WO2024028302A1 - Verfahren zum authentifizieren eines nutzers an einer ladeinfrastruktur, ladekabel und verbinder - Google Patents

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WO2024028302A1
WO2024028302A1 PCT/EP2023/071255 EP2023071255W WO2024028302A1 WO 2024028302 A1 WO2024028302 A1 WO 2024028302A1 EP 2023071255 W EP2023071255 W EP 2023071255W WO 2024028302 A1 WO2024028302 A1 WO 2024028302A1
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charging cable
vehicle
infrastructure
cable
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PCT/EP2023/071255
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Michael Scholl
Christian Amberg
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for authenticating, in particular a user or a vehicle, on a charging infrastructure.
  • the invention also relates to a charging cable for carrying out such a method.
  • the invention further relates to a connector of a charging cable for carrying out such a method.
  • Charging cables are known from the prior art, which enable a vehicle to be connected to a charging infrastructure.
  • the vehicle has a memory for storing electrical energy, which is to be charged by the charging infrastructure.
  • the vehicle is, for example, an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.
  • the charging station is, for example, a wallbox or charging station or a household socket.
  • DE 10 2009 059 862 A1 discloses a charging cable in which a communication unit of the charging cable can output parameters to a network.
  • WO 2014/006096 A2 describes a charging cable for electric vehicles that has expanded communication options. A charging system can determine whether the charging cable has this extended option. From the document DE 10 2013 212 219 A1 a charging cable is known that enables communication between a vehicle and the user's home network.
  • the document EP 3 616 977 A1 is known from the prior art. This document describes a charging cable that provides an additional communication interface to be able to establish a data connection to a charging station.
  • the vehicle and charging station can communicate using a communication protocol according to ISO-15118.
  • ISO-15118 a communication protocol according to ISO-15118.
  • automatic authorization and payment for a charging process can be carried out using payment data stored in the vehicle, which is also called Plug & Charge.
  • the method according to the invention enables authentication, for example of a user or a vehicle, regardless of the corresponding functionality of a vehicle. Rather, authentication occurs through the charging cable.
  • the charging cable is therefore preferably able to carry out plug & charge without the corresponding ability of the vehicle to be charged being important. It is not necessary to authenticate the user at the charging infrastructure using additional means such as RFID cards or entering access data.
  • the “Plug & Charge” functionality can also be used to provide the connected power grid or another vehicle or consumer with energy from the battery or the vehicle's energy storage device. For reasons of better readability, this text only talks about charging the vehicle.
  • the proposed procedure includes unloading the vehicle after authentication and any subsequent billing.
  • the method is intended for authenticating on a charging infrastructure using a charging cable.
  • a user and/or a vehicle is authenticated.
  • the user and/or the vehicle or its owner can then, for example, pay for the charging process (or be compensated for the service provided).
  • a loading process is preferably initialized or initiated through authentication.
  • the charging cable is connected to the vehicle with a primary connector on the vehicle side and is connected to the charging station or the charging infrastructure with a secondary connector on the charging station side or charging infrastructure side.
  • the secondary connector is connected to the consumer (e.g. another vehicle, the charging infrastructure, e.g. the power grid, or a consumer such as a garden tool or a hair dryer or the like).
  • the method includes the following steps: There is a first determination of a communication standard of the charging infrastructure (or of the other vehicle or the consumer) and a second determination of a communication standard of the vehicle.
  • the first determination and/or the second determination is carried out in particular by a computing unit of the charging cable.
  • the first determination and second determination steps can be performed in any order.
  • an identifier of the charging cable is transmitted to the charging infrastructure depending on the first determination and second determination, in particular by the computing unit of the charging cable.
  • the transmission of the identifier of the charging cable is intended to authenticate the charging cable and thus the user and/or the vehicle assigned to the charging cable (for example in advance) or its owner and in particular to start the charging process.
  • a mechanical and/or electrical or electronic lock on the charging infrastructure can be released.
  • a defined communication of the charging cable with the charging infrastructure (or the other vehicle or the consumer) takes place, preferably at least partially in accordance with the communication standard of the charging infrastructure (or the other vehicle or the consumer), in order to authenticate the charging cable to the charging infrastructure (or the other vehicle or the consumer) depending on the first determination and the second determination.
  • the charging infrastructure (or the other vehicle or the consumer) must In particular, it should be known who pays (or receives compensation) for the energy transferred to the vehicle. This is done by authenticating, for example, the user and/or the vehicle, using the charging cable.
  • the method thus enables authentication to be carried out using the charging cable independently of the vehicle to be charged, for example by the user and/or the vehicle.
  • Authentication data used for this purpose is simply stored, for example, in advance in the charging cable, for example in the computing unit of the charging cable.
  • the charging infrastructure does not carry out communication with a communication standard that allows authentication
  • the identification of the charging cable is not transmitted. This is particularly the case if the charging cable is connected to a household socket, in which case there is often no billing, at least no automated billing, provided. It can also happen that the first determination shows that no communication takes place through the charging infrastructure, which in particular also leads to no identifier being transmitted, since automated billing for the charging process is not provided. However, since the initial investigation determined that authentication cannot take place, it is irrelevant whether the identifier is transmitted or not. Both variants are therefore possible; the identification can be transferred or it can be omitted. This is also independent of the result of the second determination, so that the variants mentioned are or can be provided regardless of the vehicle's ability to send authentication data to the charging infrastructure.
  • Authentication means in particular that the charging infrastructure can rely on a substructure (also called back-end) in which data for authentication is stored. This can be, for example, certificate data and/or key data and/or stored user data.
  • data for authentication is stored.
  • This can be, for example, certificate data and/or key data and/or stored user data.
  • the charging cable can be recognized and/or clearly identified by the substructure as a trustworthy entity.
  • this substructure is designed at a location remote from the charging infrastructure (e.g. on an external server or in a cloud).
  • the substructure can also be act as a billing provider who is interposed between the user or the vehicle and the operator of the charging infrastructure.
  • the identification of the charging cable is not transmitted to the charging infrastructure if the first determination and the second determination show that the vehicle and the charging infrastructure use the same communication standard. In this case, the charging cable does not need to be intervened.
  • the vehicle and charging infrastructure can start an authentication process to initialize the charging process.
  • the automated billing takes place solely through communication between the vehicle and the charging infrastructure, with authentication data preferably being stored in the vehicle. If the vehicle and charging infrastructure use a communication standard that does not allow authentication, automated billing is not possible, at least not through communication between the vehicle or the charging cable with the charging infrastructure, and the charging cable itself can also be used to transfer its own identifier Avoid authentication.
  • the identification of the charging cable is transmitted to the charging infrastructure if the first determination shows that the charging infrastructure uses or has a communication standard that enables authentication of the user and/or the vehicle and if the second determination shows that that the vehicle uses a communication standard that does not allow the transmission of authentication data.
  • a communication standard that enables authentication data to be transmitted can be, for example, the ISO 15118 standard.
  • automated authentication cannot be carried out via the vehicle by transmitting signals to the charging infrastructure via charging cable lines or wirelessly.
  • the charging cable takes over communication with the charging infrastructure by transmitting the charging cable identifier. This will perform authentication and initiate the loading process.
  • automated billing can be made possible, for example in the form of “Plug & Charge”, which makes the charging process easier, more reliable and safer for the user and/or an owner of the vehicle or the charging cable.
  • the identification of the charging cable is transmitted to the charging infrastructure if the first determination shows that the charging infrastructure uses a communication standard that enables authentication of the user and/or the vehicle and if priority of the charging cable is set.
  • a communication standard that enables authentication of the user and/or the vehicle is set.
  • an identification of the vehicle cannot be forwarded or the forwarding of the identification of the vehicle through the charging cable is blocked or suppressed by the charging cable if it was determined in the second determination that the vehicle also uses a communication standard that requires authentication enabled.
  • a communication standard that enables user authentication is, for example, the ISO 15118 standard.
  • the priority of the charging cable is preferably set by means of an input device of the charging cable and/or a communication interface of the charging cable, the communication interface communicating, for example, with a user terminal, in particular a mobile phone or another mobile terminal.
  • a user terminal in particular a mobile phone or another mobile terminal.
  • encrypted communication is preferably established between the charging cable and the charging infrastructure.
  • encrypted communication is established between a computing unit of the charging cable and the charging infrastructure.
  • the encrypted communication is preferably established by exchanging and/or verifying at least one encryption certificate.
  • the transmission of the charging cable identifier is encrypted.
  • sensitive data such as personal data, Securely transmit passwords, account numbers and/or credit card numbers and/or other payment information.
  • payment for the charging process can be made by the user or the vehicle or its owner (or compensation for the user and/or the vehicle or its owner when energy is withdrawn from the vehicle) without corresponding data from the charging infrastructure must be known in advance.
  • the encrypted communication only takes place, for example, according to the Transport Layer Security (TLS) encryption protocol.
  • TLS Transport Layer Security
  • key data and/or certificate data for an encrypted connection are preferably received from the charging cable, preferably from an external server.
  • the key data and/or certificate data are received in particular via a data transmission module of the charging cable.
  • the data transmission module is preferably a mobile radio module that, for example, enables an Internet connection for the charging cable. However, it can also be a Bluetooth module or a WLAN module or a power lane module or the like.
  • the key data and/or certificate data are used to establish encrypted communication with the charging infrastructure and are preferably compared and/or updated with data on the external server.
  • the charging cable, in particular a connector of the charging cable for connecting to the vehicle or the charging infrastructure is preferably also designed for current measurement and/or voltage measurement, in particular in order to detect power flowing via the charging cable.
  • the data transmission module thus enables the charging cable to transmit this data to an external server, preferably in order to record and bill the energy purchased.
  • the identifier of the charging cable is transmitted by means of network communication, in particular Ethernet communication, modulated onto a line of the charging cable.
  • the line is intended in particular for data exchange between the vehicle and the charging infrastructure and is particularly advantageous as a control/data line or Control Pilot (abbreviated CP) line, which is preferably used to set a charging current strength.
