WO2023198428A1 - Verfahren zum zuweisen von fahrzeugen zu ladestationen und ladesystem - Google Patents

Verfahren zum zuweisen von fahrzeugen zu ladestationen und ladesystem Download PDF

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WO2023198428A1
WO2023198428A1 PCT/EP2023/057598 EP2023057598W WO2023198428A1 WO 2023198428 A1 WO2023198428 A1 WO 2023198428A1 EP 2023057598 W EP2023057598 W EP 2023057598W WO 2023198428 A1 WO2023198428 A1 WO 2023198428A1
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WO
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vehicle
charging
charging station
station network
information
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/057598
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English (en)
French (fr)
Inventor
Musa Ceylan
Osman Aydin
Original Assignee
Mercedes-Benz Group AG
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Publication date
Application filed by Mercedes-Benz Group AG filed Critical Mercedes-Benz Group AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for assigning vehicles to charging stations according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1 and to a charging system according to the type defined in more detail in the preamble of claim 9.
  • electrified vehicles can have an electrical energy storage device such as a traction battery.
  • a corresponding vehicle carries out a charging process at a charging station.
  • a charging station can be operated privately, for example in the form of a so-called wallbox, or public charging stations operated by a charging infrastructure operator can be used.
  • This exchange of information provides, for example, for the transfer of charging parameters to be used, such as a charging voltage or charging power, as well as personal data that enable the charging process to be billed.
  • This exchange of information is designed to be comparatively simple and usually only takes place via a corresponding charging cable or the manual entry of information via an operating terminal attached to a charging station or a vehicle user's mobile device coupled to it.
  • a data processing unit for communication between at least one motor vehicle and between a plurality of charging stations for charging an energy storage device of a motor vehicle is known.
  • the data processing unit enables extensive communication between vehicles and charging stations, which enables the exchange of a wide range of information between the relevant actors.
  • the vehicles are able to inform the charging stations what charge status a respective electrical energy storage unit of the respective vehicle will have at a certain point in time and what maximum charging power can be used to carry out a charging process.
  • the charging stations can inform the vehicles about the charging power available at a specific time window.
  • the data processing unit then derives a strategy for assigning vehicles to charging stations in time and/or space so that specified parameters are adhered to when carrying out charging processes.
  • the vehicles can be distributed across charging stations in such a way that the underlying power grid is not placed under too much strain.
  • the automated derivation of the strategy for assigning vehicles to charging stations by the data processing unit reduces the effort required to carry out charging processes, shortens the waiting time at a corresponding charging station and allows efficient use of this.
  • the present invention is based on the object of specifying an improved method for assigning vehicles to charging stations and a corresponding charging system used for this purpose, with the help of which the efficiency and / or safety when carrying out charging processes is increased even further.
  • this object is achieved by a method for assigning vehicles to charging stations with the features of claim 1 and a charging system with the features of claim 9.
  • a vehicle whose electrical energy storage is to be charged exchanges information directly or indirectly with a charging station network wirelessly, the information comprising at least vehicle configuration parameters and charging process information, the vehicle taking into account the information from is assigned to a computing unit for carrying out a charging process at a charging station.
  • the generic method is further developed according to the invention in that the vehicle informs the charging station network of a first vehicle configuration, the charging station network Charging process information is determined depending on the first vehicle configuration and transmitted to the vehicle and the vehicle adapts at least one vehicle configuration parameter depending on the charging process information obtained from the charging station network to set a second vehicle configuration before the charging process is carried out.
  • the method according to the invention allows the efficiency and/or safety when carrying out charging processes to be further improved compared to the prior art.
  • the state of the art provides that the computing unit obtains information from vehicles and the charging station network and then distributes the vehicles to corresponding charging stations in the charging station network depending on the information obtained.
  • the vehicles and the charging station network enter into dialogue, whereby the vehicles are able to change their first vehicle configuration into a second vehicle configuration depending on the charging process information obtained from the charging station network.
  • the boundary conditions for carrying out charging processes are changed, which enables the vehicles to be distributed even more efficiently to the charging stations.
  • the vehicles adapt to the boundary conditions set by the charging station network in order to carry out a charging process under changed boundary conditions.
  • the first vehicle configuration provides that a partially discharged electrical energy storage device in the vehicle, for example a traction battery, should only be charged when a critical charge state, for example 20 percent of the maximum capacity, has been reached.
  • the charging station network currently only has a low utilization, which means that unused resources such as unoccupied charging stations and voltage reserves held in the energy network remain unused.
  • the charging station network then distributes an offer with the charging process information that can be charged at a reduced electricity rate within a certain period of time, for example the next two hours.
  • the vehicle can then change its strategy and allow charging to be carried out, even if the traction battery is still charged to more than the critical 20 percent, for example to 60 percent.
  • the vehicle can decide independently whether a charging process should now be carried out, or it can Proactively inform a vehicle user about the offer provided by the charging station network, so that the vehicle user orders the vehicle to carry out the charging process. Overall, this leads to several vehicles deciding to charge in the time window of the favorable electricity tariff, which on the one hand leads to improved utilization of the charging stations and the power network, and on the other hand offers vehicle users the advantage of reduced charging costs.
  • the vehicle configuration parameters may provide values for different charging speeds usable by the vehicle.
  • a charging speed can be expressed, for example, directly by the unit kWh per unit of time or Ah per minute or the like, or indirectly, for example, by a charging voltage to be selected.
  • different electricity tariffs can then be included in the charging process information, for example an expensive electricity tariff for a high charging voltage and a cost-effective electricity tariff for a comparatively low charging voltage.
  • the vehicle can then automatically decide or the vehicle user can manually decide on a specific charging speed to carry out the charging process. However, as the vehicle moves to a charging station assigned to the vehicle, the boundary conditions for carrying out charging processes change.
  • the utilization of the charging station network can spontaneously increase and/or an underlying power grid can reach its load limit. As a result, for example, a certain comparatively high charging power can no longer be provided or it can only be available at increased costs.
  • the vehicle then changes the first vehicle configuration to the second vehicle configuration in order to still carry out the charging process adapted to the changed boundary conditions. For example, the vehicle can accept a higher electricity tariff or accept charging with a lower charging voltage.
  • the vehicle and the charging station network may exchange information even while a charging process is being carried out and for the vehicle to change its vehicle configuration to a third vehicle configuration by changing vehicle configuration parameters, for example during the charging process.
  • the vehicle could then compare the charging process again with one Carry out increased charging voltage when the load on the power grid decreases.
  • boundary conditions can take into account technical aspects such as a charging speed, battery life, charging process duration, a date, a load on the charging station network and/or the underlying power grid, available charging interfaces and/or the like.
  • Business aspects can also be taken into account, such as special offers, electricity tariffs designed depending on the utilization of the power network, a vehicle user's appointment calendar (for example, running errands while the vehicle user has parked his vehicle) or the like.
  • a vehicle user can also define a hard boundary condition that his vehicle should be charged regardless of any other boundary conditions.
  • the vehicle and charging station network can preferably communicate via mobile communications, in particular via 2G to 6G or future communication protocols. Communication can also take place via WLAN, in particular using the WIFI protocol, Bluetooth, NFC, ZigBee or the like. In general, any vehicle-to-X and/or vehicle-to-infrastructure interface can be used. This enables information to be exchanged between the vehicle and the charging station network, even if the vehicle is at a distance from a designated charging station.
  • the communication between the vehicle and the charging station network can take place directly, which means that the vehicle can be connected directly to part of the Charging station network such as a communication relay or a charging station is coupled.
  • communication can also take place indirectly, for example via a central computing unit such as a cloud server or a backend.
  • the corresponding cloud server can be operated by a service provider. Possible service providers include, for example, the vehicle manufacturer of the vehicle, a smart city operator, a smart grid operator and/or the charging station network operator.
  • the charging station network can also include several charging station providers, for example a municipal energy supplier and a private company. This increases the comfort for the vehicle user when using the method according to the invention, since the charging stations of different charging station providers can be conveniently used to carry out charging processes.
  • the computing unit that assigns the vehicle to a charging station can, for example, be said cloud server. In general, however, a corresponding computing unit can also be integrated into a part of the charging station network, such as a specific charging station.
  • one of the following vehicle configuration parameters can be changed to adapt the vehicle configuration: a maximum electricity tariff up to which a charging process should be carried out, an offer electricity tariff at which the carrying out of a charging process should be initiated regardless of further boundary conditions, a minimum or Maximum charge of the traction battery, for example to ensure a desired minimum range with the vehicle, a charging curve to be used, a charging power to be used, charging voltage and/or charging current, a desired charging speed, in particular maximum and/or minimum values for this, and/or the like.
  • a planned use of the vehicle to carry out charging processes can also be taken into account. For example, if a longer journey is to be carried out with the vehicle at short notice, the charging process must be planned in such a way that enough energy reserves are kept in the traction battery to make the journey possible.
  • the vehicle user's appointment calendar can also be analyzed. From this it can be derived, for example, when the vehicle user wants to use the vehicle and corresponding free periods for carrying out charging processes. The vehicle can thus change its vehicle configuration from “standby”, in which the vehicle must be ready for use by the vehicle user, to “idle”, in which the vehicle is ready to carry out charging processes.
  • Preconditioning the electrical energy storage device can include temperature control. For example, if the vehicle has been in use for a long time, one of the vehicle's traction batteries may have heated up. However, if the vehicle is stationary for a longer period of time, the traction battery will typically have reached the ambient temperature. Especially in winter, the traction battery will have a low temperature. Carrying out a charging process may require that the traction battery has a temperature within an approved temperature range, for example in the range between 5 ° C and 70 ° C. By starting the preconditioning of the electrical energy storage before the charging process is carried out, a Reduce the waiting time to complete the charging process.
  • the traction battery can be cooled or warmed up accordingly when the vehicle travels to the designated charging station. This ensures that the temperature of the traction battery when it arrives at the charging station is within the permitted temperature range for carrying out charging processes.
