WO2024050574A1 - Verfahren zum laden mehrerer elektrisch angetriebener kraftfahrzeuge über eine gemeinsame ladestation - Google Patents

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charging
connection
motor vehicle
distributor
charging current
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PCT/AT2023/060279
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Kabir SECIBOVIC
Anton HINTERREITHER
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Alveri Gmbh
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    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]

Definitions

  • the invention relates to a method for charging several electrically driven motor vehicles via a common charging station in which the charging current of the charging station is fed to a charging distributor on the input side and is fed to the motor vehicles to be charged on the output side via connection connections to the charging distributor, the battery status being determined after the connection connection has been connected every connected motor vehicle is detected.
  • Devices are known from the prior art with which the charging current of a single charging station for electrically powered motor vehicles can be distributed to several motor vehicles via a charging distributor. It is known that the vehicles signal their battery status, for example via an internal resistor that can be switched to different levels depending on the charging current required. From DE102019217783A1 it is also known to electrically connect several vehicles to the charging distributor via a connection connection, with each connection connection being assigned a switch with which the vehicle's charging current tap can be interrupted. If a charging end signal is received from a first vehicle, the switch of the connection connected to the first vehicle is switched so that this connection is current-blocking. The switch of the connection connection connected to the second vehicle is switched so that this connection connection is conductive and the charging process of the second car is then started.
  • the disadvantage of the prior art is that a switch must be provided for each connection connection. This increases the costs, complexity and susceptibility of the charging process, particularly with multiple connections. In addition, the failure of the switch makes it impossible to use the respective connection connection without first repairing or replacing the switch. Furthermore, the vehicles are supplied with charging current according to the switching sequence of the switches, which means that if different vehicles are repeatedly connected and disconnected, even a vehicle that has already been connected for a long time will still not be supplied with charging current if another vehicle is connected to a different connection.
  • the invention is therefore based on the object of enabling reliable serial charging of several electric vehicles with just one charging station using the technically simplest possible means and at the same time being able to comprehensibly estimate or determine the completion time of the charging process for each vehicle.
  • the invention solves the problem in that the connected motor vehicles are then lined up and the charging distributor, starting with the first motor vehicle in the series as the selected motor vehicle, enables this motor vehicle to tap the charging current for as long as possible in a serial charging process by means of a transmitted release signal for charging current tapping exclusively for the selected motor vehicle until the battery status of this motor vehicle corresponds to a setpoint stored in the charging distributor, whereupon the serial charging process is carried out for the next motor vehicle in the series as the selected motor vehicle.
  • the invention is based on the idea that the possibility of a charging current tap for a motor vehicle from the connection connection is not established via its own circuit, such as a switch, and that this connection connection is interrupted in order to prevent an undesirable charging current tap.
  • Each of the connected motor vehicles is continuously connected to the charging distributor for the duration of the connection, but the charging circuit is only closed for only one connected motor vehicle by transmitting the release signal.
  • the release signal can be transmitted to all connected motor vehicles, but is specific to the respective motor vehicle and only releases the charging current tap for one motor vehicle in the series until the battery status corresponds to at least one setpoint stored in the charging distributor.
  • the release signal causes an internal switching process in the selected motor vehicle, whereby the connection connection becomes part of a charging circuit of the motor vehicle, in which the charging current coming from the charging station via the charging distributor and the connection connection causes the battery of the motor vehicle to be charged.
  • This release signal can, for example, take place via an electrical signal, via which the selected motor vehicle is informed of the charging current consumption that can be taken.
  • the battery status can be determined, for example, by changing an internal resistance in a common circuit with the charging distributor. If the battery status of the motor vehicle currently selected in the series does not correspond to the target value, the release signal for this motor vehicle is transmitted, which means that this motor vehicle is given permission to tap the charging current.
  • the setpoint can only be one value, namely “fully charged”.
  • the battery status and setpoint preferably refer to percentage charging information.
  • the battery status can include the charging status of the motor vehicle's battery as a percentage of the maximum capacity and the setpoint can be the lower limit of the charge status to be achieved for this battery as a percentage of the maximum capacity, for example "at least 20%".
  • a release signal for the selected motor vehicle is then transmitted until the battery charge level is at least 20%.
  • the setpoint can, for example, be specified or changed by an administrator via an interface on the charging distributor.
  • the ordering of the connected vehicles enables an order in which the connected motor vehicles are charged that is independent of the arrangement of the connection connections, since the ordering is not dictated by mechanical or electronic components. So can For example, the number of a parking space assigned to a connecting connection defines the space in the loading order.
  • the ranking can be updated at certain times, for example every time a connection connection is made or released.
  • the motor vehicles can be charged in sequence, with the charging process being stopped when the battery status of all connected motor vehicles corresponds to the setpoint.
  • connection connections can be made particularly simple and switch-free, since all connection connections can be supplied with charging current and any other signals and no current or Signal separation must be carried out for the different connection connections.
  • connection connections to be connected in parallel. Nevertheless, according to the invention, only one motor vehicle is always charged, i.e. a serial charging process is carried out.
  • the connection connections are in particular connected in parallel to a common charging distributor.
  • this motor vehicle can be enabled to tap the charging current in a serial charging process until the battery status of this motor vehicle corresponds to a setpoint stored in the charging distributor.
  • the next vehicle in the series is then charged by sending a release signal to the charging current tap exclusively to it.
  • the charging distributor therefore only needs to be designed for the maximum charging capacity of a vehicle.
  • the release signal for charging current tapping is transmitted as a modulated voltage signal.
  • further information can be added to the release signal via the modulation and thus transmitted to the motor vehicle.
  • the maximum amount of charging current that can be tapped from the motor vehicle can be communicated via the duty cycle of the pulse width modulation of the signal.
  • a pulse width modulation duty cycle of 10 to 85% can correspond to a permitted voltage tap of 6 amps to 51 amps, while a pulse width modulation duty cycle of less than 3% signals to the motor vehicle that it is not allowed to tap any charging current.
  • the release signal can include the pilot signal of the charging station and the information as to which motor vehicle is to be released.
  • a prioritized connection connection be provided and that the charging distributor, after determining the battery status of the motor vehicle connected to the prioritized connection connection, interrupts the charging current tap running via another connection connection and the serial charging process is restarted with the motor vehicle connected to the prioritized connection as the first motor vehicle in the series.
  • the motor vehicle that is connected to the prioritized connection is always charged first, regardless of the existing order of the other motor vehicles.
  • connecting to the prioritized connection does not change the order of the remaining vehicles, it can still be estimated when a specific motor vehicle in the series will be charged.
  • the prioritized charging connection can be intended for vehicles that need to be charged as quickly as possible, for example for customer or emergency vehicles, while more charging time is available for vehicles on regular connections. It goes without saying that although more than one prioritized connection connection can be provided, a further ranking must then be carried out for the several prioritized connection connections, which is followed by the ordering of the regular connection connections.