  • the modulated network communication preferably uses the Internet Protocol (abbreviated IP), particularly preferably the Stateless Address Autoconfiguration (abbreviated SLAAC) used in IPv6. Is preferred also uses the Dynamic Host Configuration Protocol (abbreviated DHCP) and Powerline Communication (abbreviated PLC).
  • IP Internet Protocol
  • SLAAC Stateless Address Autoconfiguration
  • DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
  • PLC Powerline Communication
  • the data is further preferably transported using the Transmission Control Protocol (abbreviated TCP) and/or using the User Datagram Protocol (abbreviated UDP).
  • TCP Transmission Control Protocol
  • UDP User Datagram Protocol
  • the computing unit of the charging cable is preferably designed to modulate the network communication onto the CP line and another line of the charging cable, in particular a ground line.
  • the charging cable can therefore in particular be an independent participant in a home network and/or communicate with the Internet.
  • a charging quantity specification is preferably transmitted to the charging infrastructure.
  • the charging quantity specification was preferably entered by means of an input device of the charging cable and/or a communication interface of the charging cable, for example by the user.
  • a predefined value is preferably output as the loading quantity specification if no other value has been entered by a user.
  • the user can therefore set and, in particular, limit the charging quantity on the charging cable. This is in particular independent of any setting that has been or can be made in the vehicle.
  • the charging quantity can be specified, for example, in an energy unit such as kilowatt hours (e.g. 20 kWh).
  • the charging quantity specification can also be understood as a time specification, i.e.
  • the charging quantity specification can also be an amount of money (e.g. 20 euros), so that, depending on the price at the charging infrastructure, only energy in the amount of the specified amount of money is charged into the vehicle. This applies analogously to the extraction of energy from the vehicle. For example, you can specify the maximum amount of energy that should be discharged from the vehicle's energy storage system, how long a withdrawal process may take, or how much energy may be withdrawn for.
  • the identification of the charging cable is advantageously transmitted as part of communication according to the ISO-15118 standard between the charging cable and the charging infrastructure.
  • the charging cable in particular the computing unit of the charging cable, is therefore preferably designed to communicate independently according to the ISO-15118 standard.
  • the method steps described above can therefore be carried out reliably. In particular you can establish communication between the charging infrastructure and charging cable that is independent of a connected vehicle.
  • the invention also relates to a computer program.
  • the computer program is set up to carry out the procedure as previously described.
  • the computer program preferably runs on a computing device which corresponds in particular to the computing unit described above.
  • the computing device for executing the computer program is part of the charging cable, in particular part of the primary connector of the charging cable for connecting the vehicle or secondary connector of the charging cable for connecting the charging infrastructure.
  • the invention further relates to a machine-readable storage medium.
  • the computer program described is stored on this.
  • the storage medium is preferably a data carrier on which the computer program is stored optically and/or magnetically and/or magneto-optically. It is also preferably provided that the storage medium is a memory chip, which is in particular part of a computer or a control device or which can be provided on a mobile basis, for example in the form of a USB stick or an SD card or the like.
  • the invention also relates to a charging cable.
  • the charging cable is designed to transmit electrical energy between a vehicle and a charging infrastructure, in particular to charge an energy storage device of the vehicle or to remove energy from the energy storage device of the vehicle and direct it to another vehicle, a consumer or to the charging infrastructure.
  • the charging cable has a primary connector for connecting the charging cable to the vehicle.
  • the charging cable has a secondary connector for connecting the charging cable to the charging infrastructure (or a consumer or another vehicle).
  • the charging cable also has a computing unit.
  • the computing unit is designed to carry out a method as described above. It is preferably provided that the computing unit is arranged in the primary connector or the secondary connector.
  • the computing unit is distributed across various modules in the charging cable and in particular spatially separated on or in the primary connector and/or in the secondary connector and/or in a connecting line (between primary connector and secondary connector).
  • Charging cable arranged.
  • the computing unit is divided into two modules, with one module each being arranged in the primary connector and in the secondary connector, with the two modules being electrically connected via a line.
  • the primary connector is preferably a Type 2 plug.
  • the secondary connector is advantageously a Type 2 plug for connecting to dedicated charging infrastructure such as charging stations or wall boxes, or alternatively a household plug, for example a Schuko plug or a CEE plug, for connecting to a household socket or a CE E socket, or the secondary connector is, for example, a household socket.
  • the primary connector and/or the secondary connector preferably have a housing in which the computing unit is arranged.
  • the computing unit has different modules in the housing of the primary connector or in the housing of the secondary connector.
  • the modules can be, for example, an energy detection module and/or a sensor module and/or a communication module and/or an encryption module and/or a computing module, for example with an ASIC and a memory. All of these modules can be arranged individually and spatially separated in the housing or in both housings. However, they can also be arranged in groups in a single integrated circuit or on a single printed circuit board.
  • the charging cable is preferably designed without a so-called “in-cable control box” which is arranged in the connecting line.
  • the primary connector and/or the secondary connector can be uncoupled from the connecting line in the manner of adapters.
  • a coupling or an interface can be provided at at least one end of the connecting line.
  • the invention further relates to a connector.
  • the connector is designed to connect a charging cable to a vehicle or a charging infrastructure or another vehicle or a consumer.
  • the connector has a computing unit that is designed to carry out a method as described above.
  • the connector is advantageously a primary connector or secondary connector as described above.
  • the connector preferably has an interface to which a line of the charging cable can be connected. In this way, in particular, The connector of the charging cable can be replaced, for example in order to use the charging cable for both the “charging at a household socket” and the “charging at a charging station or wallbox” application or for connecting another vehicle or for connecting a consumer item. For the different applications, only the corresponding connectors, in particular secondary connectors, need to be replaced.
  • the computing unit is arranged in particular in the connector or in its housing. This allows for a compact design of the charging cable and the elimination of an in-cable control box (abbreviated ICCB), also known as a “charging brick”, which restricts handling of the charging cable.
  • ICCB in-cable control box
  • the computing unit is preferably designed to exchange billing data with the charging infrastructure.
  • the billing data allows, in particular, billing for the electrical energy supplied by the charging infrastructure.
  • the charging cable is preferably designed to detect an electrical power flowing via the charging cable and to determine an amount of electrical energy supplied to the vehicle by the charging infrastructure.
  • the billing data includes payment information such as a credit card number and/or bank account number and/or billing address and/or user account and/or password.
  • the billing data includes amounts of energy determined by the charging infrastructure and/or by the vehicle, which were transmitted to the vehicle via the charging cable (or were delivered by the vehicle).
  • the charging cable preferably has a communication interface for communication with a user terminal, the control unit being configurable and/or serviceable by a user, for example via the communication interface.
  • the communication interface can be used in particular to configure and/or maintain the computing unit. The user can therefore carry out configuration and/or maintenance, such as installing updates, easily and conveniently via the user terminal and via the communication interface.
  • the computing unit is preferably (e.g. completely) within a first
  • the computing unit is therefore arranged to save space.
  • the computing unit can only be provided in connectors that are designed to connect to corresponding charging infrastructure, for example a secondary connector for Type 2 charging ports.
  • the computing unit is only present in the charging cable when it is or could be needed, whereby the computing unit is not present when it is not needed, for example when charging via household sockets.
  • the computing unit can therefore advantageously be arranged particularly close to the charging infrastructure (i.e. in the secondary connector). This is particularly advantageous with a long charging cable (e.g.
  • the computing unit is at least divided into two parts, with one part being arranged completely within the first housing and another part being arranged completely within the second housing. The two parts are electrically connected via at least one line of the charging cable.
  • Figure 1 is a schematic view of a charging cable according to one
  • Figure 2 shows a further schematic view of a portion of a charging cable according to the exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows schematically a charging cable 1 according to an exemplary embodiment of the invention, with the charging cable 1 being able to carry out a method according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the charging cable 1 is used to electrically connect a vehicle 2 to a charging infrastructure 3.
  • the vehicle 2 is in particular an electric vehicle or hybrid vehicle and the charging infrastructure 3 is preferably a charging station or wallbox, but can also be a household socket or another interface for obtaining electrical energy .
  • the charging cable 1 has a primary connector 8 and a secondary connector 9.
  • the primary connector 8 is used for the electrical connection to the vehicle 2.
  • the secondary connector 9 is used for the electrical connection to the charging infrastructure 3.
  • the primary connector 8 and the secondary connector 9 are electrically connected via an electrical line section 11 or a connecting line of the charging cable 1, the line section 11 is connected to the primary connector 8 and the secondary connector 9 in a separable or non-destructive manner.
  • Figure 2 shows schematically a connector 8, 9 of the charging cable 1, wherein the connector 8, 9 can be the primary connector 8 or the secondary connector 9.
  • the connector 8, 9 is, on the one hand, permanently or detachably connected to the line section 11 and, on the other hand, is used to electrically contact vehicle 2 or charging infrastructure 3.
  • Fig. 2 the plug face of a Type 2 plug connection is shown as an example.
  • a protective conductor PE a first external conductor L1, a second external conductor L2, a third external conductor L3 and a neutral conductor N, a control pilot CP and a proximity pilot PP are also provided.
  • the Control Pilot CP is used to agree on a charging current strength between the vehicle 2 and the charging infrastructure 3. It is preferably provided that a network communication is modulated from the vehicle 2 and/or the charging infrastructure 3 onto the Control Pilot or onto another of the lines mentioned in order to achieve a expanded communication between vehicle 2 and To enable charging infrastructure 3. In particular, this communication follows the ISO-15118 communication standard.
  • Network communication allows extended information to be exchanged between vehicle 2 and charging infrastructure 3.
  • a Smart Charge or a Plug & Charge can be implemented, in which a charging process is initiated automatically.
  • the charging process can also be billed based on data stored in the vehicle 2. Loading quantities can also be adjusted.
  • the charging cable 1 has a computing unit 4.
