatz hinzugefügt werden.
In einem weiteren Schritt 403 erfolgt ein Übertragen eines Energiedatensatzes, durch das mobile Endgerät 362, an den Stromzähler 302 einer Ladestation 300, wobei der Energiedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße enthält, vorzugsweise vorliegend zudem das generierte Zertifizierungsdatum.
Insbesondere kann das Übertragungsmodul 366 eingerichtet sein zum Bewirken eines Übertragens des Energiedatensatzes an den Stromzähler. Insbesondere kann der Dateninhalt des erhaltenen Ladefreigabedatensatz weitergeleitet werden. Beispielsweise kann eine Ladestationskennung der Ladestation 300 hinzugefügt werden, an der Ladevorgang durchgeführt werden soll. Beispielsweise kann ein an der Ladestation 300 angebrachter optischer Code, enthaltend die Ladestationskennung der Ladestation 300, durch eine Kamera des mobilen Endgeräts 362 erfasst werden. Die Ladeanwendung 364 kann dies steuern und insbesondere die erfasste Ladestationskennung dem Energiedatensatz hinzufügen.
In einem weiteren Schritt 404 erfolgt ein Steuern, basierend auf den erhaltenen Energiedatensatz, eines Ladevorgangs (an der Ladestation 300)-zum Laden eines Elektrofahrzeugs 322 derart, dass die während des Ladevorgangs ausgetauschte elektrische Energiegröße maximal der erhaltenen freigegebenen elektrischen Energiegröße entspricht, wie insbesondere zuvor beschrieben wurde. Wie aus den vorherigen Ausführungen ersichtlich, weist die Ladestation selbst vorteilhafterweise keinen Anschluss an ein Backendsystem auf.
Bei anderen Varianten der Anmeldung kann alternativ oder zusätzlich eine Anbindung an ein Backendsystem erfolgen. Beispielsweise kann die Abrechnungszentrale mit der Ladestation kommunikativ verbunden sein. Beispielsweise kann eine
Ladefreigabedatensatz (zusätzlich enthaltend die Ladestationskennung; diese kann in dem Ladeanfragedatensatz bereits enthalten sein) auch unmittelbar an die Ladestation übertragen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Stromzähler (102, 202, 302) für eine Ladestation (100, 200, 300) zum Laden von Elektrofahrzeugen (122, 322), insbesondere Elektrokleinstfahrzeugen (122,
322), umfassend: mindestens eine Empfangsschnittstelle (106, 206, 306), eingerichtet zum Erhalten eines Energiedatensatzes, enthaltend zumindest eine für einen Ladevorgang freigegebene elektrische Energiegrenzgröße, mindestens eine Messeinrichtung (104, 204, 304), eingerichtet zum Messen einer zwischen der Ladestation (100, 200, 300) und einem mit der Ladestation (100, 200, 300) elektrisch verbundenen Elektrofahrzeug (122, 322) ausgetauschten . elektrischen Energiegröße während eines Ladevorgangs, wobei die Messeinrichtung (104, 204, 304) mindestens einen Detektionsmodul (110, 210, 310) umfasst, eingerichtet zum Detektieren, dass die in dem Ladevorgang ausgetauschte elektrische Energiegröße der freigegebenen elektrischen Energiegrenzgröße entspricht, und mindestens eine mit der Messeinrichtung (104, 204, 304) verbundene Steuerschnittstelle (108, 208, 308), eingerichtet zum Bewirken einer Unterbrechung des Austausches der elektrischen Energiegröße, bei einer Detektion, dass die in dem Ladevorgang ausgetauschte elektrische Energiegröße der freigegebenen elektrischen Energiegrenzgröße zumindest entspricht.
2. Stromzähler (102, 202, 302) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Energiedatensatz mindestens ein Zertifizierungsdatum enthält, und der Stromzähler (102, 202, 302) mindestens ein mit der Empfangsschnittstelle (106, 206, 306) verbundenes Prüfmodul (244, 344) aufweist, eingerichtet zum Überprüfen, ob das erhaltene Zertifizierungsdatum ein zulässiges Zertifizierungsdatum ist.
3. Stromzähler (102, 202, 302) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzähler (102, 202, 302) einen mit dem Prüfmodul (244, 344) verbundenen Datenspeicher (246, 346) aufweist, - wobei in dem Datenspeicher (246, 346) mindestens ein Zulässigkeitskriterium gespeichert ist, und das Prüfmodul (244, 344) eingerichtet ist zum Überprüfen des erhaltenen Zertifizierungsdatum, basierend auf dem gespeicherten Zulässigkeitskriterium.