  • the prioritized connection does not have to be physically fixed to one connection, but can change. For example, regular and preferred users can be recognized via special authentication at the charging distributor, with the connection that is connected to the motor vehicle of a preferred user automatically becoming the prioritized connection.
  • a separate setpoint can be provided for motor vehicles that are connected to prioritized connections.
  • the connected vehicles can be ranked continuously according to the time at which the connecting connection is connected . This means that vehicles connected later will be charged later.
  • a user can determine how many motor vehicles are already connected and thus estimate at what point in time his vehicle will be charged.
  • the ordering of the motor vehicle is not predetermined by the spatial assignment of the connection connection, for example a parking space, so that, apart from prioritized connection connections, no motor vehicle that is connected later is charged beforehand. Since the connected motor vehicles are ranked according to the time the connection connection is connected, a vehicle loses its place in the row as soon as the connection connection is interrupted.
  • the charging distributor be connected to the charging station transmitted pilot signal is converted into the release signal for charging current tapping exclusively for the selected motor vehicle and the release signal is transmitted via the connection connections.
  • the connection connections for motor vehicles, which, in addition to a charging current supply, also have a pilot contact for transmitting a pilot signal to the connected motor vehicle.
  • the battery status can also be determined via the connection connection.
  • the release signal can be sent to all motor vehicles via all connection connections.
  • the charging current tap of the vehicle is initialized based on the specific release signal.
  • an identification signal specific for the selected motor vehicle is added by the charging distributor to the pilot signal of the charging station, which usually enables the charging current to be released via a modulated voltage signal, in order to obtain the release signal.
  • Each connector connection ends in a CCS Type 2 connector that includes a signaling unit. The release signal is now transmitted via all connection connections and reaches the signal units of all connection connections.
  • the signal unit of the connection to which the selected motor vehicle is connected recognizes based on the identification signal that the release signal applies to the selected motor vehicle and converts the release signal back into a conventional pilot signal, so that the selected motor vehicle receives the same information as if it were directly at the charging station be connected.
  • connection connection can only be established after user authentication.
  • This user authentication can take place, for example, via an RFID transponder carried by the user.
  • the connection connection can be connected to a motor vehicle.
  • the port connection may be physically locked and unlocked through user authentication.
  • prioritized connection connections or connection connections assigned to preferred parking spaces can only be accessible via separate user authentication.
  • Such separate user authentication can cause any connection connection that is connected to the motor vehicle linked to the separate user authentication to become the prioritized connection connection, regardless of the spatial arrangement of the connection connection.
  • the invention also relates to a charging distributor for carrying out a method according to one of the above claims, comprising an input for the charging plug of a charging station, several connection connections for supplying charging current to the motor vehicles, a receiver for determining the battery status of a connected motor vehicle, a computing unit for ranking the connected motor vehicles and a Data connection for transmitting a release signal.
  • the charging plug of the charging station can be connected to the charging distributor via its input in a current-conducting manner.
  • the charging distributor in turn, can be connected to several motor vehicles in a flow-conducting manner via its several connection connections.
  • the exact design of the receiver depends on how the battery status of the connected motor vehicles is determined. If a connected motor vehicle emits its battery status, for example via a wireless signal, the receiver includes an antenna.
  • the battery status is preferably transmitted via the connection connection.
  • the signal indicating the battery status can be further processed as a receiver by a signal converter connected to the connection connection.
  • the receiver transmits the battery status of the connected motor vehicles to the computer, which sends the release signal via the data connection.
  • the release signal can be transmitted to all vehicles at the same time, as it only allows the selected vehicle to tap the charging current.
  • each connection can lead to a CCS Type 2 plug that has a Signal unit includes.
  • the release signal is now transmitted via all connection connections and reaches the signal units of all connection connections.
  • the signal unit of the connection to which the selected motor vehicle is connected recognizes based on the identification signal that the release signal applies to the selected motor vehicle and converts the release signal back into a conventional pilot signal, so that the selected motor vehicle receives the same information as if it were directly at the charging station be connected.
  • connection connections can be connected in parallel to one another. Since only the one connected motor vehicle for which the release signal to the charging current tap was transmitted can tap charging current by closing the circuit formed with the connection connection, it is not necessary to actively interrupt or control the charging current tap, for example via switches. For the same reason, the release signal can also be transmitted via the connection connections connected in parallel.
  • a storage socket is provided for each connection.
  • the end of the connection connection preferably a plug, can be plugged into this storage socket if the connection connection is not connected to a motor vehicle and can thus be stored safely.
  • the charging distributor detects, for example via a circuit closed via the storage socket, that the end of the connection connection is stored in the storage socket. If not all connection connections are either connected to motor vehicles or stored in the storage sockets, the charging distributor can interrupt the power supply to the connection connections in order to avoid unwanted electrical contact with people or objects and resulting injury or damage.
  • a display for reading the charging status of the connected motor vehicle can be provided for each connection connection connection.
  • the charging status can include, for example, information about the expected start and end of the charging process, current battery status, place of the connected motor vehicle in the row or similar information.
  • the display is attached to a handle or plug located at the end of the connection connection.
  • Fig. 1 shows schematically the process of the method according to the invention and Fig. 2 shows a schematic view of a device for carrying out the method according to the invention.
  • the charging current of the charging station 2 is fed to a charging distributor 4 on the input side in a first step 3.
  • the charging distributor 4 has an input that is compatible with the charging plug of the charging station 2.
  • the charging distributor 4 can have several inputs for different types of charging plugs.
  • the charging distributor 4 has several connection connections 5 on the output side, with the exemplary embodiment shown having three connection connections 5. If a connection connection 5 is connected to a motor vehicle 1, the charging current of the charging station 2 can charge the battery of the motor vehicle 1 via the charging distributor 4 and the connection connection 5.
  • a next step 6 one or more motor vehicles 1 are connected to the charging distributor 4 via the connection connections 5, whereby this step 6 can be carried out at any time in the method.
  • the method is trivial for only one connected motor vehicle 1, the description assumes that several motor vehicles 1 are connected to the charging distributor 4.
  • the battery status of the motor vehicles 1 is determined. The battery status can be transmitted from the motor vehicles 1 to the charging distributor 4, for example via a radio signal or preferably via the connection 5.
  • the motor vehicles 1 ready for charging are arranged in a row; this can be done, for example, via the spatial assignment of the connection connections 5 or, preferably, via the time at which the connection connection 5 is connected to the respective motor vehicle 1.
  • This order determines which motor vehicle 1 is charged first and which motor vehicles are charged afterwards.
  • the ranking can be updated every time a connection connection 5 is made or released.
  • a release signal is transmitted.