  • the preconditioning of the electrical energy storage can also go beyond pure temperature control and, for example, provide for the targeted implementation of cell balancing procedures, also known as “cell balancing”.
  • the charging station network transmits charging process-specific interface usage information to the vehicle, which authorizes and enables the vehicle to do so when a specified event occurs, information via an exchange interface between the vehicle and third parties and/or the vehicle and the charging station network.
  • the transmission of the interface usage information to the vehicle can be linked to boundary conditions. For example, the transmission of the interface usage information can only be initiated at a specific time or time window and/or when the vehicle is within a certain radius to a designated charging station. With the help of the interface usage information, the vehicle is able to react to certain events such as an emergency situation.
  • a defined event can be a defect in the charging station, an operational malfunction or even a fire, for example in the charging station and/or the vehicle.
  • the exchange interface can be a hardware-side and/or software-side interface.
  • the interface usage information enables the vehicle to exchange information via the corresponding exchange interface.
  • the information may include a switch-off signal for disconnecting the power supply to the charging station from the power grid.
  • the vehicle can control the charging station and cut off the power connection to the power grid.
  • the vehicle can therefore remotely control the charging station via the exchange interface.
  • the interface usage information can be an authorization to issue control commands from the vehicle to the charging station.
  • Interface usage information can also include just a single command or a collection of commands that can be issued by the vehicle depending on the event that occurs.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the charging station network transmits a charging process-specific emergency number to the vehicle as charging process-specific interface usage information, whereupon the vehicle sets the charging process-specific emergency number as a reference emergency number for establishing a communication connection in an emergency in order to adapt one of the configuration parameters.
  • eCall it is possible to automatically determine the occurrence of an accident and notify rescue workers.
  • a verbal communication connection to a rescue control center can be established.
  • a standard reference emergency number is stored in the vehicle.
  • the vehicle is able to react specifically to a corresponding emergency situation.
  • the number of a local fire station near the charging station can be stored as an emergency number.
  • This can be called by the vehicle to inform about a fire at the charging station and/or the vehicle.
  • the vehicle can play an automated help message and/or establish a verbal communication connection to the relevant rescue workers.
  • the verbal communication can take place from within the vehicle, for example via a hands-free device coupled to an in-vehicle telecommunications unit, or even in the absence of the vehicle user to the vehicle via a mobile terminal used by the vehicle user.
  • a corresponding application can be executed on the mobile device, for example a smartphone, which establishes a communication connection via the mobile device and a cloud server of a service provider, for example said computing unit, to the local fire department. This allows the rescue chain to initiate emergency measures to be shortened.
  • digital data can also be transmitted and thus, for example, data can be exchanged via a mobile phone network with the Internet.
  • a service number of an operator of the charging station network can also be stored as a charging process-specific emergency number. In this way, they can be contacted directly in the event of a malfunction and, if necessary, give initial tips on how to resolve the malfunction.
  • a corresponding emergency number can be determined individually for each charging process or for each charging station or group of several charging stations.
  • An emergency number otherwise stored in the vehicle can be at least temporarily overwritten by the charging process-specific emergency number and/or contacted in addition to the charging process-specific emergency number.
  • the first and / or second vehicle configuration includes safety charging parameters, by means of which the charging station network is informed that the charging process is carried out with a reduced charging speed, charging power, charging current, charging voltage, charging duration and / or or amount of charging energy should be carried out.
  • an alternative charging curve can be specified, which enables a charging process to be carried out while at the same time protecting the vehicle's traction battery.
  • the vehicle can set a “battery conservation mode” by setting the second vehicle configuration.
  • the vehicle it is also possible for the vehicle to set the battery conservation mode according to the first vehicle configuration and to adjust individual parameters after receiving and evaluating the charging process information to set the second vehicle configuration. If it is not possible to carry out a charging process with the battery conservation mode according to the first vehicle configuration, an alternative battery conservation mode can be activated. If, for example, the charging power, charging voltage and/or charging current cannot be changed, a shortened charging time can be set, which, for example, prevents the traction battery from heating up too much.
  • a further advantageous embodiment of the method further provides that the first and/or second vehicle configuration includes a minimum charge state threshold up to which the electrical energy storage device must be filled during the charging process at least up to a specified time.
  • the charging process of the vehicle is ended early and/or is at least temporarily carried out with a reduced charging power.
  • the vehicle and the charging station network can agree on the minimum state of charge threshold up to which the vehicle's traction battery should at least be charged by the specified time. This increases the comfort for the vehicle user, since the vehicle user can be sure that the traction battery of his vehicle will definitely be charged to the minimum charge state threshold at the agreed time.
  • the vehicle can only set the minimum state of charge threshold in the second vehicle configuration or in the first vehicle configuration, whereupon the minimum state of charge threshold is adjusted after the exchange of information with the charging station network. Any additional boundary conditions can be taken into account during this adjustment, for example a lower minimum state of charge threshold value if charging can be carried out with a lower electricity tariff or a higher minimum state of charge threshold value if charging can be carried out with an increased charging power or the like.
  • the vehicle navigates to the charging station at least partially automatically and, upon arrival at the charging station, automatically releases a charging interface lock of the charging interface of the vehicle for an authorized person.
  • the degree of automation of vehicles will continue to increase.
  • vehicle fleets of at least partially automated or even autonomous vehicles will be used in road traffic.
  • a possible scenario is that people no longer own their own vehicles, but rather share vehicles from a vehicle pool, which can increase the utilization of a vehicle from a few minutes or hours a day to almost full capacity.
  • the particular question that arises is how the energy storage of such vehicles should be filled in order to maintain the operation of the vehicle fleet as efficiently as possible.
  • the invention provides that such vehicles drive at least partially automatically or even autonomously to the respective designated charging station and there release their charging interface for an authorized person, for example a charging station attendant, so that the charging station attendant can electrically couple the vehicle to the charging station in order to carry out the charging process.
  • the vehicle changes its vehicle configuration from “charging interface lock locked” to “charging interface lock unlocked”. With appropriately designed vehicles and charging stations, automated electrical (de-)coupling of vehicles and charging stations is also conceivable.
  • the exchange of information between the vehicle and the charging station network and/or the adaptation of the vehicle configuration preferably takes place independently of an operating mode of the vehicle.
  • the vehicle can adopt different operating modes. If the vehicle is parked, the ignition of the vehicle is usually switched off and various computing units such as control devices can be switched off or operated in a standby mode. Depending on the intended use, additional computing units in the vehicle can gradually be activated from standby mode in order to begin their work. Finally, the vehicle's ignition can be activated and the vehicle's engine can be started. Ultimately, the vehicle's necessary computing units are activated so that the vehicle can drive off. The doors of the vehicle can be locked or unlocked at different times.
  • a state of a telecommunications unit also known as a TCU, which is responsible for communication between the vehicle and the charging station network.
  • the TCU can be designed in such a way that the exchange of information between the vehicle and the charging station network is ensured even while the TCU is operating in standby mode.
  • the TCU preferably has various communication protocols to enable information exchange, even if, for example, instead of a mobile phone network, there is only a WIFI access point within communication range or the vehicle is coupled to a charging station in the charging station network via the TCU using Bluetooth.
  • the more computing units of the vehicle are operated in standby mode or are deactivated, the more power-efficiently the method according to the invention can be carried out, which counteracts a discharge of the vehicle's traction battery while the vehicle is at a standstill.
  • the risk of a traction battery being over-discharged can be reduced. If the charge level of the traction battery drops too much, the vehicle can initiate a charging process at an early stage and/or even move autonomously to a charging station.
  • the vehicle, the charging station network and the computing unit are set up to carry out a method described above .
  • the vehicle can be any vehicle such as a car, truck, van, bus or the like.
  • the vehicle can be designed as a purely battery-electric vehicle or as a hybrid.
  • the charging station network can have any spatial extent and have any number of charging stations and/or charging station clusters. Different charging stations in the charging station network can also be operated by different operating companies.
  • the computing unit can be part of the charging station network or can be external to it.
  • the computing unit is preferably a central computing unit such as a cloud server of a service provider, also referred to as a backend.
  • the backend can, for example, be operated by a vehicle manufacturer, a municipal energy supplier, an operator of the charging station network or the like. Access to information exchanged between the individual actors involved in carrying out the method according to the invention or between different components of the charging system is possible in different ways.
  • the relevant information can be processed automatically by the vehicle and the charging station network. Manual viewing and/or manipulation of at least parts of the information by a user is also possible.
  • Software can be run on a computing unit of the vehicle, which allows access to corresponding information via a human-machine interface installed in the vehicle.
  • a vehicle user can operate this software via a touchscreen in the vehicle and thereby view the vehicle configuration and change vehicle configuration parameters, for example to set the second vehicle configuration.
  • This is also possible via a mobile terminal on which a corresponding application is executed and which is coupled directly, for example by cable and/or via Bluetooth, to the vehicle or indirectly to the vehicle via a central computing unit, for example the computing unit already mentioned.
  • the vehicle user can also access a service provided by the computing unit, i.e. the cloud server, from his PC at home via an Internet browser and a corresponding Internet portal and thereby adapt the vehicle configuration.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a charging system according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram to illustrate the relationship between the costs incurred during a charging process and the complexity of assigning vehicles to charging stations;
  • FIG. 3 is a schematic top view of a vehicle that moves between different locations and changes its vehicle configuration.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a charging system 10 according to the invention.
  • the charging system 10 includes vehicle actors 13 and a charging station network 3.
  • the central part of the vehicle actors 13 is a vehicle 1 with an electrified drive train and an electrical energy storage, for example in the form of a traction battery.
  • the vehicle 1 has a vehicle configuration 7.1 and 7.2, which can be set by configuration parameters 4.
  • the vehicle configuration 7.1, 7.2 can be adjusted automatically by the vehicle 1, that is to say by a computing unit 6.3 integrated into the vehicle 1 or by inputting a manual operation by a vehicle user 14 via an in-vehicle human-machine interface 11, indirectly or directly mobile terminal 12 coupled to the vehicle 1, for example a smartphone, or also via a PC 15 external to the vehicle, which is coupled to the vehicle 1, in particular indirectly via, for example, a cloud server.