4. Stromzähler (102, 202, 302) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet; dass das Prüfmodul (244, 344) mit der Steuerschnittstelle (108, 208, 308) verbunden ist, und die Steuerschnittstelle (108, 208, 308) eingerichtet ist zum Bewirken eines Herstellens eines Austausches der elektrischen Energiegröße für den
Ladevorgang, wenn das Zertifizierungsdatum ein zulässiges Zertifizierungsdatum ist.
5. Stromzähler (102, 202, 302) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erhaltene Energiedatensatz mindestens eine Ladestationskennung enthält, und das Prüfmodul (244, 344) eingerichtet ist zum Überprüfen, ob die erhaltene Ladestationskennung zu der Ladestationskennung der Ladestation (100, 200, 300) des Stromzählers (102, 202, 302) korrespondiert.
6. Stromzähler (102, 202, 302) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzähler (102, 202, 302) ein durch die Steuerschnittstelle (108, 208, 308) ansteuerbares Schaltmodul (242,.342) aufweist, eingerichtet zum Herstellen und
Unterbrechen des Austausches der elektrischen Energiegröße.
7. Stromzähler (102, 202, 302) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzähler (102, 202, 302) ein geeichter Stromzähler (102, 202, 302) ist, und/oder der Stromzähler (102, 202, 302) ein Gehäuse (116, 216, 316) aufweist, insbesondere ein verplombtes Gehäuse (116, 216, 316), wobei zumindest die Messeinrichtung (104, 204, 304) in dem Gehäuse (116, 216, 316) integriert ist.
8. Ladestation (100, 200, 300) zum Laden von Elektrofahrzeugen (122, 322), umfassend mindestens einen Stromzähler (102, 202, 302) nach einem der vorherigen Ansprüche.
9. Ladeanwendung (364), insbesondere in Form einer durch einen Prozessor eines mobilen Endgeräts (362) ausführbaren Softwareanwendung (364), zur Installation auf dem mobilen Endgerät (362), umfassend: mindestens ein Übertragungsmodul (366) eingerichtet zum Bewirken eines Übertragens, durch das mobile Endgerät (362), eines Ladeanfragedatensatzes an mindestens eine Abrechnungszentrale (372), wobei der Ladeanfragedatensatz zumindest eine freizugebende elektrische Energiegröße enthält, mindestens ein Empfangsmodul (368), eingerichtet zum Erhalten eines Ladefreigabedatensatz nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße, wobei der Ladefreigabedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße und ein Zertifizierungsdatum enthält, wobei das Übertragungsmodul (366) eingerichtet ist zum Bewirken eines
Übertragens eines Energiedatensatzes, an einen Stromzähler (102, 202, 302) einer Ladestation (100, 200, 300), wobei der Energiedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße und das Zertifizierungsdatum enthält.
10. Ladesystem (360) zum Laden von Elektrofahrzeugen (122, 322), umfassend: mindestens eine Ladestation (100, 200, 300) nach Anspruch 8, und mindestens ein mobiles Endgerät (362), auf dem mindestens eine Ladeanwendung (364) nach Anspruch 9 installiert ist.
11. Ladesystem (360) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (360) mindestens eine in einem Backendsystem implementierte Abrechnungszentrale (372) umfasst, wobei die Abrechnungszentrale (372) eingerichtet ist zum Durchführen einer Abrechnung einer in einem Ladeanfragedatensatz enthaltenen freizugebenden elektrischen Energiegröße vor einer Durchführung eines Ladevorgangs, und wobei die Abrechnungszentrale (372) eingerichtet ist, zum Übertragen eines Ladeffeigabedatensatz nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße, wobei der Ladefreigabedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße und ein Zertifizierungsdatum enthält.
12. Verfahren zum Betreiben eines Ladesystems (360), insbesondere eines Ladesystems (360) nach Anspruch 10 oder 11, umfassend:
Übertragen, durch ein mobiles Endgerät (362), eines Ladeanfragedatensatzes an eine Abrechnungszentrale (372), wobei der Ladeanfragedatensatz zumindest eine freizugebende elektrische Energiegröße enthält,
Empfangen, durch das mobile Endgerät (362), eines Ladefreigabedatensatzes nach einer erfolgten Abrechnung der freizugebenden elektrischen Energiegröße, wobei der Ladefreigabedatensatz Zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße enthält,
Übertragen eines Energiedatensatzes, durch das mobile Endgerät (362), an einen Stromzähler (102, 202, 302) einer Ladestation (100, 200, 300), wobei der Energiedatensatz zumindest die freigegebene elektrische Energiegröße enthält, und
Steuern, basierend auf den erhaltenen Energiedatensatz, eines Ladevorgangs zum Laden eines Elektrofahrzeugs (122, 322) derart, dass die während des Ladevorgangs ausgetauschte elektrische Energiegröße maximal der erhaltenen freigegebenen elektrischen Energiegröße entspricht.
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