  • This release signal enables the motor vehicle 1 to tap the charging current so that at most one motor vehicle 1 is charged at any given time.
  • This release signal is specific for the respective motor vehicle 1, so that the release signal can be transmitted to all motor vehicles 1, but only the selected motor vehicle begins the charging process.
  • This release signal causes the charging circuit of the motor vehicle 1 to be closed, so that the charging current from the charging station 2 is supplied to the motor vehicle 1 via the charging distributor 4 and the connection 5 and charges its battery.
  • This release signal can also be carried out wirelessly, but preferably via the connection 5, as shown in the present exemplary embodiment.
  • the enable signal is a modulated voltage signal.
  • the charging current is supplied to the motor vehicle.
  • This motor vehicle 1 can now tap charging current until its battery status corresponds to a setpoint stored in the charging distributor 4.
  • the charging distributor 4 registers that the battery status of the vehicle that last received the release signal and was charged in step 10 corresponds to the setpoint and queries whether another motor vehicle 1 has been connected to a connection 5 or whether the Connection 5 to a motor vehicle 1 was interrupted. If this is the case, the process continues at step 7, since in step 8 the The ranking of motor vehicles 1 ready to be loaded must be carried out again.
  • a sequence can be created and processed during the charging current of the first motor vehicle 1, in the embodiment shown the sequence is updated by the steps carried out in step 7.
  • step 11 If it is determined in step 11 that the number of connected motor vehicles 1 has not changed, the process continues with step 9. If it is determined in the course of the method that the battery status of each of the connected motor vehicles 1 corresponds to the setpoint, no more release signal is sent until the method is continued again at step 6 by connecting a connection to a motor vehicle.
  • a prioritized connection can be provided. If a motor vehicle 1 is connected to a prioritized connection in a step 12, the battery status of this motor vehicle 1 is immediately checked in this step 12. If the battery status of this motor vehicle 1 does not correspond to the target value, the method is immediately interrupted from step 7 and continues with the vehicle 1 connected to the prioritized connection connection in step 8, whereby the vehicle 1 connected to the prioritized connection connection is set as the first motor vehicle 1 in the series . Step 12 can take place at any time during the ongoing process, with a charging current tap of another motor vehicle 1 occurring at this time also being interrupted.
  • connection connection 5 can only be made after user authentication has been entered. This can be done, for example, with an RFID transponder.
  • a charging distributor for carrying out the method according to the invention comprises an input 14 for the charging plug of a charging station 2.
  • the charging station 2 is supplied with power via the power grid 15.
  • the charging current that can be tapped via input 13 can be delivered to the connected electric motor vehicles 1 via several connection connections 5 arranged on the output side.
  • the connection connections 5 for the charging current tap are usually designed to be multi-pole.
  • the connection connections 5 each open into a CCS type 2 plug 16.
  • the respective poles are 5a the DC+, 5b the DC-, 5c the protective conductor, 5d the proximity contact and 5e the pilot contact.
  • the corresponding reference numbers were only entered for one connection 5.
  • the pilot signal which is passed into the charging distributor 4 via the pilot contact of the charging station 2, is converted into the release signal by the charging distributor 4 adding an identification signal specifically for the selected motor vehicle to the pilot signal.
  • the plug 16 comprises a signal unit. If the release signal is transmitted via all connection connections 5, this signal unit in the plug 16 checks whether the identification signal of the release signal matches the motor vehicle 1 connected to the plug 16 and, if it matches, preferably digitally releases the charging current tap.
  • the connection connections 5 can be numbered consecutively, with the identification signal specifying the motor vehicles 1 via the number of the respective connected connection connection 5.
  • the signal unit can convert the release signal for the selected motor vehicle 1 back into a pilot signal, so that the signal received from the selected motor vehicle 1 corresponds at all poles to that which the vehicle would also receive if it were connected directly to a charging station 2.
  • the battery status of the motor vehicle 1 can be determined via the signaling circuit that connects the motor vehicle 1 via the pilot contact 5e and the protective conductor 5c to the charging distributor 4, analogous to the signaling circuit directly with the charging station 2.
  • the motor vehicle 1, as described above can have an internal, adjustable resistor which is connected to the signaling circuit and one of the adjustable resistance values signals the battery status.
  • An analog-digital converter in the charging station 4 is connected to this signaling circuit and thus receives the battery status of the motor vehicles 1 and transmits it to a Computing unit 17 continues.
  • This computing unit 17 can be provided in the charging distributor 4, and can also, among other things, line up the connected motor vehicles 1, determine which motor vehicle 1 is sent a release signal and when, and process the data from the signaling circuits.
  • One of the connection connections 5 shown can be a prioritized connection connection, which, as stated above, is treated separately.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Laden mehrerer elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge (1) über eine gemeinsame Ladestation (2) bei der der Ladestrom der Ladestation (2) einem Ladeverteiler (4) eingangsseitig zugeführt (3) und den zu ladenden Kraftfahrzeugen (1) ausgangsseitig über Anschlussverbindungen (5) mit dem Ladeverteiler (4) zugeführt wird, beschrieben, wobei nach dem Anschließen (6) der Anschlussverbindung (5) der Batteriestatus für jedes angeschlossene Kraftfahrzeug (1) festgestellt wird (7). Um ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass mit technisch möglichst einfachen Mitteln ein zuverlässiges serielles Laden mehrerer Elektrofahrzeuge mit nur einer Ladestation ermöglicht wird und dabei gleichzeitig der Abschlusszeitpunkt des Ladevorgangs jedes Fahrzeugs nachvollziehbar abgeschätzt bzw. ermitteln werden kann, wird vorgeschlagen, dass die angeschlossenen Kraftfahrzeuge (1) anschließend gereiht werden (8) und der Ladeverteiler (4) beginnend mit dem ersten Kraftfahrzeug (1) der Reihe als gewähltem Kraftfahrzeug (1) in einem seriellen Ladevorgang durch ein übermitteltes Freigabesignal zum Ladestromabgriff ausschließlich für das gewählte Kraftfahrzeug (1) diesem Kraftfahrzeug (1) den Ladestromabgriff so lange ermöglicht (9), bis der Batteriestatus dieses Kraftfahrzeugs (1) einem im Ladeverteiler (4) hinterlegten Sollwert entspricht, woraufhin der serielle Ladevorgang für das nächste Kraftfahrzeug (1) der Reihe als gewähltem Kraftfahrzeug (1) ausgeführt wird.