  • the cloud server is a computing unit 6.1.
  • the mobile terminal 12 and/or the vehicle-external PC 15 can automatically cause the vehicle-internal computing unit 6.3 to change the vehicle configuration 7.1, 7.2.
  • the charging station network 3 includes at least one charging station 2, which can be, for example, part of a fleet station 16, also referred to as automated valet parking, AVP for short, and/or part of a so-called smart city 17 or smart grid.
  • a computing unit 6.2 is also part of the charging station network 3 and is used to manage corresponding charging stations 2, fleet stations 16 and/or smart cities 17 or smart grids. Communication between vehicle actors 13 and charging station network 3 takes place in Figure 1 indirectly via the computing unit 6.1.
  • the computing unit 6.1 is in particular a cloud server of a service provider for providing the method according to the invention.
  • a corresponding vehicle 1 first transmits vehicle configuration parameters 4, which correspond to a first vehicle configuration 7.1, to the charging station network 3.
  • the charging station network 3 determines charging process information 5 depending on the first vehicle configuration 7.1 and transmits this back to the vehicle 1
  • the vehicle 1 then changes its vehicle configuration into a second one by adjusting at least one vehicle configuration parameter 4 Vehicle configuration 7.2 and transmits this back to the charging station network 3 before a corresponding charging process to charge the traction battery of the vehicle 1 is started.
  • the allocation of a charging station 2 to a vehicle 1 can take place before or after the vehicle 1 sets the second vehicle configuration 7.2. It is also possible for the vehicle 1 to be assigned an alternative charging station 2 after setting the second vehicle configuration 7.2.
  • the charging station network 3 can also transmit charging process information 5 to the vehicle 1 again (not shown).
  • the vehicle 1 and the charging station network 3 enter into a dialogue and are thereby put in a position to carry out a charging process of the vehicle 1 a charging station 2 of the charging station network 3 to adapt and renegotiate the boundary conditions that apply both during the planning of the charging process and, if necessary, during the ongoing charging process.
  • This enables a particularly efficient, cost-effective and secure allocation of vehicles 1 to charging stations 2.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram to illustrate the connection between the costs incurred during a charging process and the complexity of the allocation of vehicles 1 to the charging station 2.
  • the abscissa of the diagram shows the charging costs and the ordinate shows the complexity in the allocation of vehicles 1 applied to charging stations 2.
  • the diagram is divided into eight fields 18.1 to 18.8. User constraints 19.1 to 19.5 and operator constraints 20.1 to 20.4 are shown.
  • a first user boundary condition 19.1 stipulates that the vehicle 1 should only carry out a charging process if the current electricity tariff of the charging station network 3 is cheap.
  • a second user boundary condition 19.2 stipulates that the charging process should be carried out as soon as a charging station 2 becomes free.
  • a third user boundary condition 19.3 stipulates that a charging process should be carried out as soon as this is necessary, for example because the state of charge of the traction battery of the vehicle 1 has fallen below a critical value or is in danger of not being able to provide the range required for a planned journey with the vehicle 1 .
  • One Fourth user boundary condition 19.4 stipulates that the charging process should be carried out until the vehicle user 14 has returned to his vehicle 1.
  • the vehicle user 14 can have driven his vehicle 1 into the city center and run errands there, with the vehicle 1 then being charged in the meantime during a parking process in a parking garage with a charging station 2.
  • a fifth user boundary condition 19.5 all other boundary conditions are overwritten and the loading process should be carried out in any case.
  • a first operator boundary condition 20.1 there is a weekend offer with a particularly favorable electricity tariff.
  • a second operator boundary condition 20.2 there is currently a low utilization of the charging stations 2 of the charging station network 3.
  • a fourth operator constraint 20.4 there is a high need for optimization for assigning vehicles 1 to charging stations 2, for example because the vehicles 1 are lined up in a charging queue.
  • the complexity increases further with the boundary conditions set for the vehicles in the charging queue. The more vehicles 1 specify different boundary conditions for carrying out charging processes, the more effort is required to distribute the vehicles to the charging stations 2.
  • different vehicles 1 can specify, for example, different charging speeds, maintaining a battery conservation mode, carrying out the charging process in a specific time or on a specific day or at a specific time, using specific charging interfaces and/or using different charging parameters or the like.
  • FIG. 3 shows a vehicle 1 which is in a public space 21.
  • the vehicle 1 moves from a starting point S along a route R to a destination point Z. In doing so, it carries out a charging process within a charging station space 22 and a charging process in a fleet space 23.
  • a reference emergency number 9 is stored in the vehicle 1, which can automatically contact the vehicle 1 if an emergency occurs.
  • this can be an emergency number used for a so-called eCall system.
  • the vehicle 1 now enters the charging station room 22, it will be informed, for example, by the corresponding charging station 2, the computing unit 6.1 or the computing unit 6.2 of a charging process-specific emergency number 8 that is valid for the designated charging station 2.
  • This charging process-specific emergency number 8 is indicated in Figure 3 by the exemplary emergency number 9876. If an emergency occurs, for example a fire at the charging station 2 and/or the vehicle 1, the vehicle 1 can dial the charging process-specific emergency number 8 and thus call for help.
  • the charging process-specific emergency number 8 is an operator of the charging station 2, a municipal company operating the charging station 2 such as a municipal utility or a local fire department.
  • Several charging process-specific emergency numbers 8 can also be stored in the vehicle 1.
  • an emergency shutdown authorization 24 can also be stored in the vehicle 1, which authorizes the vehicle 1 to control the charging station 2, for example in the event of a fire, and to cut off a power connection of the charging station 2 to the power grid.
  • the emergency shutdown authorization 24 can be received and used by the vehicle 1, for example via WIFI, Bluetooth, NFC or the like, or also in a wired manner, for example via the charging cable.
  • the reference emergency number 9 can be temporarily deactivated when staying in the charging station room 22 or can also be contacted in addition to the charging process-specific emergency number 8.
  • an alternative charging process-specific emergency number 8 is stored in the vehicle 1, which is indicated here, for example, by the numbers 54321. If an emergency occurs in the fleet room 23, a different entity than in the charging station room 22 is contacted, in particular one that is on site and can initiate help particularly quickly. By implementing charging process-specific emergency numbers 8, the rescue chain can be shortened in an emergency, which increases safety when carrying out charging processes increased even further. Through the possibility of a corresponding
  • Remotely controlling charging station 2 can further improve this safety.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen (1) zu Ladestationen (2), wobei ein Fahrzeug (1) dessen elektrischer Energiespeicher geladen werden soll mittelbar oder unmittelbar mit einem Ladestationsnetzwerk (3) drahtlos Informationen austauscht, wobei die Informationen zumindest Fahrzeugkonfigurationsparameter (4) und Ladevorgangsinformationen (5) umfassen, und das Fahrzeug (1) unter Berücksichtigung der Informationen von einer Recheneinheit (6.1, 6.2) zur Durchführung eines Ladevorgangs einer Ladestation (2) zugewiesen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) dem Ladestationsnetzwerk (3) eine erste Fahrzeugkonfiguration (7.1) mitteilt, das Ladestationsnetzwerk (3) die Ladevorgangsinformationen (5) in Abhängigkeit der ersten Fahrzeugkonfiguration (7.1) ermittelt und an das Fahrzeug (1) überträgt und das Fahrzeug (1) wenigstens einen Fahrzeugkonfigurationsparameter (4) in Abhängigkeit der vom Ladestationsnetzwerk (3) bezogenen Ladevorgangsinformationen (5) zum Einstellen einer zweiten Fahrzeugkonfiguration (7.2) anpasst, bevor der Ladevorgang durchgeführt wird.

Description

Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen zu Ladestationen und Ladesystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen zu Ladestationen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Ladesystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 9 näher definierten Art.
Zum Bevorraten von Antriebsenergie können elektrifizierte Fahrzeuge einen elektrischen Energiespeicher wie eine Traktionsbatterie aufweisen. Zum Aufladen der Traktionsbatterie führt ein entsprechendes Fahrzeug einen Ladevorgang an einer Ladestation durch. Eine solche Ladestation kann privat betrieben werden, beispielsweise in Form einer sogenannten Wallbox, oder aber es können öffentliche Ladestationen eines Betreibers von Ladeinfrastruktur genutzt werden.
Zur Durchführung eines Ladevorgangs ist der Austausch von Informationen zwischen dem Fahrzeugnutzer bzw. dem Fahrzeug und dem Betreiber der Ladeinfrastruktur notwendig. Dieser Informationsaustausch sieht beispielsweise das Übertragen von zu verwendenden Ladeparametern wie eine Ladespannung oder Ladeleistung sowie persönliche Daten vor, welche das Abrechnen des Ladevorgangs ermöglichen. Dieser Informationsaustausch ist vergleichsweise einfach ausgestaltet und findet meist nur über ein entsprechendes Ladekabel bzw. die manuelle Eingabe von Informationen über ein an einer Ladestation angebrachtes Bedienterminal bzw. einem damit gekoppelten mobilen Endgerät des Fahrzeugnutzers statt.