  • the computing unit 4 is arranged in a first housing 8a of the primary connector or in a second housing 9a of the secondary connector. Likewise, the computing unit 4 can be designed to be distributed between the first housing 8a and the second housing 9a.
  • the computing unit 4 is designed to communicate with the charging infrastructure 3 and/or the vehicle 2, the aforementioned network communication also being used, in particular in accordance with ISO-15118. For this purpose, the computing unit 4 is designed to carry out the method described below.
  • Both a first determination of a communication standard of the charging infrastructure 3 and a second determination of a communication standard of the vehicle 2 are carried out by the computing unit 4 of the charging cable 1. It is understood that the first and second determination can in principle also be carried out by a computing unit arranged outside the charging cable . Furthermore, an identifier of the charging cable 1 is transmitted to the charging infrastructure 3 depending on the result of the step of the first determination and the result of the step of the second determination, here for example by the computing unit 4 of the charging cable 1. This results in several cases:
  • the identification of the charging cable 1 is not transmitted to the charging infrastructure 3 if the first determination and the second determination show that the vehicle 2 and the charging infrastructure 3 use the same communication standard. This is particularly the case if vehicle 2 and charging infrastructure 3 communicate in accordance with ISO15118, in particular if the first and/or the second determination show that the Communication according to the same communication standard takes place error-free and/or undisturbed. It is then not necessary for the charging cable 1, ie the computing unit 4, to intervene in this communication. The same case also applies if vehicle 2 and charging infrastructure 3 cannot communicate with each other because at least the charging infrastructure 3 has no means of communication.
  • the identification of the charging cable 1 is transmitted to the charging infrastructure 3 if the first determination shows that the charging infrastructure 3 uses a communication standard that enables the user to be authenticated and if the second determination shows that the vehicle 2 uses a communication standard that no transmission of authentication data is possible or the second determination shows that the signals sent are disturbed or contain errors (this can occur, for example, with very long cables (e.g. longer than 2 m to 3 m) or with electromagnetic interference signals in the area around the charging cable, especially in the Surroundings of the connecting line or line section 11.
  • the charging infrastructure 3 is set up to automatically start and bill the charging process, but the vehicle 2 is not, or the vehicle is set up to do so, but the transmission is error-prone and/or insufficient.
  • the charging infrastructure 3 supports communication according to ISO-15118, but the vehicle 2 does not (or the signals transmitted by the vehicle can no longer be assigned to the corresponding standard or are too attenuated or contain errors or the like).
  • the computing unit 4 becomes active and transmits an identifier of the charging cable 1 to the charging infrastructure 3.
  • the computing unit 4 thus takes on the role of the vehicle 2 in the communication with the charging infrastructure 3 and thus enables automated starting and billing of a charging process independently of the function of the vehicle 2.
  • the charging cable 1 preferably has an input device 6 and/or a communication interface 5. This can, for example, communicate using a mobile radio standard such as 3G, 4G, 5G, 6G or the like and/or using WLAN and/or using Bluetooth and/or using power line communication and/or using NFC, etc.
  • the input device 6 enables, for example Setting the priority of the charging cable 1. Alternatively, the priority can also be set using the communication interface 5 via a user terminal 10 be set. If the priority of the charging cable 1 is set, the identification of the charging cable 1 is transmitted to the charging infrastructure 3 if the first determination shows that the charging infrastructure 3 uses a communication standard that enables authentication of the user, for example ISO-15118.
  • an identification of the vehicle 2 is not forwarded or the identification signals of the vehicle 2 are blocked.
  • the charging process can therefore be billed via the charging cable 1 and with the payment data stored in the charging cable 1. It is irrelevant whether the vehicle 2 could also communicate with the charging infrastructure 3. Even if this is the case, such communication is not permitted or restricted by the charging cable 1, with the charging cable 1 instead taking on the role of the vehicle 2 in the communication with the charging infrastructure 3.
  • the input device 6 preferably also serves to set a desired amount of charging that is to be obtained from the charging infrastructure 3 (or the amount of energy that is to be taken from the vehicle 2).
  • the charging quantity can also be set via the user terminal 10 and the communication interface 5.
  • the communication interface 5 is also used, in particular, for configuring and/or maintaining the computing unit 4 via the user terminal 10.
  • the charging quantity or the specification of the charging quantity or the charging quantity specification can, for example, be in units such as kilowatt hours (e.g. 25 kWh). However, alternatively or additionally, it can also be an indication of time (e.g. 1.5 hours or 120 minutes or 180 minutes) and/or an indication of monetary value (e.g. EUR 20), especially if the price per unit of energy is known .
  • Transmitting the identifier of the charging cable 1 serves in particular to initiate the charging process.
  • other information is preferably transmitted, such as payment data and/or invoice data.
  • communication between charging cable 1 and charging infrastructure 3 takes place in encrypted form.
  • the encrypted communication is established in particular before the identifier of the charging cable 1 is transmitted.
  • the encrypted communication is preferably established by exchanging and/or verifying at least one encryption certificate.
  • key data and/or certificate data for an encrypted connection are received by the computing unit 4 from an external server, in particular via a data transmission module 7, before the identification of the charging cable 1 is transmitted.
  • the data transmission module 7 and the communication interface 5 can preferably be identical.
  • the data transmission module is, for example, a mobile radio module for an Internet connection.
  • the key data and/or certificate data are used to establish encrypted communication between the computing unit 4 and the charging infrastructure 3 and are preferably compared and/or updated with data on the external server.
  • the identification of the charging cable 1 is transmitted in encrypted form.
  • Other data such as personal data such as user name, user account, one or more passwords, the loading quantity specification, account numbers and/or credit card numbers and/or other payment data can also be transmitted securely through encryption. This means that the user can pay for the charging process easily and reliably, while ensuring the greatest possible protection for sensitive data.
  • the charging cable 1, in particular the primary connector 8 and/or the secondary connector 9, is preferably designed for current measurement and/or voltage measurement or overall for energy quantity measurement. In this way, the power flowing via the charging cable 1 can be recorded and a transferred charging or discharging quantity can be determined. Via the data transmission module 7 it is thus possible for the charging cable 1 to transmit this data to the external server, for example for billing purposes.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Authentifizieren an einer Ladeinfrastruktur (3) mittels eines Ladekabels (1), wobei das Ladekabel (1) mit einem fahrzeugseitigen Primärverbinder (8) mit dem Fahrzeug (2) verbunden wird und mit einem ladeinfrastrukturseitigen Sekundärverbinder (9) mit der Ladeinfrastruktur (3) verbunden wird, umfassend folgende Schritte: erstes Ermitteln eines Kommunikationsstandards der Ladeinfrastruktur (3), zweites Ermitteln eines Kommunikationsstandards des Fahrzeugs (2), und Übertragung einer Kennung des Ladekabels (1) an die Ladeinfrastruktur (3) in Abhängigkeit von dem ersten Ermitteln und zweiten Ermitteln. Außerdem betrifft die Erfindung ein Ladekabel (1), ausgebildet zur Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Fahrzeug (2) und einer Ladeinfrastruktur (3), wobei das Ladekabel (1) aufweist einen Primärverbinder (8) zur Verbindung des Ladekabels (1) mit dem Fahrzeug (2), einen Sekundärverbinder (9) zum Verbinden des Ladekabels (1) mit der Ladeinfrastruktur (3), und eine Recheneinheit (4), wobei die Recheneinheit (4) ausgebildet ist, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen. Zusätzlich betrifft die Erfindung einen Verbinder (8, 9), ausgebildet zum Verbinden eines Ladekabels (1) mit einem Fahrzeug (2) oder einer Ladeinfrastruktur (3), wobei der Verbinder (8, 9) eine Recheneinheit (4) aufweist, die ausgebildet ist, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Authentifizieren eines Nutzers an einer Ladeinfrastruktur, Ladekabel und Verbinder
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Authentifizieren, insbesondere eines Nutzers oder eines Fahrzeugs, an einer Ladeinfrastruktur. Außerdem betrifft die Erfindung ein Ladekabel zum Ausführen eines solchen Verfahrens. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verbinder eines Ladekabels zum Ausführen eines solchen Verfahrens.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Ladekabel bekannt, die eine Verbindung eines Fahrzeugs mit einer Ladeinfrastruktur ermöglichen. Das Fahrzeug weist einen Speicher zum Speichern von elektrischer Energie auf, der durch die Ladeinfrastruktur geladen werden soll. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-In Hybridfahrzeug. Die Ladestation ist beispielsweise eine Wallbox oder Ladesäule oder auch eine Haushaltssteckdose.
Der Ladevorgang kann auf verschiedene Arten gesteuert oder überwacht werden. So offenbart die DE 10 2009 059 862 A1 ein Ladekabel, bei dem eine Kommunikationseinheit des Ladekabels Parameter an ein Netzwerk ausgeben kann. Die WO 2014 / 006096 A2, beschreibt ein Ladekabel für Elektrofahrzeuge, das erweiterte Kommunikationsmöglichkeiten aufweist. Ein Ladesystem kann ermitteln, ob das Ladekabel diese erweiterte Möglichkeit besitzt. Aus dem Dokument DE 10 2013 212 219 A1 ist ein Ladekabel bekannt, dass eine Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Heimnetz des Benutzers ermöglicht. Außerdem ist aus dem Stand der Technik das Dokument EP 3 616 977 A1 bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein Ladekabel, das eine zusätzliche Kommunikationsschnittstelle bereitstellt, um eine Datenverbindung zu einer Ladesäule herstellen zu können.