Description

Verfahren zum Laden mehrerer elektrisch angegebener Kraftfahrzeuge über eine gemeinsame Ladestation
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Laden mehrerer elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge über eine gemeinsame Ladestation bei der der Ladestrom der Ladestation einem Ladeverteiler eingangsseitig zugeführt und den zu ladenden Kraftfahrzeugen ausgangsseitig über Anschlussverbindungen mit dem Ladeverteiler zugeführt wird, wobei nach dem Anschließen der Anschlussverbindung der Batteriestatus für jedes angeschlossene Kraftfahrzeug festgestellt wird.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen der Ladestrom einer einzelnen Ladestation für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge über einen Ladeverteiler auf mehrere Kraftfahrzeuge verteilt werden kann. Dabei ist es bekannt, dass die Fahrzeuge, beispielsweise über einen internen Widerstand, der in Abhängigkeit des Ladestrom bedarfs unterschiedlich hoch geschaltet werden kann, ihren Batteriestatus signalisieren. Aus der DE102019217783A1 ist es weiters bekannt, mehrere Fahrzeuge über je eine Anschlussverbindung mit dem Ladeverteiler elektrisch zu verbinden, wobei jeder Anschlussverbindung ein Schalter zugeordnet ist, mit der der Ladestromabgriff des Fahrzeugs unterbrochen werden kann. Wird von einem ersten Fahrzeug ein Ladevorgang-Ende-Signal empfangen, wird der Schalter der mit dem ersten Fahrzeug verbundenen Anschlussverbindung so geschalten, dass diese Anschlussverbindung stromsperrend ist. Der Schalter der mit dem zweiten Fahrzeug verbundenen Anschlussverbindung wird so geschalten, dass diese Anschlussverbindung ström leitend ist und woraufhin der Ladevorgang des zweiten Autos gestartet wird. Nachteilig am Stand der Technik ist allerdings, dass für jede Anschlussverbindung ein Schalter vorgesehen sein muss. Insbesondere bei mehreren Anschlussverbindungen steigen dadurch Kosten, Komplexität und Fehleranfälligkeit des Ladevorgangs an. Außerdem wird es durch den Ausfall des Schalters unmöglich, die jeweilige Anschlussverbindung zu benutzen, ohne zuvor den Schalter zu reparieren oder auszutauschen. Weiters werden die Fahrzeuge nach der Schaltreihenfolge der Schalter mit Ladestrom versorgt wodurch gegebenenfalls bei wiederholtem Anschließen und Abstecken unterschiedlicher Fahrzeuge selbst ein bereits lange angeschlossenes Fahrzeug nach wie vor nicht mit Ladestrom versorgt wird, wenn ein weiteres Fahrzeug auf einer anderen Anschlussverbindung angeschlossen wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, mit technisch möglichst einfachen Mitteln ein zuverlässiges serielles Laden mehrerer Elektrofahrzeuge mit nur einer Ladestation zu ermöglichen und dabei gleichzeitig den Abschlusszeitpunkt des Ladevorgangs jedes Fahrzeugs nachvollziehbar abschätzen bzw. ermitteln zu können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die angeschlossenen Kraftfahrzeuge anschließend gereiht werden und der Ladeverteiler beginnend mit dem ersten Kraftfahrzeug der Reihe als gewähltem Kraftfahrzeug in einem seriellen Ladevorgang durch ein übermitteltes Freigabesignal zum Ladestromabgriff ausschließlich für das gewählte Kraftfahrzeug diesem Kraftfahrzeug den Ladestromabgriff so lange ermöglicht, bis der Batteriestatus dieses Kraftfahrzeugs einem im Ladeverteiler hinterlegten Sollwert entspricht, woraufhin der serielle Ladevorgang für das nächste Kraftfahrzeug der Reihe als gewähltem Kraftfahrzeug ausgeführt wird. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass die Möglichkeit eines Ladestromabgriffs für ein Kraftfahrzeug von der Anschlussverbindung nicht über eine eigene Schaltung, wie beispielsweise einen Schalter, hergestellt wird und diese Anschlussverbindung zur Verhinderung eines unerwünschten Ladestromabgriffs so unterbrochen wird. Anstelle dessen ist jedes der angeschlossenen Kraftfahrzeuge für die Dauer des Anschlusses durchgehend mit dem Ladeverteiler verbunden, der Ladestromkreis wird aber nur für ausschließlich ein angeschlossenes Kraftfahrzeug durch Übermittlung des Freigabesignals geschlossen. Das Freigabesignal kann dabei zwar an alle angeschlossenen Kraftfahrzeuge übermittelt werden, ist aber spezifisch für das jeweilige Kraftfahrzeug und gibt den Ladestrom abgriff allerdings nur für ein Kraftfahrzeug der Reihe solange frei, bis der Batteriestatus mindestens einem im Ladeverteiler hinterlegten Sollwert entspricht. Das Freigabesignal bewirkt einen internen Schaltvorgang im gewählten Kraftfahrzeugs, wodurch die Anschlussverbindung Teil eines Ladestromkreises des Kraftfahrzeugs wird, bei dem der von der Ladestation über den Ladeverteiler und der Anschlussverbindung kommende Ladestrom ein Aufladen der Batterie des Kraftfahrzeugs bewirkt. Dieses Freigabesignal kann beispielsweise über ein elektrisches Signal erfolgen, über das dem gewählten Kraftfahrzeug die entnehmbare Ladestromaufnahme mitgeteilt wird. Der Batteriestatus kann beispielsweise durch die Änderung eines internen Widerstands in einem gemeinsamen Stromkreis mit dem Ladeverteiler bestimmt werden. Entspricht der Batteriestatus des momentan in der Reihe ausgewählten Kraftfahrzeugs nicht dem Sollwert, wird das Freigabesignal für dieses Kraftfahrzeug übermittelt, womit dieses Kraftfahrzeug Freigabe zum Ladestromabgriff erhält. Der Sollwert kann im einfachsten Fall nur ein Wert, nämlich „vollgeladen“ sein. Bevorzugter Weise beziehen sich aber Batteriestatus und Sollwert auf prozentuelle Ladeangaben. So kann beispielsweise der Batteriestatus den Ladestatus der Batterie des Kraftfahrzeugs in Prozent der maximalen Kapazität umfassen und der Sollwert die untere Schranke des zu erreichenden Ladezustands dieser Batterie in Prozent der maximalen Kapazität sein, also beispielswiese „mindestens 20%“. In diesem Fall wird dann so lange ein Freigabesignal für das gewählte Kraftfahrzeug übermittelt, bis der Ladezustand der Batterie mindestens 20% beträgt. Der Sollwert kann beispielsweise über eine Schnittstelle am Ladeverteiler