Aus der DE 10 2016 005 630 A1 ist eine Datenverarbeitungseinheit zur Kommunikation zwischen mindestens einem Kraftfahrzeug und zwischen einer Vielzahl von Ladestationen zum Aufladen einer Energiespeichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Datenverarbeitungseinheit ermöglicht eine umfangreiche Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Ladestationen, was das Austauschen vielfältiger Informationen zwischen den entsprechenden Akteuren ermöglicht. So sind die Fahrzeuge dazu in der Lage den Ladestationen mitzuteilen, welchen Ladezustand ein jeweiliger elektrischer Energiespeicher des jeweiligen Fahrzeugs zu einem bestimmten Zeitpunkt aufweisen wird und welche maximale Ladeleistung zum Durchführen eines Ladevorgangs verwendet werden kann. Die Ladestationen wiederum können den Fahrzeugen eine zu einem Zeitfenster verfügbare Ladeleistung mitteilen. Die Datenverarbeitungseinheit leitet daraufhin eine Strategie zum zeitlichen und/oder räumlichen Zuordnen von Fahrzeugen zu Ladestationen ab, sodass vorgegebene Parameter beim Durchführen von Ladevorgängen eingehalten werden. Beispielsweise lassen sich die Fahrzeuge so auf Ladestationen verteilen, dass ein zugrundeliegendes Stromnetz nicht zu stark belastet wird. Das automatisierte Ableiten der Strategie zum Zuordnen der Fahrzeuge zu Ladestationen durch die Datenverarbeitungseinheit reduziert den Aufwand zur Durchführung von Ladevorgängen, verkürzt die Wartezeit an einer entsprechenden Ladestation und erlaubt eine effiziente Nutzung dieser.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen zu Ladestationen und ein entsprechendes hierzu verwendetes Ladesystem anzugeben, mit dessen Hilfe die Effizienz und/oder Sicherheit bei der Durchführung von Ladevorgängen noch weiter gesteigert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen zu Ladestationen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Ladesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
Bei einem Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen zu Ladestationen der eingangs genannten Art tauscht ein Fahrzeug dessen elektrischer Energiespeicher geladen werden soll, mittelbar oder unmittelbar mit einem Ladestationsnetzwerk drahtlos Informationen aus, wobei die Informationen zumindest Fahrzeugkonfigurationsparameter und Ladevorgangsinformationen umfassen, wobei das Fahrzeug unter Berücksichtigung der Informationen von einer Recheneinheit zur Durchführung eines Ladevorgangs einer Ladestation zugewiesen wird. Das gattungsgemäße Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass das Fahrzeug dem Ladestationsnetzwerk eine erste Fahrzeugkonfiguration mitteilt, das Ladestationsnetzwerk die Ladevorgangsinformationen in Abhängigkeit der ersten Fahrzeugkonfiguration ermittelt und an das Fahrzeug überträgt und das Fahrzeug wenigstens einen Fahrzeugkonfigurationsparameter in Abhängigkeit der vom Ladestationsnetzwerk bezogenen Ladevorgangsinformationen zum Einstellen einer zweiten Fahrzeugkonfiguration anpasst, bevor der Ladevorgang durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es die Effizienz und/oder Sicherheit bei der Durchführung von Ladevorgängen gegenüber dem Stand der Technik noch weiter zu verbessern. So sieht der Stand der Technik vor, dass die Recheneinheit Informationen von Fahrzeugen und dem Ladestationsnetzwerk bezieht und dann die Fahrzeuge in Abhängigkeit der bezogenen Informationen auf entsprechende Ladestationen des Ladestationsnetzwerks verteilt. Erfindungsgemäß treten jedoch die Fahrzeuge und das Ladestationsnetzwerk in Dialog, wodurch die Fahrzeuge dazu in der Lage sind, ihre erste Fahrzeugkonfiguration in Abhängigkeit der vom Ladestationsnetzwerk bezogenen Ladevorgangsinformationen in eine zweite Fahrzeugkonfiguration zu ändern. Durch das Ändern der Fahrzeugkonfiguration liegen geänderte Randbedingungen zum Durchführen von Ladevorgängen vor, was das noch effizientere Aufteilen der Fahrzeuge auf die Ladestationen ermöglicht. Mit anderen Worten passen sich die Fahrzeuge an die vom Ladestationsnetzwerk gestellten Randbedingungen an, um das Durchführen eines Ladevorgangs unter geänderten Randbedingungen durchzuführen.
Folgende Beispiele sollen dies näher erläutern: In einem ersten Beispiel sieht die erste Fahrzeugkonfiguration vor, dass ein teilentladener elektrischer Energiespeicher des Fahrzeugs, beispielsweise eine Traktionsbatterie, erst dann geladen werden soll, wenn ein kritischer Ladezustand, beispielsweise 20 Prozent der Maximalkapazität, erreicht wurde. Das Ladestationsnetzwerk weist aktuell lediglich eine geringe Auslastung auf, wodurch ungenutzte Ressourcen wie nicht belegte Ladestationen und im Energienetz vorgehaltene Spannungsreserven ungenutzt bleiben. Daraufhin verteilt das Ladestationsnetzwerk mit den Ladevorgangsinformationen ein Angebot, dass innerhalb eines bestimmten Zeitraums, beispielsweise den nächsten zwei Stunden, zu einem reduzierten Stromtarif geladen werden kann. Daraufhin kann das Fahrzeug seine Strategie ändern und das Durchführen eines Ladevorgangs zulassen, auch wenn die Traktionsbatterie noch zu mehr als besagte kritische 20 Prozent geladen ist, beispielsweise zu 60 Prozent. Dabei kann das Fahrzeug selbstständig entscheiden, das nun das Durchführen eines Ladevorgangs durchgeführt werden soll, oder aber es kann einen Fahrzeugnutzer proaktiv auf das vom Ladestationsnetzwerk gestellte Angebot hinweisen, sodass der Fahrzeugnutzer dem Fahrzeug den Auftrag zum Durchführen des Ladevorgangs erteilt. Dies führt insgesamt dazu, dass mehrere Fahrzeuge sich dazu entscheiden in dem Zeitfenster des günstigen Stromtarifs zu laden, was zum einen zu einer verbesserten Auslastung der Ladestationen und des Stromnetzes führt, und zum anderen für die Fahrzeugnutzer den Vorteil reduzierter Ladekosten bietet.
In einem zweiten Beispiel können die Fahrzeugkonfigurationsparameter werte für verschiedene vom Fahrzeug verwendbare Ladegeschwindigkeiten vorsehen. Eine Ladegeschwindigkeit kann beispielsweise direkt ausgedrückt sein durch die Einheit kWh pro Zeiteinheit oder Ah pro Minute oder dergleichen, oder auch indirekt beispielsweise durch eine zu wählende Ladespannung. Für unterschiedliche Ladegeschwindigkeiten können dann in den Ladevorgangsinformationen verschiedene Stromtarife enthalten sein, beispielsweise ein teurer Stromtarif für eine hohe Ladespannung und ein kostengünstiger Stromtarif für eine im Vergleich niedrige Ladespannung. Daraufhin kann sich das Fahrzeug automatisiert bzw. der Fahrzeugnutzer manuell für eine bestimmte Ladegeschwindigkeit zur Durchführung des Ladevorgangs entscheiden. Während sich das Fahrzeug zu einer dem Fahrzeug zugewiesenen Ladestation bewegt, ändern sich jedoch die Randbedingung zur Durchführung von Ladevorgängen. Beispielsweise kann die Auslastung des Ladestationsnetzwerks spontan steigen und/oder ein zugrundeliegendes Stromnetz an seine Belastungsgrenze stoßen. Daraufhin kann beispielsweise eine bestimmte vergleichsweise hohe Ladeleistung nicht mehr bereitgestellt werden oder diese nur noch zu gestiegenen Kosten verfügbar sein. Daraufhin ändert das Fahrzeug die erste Fahrzeugkonfiguration in die zweite Fahrzeugkonfiguration, um den Ladevorgang angepasst an die geänderten Randbedingungen dennoch durchzuführen. Beispielsweise kann das Fahrzeug einen höheren Stromtarif akzeptieren oder den Ladevorgang mit einer geringeren Ladespannung akzeptieren.
Generell ist es dabei auch möglich, dass das Fahrzeug und das Ladestationsnetzwerk auch während der Durchführung eines Ladevorgangs Informationen austauschen und das Fahrzeug beispielsweise während des Ladevorgangs seine Fahrzeugkonfiguration durch das Ändern von Fahrzeugkonfigurationsparametern in eine dritte Fahrzeugkonfiguration ändert. Rückbezogen auf voriges Beispiel könnte dann beispielsweise das Fahrzeug wieder den Ladevorgang mit einer im Vergleich gesteigerten Ladespannung durchführen, wenn die Auslastung des Stromnetzes abnimmt.
Zudem lassen sich verschiedene unabhängige oder auch voneinander abhängige Randbedingungen definieren, die gleichzeitig für die Durchführung von Ladevorgängen relevant sind. Diese Randbedingungen können technische Aspekte berücksichtigen wie eine Ladegeschwindigkeit, Batterielebensdauer, Ladevorgangsdauer, ein Datum, eine Auslastung des Ladestationsnetzwerks und/oder des zugrundeliegenden Stromnetzes, verfügbare Ladeschnittstellen und/oder dergleichen. Ebenfalls können geschäftliche Aspekte berücksichtigt werden, wie Sonderangebote, in Abhängigkeit einer Auslastung des Stromnetzes ausgestaltete Stromtarife, ein Terminkalender eines Fahrzeugnutzers (beispielsweise das Durchführen von Besorgungen während der Fahrzeugnutzer sein Fahrzeug abgestellt hat) oder dergleichen. Auch kann ein Fahrzeugnutzer eine harte Randbedingung definieren, dass sein Fahrzeug unabhängig von jeglichen weiteren Randbedingungen geladen werden soll. Dies erlaubt es einer sich in Zeitnot befindlichen Person ihr Fahrzeug zu laden, auch wenn dies aufgrund sonstiger Randbedingungen sonst nicht möglich wäre, beispielsweise weil keine freie Ladestation verfügbar wäre. So könnte eine zweite Person, welche in nächster Zeit nicht auf ihr Fahrzeug angewiesen ist, ihr entsprechendes Fahrzeug so konfigurieren, dass der Ladevorgang pausiert wird, um die belegte Ladestation für die sich in Zeitnot befindliche Person freizugeben. Entsprechend kann die zweite Person für das Freigeben der Ladestation entlohnt werden und ein höherer Stromtarif von der sich in Zeitnot befindlichen Person eingefordert werden.