Schließlich ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Fahrzeug und Ladesäule mittels eines Kommunikationsprotokolls nach ISO-15118 kommunizieren können. Auf diese Weise kann eine automatische Autorisierung und Bezahlung eines Ladevorgangs anhand im Fahrzeug hinterlegter Zahlungsdaten erfolgen, was auch Plug & Charge genannt wird.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein Authentifizieren, beispielsweise eines Nutzers oder eines Fahrzeugs, unabhängig von einer entsprechenden Funktionalität eines Fahrzeugs. Vielmehr erfolgt die Authentifizierung durch das Ladekabel. Somit ist das Ladekabel bevorzugt fähig, Plug & Charge durchzuführen, ohne dass es auf eine entsprechende Fähigkeit des zu ladenden Fahrzeugs ankommt. Eine Authentifikation des Nutzers an der Ladeinfrastruktur über zusätzliche Mittel wie beispielsweise RFID-Karten oder Eingabe von Zugangsdaten ist nicht notwendig. Es versteht sich, dass im Falle bidirektionalen Energieaustauschs die „Plug & Charge“-Funktionalität auch genutzt werden kann, um dem angeschlossenen Stromnetz bzw. einem anderen Fahrzeug oder Verbraucher Energie aus der Batterie bzw. dem Energiespeicher des Fahrzeugs bereitzustellen. Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird im vorliegenden Text nur vom Laden des Fahrzeugs gesprochen. Das Entladen des Fahrzeugs nach einer erfolgten Authentifizierung sowie eine gegebenenfalls daran anknüpfende Abrechnung ist vom vorgeschlagenen Verfahren umfasst. Das Verfahren ist vorgesehen zum Authentifizieren an einer Ladeinfrastruktur mittels eines Ladekabels. Authentifiziert wird insbesondere ein Nutzer und/oder ein Fahrzeug. Der Nutzer und/oder das Fahrzeug bzw. dessen Eigner können dann z.B. den Ladevorgang bezahlen (oder für die abgegebene Leistung vergütet werden). Bevorzugt wird durch die Authentifizierung ein Ladevorgang initialisiert bzw. initiiert. Zum Durchführen des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Ladekabel mit einem fahrzeugseitigen Primärverbinder mit dem Fahrzeug verbunden wird und mit einem ladestationsseitigen bzw. ladeinfrastrukturseitigen Sekundärverbinder mit der Ladestation bzw. der Ladeinfrastruktur verbunden wird. Im Falle einer Energieentnahme aus dem Fahrzeug wird der Sekundärverbinder mit dem Verbraucher (z.B. einem anderen Fahrzeug, der Ladeinfrastruktur, z.B. dem Stromnetz, oder einem Verbraucher wie z.B. einem Gartengerät oder einem Fön oder dergleichen) verbunden. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Es erfolgt ein erstes Ermitteln eines Kommunikationsstandards der Ladeinfrastruktur (bzw. des anderen Fahrzeugs oder dem Verbraucher) und ein zweites Ermitteln eines Kommunikationsstandards des Fahrzeugs. Das erste Ermitteln und/oder das zweite Ermitteln erfolgt insbesondere durch eine Recheneinheit des Ladekabels. Die Schritte des ersten Ermittelns und zweiten Ermittelns können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Außerdem erfolgt eine Übertragung einer Kennung des Ladekabels an die Ladeinfrastruktur in Abhängigkeit von dem ersten Ermitteln und zweiten Ermitteln, insbesondere durch die Recheneinheit des Ladekabels.
Das Übertragen der Kennung des Ladekabels ist vorgesehen, um das Ladekabel und damit den Nutzer und/oder das dem Ladekabel (z.B. vorab) zugeordnete Fahrzeug bzw. dessen Eigentümer zu authentifizieren und insbesondere den Ladevorgang zu starten. Dazu kann z.B. eine mechanische und/oder elektrische bzw. elektronische Sperre der Ladeinfrastruktur freigegeben werden. Es erfolgt somit insbesondere eine definierte Kommunikation des Ladekabels mit der Ladeinfrastruktur (oder dem anderen Fahrzeug oder dem Verbraucher), bevorzugt zumindest teilweise gemäß des Kommunikationsstandards der Ladeinfrastruktur (oder des anderen Fahrzeugs oder des Verbrauchers), zum Authentifizieren des Ladekabels an der Ladeinfrastruktur (oder dem anderen Fahrzeug oder dem Verbraucher) in Abhängigkeit von dem ersten Ermitteln und dem zweiten Ermitteln. Damit der Ladevorgang durchgeführt werden kann, muss der Ladeinfrastruktur (bzw. dem anderen Fahrzeug bzw. dem Verbraucher) insbesondere bekannt sein, wer für die an das Fahrzeug übertragene Energie bezahlt (bzw. eine Vergütung erhält). Dies wird durch die Authentifizierung, z.B. des Nutzers und/oder des Fahrzeugs, mittels des Ladekabels durchgeführt. Das Verfahren ermöglicht somit, dass mit dem Ladekabel unabhängig von dem zu ladenden Fahrzeug eine Authentifizierung vorgenommen werden kann, z.B. durch den Nutzer und/oder das Fahrzeug. Dazu verwendete Authentifizierungsdaten werden lediglich beispielsweise vorab in dem Ladekabel gespeichert, z.B. in der Recheneinheit des Ladekabels.
Wird in dem ersten Ermitteln festgestellt, dass die Ladeinfrastruktur keine Kommunikation mit einem Kommunikationsstandard durchführt, der eine Authentifizierung erlaubt, so erfolgt insbesondere keine Übertragung der Kennung des Ladekabels. Dies ist insbesondere der Fall, falls das Ladekabel an einer Haushaltssteckdose angeschlossen ist, wobei in diesem Fall oftmals keine Abrechnung, zumindest keine automatisierte Abrechnung, vorgesehen ist. Ebenso kann sich ergeben, dass das erste Ermitteln ergibt, dass keinerlei Kommunikation durch die Ladeinfrastruktur stattfindet, was insbesondere ebenfalls dazu führt, dass keine Kennung übertragen wird, da eine automatisierte Abrechnung über den Ladevorgang nicht vorgesehen ist. Da durch das erste Ermitteln festgestellt wurde, dass keine Authentifizierung erfolgen kann, ist allerdings unerheblich, ob die Kennung übertragen wird oder nicht. Daher sind beide Varianten möglich, es kann eine Übertragung der Kennung stattfinden oder es kann darauf verzichtet werden. Ebenso ist dies unabhängig von dem Ergebnis des zweiten Ermittelns, sodass die genannten Varianten auch unabhängig von der Möglichkeit des Fahrzeugs, Authentifizierungsdaten an die Ladeinfrastruktur zu senden, vorgesehen sind bzw. vorgesehen sein können.
Das Authentifizieren bedeutet insbesondere, dass die Ladeinfrastruktur auf einen Unterbau (auch Back-End genannt) zurückgreifen kann, bei dem Daten für die Authentifizierung hinterlegt sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Zertifikatsdaten und/oder Schlüsseldaten und/oder gespeicherte Nutzerdaten handeln. Durch die Übertragung der Kennung des Ladekabels kann das Ladekabel durch den Unterbau als vertrauenswürde Instanz erkannt und/oder eindeutig identifiziert werden. Es versteht sich, dass dieser Unterbau (Back-End) an einem von der Ladeinfrastruktur entfernten Ort ausgebildet ist (z.B. auf einem externen Server oder in einer Cloud). Es kann sich bei dem Unterbau auch um einen Abrechnungsprovider handeln, der zwischen den Nutzer bzw. das Fahrzeug und den Betreiber der Ladeinfrastruktur zwischengeschaltet ist.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Bevorzugt erfolgt keine Übertragung der Kennung des Ladekabels an die Ladeinfrastruktur, wenn das erste Ermitteln und das zweite Ermitteln ergeben, dass das Fahrzeug und die Ladeinfrastruktur denselben Kommunikationsstandard verwenden. In diesem Fall ist insbesondere ein Eingreifen des Ladekabels nicht nötig. Durch die Verwendung desselben Kommunikationsstandards können Fahrzeug und Ladeinfrastruktur einen Authentifizierungsvorgang starten, um den Ladevorgang zu initialisieren. Die automatisierte Abrechnung erfolgt allein durch Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur, wobei bevorzugt in dem Fahrzeug Authentifizierungsdaten hinterlegt sind. Verwenden Fahrzeug und Ladeinfrastruktur einen Kommunikationsstandard, der keine Authentifizierung zulässt, so ist ein automatisiertes Abrechnen nicht, zumindest nicht auf dem Weg der Kommunikation des Fahrzeugs bzw. des Ladekabels mit der Ladeinfrastruktur, möglich und auch das Ladekabel selbst kann auf ein Übertragen der eigenen Kennung zur Authentifizierung verzichten.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Übertragung der Kennung des Ladekabels an die Ladeinfrastruktur erfolgt, wenn das erste Ermitteln ergibt, dass die Ladeinfrastruktur einen Kommunikationsstandard verwendet bzw. aufweist, der eine Authentifizierung des Nutzers und/oder des Fahrzeugs ermöglicht und wenn das zweite Ermitteln ergibt, dass das Fahrzeug einen Kommunikationsstandard verwendet, der keine Übermittlung von Authentifizierungsdaten ermöglicht. Ein solcher Kommunikationsstandard, der ein Übermitteln von Authentifizierungsdaten ermöglicht, kann beispielsweise der ISO-15118-Standard sein. Kann das Fahrzeug nicht mit einem solchen Kommunikationsstandard kommunizieren, so kann über das Fahrzeug keine automatisierte Authentifizierung durch Übermittlung von Signalen an die Ladeinfrastruktur über Leitungen des Ladekabels oder drahtlos erfolgen. In diesem Fall übernimmt das Ladekabel die Kommunikation mit der Ladeinfrastruktur durch das Übertragen der Kennung des Ladekabels. Dadurch wird die Authentifizierung durchgeführt und der Ladevorgang wird initiiert. Beispielsweise kann dadurch eine automatisierte Abrechnung ermöglicht werden, z.B. in der Art von „Plug & Charge“, was den Ladevorgang für den Nutzer und/oder einen Eigner des Fahrzeugs bzw. des Ladekabels einfacher, zuverlässiger und sicherer gestaltet.