von einem Administrator vorgegeben oder geändert werden. Die Reihung der angeschlossenen Fahrzeuge ermöglicht dabei eine von der Anordnung der Anschlussverbindungen unabhängige Reihenfolge in der die angeschlossenen Kraftfahrzeuge geladen werden, da die Reihung nicht von mechanischen oder elektronischen Komponenten vorgegeben wird. So kann beispielsweise die Nummer eines einer Anschlussverbindung zugeordneten Parkplatzes den Platz in der Ladereihenfolge definieren. Die Reihung kann zu bestimmten Zeitpunkten, beispielsweise jedes Mal, wenn eine Anschlussverbindung hergestellt oder gelöst wurde, aktualisiert werden. Die Kraftfahrzeuge können der Reihe nach geladen werden, wobei der Ladevorgang gestoppt wird, wenn der Batteriestatus aller angeschlossenen Kraftfahrzeuge dem Sollwert entspricht. Es versteht sich dabei von selbst, dass im Falle eines einzelnen angeschlossenen Kraftfahrzeugs dieses das erste Fahrzeug in der Reihe ist und zuerst geladen wird. Die Anschlussverbindung muss zumindest ermöglichen, dass der von der Ladestation zur Verfügung gestellte Ladestrom vom Ladeverteiler zu dem angeschlossenen Kraftfahrzeug geleitet wird. Darüber hinaus kann er aber auch weitere Leitungen zum Datenaustausch zwischen Kraftfahrzeug und Ladeverteiler beinhalten. Weiters kann der Ladeverteiler mit jedem über eine Anschlussverbindung angeschlossenen Kraftfahrzeug für die Dauer des Anschlusses über das Kommunikationsmittel, mit dem das Freigabesignal übermittelt wird, in Kontakt sein. Der Ladeverteiler kann wiederholt den Batteriestatus des Kraftfahrzeugs, welches gerade geladen wird, feststellen und wiederholt mit dem Sollwert vergleichen. Erfindungsgemäß können die Anschlussverbindungen besonders einfach und schalterfrei ausgeführt werden, da alle Anschlussverbindungen mit Ladestrom und eventuellen weiteren Signalen beaufschlagt werden können und keine Strom-bzw. Signaltrennung für die unterschiedlichen Anschlussverbindungen erfolgen muss. Dies ermöglicht ein Parallelschalten der Anschlussverbindungen. Trotzdem wird erfindungsgemäß aber immer nur ein Kraftfahrzeug geladen, also ein serieller Ladevorgang durchgeführt. Die Anschlussverbindungen sind insbesondere parallel an einen gemeinsamen Ladeverteiler angeschlossen. Durch ein übermitteln des Freigabesignals zum Ladestromabgriff ausschließlich für das gewählte Kraftfahrzeug, kann diesem Kraftfahrzeug in einem seriellen Ladevorgang ein Ladestromabgriff so lange ermöglicht werden, bis der Batteriestatus dieses Kraftfahrzeugs einem im Ladeverteiler hinterlegten Sollwert entspricht. Anschließend wird das nächstgereihte Fahrzeug in der Serie geladen, indem ausschließlich diesem ein Freigabesignal zum Ladestromabgriff übermittelt wird. Der Ladeverteiler muss somit lediglich auf die maximale Ladeleistung eines Fahrzeuges ausgelegt sein.
Um dem Kraftfahrzeug mit dem Freigabesignal nicht nur die Information zu übermitteln ob es Ladestrom abgreifen darf oder nicht, sondern um auch komplexeren Datenaustausch einfach zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Freigabesignal zum Ladestromabgriff als ein moduliertes Spannungssignal übermittelt wird. Dadurch kann dem Freigabesignal über die Modulation weitere Information hinzugefügt und so an das Kraftfahrzeug übermittelt werden. Beispielsweise kann über den Tastgrad der Pulsweitenmodulation des Signals kommuniziert werden, wieviel Ladestrom maximal vom Kraftfahrzeug abgegriffen werden darf. So kann beispielsweise ein Tastgrad der Pulsweitenmodulation von 10 bis 85% einem erlaubten Spannungsabgriff von 6 Ampere bis 51 Ampere entsprechen, während ein Tastgrad der Pulsweitenmodulation von weniger als 3% dem Kraftfahrzeug signalisiert, dass es keinen Ladestrom abgreifen darf. Dazu kann beispielsweise das Freigabensignal das Pilotsignal der Ladestation und die Information, welches Kraftfahrzeug freigegeben werden soll, umfassen.
Um unabhängig von der Reihung der Kraftfahrzeuge eine Möglichkeit zu schaffen, dringend zu ladende Kraftfahrzeuge vorzuziehen, wird vorgeschlagen, dass eine priorisierte Anschlussverbindung vorgesehen ist und der Ladeverteiler nach dem Feststellen des Batteriestatus des mit der priorisierten Anschlussverbindung verbundenen Kraftfahrzeugs den über eine andere Anschlussverbindung laufenden Ladestromabgriff unterbricht und der serielle Ladevorgang mit dem mit der priorisierten Anschlussverbindung verbundenen Kraftfahrzeug als erstem Kraftfahrzeug der Reihe neu begonnen wird. Zufolge dieser Maßnahmen wird immer das Kraftfahrzeug, welches mit der priorisierten Anschlussverbindung verbunden ist, zuerst geladen und zwar unabhängig von der bestehenden Reihung der anderen Kraftfahrzeuge. Vorausgesetzt, dass das Anschließen an der priorisierten Anschlussverbindung die Reihung der restlichen Fahrzeuge nicht ändert, kann nach wie vor abgeschätzt werden, wann ein bestimmtes Kraftfahrzeug der Reihe geladen sein wird. Die priorisierte Ladeverbindung kann für Fahrzeuge vorgesehen sein, die möglichst schnell geladen werden müssen, beispielsweise für Kunden- oder Einsatzfahrzeuge, während für die Fahrzeuge auf den regulären Anschlussverbindungen mehr Ladezeit zur Verfügung steht. Es versteht sich von selbst, dass zwar mehr als eine priorisierte Anschlussverbindung vorgesehen sein kann, dann jedoch eine weitere Reihung für die mehreren priorisierten Anschlussverbindungen durchgeführt werden muss, der die Reihung der regulären Anschlussverbindungen folgt. Die priorisierte Anschlussverbindung muss dabei nicht physisch auf eine Anschlussverbindung festgelegt sein, sondern kann wechseln. So können beispielweise reguläre und bevorzugte Benutzer über eine spezielle Authentifizierung am Ladeverteiler erkannt werden, wobei diejenige Anschlussverbindung, die mit dem Kraftfahrzeug eines bevorzugten Benutzers verbunden wird, automatisch die priorisierte Anschlussverbindung wird. Es kann ein gesonderter Sollwert für Kraftfahrzeuge, die an priorisierten Anschlussverbindungen angeschlossen sind, vorgesehen sein.