Zur Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk können beliebige bewährte drahtlose Kommunikationstechnologien zum Einsatz kommen. Bevorzugt können Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk per Mobilfunk in Kommunikation stehen, insbesondere über 2G bis 6G oder auch künftige Kommunikationsprotokolle. Eine Kommunikation kann auch per WLAN, insbesondere unter Nutzung des WIFI-Protokolls, Bluetooth, NFC, ZigBee oder dergleichen erfolgen. Generell kann eine beliebige Fahrzeug-zu-X und/oder Fahrzeug-zu-lnfrastrukturschnittstelle verwendet werden. Dies ermöglicht einen Informationsaustausch zwischen Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk, auch wenn sich das Fahrzeug örtlich entfernt zu einer designierten Ladestation aufhält. Die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk kann dabei unmittelbar erfolgen, das heißt, dass das Fahrzeug direkt mit einem Teil des Ladestationsnetzwerks wie einem Kommunikationsrelais oder einer Ladestation gekoppelt ist. Die Kommunikation kann jedoch auch mittelbar erfolgen, beispielsweise über eine zentrale Recheneinheit wie einen Cloudserver bzw. ein Backend. Der entsprechende Cloudserver kann von einem Dienstleistungsanbieter betrieben werden. Als Dienstleistungsanbieter kommen beispielsweise der Fahrzeughersteller des Fahrzeugs, ein Smart-City Betreiber, ein Smart-Grid Betreiber und/oder der Ladestationsnetzwerkbetreiber in Frage. Zum Ladestationsnetzwerk können auch mehrere Ladestationsanbieter gehören, beispielsweise ein kommunaler Energieversorger und ein Privatunternehmen. Dies erhöht den Komfort für den Fahrzeugnutzer bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, da die Ladestationen verschiedener Ladestationsanbieter zum Durchführen von Ladevorgängen komfortabel genutzt werden können. Bei der Recheneinheit, welche das Fahrzeug einer Ladestation zuweist, kann es sich beispielsweise um besagten Cloudserver handeln. Generell kann eine entsprechende Recheneinheit jedoch auch in ein Teil des Ladestationsnetzwerks wie eine bestimmte Ladestation integriert sein.
Beispielsweise kann einer der folgenden Fahrzeugkonfigurationsparameter geändert werden, um die Fahrzeugkonfiguration anzupassen: Ein maximaler Stromtarif, bis zu dem das Durchführen eines Ladevorgangs durchgeführt werden soll, ein Angebotsstromtarif, bei dem das Durchführen eines Ladevorgangs unabhängig von weiteren Randbedingungen initiiert werden soll, eine Minimal- oder Maximalladung der Traktionsbatterie, beispielsweise um eine gewünschte Mindestreichweite mit dem Fahrzeug zu gewährleisten, eine zu verwendende Ladekurve, eine zu verwendende Ladeleistung, Ladespannung und/oder Ladestromstärke, eine gewünschte Ladegeschwindigkeit, insbesondere Maximal- und/oder Minimalwerte hierfür, und/oder dergleichen.
Auch kann ein geplanter Einsatz mit dem Fahrzeug zur Durchführung von Ladevorgängen berücksichtigt werden. Soll beispielsweise kurzfristig eine längere Fahrt mit dem Fahrzeug durchgeführt werden, so ist der Ladevorgang so zu planen, dass genug Energiereserven in der Traktionsbatterie vorgehalten werden, um die Fahrt zu ermöglichen. Zum Auffinden eines geeigneten Zeitfensters zum Durchführen des Ladevorgangs kann auch ein Terminkalender des Fahrzeugnutzers analysiert werden. Hieraus kann beispielsweise abgeleitet werden, wann der Fahrzeugnutzer das Fahrzeug nutzen möchte und entsprechende freie Zeiträume zum Durchführen von Ladevorgängen ausgenutzt werden. So kann das Fahrzeug seine Fahrzeugkonfiguration von „Bereitschaft“, in welchem das Fahrzeug zur Nutzung durch den Fahrzeugnutzer bereitstehen muss, zu „Leerlauf“, in dem das Fahrzeug zur Durchführung von Ladevorgängen bereitsteht, geändert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass zum Anpassen eines der Konfigurationsparameter das Fahrzeug eine Vorkonditionierung des elektrischen Energiespeichers aktiviert. Das Vorkonditionieren des elektrischen Energiespeichers kann eine Temperierung dessen umfassen. Ist das Fahrzeug beispielsweise bereits länger in Benutzung, so kann sich eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs aufgeheizt haben. Steht das Fahrzeug hingegen länger, so wird typischerweise die Traktionsbatterie die Umgebungstemperatur angenommen haben. Insbesondere im Winter wird die Traktionsbatterie entsprechend eine tiefe Temperatur aufweisen. Das Durchführen eines Ladevorgangs kann es erfordern, dass die Traktionsbatterie eine Temperatur innerhalb eines zugelassenen Temperaturbereichs aufweist, beispielsweise im Bereich zwischen 5° C bis 70° C. Dadurch, dass das Vorkonditionieren des elektrischen Energiespeichers bereits vor Durchführung des Ladevorgangs gestartet wird, lässt sich eine Wartezeit zum Durchführen des Ladevorgangs verkürzen. So kann beispielsweise die Traktionsbatterie bereits bei Anreise des Fahrzeugs zur designierten Ladestation entsprechend gekühlt oder aufgewärmt werden. Hierdurch lässt sich gewährleisten, dass die Temperatur der Traktionsbatterie beim Eintreffen an der Ladestation innerhalb des zugelassenen Temperaturbereichs zur Durchführung von Ladevorgängen liegt. Das Vorkonditionieren des elektrischen Energiespeichers kann jedoch auch über die reine Temperierung hinausgehen und beispielsweise das gezielte Durchführen von Zellenausgleichsverfahren, auch als „Cell-Balancing“ bezeichnet, vorsehen.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelt das Ladestationsnetzwerk eine ladevorgangsspezifische Schnittstellennutzungsinformation an das Fahrzeug, welche das Fahrzeug dazu autorisiert und dazu in die Lage versetzt, bei Eintreffen eines festgelegten Ereignisses Informationen über eine Austauschschnittstelle zwischen dem Fahrzeug und Dritten und/oder dem Fahrzeug und dem Ladestationsnetzwerk auszutauschen. Die Übermittlung der Schnittstellennutzungsinformation an das Fahrzeug kann dabei an Randbedingungen geknüpft sein. Beispielsweise kann das Übertragen der Schnittstellennutzungsinformation erst zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitfenster veranlasst werden und/oder wenn sich das Fahrzeug innerhalb eines gewissen Radius zu einer designierten Ladestation aufhält. Mit Hilfe der Schnittstellennutzungsinformation ist das Fahrzeug dazu in der Lage auf bestimmte Ereignisse wie eine Notfallsituation zu reagieren. Beispielsweise kann es sich bei einem festgelegten Ereignis um einen Defekt der Ladestation, eine Betriebsstörung oder auch einen Brand beispielsweise der Ladestation und/oder des Fahrzeugs handeln. Bei der Austauschschnittstelle kann es sich um eine hardwareseitige und/oder softwareseitige Schnittstelle handeln. Durch die Schnittstellennutzungsinformation wird es dem Fahrzeug ermöglicht, Informationen über die entsprechende Austauschschnittstelle auszutauschen. Beispielsweise kann die Information ein Abschaltsignal zum Trennen der Stromversorgung der Ladestation vom Stromnetz umfassen. Kommt es beispielsweise zum Brand, so kann hierdurch das Fahrzeug die Ladestation steuern und die Stromverbindung an das Stromnetz kappen. Das Fahrzeug kann also über die Austauschschnittstelle die Ladestation fernsteuern. Bei der Schnittstellennutzungsinformation kann es sich mit anderen Worten um eine Autorisierung zur Ausgabe von Steuerungsbefehlen vom Fahrzeug an die Ladestation handeln. Eine Schnittstellennutzungsinformation kann dabei auch lediglich einen einzigen oder auch eine Sammlung von Befehlen umfassen, die vom Fahrzeug je nach einzutreffendem Ereignis ausgegeben werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Ladestationsnetzwerk als ladevorgangsspezifische Schnittstellennutzungsinformation eine ladevorgangsspezifische Notrufnummer an das Fahrzeug übermittelt, woraufhin das Fahrzeug zum Anpassen eines der Konfigurationsparameter die ladevorgangsspezifische Notrufnummer als Referenznotrufnummer zum Aufbauen einer Kommunikationsverbindung in einem Notfall einstellt.
Heutzutage werden zunehmend Fahrzeuge mit dem sogenannten eCall System ausgestattet. Mit Hilfe von eCall ist es möglich automatisiert das Eintreffen eines Unfallereignisses festzustellen und Rettungskräfte zu benachrichtigen. Dabei kann eine verbale Kommunikationsverbindung zu einer Rettungsleitstelle aufgebaut werden. Typischerweise wird hierzu im Fahrzeug lediglich eine Standardreferenznotrufnummer hinterlegt. Durch das Einstellen einer ladevorgangsspezifischen Notrufnummer als Referenznotrufnummer ist das Fahrzeug dazu in der Lage gezielt auf eine entsprechende Notsituation zu reagieren. Als Notrufnummer kann beispielsweise die Nummer einer lokalen Feuerwehrstation in der Nähe der Ladestation hinterlegt werden. Diese kann vom Fahrzeug angerufen werden, um über einen Brand der Ladestation und/oder des Fahrzeugs zu informieren. Beispielsweise kann das Fahrzeug eine automatisierte Hilfenachricht abspielen und/oder eine verbale Kommunikationsverbindung zu den entsprechenden Rettungskräften aufbauen. Die verbale Kommunikation kann aus dem Fahrzeug heraus erfolgen, beispielsweise über eine mit einer fahrzeuginternen Telekommunikationseinheit gekoppelten Freisprecheinrichtung oder aber auch bei Abwesenheit des Fahrzeugnutzers zum Fahrzeug über ein von dem Fahrzeugnutzer genutztes mobiles Endgerät. So kann auf dem mobilen Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, eine entsprechende Applikation ausgeführt werden, die eine Kommunikationsverbindung über das mobile Endgerät und einen Cloudserver eines Dienstleistungsanbieters, beispielsweise besagte Recheneinheit, zur lokalen Feuerwehr aufbaut. Hierdurch lässt sich die Rettungskette zum Einleiten von Notfallmaßnahmen verkürzen. Mittels der Telekommunikationseinheit lassen sich zudem digitale Daten übertragen und somit beispielsweise ein Datenaustausch über ein Mobilfunknetz mit dem Internet realisieren.