In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt eine Übertragung der Kennung des Ladekabels an die Ladeinfrastruktur, wenn das erste Ermitteln ergibt, dass die Ladeinfrastruktur einen Kommunikationsstandard verwendet, der eine Authentifizierung des Nutzers und/oder des Fahrzeugs ermöglicht und wenn ein Vorrang des Ladekabels gesetzt ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine Nichtweiterleitung einer Kennung des Fahrzeugs erfolgen bzw. die Weiterleitung der Kennung des Fahrzeugs durch das Ladekabel wird vom Ladekabel blockiert bzw. unterdrückt, wenn in dem zweiten Ermitteln festgestellt wurde, das das Fahrzeug ebenfalls einen Kommunikationsstandard verwendet, der eine Authentifizierung ermöglicht. Ein Kommunikationsstandard, der eine Authentifizierung des Nutzers ermöglicht, ist z.B. der ISO-15118-Standard. Das Setzten des Vorrangs des Ladekabels erfolgt bevorzugt mittels einer Eingabevorrichtung des Ladekabels und/oder einer Kommunikationsschnittstelle des Ladekabels, wobei die Kommunikationsschnittstelle beispielsweise mit einem Benutzerendgerät, insbesondere einem Mobiltelefon oder einem anderen mobilen Endgerät, kommuniziert. Durch die Wahl des Vorrangs des Ladekabels ist es dem Nutzer ermöglicht, die Authentifizierung über das Ladekabel und nicht über das Fahrzeug durchzuführen, selbst wenn das Fahrzeug in der Lage hierzu wäre. Dies erlaubt z.B. eine Authentifizierung für den und/oder eine Abrechnung des Ladevorgangs gezielt zu beeinflussen. Auf diese Weise kann insbesondere eine Abrechnung gegenüber z.B. dem Nutzer bzw. Eigner des Ladekabels und nicht gegenüber einer im Fahrzeug hinterlegten natürlichen oder juristischen Person erfolgen. Dies ist besonders vorteilhaft bei Mietwagen und/oder Fahrzeugflotten und/oder Gemeinschaftsfahrzeugen.
Bevorzugt wird vor der Übertragung der Kennung des Ladekabels eine verschlüsselte Kommunikation zwischen Ladekabel und Ladeinfrastruktur etabliert. Beispielsweise wird die verschlüsselte Kommunikation zwischen einer Recheneinheit des Ladekabels und der Ladeinfrastruktur etabliert. Die verschlüsselte Kommunikation wird bevorzugt durch einen Austausch und/oder eine Verifikation zumindest eines Verschlüsselungszertifikats hergestellt. Durch die Etablierung der verschlüsselten Kommunikation erfolgt die Übertragung der Kennung des Ladekabels verschlüsselt. Durch die verschlüsselte Kommunikation lassen sich insbesondere auch sensible Daten wie persönliche Daten, Passwörter, Kontonummern und/oder Kreditkartennummern und/oder sonstige Zahlungsdaten sicher übertragen. Somit kann beispielsweise eine Bezahlung des Ladevorgangs durch den Nutzer bzw. des Fahrzeugs bzw. von dessen Eigner (bzw. eine Vergütung des Nutzers und/oder des Fahrzeugs bzw. von dessen Eigner bei Energieentnahme aus dem Fahrzeug) erfolgen, ohne dass entsprechende Daten der Ladeinfrastruktur vorab bekannt sein müssen. Die verschlüsselte Kommunikation erfolgt lediglich beispielsweise gemäß dem Transport Layer Security (TLS) Verschlüsselungsprotokoll.
Bevorzugt werden vor der Übertragung der Kennung des Ladekabels Schlüsseldaten und/oder Zertifikatsdaten für eine verschlüsselte Verbindung von dem Ladekabel empfangen, bevorzugt von einem externen Server. Das Empfangen der Schlüsseldaten und/oder Zertifikatsdaten erfolgt insbesondere über ein Datenübertragungsmodul des Ladekabels. Das Datenübertragungsmodul ist bevorzugt ein Mobilfunkmodul, das beispielsweise eine Internetverbindung für das Ladekabel ermöglicht. Es kann sich jedoch auch um ein Bluetooth-Modul oder ein WLAN-Modul oder ein Power-Lane-Modul oder dergleichen handeln. Die Schlüsseldaten und/oder Zertifikatsdaten dienen dem Herstellen einer verschlüsselten Kommunikation mit der Ladeinfrastruktur und werden bevorzugt mit Daten auf dem externen Server abgeglichen und/oder aktualisiert. Das Ladekabel, insbesondere ein Verbinder des Ladekabels zum Verbinden mit dem Fahrzeug oder der Ladeinfrastruktur, ist bevorzugt außerdem zur Strommessung und/oder Spannungsmessung ausgebildet, insbesondere um eine über das Ladekabel fließende Leistung zu erfassen. Über das
Datenübertragungsmodul ist es dem Ladekabel somit ermöglicht, diese Daten an einen externen Server zu übertragen, bevorzugt um eine bezogene Energie zu erfassen und abzurechnen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Kennung des Ladekabels mittels einer auf eine Leitung des Ladekabels aufmodulierten Netzwerkkommunikation, insbesondere Ethernetkommunikation, übertragen. Die Leitung ist insbesondere zum Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur vorgesehen und besonders vorteilhaft eine Kontroll-/Datenleitung oder auch Control Pilot (abgekürzt CP) Leitung, die bevorzugt zum Einstellen einer Ladestromstärke dient. Die aufmodulierte Netzwerkkommunikation verwendet bevorzugt das Internet Protokoll (abgekürzt IP), besonders bevorzugt die in IPv6 benutzte Stateless Address Autoconfiguration (abgekürzt SLAAC). Bevorzugt wird außerdem das Dynamic Host Configuration Protocol (abgekürzt DHCP) und die Powerline Communication (abgekürzt PLC) verwendet. Weiter bevorzugt erfolgt der Datentransport mit dem Transmission Control Protocol (abgekürzt TCP) und/oder mit dem User Datagram Protocol (abgekürzt UDP). Die Recheneinheit des Ladekabels ist bevorzugt ausgebildet, die Netzwerkkommunikation auf die CP Leitung und eine weitere Leitung des Ladekabels, insbesondere eine Erdungsleitung, aufzumodulieren. Das Ladekabel kann somit insbesondere selbstständiger Teilnehmer in einem Heimnetz sein und/oder eine Kommunikation mit dem Internet vornehmen.
Zusätzlich zu der Kennung des Ladekabels wird bevorzugt eine Lademenge- Vorgabe an die Ladeinfrastruktur übertragen. Die Lademenge-Vorgabe wurde bevorzugt mittels einer Eingabevorrichtung des Ladekabels und/oder einer Kommunikationsschnittstelle des Ladekabels, beispielsweise durch den Nutzer, eingegeben. Bevorzugt wird als Lademengen-Vorgabe ein vordefinierten Wert ausgegeben, wenn kein anderer Wert durch einen Nutzer eingegeben wurde. Der Nutzer kann somit bereits am Ladekabel die Lademenge einstellen und insbesondere begrenzen. Dies ist insbesondere unabhängig von einer Einstellung, die im Fahrzeug vorgenommen wurde oder werden kann. Es versteht sich, dass die Lademenge z.B. in einer Energieeinheit wie z.B. Kilowattstunden angegeben werden kann (z.B. 20 kWh). Alternativ oder zusätzlich kann unter Lademengen-Vorgabe auch eine Zeitvorgabe verstanden werden, wie lange also der Ladevorgang dauern darf (z.B. 2 Stunden). Alternativ oder zusätzlich kann die Lademenge-Vorgabe auch ein Geldbetrag sein (z.B. 20 Euro), so dass in Abhängigkeit von dem Preis an der Ladeinfrastruktur nur Energie in Höhe des vorgegebenen Geldbetrags ins Fahrzeug geladen wird. Für die Entnahme von Energie aus dem Fahrzeug gilt dies analog. So kann z.B. vorgegeben werden, wieviel Energie maximal aus dem Energiespeicher des Fahrzeugs entladen werden soll bzw. wie lange ein Entnahmevorgang dauern darf bzw. für wieviel Geld Energie entnommen werden darf.
Vorteilhafterweise erfolgt das Übertragen der Kennung des Ladekabels im Rahmen einer Kommunikation nach dem Standard ISO-15118 zwischen Ladekabel und Ladeinfrastruktur. Das Ladekabel, insbesondere die Recheneinheit des Ladekabels, ist somit bevorzugt ausgebildet, selbstständig nach dem Standard ISO-15118 zu kommunizieren. Somit lassen sich die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte zuverlässig ausführen. Insbesondere lässt sich eine Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Ladekabel etablieren, die unabhängig von einem angeschlossenen Fahrzeug ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogramm. Das Computerprogramm ist eingerichtet, das Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen. Dazu läuft das Computerprogramm bevorzugt auf einer Rechenvorrichtung, die insbesondere der zuvor beschriebenen Recheneinheit entspricht. Besonders vorteilhaft ist die Rechenvorrichtung zum Ausführen des Computerprogramms Teil des Ladekabels, insbesondere Teil des Primärverbinders des Ladekabels zum Verbinden des Fahrzeugs oder Sekundärverbinders des Ladekabels zum Verbinden der Ladeinfrastruktur.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein maschinenlesbares Speichermedium. Auf diesem ist das beschriebene Computerprogramm gespeichert. Bei dem Speichermedium handelt es sich bevorzugt um einen Datenträger, auf dem das Computerprogramm optisch und/oder magnetisch und/oder magneto-optisch gespeichert ist. Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass es sich bei dem Speichermedium um einen Speicherchip handelt, der insbesondere Teil eines Computers oder eines Steuergeräts ist oder der mobil bereitgestellt werden kann, z.B. in Form eines USB-Sticks oder eines SD-Karte oder dergleichen.