Zwar ist eine Vielzahl an Varianten möglich, nach denen die Kraftfahrzeuge gereiht werden können, um die Reihung aber zu jedem Zeitpunkt nachvollziehbar und für eine maximale Anzahl an Benutzern zeitlich effizient zu gestalten, können die angeschlossenen Fahrzeuge fortlaufend nach dem Zeitpunkt des Anschließens der Anschlussverbindung gereiht werden. Das bedeutet, dass später angeschlossene Kraftfahrzeuge später geladen werden. So kann ein Benutzer beim Anschließen der Anschlussverbindung an sein Kraftfahrzeug ermitteln, wieviele Kraftfahrzeuge bereits angeschlossen sind und so abschätzen, zu welchem Zeitpunkt sein Fahrzeug geladen sein wird. Weiters wird die Reihung des Kraftfahrzeugs nicht von der räumlichen Zuordnung der Anschlussverbindung, beispielsweise einem Parkplatz, vorbestimmt, sodass, priorisierte Anschlussverbindungen abgesehen, kein später angeschlossenes Kraftfahrzeug vorher geladen wird. Da die angeschlossenen Kraftfahrzeuge nach dem Zeitpunkt des Anschließens der Anschlussverbindung gereiht werden, verliert ein Fahrzeug seinen Platz in der Reihe, sobald die Anschlussverbindung unterbrochen wird.
Um bestehende Stecker- und Signalsysteme zu nutzen und dadurch die Kommunikation zwischen Ladeverteiler und Kraftfahrzeug möglichst einfach zu halten, wird vorgeschlagen, dass der Ladeverteiler ein von der Ladestation übermitteltes Pilotsignal in das Freigabesignal zum Ladestromabgriff ausschließlich für das gewählte Kraftfahrzeug umwandelt und das Freigabesignal über die Anschlussverbindungen übermittelt wird. Zufolge dieser Maßnahmen kann auf gesonderte Datenübertragungssysteme für das Freigabesignal verzichtet werden. Auch erlaubt dies die Verwendung industrieüblicher Stecker, wie beispielweise CCS-Typ 2-Stecker, für die Anschlussverbindungen für die Kraftfahrzeuge, die neben einer Ladestromzufuhr auch einen Pilotkontakt zum Übermitteln eines Pilotsignals mit dem angeschlossenen Kraftfahrzeug aufweisen. So kann zusätzlich auch der Batteriestatus über die Anschlussverbindung festgestellt werden. Das Freigabesignal kann über alle Anschlussverbindungen an alle Kraftfahrzeuge geschickt werden. Am Ende der Anschlussverbindung des gewählten Kraftfahrzeugs erfolgt aufgrund des spezifischen Freigabesignals die Initialisierung des Ladestrom abgriffs des Fahrzeugs. In einer möglichen Ausführungsform wird dem Pilotsignal der Ladestation, das üblicherweise die Freigabe des Ladestroms über ein moduliertes Spannungssignal ermöglicht, durch den Ladeverteiler ein Identifikationssignal spezifisch für das gewählte Kraftfahrzeug hinzugefügt, um das Freigabesignal zu erhalten. Jede Anschlussverbindung endet in einem CCS-Typ-2-Stecker, der eine Signaleinheit umfasst. Das Freigabesignal wird nun über alle Anschlussverbindungen übermittelt und erreicht die Signaleinheiten aller Anschlussverbindungen. Die Signaleinheit der Anschlussverbindung, an der das gewählte Kraftfahrzeug angeschlossen ist, erkennt anhand des Identifikationssignals, dass das Freigabesignal dem gewählten Kraftfahrzeug gilt und wandelt das Freigabesignal in ein herkömmliches Pilotsignal zurück, sodass das gewählte Kraftfahrzeug dieselben Informationen erhält, als würde es direkt an der Ladestation angeschlossen sein.
Um den Zugang zu ausgesuchten oder allen Anschlussverbindungen zu beschränken und damit sowohl Unbefugten die Nutzung zu verwehren und die Reihung der angeschlossenen Kraftfahrzeuge zu beeinflussen, kann die Anschlussverbindung nur nach einer Benutzerauthentifizierung hergestellt werden. Diese Benutzerauthentifizierung kann beispielsweise über einen vom Benutzer mitgeführten RFID-Transponder erfolgen. Erst nach erfolgter Benutzerauthentifikation kann die Anschlussverbindung an ein Kraftfahrzeug angeschlossen werden. So kann die Anschlussverbindung beispielsweise physisch verriegelt sein und durch die Benutzerauthentifizierung freigegeben werden. .Auch können beispielsweise priorisierte Anschlussverbindungen oder bevorzugten Parkplätzen zugeordnete Anschlussverbindungen nur über gesonderte Benutzerauthentifizierung zugänglich sein. Solch gesonderte Benutzerauthentifizierung kann bewirken, dass eine beliebige Anschlussverbindung, die an das mit der gesonderten Benutzerauthentifizierung verknüpfte Kraftfahrzeug verbunden ist, zur priorisierten Anschlussverbindung wird und zwar unabhängig von der räumlichen Anordnung der Anschlussverbindung.
Die Erfindung betrifft auch einen Ladeverteiler zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der obigen Ansprüche umfassend einen Eingang für den Ladestecker einer Ladestation, mehreren Anschlussverbindungen zur Ladestromzufuhr der Kraftfahrzeuge, einem Empfänger zum Feststellen des Batteriestatus eines angeschlossenen Kraftfahrzeugs, einer Recheneinheit zur Reihung der angeschlossenen Kraftfahrzeuge und eine Datenverbindung zur Übermittlung eines Freigabesignals. Der Ladestecker der Ladestation kann mit dem Ladeverteiler über dessen Eingang ström leitend verbunden werden. Der Ladeverteiler wiederum kann über seine mehreren Anschlussverbindungen mit mehreren Kraftfahrzeugen ström leitend verbunden werden. Die genaue Ausgestaltung des Empfängers hängt davon ab, wie der Batteriestatus der angeschlossenen Kraftfahrzeuge festgestellt wird. Emittiert ein angeschlossenes Kraftfahrzeug seinen Batteriestatus beispielsweise über ein drahtloses Signal, umfasst der Empfänger eine Antenne. Bevorzugter Weise wird der Batteriestatus aber über die Anschlussverbindung übermittelt. So kann das den Batteriestatus anzeigende Signal von einem mit der Anschlussverbindung verbundenen Signalwandler als Empfänger weiterverarbeitet werden. Der Empfänger übermittelt den Batteriestatus der angeschlossenen Kraftfahrzeuge an den Rechner, der über die Datenverbindung das Freigabesignal sendet. Das Freigabesignal kann dabei an alle Fahrzeuge gleichzeitig übermittelt werden, da es nur dem gewählten Fahrzeug den Ladestromabgriff ermöglicht. So kann beispielsweise jede Anschlussverbindung in einem CCS-Typ-2-Stecker münden, der eine Signaleinheit umfasst. Das Freigabesignal wird nun über alle Anschlussverbindungen übermittelt und erreicht die Signaleinheiten aller Anschlussverbindungen. Die Signaleinheit der Anschlussverbindung, an der das gewählte Kraftfahrzeug angeschlossen ist, erkennt anhand des Identifikationssignals, dass das Freigabesignal dem gewählten Kraftfahrzeug gilt und wandelt das Freigabesignal in ein herkömmliches Pilotsignal zurück, sodass das gewählte Kraftfahrzeug dieselben Informationen erhält, als würde es direkt an der Ladestation angeschlossen sein.