Zusätzlich oder alternativ kann als ladevorgangsspezifische Notrufnummer beispielsweise auch eine Servicenummer eines Betreibers des Ladestationsnetzwerks hinterlegt werden. So kann dieser direkt im Falle einer Störung kontaktiert werden und gegebenenfalls erste Tipps zur Behebung von Störungen geben.
Eine entsprechende Notrufnummer kann für jeden Ladevorgang individuell bestimmt werden oder aber auch für jede Ladestation oder Gruppe von mehreren Ladestationen. Eine ansonsten im Fahrzeug hinterlegte Notrufnummer kann durch die ladevorgangsspezifische Notrufnummer zumindest temporär überschrieben werden und/oder ergänzend zur ladevorgangsspezifischen Notrufnummer kontaktiert werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die erste und/oder zweite Fahrzeugkonfiguration Sicherheits- Ladeparameter, mittels derer dem Ladestationsnetzwerk mitgeteilt wird, dass der Ladevorgang mit einer im Vergleich zu Standard-Ladeparametern reduzierten Ladegeschwindigkeit, Ladeleistung, Ladestromstärke, Ladespannung, Ladedauer und/oder Ladeenergiemenge erfolgen soll. Mit anderen Worten kann hierdurch eine alternative Ladekurve vorgegeben werden, welche das Durchführen eines Ladevorgangs unter gleichzeitiger Schonung der Traktionsbatterie des Fahrzeugs ermöglicht. Dabei kann das Fahrzeug in Abhängigkeit einer Antwort des Ladestationsnetzwerks, sprich der Ladevorgangsinformationen, durch das Einstellen der zweiten Fahrzeugkonfiguration einen „Batterieschonmodus“ einstellen. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug den Batterieschonmodus entsprechend der ersten Fahrzeugkonfiguration einstellt und einzelne Parameter nach dem Erhalten und Auswerten der Ladevorgangsinformationen zum Einstellen der zweiten Fahrzeugkonfiguration anpasst. Ist das Durchführen eines Ladevorgangs mit dem Batterieschonmodus gemäß der ersten Fahrzeugkonfiguration nicht möglich, so kann hierdurch ein alternativer Batterieschonmodus aktiviert werden. Können beispielsweise Ladeleistung, Ladespannung und/oder Ladestromstärke nicht verändert werden, so kann eine verkürzte Ladedauer eingestellt werden, was beispielsweise eine zu starke Aufheizung der Traktionsbatterie verhindert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass die erste und/oder zweite Fahrzeugkonfiguration einen Minimal-Ladezustands-Schwellwert umfasst, bis zu dem der elektrische Energiespeicher im Ladevorgang mindestens bis zu einem festgelegten Zeitpunkt zu befüllen ist. Je nach gewählter Fahrzeugkonfiguration und vereinbarten Bedingungen zum Durchführen von Ladevorgängen mit dem Ladestationsnetzwerk kann es beispielsweise vorkommen, dass der Ladevorgang des Fahrzeugs frühzeitig beendet wird und/oder zumindest temporär mit einer verringerten Ladeleistung durchgeführt wird. Das Fahrzeug und das Ladestationsnetzwerk können den Minimal-Ladezustands-Schwellwert vereinbaren, bis zu dem die Traktionsbatterie des Fahrzeugs bis zum festgelegten Zeitpunkt mindestens geladen werden soll. Dies erhöht den Komfort für den Fahrzeugnutzer, da der Fahrzeugnutzer somit sichergehen kann, dass die Traktionsbatterie seines Fahrzeugs auf jeden Fall zum vereinbarten Zeitpunkt bis zum Minimal-Ladezustands-Schwellwert geladen werden sein wird. Dies gibt dem Fahrzeugnutzer Sicherheit, falls er nach dem beendeten Ladevorgang mit dem Fahrzeug noch eine vergleichsweise weite Strecke fahren möchte. Dabei kann das Fahrzeug den Minimal-Ladezustands-Schwellwert erst in der zweiten Fahrzeugkonfiguration einstellen oder auch in der ersten Fahrzeugkonfiguration, woraufhin der Minimal-Ladezustands-Schwellwert nach dem Informationsaustausch mit dem Ladestationsnetzwerk angepasst wird. Bei dieser Anpassung können beliebige weitere Randbedingungen berücksichtigt werden, beispielsweise ein niedrigerer Minimal- Ladezustands-Schwellwert, wenn dafür mit einem geringeren Stromtarif geladen werden kann oder ein höherer Minimal-Ladezustands-Schwellwert, wenn mit einer erhöhten Ladeleistung geladen werden kann oder dergleichen. Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens navigiert das Fahrzeug zumindest teillautomatisiert zur Ladestation und gibt bei Eintreffen an der Ladestation eine Ladeschnittstellenverriegelung der Ladeschnittstelle des Fahrzeugs automatisch für eine autorisierte Person frei. In Zukunft wird der Automatisierungsgrad von Fahrzeugen weiter zunehmen. So werden künftig Fahrzeugflotten zumindest teilautomatisierter oder gar autonomer Fahrzeuge im Straßenverkehr eingesetzt. Ein mögliches Szenario ist, dass Personen keine eigenen Fahrzeuge mehr besitzen, sondern sich Fahrzeuge aus einem Fahrzeugpool teilen, wodurch die Nutzungsauslastung eines Fahrzeugs von einigen wenigen Minuten oder Stunden am Tag bis annähernd einer Vollauslastung gesteigert werden kann. Dabei stellt sich insbesondere die Frage, wie der Energiespeicher solcher Fahrzeuge zu befüllen ist, um den Betrieb der Fahrzeugflotte möglichst effizient aufrecht zu erhalten. Die Erfindung sieht vor, dass solche Fahrzeuge zumindest teilautomatisiert oder gar autonom zur respektiven designierten Ladestation fahren und dort ihre Ladeschnittstelle für eine autorisierte Person, beispielsweise einen Ladestationstankwart, freigeben, sodass der Ladestationstankwart das Fahrzeug mit der Ladestation elektrisch koppeln kann, um den Ladevorgang durchzuführen. Dabei ändert das Fahrzeug seine Fahrzeugkonfiguration von „Ladeschnittstellenverriegelung gesperrt“ zu „Ladeschnittstellenverriegelung entsperrt“. Bei entsprechend ausgestalteten Fahrzeugen und Ladestationen ist auch eine automatisierte elektrische (ent-)Koppelung von Fahrzeugen und Ladestationen denkbar.
Bevorzugt erfolgt der Austausch von Informationen zwischen Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk und/oder das Anpassen der Fahrzeugkonfiguration unabhängig von einem Betriebsmodus des Fahrzeugs. Das Fahrzeug kann verschiedene Betriebsmodi annehmen. Ist das Fahrzeug abgestellt, so ist üblicherweise die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet und verschiedene Recheneinheiten wie Steuergeräte können ausgeschaltet oder in einem Standby-Modus betrieben werden. Je nach Einsatzzweck können nach und nach weitere Recheneinheiten des Fahrzeugs aus dem Standby-Modus aktiviert werden, um ihre Tätigkeit aufzunehmen. Schließlich kann die Zündung des Fahrzeugs aktiviert werden und der Motor des Fahrzeugs gestartet werden. Letztendlich werden die erforderlichen Recheneinheiten des Fahrzeugs aktiviert, sodass das Fahrzeug losfahren kann. Dabei können zu verschiedenen Zeitpunkten jeweils die Türen des Fahrzeugs verriegelt oder entriegelt sein. Insbesondere relevant ist ein Zustand einer Telekommunikationseinheit, auch als TCU bezeichnet, welche für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk verantwortlich ist. Die TCU kann so ausgeführt sein, dass der Informationsaustausch zwischen Fahrzeug und Ladestationsnetzwerk auch während des Betreibens der TCU im Standby-Modus sichergestellt wird. Dabei verfügt die TCU bevorzugt über verschiedene Kommunikationsprotokolle, um einen Informationsaustausch zu ermöglichen, auch wenn beispielsweise anstelle eines Mobilfunknetzwerks lediglich ein WIFI-Accesspoint in Kommunikationsreichweite steht oder das Fahrzeug über die TCU mittels Bluetooth mit einer Ladestation des Ladestationsnetzwerks gekoppelt ist. Je mehr Recheneinheiten des Fahrzeugs im Standby-Modus betrieben werden oder deaktiviert sind, desto stromeffizienter lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen, was eine Entladung der Traktionsbatterie des Fahrzeugs während des Stillstands des Fahrzeugs entgegenwirkt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich somit das Risiko einer zu stark entladenen Traktionsbatterie senken. Fällt der Ladezustand der Traktionsbatterie zu stark ab, so kann das Fahrzeug frühzeitig das Einleiten eines Ladevorgangs bewirken und/oder sich sogar autonom zu einer Ladestation begeben.