Die Erfindung betrifft zusätzlich ein Ladekabel. Das Ladekabel ist ausgebildet zur Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Fahrzeug und einer Ladeinfrastruktur, insbesondere um einen Energiespeicher des Fahrzeugs zu laden oder um Energie aus dem Energiespeicher des Fahrzeugs zu entnehmen und an ein anderes Fahrzeug, einen Verbraucher oder an die Ladeinfrastruktur zu leiten. Das Ladekabel weist einen Primärverbinder zur Verbindung des Ladekabels mit dem Fahrzeug auf. Außerdem weist das Ladekabel einen Sekundärverbinder zum Verbinden des Ladekabels mit der Ladeinfrastruktur (oder einem Verbraucher oder einem anderen Fahrzeug) auf. Weiterhin weist das Ladekabel eine Recheneinheit auf. Die Recheneinheit ist ausgebildet, ein Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Recheneinheit in dem Primärverbinder oder dem Sekundärverbinder angeordnet ist. Alternativ ist die Recheneinheit auf verschiedene Module im Ladekabel verteilt und insbesondere räumlich getrennt an oder in dem Primärverbinder und/oder im Sekundärverbinder und/oder in einer Verbindungsleitung (zwischen Primärverbinder und Sekundärverbinder) des Ladekabels angeordnet. So ist insbesondere vorgesehen, dass die Recheneinheit auf zwei Module aufgeteilt ist, wobei jeweils ein Modul im Primärverbinder und im Sekundärverbinder angeordnet ist, wobei die beiden Module über eine Leitung elektrisch verbunden sind. Der Primärverbinder ist bevorzugt ein Typ2 Stecker. Der Sekundärverbinder ist vorteilhafterweise ein Typ2 Stecker zur Verbindung mit dedizierter Ladeinfrastruktur wie Ladesäulen oder Wallboxen, oder alternativ ein Haushaltsstecker, beispielsweise Schukostecker oder ein CEE-Stecker, zur Verbindung mit einer Haushaltssteckdose oder einer CE E-Steckdose, oder der Sekundärverbinder ist z.B. eine Haushaltssteckdose. Bevorzugt weisen der Primärverbinder und/oder der Sekundärverbinder ein Gehäuse auf, in dem die Recheneinheit angeordnet ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Recheneinheit verschiedene Module in dem Gehäuse des Primärverbinders bzw. im Gehäuse des Sekundärverbinders aufweist. Es kann sich bei den Modulen z.B. um ein Energieerfassungsmodul und/oder um ein Sensormodul und/oder um ein Kommunikationsmodul und/oder um ein Verschlüsselungsmodul und/oder um ein Rechenmodul z.B. mit einem ASIC und einem Speicher handeln. Alle diese Module können einzeln und räumlich getrennt in dem Gehäuse oder in beiden Gehäusen angeordnet sein. Sie können jedoch auch zu mehreren in einer einzigen integrierten Schaltung oder auf einer einzigen Leiterplatte angeordnet sein. Bevorzugt ist das Ladekabel ohne eine sogenannte „In-Cable-Control-Box“ ausgebildet, die in der Verbindungsleitung angeordnet ist. Dadurch wird das Kabel besonders einfach handhabbar, vom Gewicht her leicht, kostengünstig herstellbar und stellt eine geringere (Stolper) Gefahr z.B. für Passanten dar. Bevorzugt sind der Primärverbinder und/oder der Sekundärverbinder von der Verbindungsleitung abkoppelbar in der Art von Adaptern. Dazu kann an zumindest einem Ende der Verbindungsleitung eine Kupplung bzw. eine Schnittstelle vorgesehen sein.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verbinder. Der Verbinder ist ausgebildet zum Verbinden eines Ladekabels mit einem Fahrzeug oder einer Ladeinfrastruktur bzw. einem anderen Fahrzeug bzw. einem Verbraucher. Der Verbinder weist eine Recheneinheit auf, die ausgebildet ist, ein Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen. Bei dem Verbinder handelt es sich vorteilhafterweise um einen Primärverbinder oder Sekundärverbinder wie zuvor beschrieben. Der Verbinder weist bevorzugt eine Schnittstelle auf, an der eine Leitung des Ladekabels anbindbar ist. Auf diese Weise kann insbesondere der Verbinder des Ladekabels ausgetauscht werden, beispielsweise um das Ladekabel sowohl für den Anwendungsfall „Laden an einer Haushaltssteckdose“ als auch für den Anwendungsfall „Laden an einer Ladesäule oder Wallbox“ oder für das Anschließen eines anderen Fahrzeugs oder für das Anschließen eines Verbrauches zu verwenden. Für die unterschiedlichen Anwendungsfälle ist dann lediglich ein Austausch der entsprechenden Verbinder, insbesondere Sekundärverbinder, vorzunehmen. Die Recheneinheit ist insbesondere in dem Verbinder bzw. in dessen Gehäuse angeordnet. Dies erlaubt einen kompakten Aufbau des Ladekabels und den Verzicht einer In-Cable Control Box (abgekürzt ICCB), auch „Ladeziegel“ genannt, die eine Handhabung des Ladekabels einschränkt.
Die Recheneinheit ist bevorzugt ausgebildet, Abrechnungsdaten mit der Ladeinfrastruktur auszutauschen. Die Abrechnungsdaten erlauben insbesondere eine Abrechnung über die von der Ladeinfrastruktur gelieferte elektrische Energie. Bevorzugt ist das Ladekabel ausgebildet, eine über das Ladekabel fließende elektrische Leistung zu erfassen und eine von der Ladeinfrastruktur an das Fahrzeug gelieferte elektrische Energiemenge zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich umfassen die Abrechnungsdaten Bezahlungsinformationen wie beispielsweise eine Kreditkartennummer und/oder Bankkontonummer und/oder Rechnungsadresse und/oder Nutzer-Account und/oder Passwort. Weiter alternativ oder zusätzlich umfassen die Abrechnungsdaten von der Ladeinfrastruktur und/oder von dem Fahrzeug ermittelte Energiemengen, die über das Ladekabel an das Fahrzeug übertragen wurden (bzw. vom Fahrzeug abgegeben wurde).
Das Ladekabel weist bevorzugt eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Benutzerendgerät auf, wobei die Steuereinheit z.B. über die Kommunikationsschnittstelle durch einen Nutzer konfigurierbar und/oder wartbar ist. Die Kommunikationsschnittstelle kann mit anderen Worten insbesondere zum Konfigurieren und/oder zum Warten der Recheneinheit dienen. Der Nutzer kann somit über das Benutzerendgerät und über die Kommunikationsschnittstelle eine Konfiguration und/oder Wartung, wie beispielsweise das Einspielen von Updates, einfach und komfortabel vornehmen.
Die Recheneinheit ist bevorzugt (z.B. vollständig) innerhalb eines ersten
Gehäuses eines Primärverbinders des Ladekabels zur Verbindung mit dem Fahrzeug und/oder innerhalb eines zweiten Gehäuses eines Sekundärverbinders des Ladekabels zur Verbindung mit der Ladeinfrastruktur angeordnet. Die Recheneinheit ist damit platzsparend angeordnet. Insbesondere kann die Recheneinheit nur in solchen Verbindern vorgesehen sein, die zur Verbindung mit entsprechender Ladeinfrastruktur ausgebildet sind, beispielsweise einem Sekundärverbinder für Typ2 Ladeanschlüsse. In diesem Fall ist die Recheneinheit nur dann in dem Ladekabel vorhanden, wenn diese benötigt wird oder werden könnte, wobei die Recheneinheit nicht vorhanden ist, wenn diese nicht benötigt wird, beispielsweise beim Laden über Haushaltssteckdosen. Vorteilhaft kann die Recheneinheit somit besonders nahe an der Ladeinfrastruktur (also in dem Sekundärverbinder) angeordnet sein. Dies ist besonders vorteilhaft bei einem langen Ladekabel (z.B. mehr als 3m lang), da es bei langen Ladekabeln und/oder externen elektromagnetischen Störungen zu einer Beeinträchtigung eines übertragenen Signals (z.B. eines Authentifizierungssignals) kommen kann. Mit anderen Worten: gerade bei langen Ladekabeln kann das Übertragen der Kennung aus einer im Sekundärverbinder angeordneten Recheneinheit vorteilhaft sein gegenüber einer Übertragung einer Kennung des Fahrzeugs, da das Signal der Fahrzeugkennung gestört sein kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kennung des Ladekabels übertragen wird, falls das zweite Ermitteln ergibt, dass der Kommunikationsstandard des Fahrzeugs nicht sicher bzw. nicht zuverlässig feststellbar ist bzw. er gestört ist oder fehlerbehaftet ist. In einer weiteren Alternative ist die Recheneinheit zumindest zweigeteilt, wobei ein Teil vollständig innerhalb des ersten Gehäuses und ein anderer Teil vollständig innerhalb des zweiten Gehäuses angeordnet ist. Die beiden Teile sind über zumindest eine Leitung des Ladekabels elektrisch verbunden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Ladekabels gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 2 eine weitere schematische Ansicht eines Teilbereichs eines Ladekabels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt schematisch ein Ladekabel 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei mit dem Ladekabel 1 ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchführbar ist. Das Ladekabel 1 dient zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs 2 mit einer Ladeinfrastruktur 3. Das Fahrzeug 2 ist insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug und die Ladeinfrastruktur 3 ist bevorzugt eine Ladesäule oder Wallbox, kann aber auch eine Haushaltssteckdose oder eine sonstige Schnittstelle für den Bezug elektrischer Energie sein.
Das Ladekabel 1 weist einen Primärverbinder 8 und einen Sekundärverbinder 9 auf. Der Primärverbinder 8 dient zur elektrischen Verbindung mit dem Fahrzeug 2. Der Sekundärverbinder 9 dient zur elektrischen Verbindung mit der Ladeinfrastruktur 3. Der Primärverbinder 8 und der Sekundärverbinder 9 sind über einen elektrischen Leitungsabschnitt 11 bzw. eine Verbindungsleitung des Ladekabels 1 elektrisch verbunden, wobei der Leitungsabschnitt 11 trennbar oder nicht zerstörungsfrei lösbar mit dem Primärverbinder 8 und dem Sekundärverbinder 9 verbunden ist.