Um den Ladestrom abgriff der aufzuladenden Fahrzeuge technisch weiter zu vereinfachen, können die Anschlussverbindungen zueinander parallelgeschalten sein. Da nur ausschließlich das eine angeschlossene Kraftfahrzeug, für dass das Freigabesignal zum Ladestromabgriff übermittelt wurde, über das Schließen des mit der Anschlussverbindung gebildeten Stromkreises Ladestrom abgreifen kann, ist es nicht nötig, den Ladestromabgriff beispielsweise über Schalter, aktiv zu unterbrechen oder zu lenken. Aus demselben Grund kann auch das Freigabesignal über die parallelgeschalteten Anschlussverbindungen übermittelt werden.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist für jede Anschlussverbindung eine Lagersteckdose vorgesehen. In diese Lagersteckdose kann das Ende der Anschlussverbindung, bevorzugt ein Stecker, gesteckt werden, wenn die Anschlussverbindung nicht mit einem Kraftfahrzeug verbunden ist und so sicher gelagert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erkennt der Ladeverteiler, beispielsweise über einen über die Lagersteckdose geschlossenen Stromkreis, dass das Ende der Anschlussverbindung in der Lagersteckdose gelagert ist. Sind nicht alle Anschlussverbindungen entweder mit Kraftfahrzeugen verbunden oder in den Lagersteckdosen gelagert, kann der Ladeverteiler die Stromzufuhr zu den Anschlussverbindungen unterbrechen, um unerwünschte elektrische Kontakte mit Personen oder Objekten und daraus resultierende Verletzungen oder Beschädigungen zu vermeiden. Um dem Benutzer relevante Informationen über den Ladevorgang mitzuteilen, kann für jede Anschlussverbindung eine Anzeige zum Ablesen des Ladestatus des angeschlossenen Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Der Ladestatus kann beispielsweise Informationen über den voraussichtlichen Start und Ende des Ladevorgangs, momentanen Batteriestatus, Platz des angeschlossenen Kraftfahrzeugs in der Reihe oder ähnliche Informationen umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzeige an einem am Ende der Anschlussverbindung angeordneten Griff oder Stecker angebracht.
Kurze Beschreibung der Erfindung
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Laden mehrerer elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge 1 über eine gemeinsame Ladestation 2 wird der Ladestrom der Ladestation 2 in einem ersten Schritt 3 einem Ladeverteiler 4 eingangsseitig zugeführt. Der Ladeverteiler 4 weist dazu einen Eingang auf, der mit dem Ladestecker der Ladestation 2 kompatibel ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Ladeverteiler 4 mehrere Eingänge für unterschiedliche Ladesteckertypen aufweisen. Der Ladeverteiler 4 weist ausgangsseitig mehrere Anschlussverbindungen 5 auf, wobei das gezeigte Ausführungsbeispiel drei Anschlussverbindungen 5 aufweist. Wird eine Anschlussverbindung 5 an ein Kraftfahrzeug 1 angeschlossen, kann der Ladestrom der Ladestation 2 über den Ladeverteiler 4 und die Anschlussverbindung 5 die Batterie des Kraftfahrzeugs 1 aufladen. In einem nächsten Schritt 6 werden ein oder mehrere Kraftfahrzeuge 1 über die Anschlussverbindungen 5 mit dem Ladeverteiler 4 verbunden, wobei dieser Schritt 6 zu jedem Zeitpunkt des Verfahrens durchgeführt werden kann. Da das Verfahren für nur ein angeschlossenes Kraftfahrzeug 1 trivial ist, wird bei der Beschreibung davon ausgegangen, dass mehrere Kraftfahrzeuge 1 an den Ladeverteiler 4 angeschlossen sind. Im nächsten Schritt 7 wird der Batteriestatus der Kraftfahrzeuge 1 festgestellt. Der Batteriestatus kann von den Kraftfahrzeugen 1 an den Ladeverteiler 4 beispielsweise über ein Funksignal oder bevorzugter Weise über die Anschlussverbindung 5 übermittelt werden. Im darauffolgenden Schritt 8 werden die ladebereiten Kraftfahrzeuge 1 gereiht, dies kann Beispiel über die räumliche Zuordnung der Anschlussverbindungen 5 geschehen oder bevorzugter Weise über den Zeitpunkt des Anschließens der Anschlussverbindung 5 an das jeweilige Kraftfahrzeug 1 . Diese Reihenfolge legt fest, welches Kraftfahrzeug 1 zuerst und welche Kraftfahrzeuge danach aufgeladen werden. Die Reihung kann jedes Mal, wenn eine Anschlussverbindung 5 hergestellt oder gelöst wurde, aktualisiert werden. Im Schritt 9 wird ein Freigabesignal übermittelt. Dieses Freigabesignal ermöglicht dem Kraftfahrzeug 1 den Ladestromabgriff, zu jedem Zeitpunkt höchstens ein Kraftfahrzeug 1 geladen wird. Dieses Freigabesignal ist spezifisch für das jeweilige Kraftfahrzeug 1 , sodass das Freigabesignal zwar an alle Kraftfahrzeuge 1 übermittelt werden kann, aber nur das gewählte Kraftfahrzeug den Ladevorgang beginnt. Dieses Freigabesignal bewirkt, dass der Ladestromkreis des Kraftfahrzeugs 1 geschlossen werden kann, sodass der Ladestrom aus der Ladestation 2 über den Ladeverteiler 4 und die Anschlussverbindung 5 dem Kraftfahrzeug 1 zugeführt wird und dessen Batterie lädt. Auch dieses Freigabesignal kann drahtlos, aber bevorzugt über die Anschlussverbindung 5 erfolgen, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Freigabesignal ein moduliertes Spannungssignal. Im Schritt 10 wird dem Kraftfahrzeug der Ladestrom zugeführt. Dieses Kraftfahrzeug 1 kann nun solange Ladestrom abgreifen, bis sein Batteriestatus einem im Ladeverteiler 4 hinterlegten Sollwert entspricht. Im Schritt 11 wird von dem Ladeverteiler 4 registriert, dass der Batteriestatus des Fahrzeugs, welches als letztes das Freigabesignal erhalten hat und in Schritt 10 geladen wurde, dem Sollwert entspricht und abgefragt, ob ein weiteres Kraftfahrzeug 1 an eine Anschlussverbindung 5 angeschlossen wurde oder ob die Anschlussverbindung 5 zu einem Kraftfahrzeug 1 unterbrochen wurde. Ist dies der Fall, wird das Verfahren bei Schritt 7 weitergeführt, da in Schritt 8 die Reihung der ladebereiten Kraftfahrzeuge 1 neu durchgeführt werden muss. Zwar kann in einer einfachen Ausführungsform während des Ladestrom abgriffs des ersten Kraftfahrzeugs 1 eine Reihung erstellt und diese abgearbeitet werden, in der gezeigten Ausführungsform wird die Reihung allerdings durch die bei Schritt 7 durchgeführten Schritte aktualisiert. Wird in Schritt 11 festgestellt, dass sich die Anzahl der angeschlossenen Kraftfahrzeuge 1 nicht geändert hat, wird mit Schritt 9 fortgefahren. Wird im Laufe des Verfahrens festgestellt, dass der Batteriestatus jedes der angeschlossenen Kraftfahrzeuge 1 dem Sollwert entspricht, wird kein Freigabesignal mehr gesendet, bis durch das Anschließen einer Anschlussverbindung an ein Kraftfahrzeug das Verfahren wieder bei Schritt 6 weitergeführt wird.