Bei einem Ladesystem mit einem Fahrzeug, welches einen zumindest teilelektrifizierten Antriebsstrang mit einem elektrischen Energiespeicher aufweist, mit einem Ladestationsnetzwerk, welches wenigstens eine Ladestation umfasst, und mit einer Recheneinheit sind erfindungsgemäß das Fahrzeug, das Ladestationsnetzwerk und die Recheneinheit zur Durchführung eines im vorigen beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, Lkw, Transporter, Bus oder dergleichen handeln. Das Fahrzeug kann als rein batterieelektrisch angetriebenes Fahrzeug oder auch als Hybrid ausgeführt sein. Das Ladestationsnetzwerk kann eine beliebige räumliche Ausdehnung aufweisen und eine beliebige Anzahl an Ladestationen und/oder Ladestationsclustern aufweisen. Unterschiedliche Ladestationen des Ladestationsnetzwerks können auch von unterschiedlichen Betreiberfirmen betrieben werden. Die Recheneinheit kann Teil des Ladestationsnetzwerks sein oder extern hierzu ausgeführt sein. Bei der Recheneinheit handelt es sich bevorzugt um eine zentrale Recheneinheit wie einen Cloudserver eines Dienstleistungsanbieters, auch als Backend bezeichnet. Das Backend kann beispielsweise von einem Fahrzeughersteller, einem kommunalen Energieversorger, einem Betreiber des Ladestationsnetzwerks oder dergleichen betrieben werden. Zugriff auf zwischen den einzelnen an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Akteuren bzw. zwischen unterschiedlichen Komponenten des Ladesystems ausgetauschten Informationen ist auf unterschiedliche Art und Weise möglich. Die entsprechenden Informationen können automatisiert vom Fahrzeug und dem Ladestationsnetzwerk verarbeitet werden. Auch ein manuelles Einsehen und/oder manipulieren von zumindest Teilen der Informationen durch einen Nutzer ist ebenfalls möglich. So kann auf einer Recheneinheit des Fahrzeugs eine Software ausgeführt werden, welche einen Zugang über eine im Fahrzeug eingebrachte Mensch-Maschine- Schnittstelle auf entsprechende Informationen erlaubt. Beispielsweise kann ein Fahrzeugnutzer über einen Touchscreen im Fahrzeug diese Software bedienen und hierdurch die Fahrzeugkonfiguration einsehen und Fahrzeugkonfigurationsparameter ändern, um beispielsweise die zweite Fahrzeugkonfiguration einzustellen. Dies ist auch über ein mobiles Endgerät möglich, auf welchem eine entsprechende Applikation ausgeführt wird und welches unmittelbar, beispielsweise kabelgebunden und/oder per Bluetooth, mit dem Fahrzeug oder mittelbar mit dem Fahrzeug über eine zentrale Recheneinheit, beispielsweise die bereits erwähnte Recheneinheit, gekoppelt ist. Auch kann der Fahrzeugnutzer zuhause von seinem PC über einen Internetbrowser und ein entsprechendes Internetportal über einen von der Recheneinheit, sprich den Cloudserver, bereitgestellten Dienst zugreifen und hierdurch die Fahrzeugkonfiguration anpassen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zuweisen von Fahrzeugen zu Ladestationen und des erfindungsgemäßen Ladesystems ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Ladesystems;
Fig. 2 ein schematisiertes Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen den bei einem Ladevorgang anfallenden Kosten und der Komplexität der Zuweisung von Fahrzeugen zu Ladestationen; und
Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf ein Fahrzeug, welches sich zwischen verschiedenen Orten bewegt und dabei seine Fahrzeugkonfiguration ändert. Figur 1 zeigt in einer schematisierten Darstellung ein erfindungsgemäßes Ladesystem 10. Das Ladesystem 10 umfasst Fahrzeugakteure 13 und ein Ladestationsnetzwerk 3. Zentraler Teil der Fahrzeugakteure 13 sind ein Fahrzeug 1 mit einem elektrifizierten Antriebsstrang und einem elektrischen Energiespeicher, beispielsweise in Form einer Traktionsbatterie. Das Fahrzeug 1 weist eine Fahrzeugkonfiguration 7.1 und 7.2 auf, welche durch Konfigurationsparameter 4 eingestellt werden kann. Eine Einstellung der Fahrzeugkonfiguration 7.1 , 7.2 kann vom Fahrzeug 1 automatisiert erfolgen, das heißt durch eine in das Fahrzeug 1 integrierte Recheneinheit 6.3 beziehungsweise durch Eingabe einer manuellen Bedienhandlung durch einen Fahrzeugnutzer 14 über eine fahrzeuginterne Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 , ein mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeug 1 gekoppeltes mobiles Endgerät 12, beispielsweise ein Smartphone, oder aber auch über einen fahrzeugexternen PC 15, der insbesondere mittelbar über beispielsweise einen Cloudserver mit dem Fahrzeug 1 gekoppelt ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Cloudserver um eine Recheneinheit 6.1. Generell ist es auch möglich, dass das mobile Endgerät 12 und/oder der fahrzeugexterne PC 15 automatisiert die fahrzeuginterne Recheneinheit 6.3 dazu veranlassen können die Fahrzeugkonfiguration 7.1 , 7.2 zu ändern.
Das Ladestationsnetzwerk 3 umfasst wenigstens eine Ladestation 2, welche beispielsweise Teil einer Fuhrparkstation 16, auch als Automated-Valet-Parking, kurz AVP bezeichnet, und/oder Teil einer sogenannte Smart-City 17 bzw. Smart-Grid sein kann. Eine Recheneinheit 6.2 ist ebenfalls Teil des Ladestationsnetzwerks 3 und dient zur Verwaltung entsprechender Ladestationen 2, Fuhrparkstationen 16 und/oder Smart- Cities 17 bzw. Smart-Grids. Eine Kommunikation zwischen Fahrzeugakteuren 13 und Ladestationsnetzwerk 3 erfolgt in Figur 1 mittelbar über die Recheneinheit 6.1. Bei der Recheneinheit 6.1 handelt es sich insbesondere um einen Cloudserver eines Dienstleistungsanbieters zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zum Zuweisen von Fahrzeugen 1 zu Ladestationen 2 überträgt zuerst ein entsprechendes Fahrzeug 1 Fahrzeugkonfigurationsparameter 4, welche einer ersten Fahrzeugkonfiguration 7.1 entsprechen, an das Ladestationsnetzwerk 3. Das Ladestationsnetzwerk 3 ermittelt dann in Abhängigkeit der ersten Fahrzeugkonfiguration 7.1 Ladevorgangsinformationen 5 und überträgt diese zurück an das Fahrzeug 1. Daraufhin ändert das Fahrzeug 1 seine Fahrzeugkonfiguration durch Anpassen zumindest eines Fahrzeugkonfigurationsparameters 4 in eine zweite Fahrzeugkonfiguration 7.2 und überträgt diese zurück an das Ladestationsnetzwerk 3, bevor ein entsprechender Ladevorgang zum Aufladen der Traktionsbatterie des Fahrzeugs 1 gestartet wird. Dabei kann das Zuteilen einer Ladestation 2 zu einem Fahrzeug 1 erfolgen bevor oder nachdem das Fahrzeug 1 die zweite Fahrzeugkonfiguration 7.2 einstellt. Auch ist es möglich, dass dem Fahrzeug 1 nach dem Einstellen der zweiten Fahrzeugkonfiguration 7.2 eine alternative Ladestation 2 zugeordnet wird. Hierzu kann das Ladestationsnetzwerk 3 dem Fahrzeug 1 auch erneut Ladevorgangsinformationen 5 übermitteln (nicht dargestellt).
Durch den in Figur 1 gezeigten Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugakteuren 13, insbesondere dem Fahrzeug 1 , und dem Ladestationsnetzwerk 3, treten das Fahrzeug 1 und das Ladestationsnetzwerk 3 in einen Dialog und werden hierdurch in die Lage versetzt, die zur Durchführung eines Ladevorgangs des Fahrzeugs 1 an einer Ladestation 2 des Ladestationsnetzwerks 3 geltenden Randbedingungen sowohl während der Planung des Ladevorgangs als auch gegebenenfalls während des laufenden Ladevorgangs anzupassen und erneut auszuhandeln. Dies ermöglicht eine besonders effiziente, kostengünstige und sichere Zuweisung von Fahrzeugen 1 zu Ladestationen 2.
Hierzu zeigt Figur 2 ein schematisiertes Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen den bei einem Ladevorgang anfallenden Kosten und der Komplexität der Zuweisung der Fahrzeuge 1 zur Ladestation 2. Dabei sind auf der Abszisse des Diagramms die Ladekosten und auf der Ordinate die Komplexität in der Zuweisung von Fahrzeugen 1 zu Ladestationen 2 aufgetragen. Das Diagramm ist in acht Felder 18.1 bis 18.8 unterteilt. Dargestellt sind Nutzerrandbedingungen 19.1 bis 19.5 und Betreiberrandbedingungen 20.1 bis 20.4.
Eine erste Nutzerrandbedingung 19.1 sieht vor, dass das Fahrzeug 1 nur dann einen Ladevorgang durchführen soll, wenn der aktuelle Stromtarif des Ladestationsnetzwerks 3 günstig ist. Eine zweite Nutzerrandbedingung 19.2 sieht vor, dass der Ladevorgang durchgeführt werden soll, sobald eine Ladestation 2 frei wird. Eine dritte Nutzerrandbedingung 19.3 sieht vor, dass ein Ladevorgang durchgeführt werden soll sobald dies nötig ist, beispielsweise weil der Ladezustand der Traktionsbatterie des Fahrzeugs 1 einen kritischen Wert unterschritten hat oder droht, eine für eine geplante Fahrt mit dem Fahrzeug 1 erforderliche Reichweite nicht bereitstellen zu können. Eine vierte Nutzerrandbedingung 19.4 sieht vor, dass der Ladevorgang durchgeführt werden soll bis der Fahrzeugnutzer 14 zu seinem Fahrzeug 1 zurückgekehrt ist. Beispielsweise kann der Fahrzeugnutzer 14 mit seinem Fahrzeug 1 in die Innenstadt gefahren sein und dort Besorgungen tätigen, wobei das Fahrzeug 1 dann während eines Parkvorgangs in einem Parkhaus mit einer Ladestation 2 zwischenzeitlich geladen werden soll. Gemäß einer fünften Nutzerrandbedingung 19.5 werden alle anderen Randbedingungen überschrieben und es soll in jedem Falle der Ladevorgang durchgeführt werden.