Figur 2 zeigt schematisch einen Verbinder 8, 9 des Ladekabels 1 , wobei der Verbinder 8, 9 der Primärverbinder 8 oder der Sekundärverbinder 9 sein kann. Der Verbinder 8, 9 ist, wie zuvor beschrieben, einerseits fest oder lösbar mit dem Leitungsabschnitt 11 verbunden und dient andererseits zur elektrischen Kontaktierung von Fahrzeug 2 oder Ladeinfrastruktur 3.
In Fig. 2 ist beispielhaft das Steckergesicht einer Typ2-Steckverbindung gezeigt. Neben einem Schutzleiter PE, einem ersten Außenleiter L1 , einem zweiten Außenleiter L2, einem dritten Außenleiter L3 und einem Neutralleiter N ist außerdem ein Control Pilot CP und ein Proximity Pilot PP vorgesehen.
Insbesondere der Control Pilot CP dient zum Vereinbaren einer Ladestromstärke zwischen Fahrzeug 2 und Ladeinfrastruktur 3. Bevorzugt ist vorgesehen, dass von dem Fahrzeug 2 und/oder der Ladeinfrastruktur 3 auf den Control Pilot oder auf eine andere der genannten Leitungen eine Netzwerkkommunikation aufmoduliert wird, um eine erweitere Kommunikation zwischen Fahrzeug 2 und Ladeinfrastruktur 3 zu ermöglichen. Diese Kommunikation folgt insbesondere dem Kommunikationsstandard ISO-15118.
Durch die Netzwerkkommunikation lassen sich erweiterte Informationen zwischen Fahrzeug 2 und Ladeinfrastruktur 3 austauschen. So kann insbesondere ein Smart Charge oder ein Plug & Charge realisiert werden, bei dem ein Ladevorgang automatisiert initiiert wird. Auch kann dadurch eine Abrechnung des Ladevorgangs anhand von im Fahrzeug 2 hinterlegten Daten erfolgen. Auch lassen sich Lademengen einstellen.
Das Ladekabel 1 weist eine Recheneinheit 4 auf. Die Recheneinheit 4 ist in einem ersten Gehäuse 8a des Primärverbinders oder in einem zweiten Gehäuse 9a des Sekundärverbinders angeordnet. Ebenso kann die Recheneinheit 4 verteilt auf das erste Gehäuse 8a und das zweite Gehäuse 9a ausgebildet sein. Die Recheneinheit 4 ist ausgebildet, eine Kommunikation mit der Ladeinfrastruktur 3 und/oder dem Fahrzeug 2 vorzunehmen, wobei ebenfalls die zuvor genannte Netzwerkkommunikation verwendet wird, insbesondere gemäß ISO-15118. Dazu ist die Recheneinheit 4 ausgebildet, das nachfolgend beschriebene Verfahren auszuführen.
Es erfolgt sowohl ein erstes Ermitteln eines Kommunikationsstandards der Ladeinfrastruktur 3 als auch ein zweites Ermitteln eines Kommunikationsstandards des Fahrzeugs 2 durch die Recheneinheit 4 des Ladekabels 1. Es versteht sich, dass das erste und zweite Ermitteln grundsätzlich auch durch eine außerhalb des Ladekabels angeordnete Recheneinheit erfolgen kann. Weiterhin erfolgt eine Übertragung einer Kennung des Ladekabels 1 an die Ladeinfrastruktur 3 in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Schritts des ersten Ermittelns und dem Ergebnis des Schritts des zweiten Ermittelns, hier beispielhaft durch die Recheneinheit 4 des Ladekabels 1. Hieraus ergeben sich mehrere Fallgestaltungen:
So erfolgt keine Übertragung der Kennung des Ladekabels 1 an die Ladeinfrastruktur 3, wenn das erste Ermitteln und das zweite Ermitteln ergeben, dass das Fahrzeug 2 und die Ladeinfrastruktur 3 denselben Kommunikationsstandard verwenden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Fahrzeug 2 und Ladeinfrastruktur 3 gemäß ISO15118 kommunizieren, insbesondere, wenn das erste und/oder das zweite Ermitteln ergeben, dass die Kommunikation gemäß desselben Kommunikationsstandards fehlerfrei und/oder ungestört erfolgt. Ein Eingreifen des Ladekabels 1 , d.h. der Recheneinheit 4, in diese Kommunikation ist dann nicht notwendig. Derselbe Fall gilt auch dann, wenn Fahrzeug 2 und Ladeinfrastruktur 3 nicht miteinander kommunizieren können, weil zumindest die Ladeinfrastruktur 3 über keinerlei Kommunikationsmöglichkeit verfügt.
Dahingegen erfolgt eine Übertragung der Kennung des Ladekabels 1 an die Ladeinfrastruktur 3, wenn das erste Ermitteln ergibt, dass die Ladeinfrastruktur 3 einen Kommunikationsstandard verwendet, der eine Authentifizierung des Nutzers ermöglicht und wenn das zweite Ermitteln ergibt, dass das Fahrzeug 2 einen Kommunikationsstandard verwendet, der keine Übermittlung von Authentifizierungsdaten ermöglicht oder das zweite Ermitteln ergibt, dass die versendeten Signale gestört oder fehlerbehaftet sind (dies kann z.B. bei sehr langen Kabeln (z.B. länger als 2 m bis 3m) auftreten oder bei elektromagnetischen Störsignalen in der Umgebung des Ladekabels, insbesondere in der Umgebung der Verbindungsleitung bzw. des Leitungsabschnitts 11 . In diesem Fall ist die Ladeinfrastruktur 3 eingerichtet, den Ladevorgang automatisiert zu starten und abzurechnen, das Fahrzeug 2 hingegen nicht bzw. das Fahrzeug ist dazu eingerichtet, die Übermittlung erfolgt jedoch fehlerbehaftet und/oder ungenügend. Beispielsweise beherrscht die Ladeinfrastruktur 3 eine Kommunikation nach ISO-15118, das Fahrzeug 2 jedoch nicht (oder die vom Fahrzeug übermittelten Signale lassen sich nicht mehr dem entsprechenden Standard zuordnen oder sind zu stark gedämpft oder fehlerbehaftet oder dergleichen). In diesem Fall wird die Recheneinheit 4 aktiv und übermittelt eine Kennung des Ladekabels 1 an die Ladeinfrastruktur 3. Somit nimmt die Recheneinheit 4 die Rolle des Fahrzeugs 2 in der Kommunikation mit der Ladeinfrastruktur 3 ein und ermöglicht damit ein automatisiertes Starten und Abrechnen eines Ladevorgangs unabhängig von der Funktion des Fahrzeugs 2.
Bevorzugt weist das Ladekabel 1 eine Eingabevorrichtung 6 und/oder eine Kommunikationsschnittstelle 5 auf. Diese kann z.B. mittels eines Mobilfunkstandards wie z.B. 3G, 4G, 5G, 6G oder dergleichen kommunizieren und/oder mittels WLAN und/oder mittels Bluetooth und/oder mittels Power-Line- Communication und/oder mittels NFC, etc. Die Eingabevorrichtung 6 ermöglicht z.B. ein Einstellen eines Vorrangs des Ladekabels 1. Der Vorrang kann alternativ auch mittels der Kommunikationsschnittstelle 5 über ein Benutzerendgerät 10 eingestellt werden. Ist der Vorrang des Ladekabels 1 gesetzt, so erfolgt eine Übertragung der Kennung des Ladekabels 1 an die Ladeinfrastruktur 3, wenn das erste Ermitteln ergibt, dass die Ladeinfrastruktur 3 einen Kommunikationsstandard verwendet, der eine Authentifizierung des Nutzers ermöglicht, beispielsweise ISO-15118. Dabei erfolgt insbesondere eine Nichtweiterleitung einer Kennung des Fahrzeugs 2 bzw. eine Blockierung der Kennungs-Signale des Fahrzeugs 2. Somit kann das Abrechnen des Ladevorgangs über das Ladekabel 1 und mit den im Ladekabel 1 hinterlegten Zahlungsdaten erfolgen. Es ist dabei unerheblich, ob das Fahrzeug 2 ebenfalls mit der Ladeinfrastruktur 3 kommunizieren könnte. Selbst wenn dies der Fall ist, wird eine solche Kommunikation durch das Ladekabel 1 nicht zugelassen oder beschränkt, wobei das Ladekabel 1 stattdessen die Rolle des Fahrzeugs 2 in der Kommunikation mit der Ladeinfrastruktur 3 einnimmt.
Die Eingabevorrichtung 6 dient bevorzugt außerdem zum Einstellen einer gewünschten Lademenge, die von der Ladeinfrastruktur 3 bezogen werden soll (oder derjenigen Energiemenge, die aus dem Fahrzeug 2 entnommen werden soll). Das Einstellen der Lademenge kann alternativ auch über das Benutzerendgerät 10 und die Kommunikationsschnittstelle 5 erfolgen. Die Kommunikationsschnittstelle 5 dient insbesondere außerdem zur Konfiguration und/oder Wartung der Recheneinheit 4 über das Benutzerendgerät 10. Die Lademenge bzw. die Vorgabe der Lademenge bzw. die Lademenge-Vorgabe kann beispielsweise in Einheiten wie z.B. Kilowattstunde erfolgen (z.B. 25 kWh). Es kann sich jedoch alternativ oder zusätzlich auch um eine Angabe in Zeit (z.B. 1 ,5 Stunden oder 120 Minuten oder 180 Minuten) handeln und/oder um eine Angabe in Geldwert (z.B. 20 EUR), insbesondere, falls der Preis pro Energieeinheit bekannt ist.
Das Übertragen der Kennung des Ladekabels 1 dient insbesondere zum Initiieren des Ladevorgangs. Neben der Kennung werden bevorzugt weitere Informationen übertragen, wie beispielsweise Zahlungsdaten und/oder Rechnungsdaten. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Kommunikation zwischen Ladekabel 1 und Ladeinfrastruktur 3 verschlüsselt erfolgt. Die verschlüsselte Kommunikation wird insbesondere etabliert, bevor die Kennung des Ladekabels 1 übertragen wird. Die verschlüsselte Kommunikation wird bevorzugt durch einen Austausch und/oder eine Verifikation zumindest eines Verschlüsselungszertifikats hergestellt. Dazu werden von der Recheneinheit 4 vor der Übertragung der Kennung des Ladekabels 1 Schlüsseldaten und/oder Zertifikatsdaten für eine verschlüsselte Verbindung von einem externen Server empfangen, insbesondere über ein Datenübertragungsmodul 7. Das Datenübertragungsmodul 7 und die Kommunikationsschnittstelle 5 können bevorzugt identisch sein. Das Datenübertragungsmodul ist beispielsweise ein Mobilfunkmodul für eine Internetverbindung. Die Schlüsseldaten und/oder Zertifikatsdaten dienen dem Herstellen einer verschlüsselten Kommunikation zwischen Recheneinheit 4 und Ladeinfrastruktur 3 und werden bevorzugt mit Daten auf dem externen Server abgeglichen und/oder aktualisiert.
Durch die Etablierung der verschlüsselten Kommunikation erfolgt die Übertragung der Kennung des Ladekabels 1 verschlüsselt. Auch weitere Daten wie persönliche Daten, wie Nutzername, Nutzer-Account, ein oder mehrere Passwörter, die Lademengen-Vorgabe, Kontonummern und/oder Kreditkartennummern und/oder sonstige Zahlungsdaten lassen sich durch die Verschlüsselung sicher übertragen. Somit kann eine Bezahlung des Ladevorgangs durch den Nutzer einfach und zuverlässig erfolgen, wobei ein größtmöglicher Schutz für sensible Daten gewährleistet ist.
Das Ladekabel 1 , insbesondere der Primärverbinder 8 und/oder der Sekundärverbinder 9, ist bevorzugt zur Strommessung und/oder Spannungsmessung bzw. insgesamt zur Energiemengenmessung ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich die über das Ladekabel 1 fließende Leistung erfassen und eine übertragene Lademenge bzw. Entlademenge ermitteln. Über das Datenübertragungsmodul 7 ist es dem Ladekabel 1 somit ermöglicht, diese Daten z.B. zu Abrechnungszwecken an den externen Server zu übertragen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Authentifizieren, insbesondere eines Nutzers und/oder eines Fahrzeugs (2), an einer Ladeinfrastruktur (3) mittels eines Ladekabels (1), insbesondere zum Initiieren eines Ladevorgangs, wobei das Ladekabel (1) mit einem fahrzeugseitigen Primärverbinder (8) mit dem Fahrzeug (2) verbunden wird und mit einem ladeinfrastrukturseitigen Sekundärverbinder (9) mit der Ladeinfrastruktur (3) verbunden wird, umfassend folgende Schritte:
-- erstes Ermitteln eines Kommunikationsstandards der Ladeinfrastruktur (3), insbesondere durch eine Recheneinheit (4) des Ladekabels (1), -- zweites Ermitteln eines Kommunikationsstandards des Fahrzeugs (2), insbesondere durch die Recheneinheit (4) des Ladekabels (1), und
-- Übertragung einer Kennung des Ladekabels (1) an die Ladeinfrastruktur (3) in Abhängigkeit von dem ersten Ermitteln und zweiten Ermitteln, insbesondere durch die Recheneinheit (4) des Ladekabels (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei keine Übertragung der Kennung des Ladekabels (1) an die Ladeinfrastruktur (3) erfolgt, wenn das erste Ermitteln und das zweite Ermitteln ergeben, dass das Fahrzeug (2) und die Ladeinfrastruktur (3) denselben Kommunikationsstandard verwenden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Übertragung der Kennung des Ladekabels (1) an die Ladeinfrastruktur (3) erfolgt, wenn das erste Ermitteln ergibt, dass die Ladeinfrastruktur (3) einen Kommunikationsstandard, insbesondere ISO-15118, verwendet, der eine Authentifizierung des Nutzers und/oder des Fahrzeugs (2) ermöglicht und wenn das zweite Ermitteln ergibt, dass das Fahrzeug (2) einen Kommunikationsstandard verwendet, der keine Übermittlung von Authentifizierungsdaten ermöglicht. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Übertragung der Kennung des Ladekabels (1) an die Ladeinfrastruktur (3) erfolgt, wenn das erste Ermitteln ergibt, dass die Ladeinfrastruktur (3) einen Kommunikationsstandard, insbesondere ISO-15118, verwendet, der eine Authentifizierung des Nutzers ermöglicht und wenn, bevorzugt mittels einer Eingabevorrichtung (6) des Ladekabels (1) und/oder einer Kommunikationsschnittstelle (5) des Ladekabels (1), ein Vorrang des Ladekabels (1) gesetzt ist, wobei insbesondere eine Nichtweiterleitung einer Kennung des Fahrzeugs (2) erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor der Übertragung der Kennung des Ladekabels (1) eine verschlüsselte Kommunikation zwischen Ladekabel (1), insbesondere Recheneinheit (4) des Ladekabels (1), und Ladeinfrastruktur (3) etabliert wird, insbesondere durch einen Austausch und/oder eine Verifikation zumindest eines Verschlüsselungszertifikats, sodass die Übertragung der Kennung des Ladekabels (1) verschlüsselt erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei vor der Übertragung der Kennung des Ladekabels (1), insbesondere über ein Datenübertragungsmodul (7) des Ladekabels (1), Schlüsseldaten und/oder Zertifikatsdaten für eine verschlüsselte Verbindung von dem Ladekabel (1) empfangen werden, bevorzugt von einem externen Server. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kennung des Ladekabels (1) mittels einer auf eine Leitung (CP) des Ladekabels (1) aufmodulierte Netzwerkkommunikation übertragen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu der Kennung des Ladekabels (1) eine Lademenge-Vorgabe an die Ladeinfrastruktur (3) übertragen wird, wobei die Lademenge-Vorgabe bevorzugt mittels einer Eingabevorrichtung (6) des Ladekabels (1) und/oder einer Kommunikationsschnittstelle (5) des Ladekabels (1) eingegeben wurde. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Übertragen der Kennung des Ladekabels (1) im Rahmen einer Kommunikation nach dem Standard ISO-15118 zwischen Ladekabel (1) und Ladeinfrastruktur (3) erfolgt. Computerprogramm, das eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen auszuführen. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist. Ladekabel (1), ausgebildet zur Übertragung elektrischer Energie zwischen einem Fahrzeug (2) und einer Ladeinfrastruktur (3), wobei das Ladekabel (1) aufweist:
-- einen Primärverbinder (8) zur Verbindung des Ladekabels (1) mit dem Fahrzeug (2),
-- einen Sekundärverbinder (9) zum Verbinden des Ladekabels (1) mit der Ladeinfrastruktur (3), und
-- eine Recheneinheit (4), wobei die Recheneinheit (4) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen. Verbinder (8, 9), ausgebildet zum Verbinden eines Ladekabels (1) mit einem Fahrzeug (2) oder einer Ladeinfrastruktur (3), wobei der Verbinder (8, 9) eine Recheneinheit (4) aufweist, die ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009059862A1 (de) 2009-01-06 2010-09-23 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Ladekabel mit Controller
US20110213983A1 (en) * 2008-07-21 2011-09-01 Paul Staugaitis Authentication system for a plug-in electric drive vehicle
WO2014006096A2 (de) 2012-07-04 2014-01-09 Ebee Smart Technologies Gmbh Ladekabel und Verfahren zur Erkennung eines Ladekabels
DE102013212219A1 (de) 2013-06-26 2014-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladekabel zum Laden eines elektrischen Energiespeichers in einem Elektrofahrzeug
US20150017921A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Lsis Co., Ltd. Add-on communication apparatus attached to cable installment type charging control apparatus and method thereof
US9646435B2 (en) * 2010-03-02 2017-05-09 Liberty Plugins, Inc. Method and apparatus for finding and accessing a vehicle fueling station, including an electric vehicle charging station
EP3616977A1 (de) 2018-08-31 2020-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Ladekabel für ein elektrofahrzeug
CN107580566B (zh) * 2015-05-12 2021-08-27 宝马股份公司 用于车辆的充电过程的通信模块
US20220212559A1 (en) * 2019-04-24 2022-07-07 Hyundai Motor Company Ev user authorization method and system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202886A1 (de) 2019-03-04 2020-09-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Ladekabel, Ladestecker und Ladeanordnung zum Laden eines Elektrofahrzeuges und Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen einer Ladestation und einem Elektrofahrzeug

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110213983A1 (en) * 2008-07-21 2011-09-01 Paul Staugaitis Authentication system for a plug-in electric drive vehicle
DE102009059862A1 (de) 2009-01-06 2010-09-23 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Ladekabel mit Controller
US9646435B2 (en) * 2010-03-02 2017-05-09 Liberty Plugins, Inc. Method and apparatus for finding and accessing a vehicle fueling station, including an electric vehicle charging station
WO2014006096A2 (de) 2012-07-04 2014-01-09 Ebee Smart Technologies Gmbh Ladekabel und Verfahren zur Erkennung eines Ladekabels
DE102013212219A1 (de) 2013-06-26 2014-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladekabel zum Laden eines elektrischen Energiespeichers in einem Elektrofahrzeug
US20150017921A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Lsis Co., Ltd. Add-on communication apparatus attached to cable installment type charging control apparatus and method thereof
CN107580566B (zh) * 2015-05-12 2021-08-27 宝马股份公司 用于车辆的充电过程的通信模块
EP3616977A1 (de) 2018-08-31 2020-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Ladekabel für ein elektrofahrzeug
US20220212559A1 (en) * 2019-04-24 2022-07-07 Hyundai Motor Company Ev user authorization method and system

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