Im Falle einer ersten Betreiberrandbedingung 20.1 liegt ein Wochenendangebot mit einem besonders günstigen Stromtarif vor. Gemäß einer zweiten Betreiberrandbedingung 20.2 liegt aktuell eine geringe Auslastung der Ladestationen 2 des Ladestationsnetzwerks 3 vor. Gemäß einer dritten Betreiberrandbedingung 20.3 liegt hingegen eine hohe Auslastung der Ladestationen 2 des Ladestationsnetzwerks 3 vor. Gemäß einer vierten Betreiberrandbedingung 20.4 liegt ein hoher Bedarf an Optimierung zum Zuweisen von Fahrzeugen 1 zu Ladestationen 2 vor, beispielsweise weil die Fahrzeuge 1 in einer Ladewarteschlange aufgereiht sind. Die Komplexität nimmt dabei mit den für die in der Ladewarteschlange befindlichen Fahrzeuge eingestellten Randbedingungen weiter zu. Je mehr Fahrzeuge 1 unterschiedliche Randbedingungen zum Durchführen von Ladevorgängen vorgeben, desto mehr Aufwand zum Verteilen der Fahrzeuge auf die Ladestationen 2 ist erforderlich.
Als Randbedingungen können verschiedene Fahrzeuge 1 beispielsweise unterschiedlicher Ladegeschwindigkeiten, Einhalten eines Batterieschonungsmodus, das Durchführen des Ladevorgangs in einer bestimmten Zeit oder an einem bestimmten Tag bzw. zu einer bestimmten Uhrzeit, das Verwenden bestimmter Ladeschnittstellen und/oder das verwenden unterschiedlicher Ladeparameter oder dergleichen vorgeben.
Figur 3 zeigt ein Fahrzeug 1, welches sich in einem öffentlichen Raum 21 aufhält. Das Fahrzeug 1 bewegt sich von einem Startpunkt S entlang einer Route R zu einem Zielpunkt Z. Dabei führt es einen Ladevorgang innerhalb eines Ladestationsraums 22 und einen Ladevorgang in einem Fuhrparkraum 23 aus.
Im Fahrzeug 1 ist eine Referenznotrufnummer 9 abgelegt, welche das Fahrzeug 1 bei Eintreffen eines Notfalls automatisiert kontaktieren kann. Beispielsweise handelt es sich hierbei in Deutschland um die Notrufnummer 112. Es kann sich hierbei um eine für ein sogenanntes eCall System genutzte Notrufnummer handeln. Betritt das Fahrzeug 1 nun den Ladestationsraum 22 so wird ihm beispielsweise von der entsprechenden Ladestation 2, der Recheneinheit 6.1 oder der Recheneinheit 6.2 eine für die designierte Ladestation 2 gültige ladevorgangsspezifische Notrufnummer 8 mitgeteilt. Diese ladevorgangsspezifische Notrufnummer 8 in Figur 3 durch die beispielhafte Notrufnummer 9876 angedeutet. Kommt es zu einem Notfall, beispielsweise zu einem Brand der Ladestation 2 und/oder des Fahrzeugs 1 , so kann das Fahrzeug 1 die ladevorgangsspezifische Notrufnummer 8 anwählen und somit Hilfe rufen. Beispielsweise handelt es sich bei der ladevorgangsspezifischen Notrufnummer 8 um einen Betreiber der Ladestation 2, eine kommunale Betreiberfirma der Ladestation 2 wie Stadtwerke oder auch eine lokale Feuerwehr. Es können auch mehrere ladevorgangsspezifische Notrufnummern 8 im Fahrzeug 1 hinterlegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann im Fahrzeug 1 auch eine Notfallabschaltautorisierung 24 hinterlegt werden, welche das Fahrzeug 1 dazu autorisiert, die Ladestation 2 beispielsweise im Brandfall, anzusteuern und eine Stromverbindung der Ladestation 2 zum Stromnetz zu kappen. Die Notfallabschaltautorisierung 24 kann vom Fahrzeug 1 beispielsweise per WIFI, Bluetooth, NFC oder dergleichen oder auch kabelgebunden, beispielsweise über das Ladekabel, empfangen und auch genutzt werden.
Die Referenznotrufnummer 9 kann beim Aufenthalt im Ladestationsraum 22 temporär deaktiviert werden oder auch ergänzend zu der ladevorgangsspezifischen Notrufnummer 8 kontaktiert werden.
Beim Verlassen des Ladestationsraums 22 werden entsprechende ladevorgangsspezifische Notrufnummer 8 und Notfallabschaltautorisierung 24 aus dem Fahrzeug 1 entfernt.
Beim Eintritt des Fahrzeugs 1 in den Fuhrparkraum 23 wird eine alternative ladevorgangsspezifische Notrufnummer 8 im Fahrzeug 1 hinterlegt, welche hier beispielsweise durch die Ziffern 54321 angedeutet ist. Kommt es nun zu einem Notfall im Fuhrparkraum 23, so wird eine andere Instanz als im Ladestationsraum 22 kontaktiert, insbesondere eine solche, welche vor Ort ist und besonders schnell Hilfe einleiten kann. Durch das Implementieren ladevorgangsspezifischer Notrufnummern 8 lässt sich somit die Rettungskette im Notfall verkürzen, was die Sicherheit bei der Durchführung von Ladevorgängen noch weiter erhöht. Durch die Möglichkeit eine entsprechende
Ladestation 2 fernzusteuern lässt sich diese Sicherheit noch weiter verbessern.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Zuweisen von Fahrzeugen (1) zu Ladestationen (2), wobei ein Fahrzeug (1) dessen elektrischer Energiespeicher geladen werden soll mittelbar oder unmittelbar mit einem Ladestationsnetzwerk (3) drahtlos Informationen austauscht, wobei die Informationen zumindest Fahrzeugkonfigurationsparameter (4) und Ladevorgangsinformationen (5) umfassen, und das Fahrzeug (1) unter Berücksichtigung der Informationen von einer Recheneinheit (6.1 , 6.2) zur Durchführung eines Ladevorgangs einer Ladestation (2) zugewiesen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) dem Ladestationsnetzwerk (3) eine erste Fahrzeugkonfiguration (7.1) mitteilt, das Ladestationsnetzwerk (3) die Ladevorgangsinformationen (5) in Abhängigkeit der ersten Fahrzeugkonfiguration (7.1) ermittelt und an das Fahrzeug (1) überträgt und das Fahrzeug (1) wenigstens einen Fahrzeugkonfigurationsparameter (4) in Abhängigkeit der vom Ladestationsnetzwerk (3) bezogenen Ladevorgangsinformationen (5) zum Einstellen einer zweiten Fahrzeugkonfiguration (7.2) anpasst, bevor der Ladevorgang durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen eines der Konfigurationsparameter (4) das Fahrzeug (1) eine Vorkonditionierung des elektrischen Energiespeichers aktiviert. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladestationsnetzwerk (3) eine ladevorgangsspezifische Schnittstellennutzungsinformation an das Fahrzeug (1) übermittelt, welche das Fahrzeug (1) dazu autorisiert und dazu in die Lage versetzt bei Eintreffen eines festgelegten Ereignisses Informationen über eine Austauschschnittstelle zwischen dem Fahrzeug (1) und Dritten und/oder dem Fahrzeug (1) und dem Ladestationsnetzwerk (3) auszutauschen. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladestationsnetzwerk (3) als ladevorgangsspezifische Schnittstellennutzungsinformation eine ladevorgangsspezifische Notrufnummer (8) an das Fahrzeug (1) übermittelt, woraufhin das Fahrzeug (1) zum Anpassen eines der Konfigurationsparameter (4) die ladevorgangsspezifische Notrufnummer (8) als Referenznotrufnummer (9) zum Aufbauen einer Kommunikationsverbindung in einem Notfall einstellt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (7.1) und/oder zweite Fahrzeugkonfiguration (7.2) Sicherheits- Ladeparameter umfasst, mittels derer dem Ladestationsnetzwerk (3) mitgeteilt wird, dass der Ladevorgang mit einer im Vergleich zu Standard-Ladeparametern reduzierten Ladegeschwindigkeit, Ladeleistung, Ladestromstärke, Ladespannung, Ladedauer und/oder Ladeenergiemenge erfolgen soll. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (7.1) und/oder zweite Fahrzeugkonfiguration (7.2) einen Minimal- Ladezustands-Schwellwert umfasst, bis zu dem der elektrische Energiespeicher im Ladevorgang mindestens bis zu einem festgelegten Zeitpunkt zu befüllen ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) zumindest teilautomatisiert zur Ladestation (2) navigiert und bei Eintreffen an der Ladestation (2) eine Ladeschnittstellenverriegelung der Ladeschnittstelle des Fahrzeugs (1) automatisch für eine autorisierte Person frei gibt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch von Informationen zwischen Fahrzeug (1) und Ladestationsnetzwerk (3) und/oder Anpassen der Fahrzeugkonfiguration unabhängig von einem Betriebsmodus des Fahrzeugs (1) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der drahtlose Informationsaustausch zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Ladestationsnetzwerk (3) mittels WLAN, Bluetooth, NFC, ZigBee, und/oder Mobilfunk, insbesondere unter Nutzung von 2G bis 6G, erfolgt. Ladesystem (10) mit einem Fahrzeug (1) welches einen zumindest teilelektrifizierten Antriebsstrang mit einem elektrischen Energiespeicher aufweist, einem wenigstens eine Ladestation (2) umfassenden Ladestationsnetzwerk (3) und einer Recheneinheit (6.1 , 6.2), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1), das Ladestationsnetzwerk (3) und die Recheneinheit (6.1 , 6.2) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet sind. Ladesystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) dazu eingerichtet ist einen Fahrzeugkonfigurationsparameter (4) durch Eingabe einer manuellen Bedienhandlung über eine fahrzeuginterne Mensch-Maschine-Schnittstelle (11) und/oder über ein mit dem Fahrzeug (1) unmittelbar oder mittelbar gekoppeltes mobiles Endgerät (12) anzupassen.
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