Um bestimmte Fahrzeuge vorzuziehen, kann eine priorisierte Anschlussverbindung vorgesehen sein. Wird in einem Schritt 12 ein Kraftfahrzeug 1 an eine priorisierte Anschlussverbindung angeschlossen, wird in diesem Schritt 12 sofort der Batteriestatus dieses Kraftfahrzeugs 1 überprüft. Entspricht der Batteriestatus dieses Kraftfahrzeugs 1 nicht dem Sollwert, wird das Verfahren ab Schritt 7 sofort unterbrochen und mit dem an die priorisierte Anschlussverbindung angeschlossenen Fahrzeug 1 bei Schritt 8 fortgefahren, wobei das an die priorisierte Anschlussverbindung angeschlossene Fahrzeug 1 als erstes Kraftfahrzeug 1 der Reihe gesetzt wird. Schritt 12 kann jederzeit im laufenden Verfahren erfolgen, wobei auch ein zu diesem Zeitpunkt erfolgender Ladestromabgriff eines anderen Kraftfahrzeugs 1 unterbrochen wird.
Um die Zugänglichkeit zu den Anschlussverbindungen einzuschränken, kann in einem optionalen Verfahrensschritt 13 die Anschlussverbindung 5 nur nach Eingabe einer Benutzerauthentifizierung erfolgen. Dies kann beispielsweise mit einem RFID-Transponder geschehen.
Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, umfasst ein Ladeverteiler zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Eingang 14 für den Ladestecker einer Ladestation 2. Die Ladestation 2 wird über das Stromnetz 15 mit Strom versorgt. Der Ladestrom, der über den Eingang 13 abgegriffen werden kann, kann über mehrere ausgangsseitig angeordnete Anschlussverbindungen 5 an die angeschlossenen elektrischen Kraftfahrzeuge 1 abgegeben werden. Die Anschlussverbindungen 5 zum Ladestromabgriff sind üblicherweise mehrpolig ausgeführt. Dabei münden die Anschlussverbindungen 5 im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils in einen CCS-Typ-2-Stecker 16. Die jeweiligen Pole sind dabei 5a der DC+, 5b der DC-, 5c der Schutzleiter, 5d der Proximity-Kontakt und 5e der Pilotkontakt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung wurden die entsprechenden Bezugszeichen nur für eine Anschlussverbindung 5 eingetragen. In diesem Fall wird das Pilotsignal, welches über den Pilotkontakt der Ladestation 2 in den Ladeverteiler 4 geleitet wird, in das Freigabesignal umgewandelt, indem der Ladeverteiler 4 dem Pilotsignal noch ein Identifikationssignal spezifisch für das gewählte Kraftfahrzeug hinzufügt. Der Stecker 16 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Signaleinheit. Wird das Freigabesignal über alle Anschlussverbindungen 5 übermittelt, überprüft diese Signaleinheit im Stecker 16, ob das Identifikationssignal des Freigabesignals zum an den Stecker 16 angeschlossenen Kraftfahrzeug 1 passt und gibt bei Übereinstimmung den Ladestromabgriff bevorzugt digital frei. So können die Anschlussverbindungen 5 beispielsweise durchnummeriert werden, wobei das Identifikationssignal die Kraftfahrzeuge 1 über die Nummer der jeweiligen angeschlossenen Anschlussverbindung 5 spezifiziert. Die Signaleinheit kann nach erfolgter Übereinstimmung das Freigabesignal für das gewählte Kraftfahrzeug 1 wieder in ein Pilotsignal zurückwandeln, sodass das vom gewählten Kraftfahrzeug 1 erhaltene Signal an allen Polen dem entspricht, welches das Fahrzeug auch bei direktem Anschluss an eine Ladestation 2 erhalten würde. Über den Signalisierungsstromkreis, der das Kraftfahrzeug 1 über den Pilotkontakt 5e und den Schutzleiter 5c mit dem Ladeverteiler 4 verbindet, kann, analog zum Signalisierungsstromkreis direkt mit der Ladestation 2, der Batteriestatus des Kraftfahrzeugs 1 festgestellt werden. Dazu kann das Kraftfahrzeug 1 , wie oben beschrieben, einen internen, verstellbaren Widerstand aufweisen, der in den Signalisierungsstromkreis geschalten wird und einer der einstellbaren Widerstandswerte den Batteriestatus signalisiert. Ein Analog-Digital-Wandler in der Ladestation 4 ist a diesen Signalisierungsstromkreis angeschlossen und empfängt so den Batteriestatus der Kraftfahrzeuge 1 und gibt diesen an eine Recheneinheit 17 weiter. Diese Recheneinheit 17 kann im Ladeverteiler 4 vorgesehen sein, und weiters unter anderem die angeschlossenen Kraftfahrzeuge 1 reihen, bestimmen, welchem Kraftfahrzeug 1 wann ein Freigabesignal übermittelt wird und die Daten der Signalisierungsstromkreise verarbeiten. Eine der gezeigten Anschlussverbindungen 5 kann eine priorisierte Anschlussverbindung sein, die, wie oben ausgeführt, separat behandelt wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Laden mehrerer elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge (1) über eine gemeinsame Ladestation (2) bei der der Ladestrom der Ladestation (2) einem Ladeverteiler (4) eingangsseitig zugeführt (3) und den zu ladenden Kraftfahrzeugen (1 ) ausgangsseitig über Anschlussverbindungen (5) mit dem Ladeverteiler (4) zugeführt wird, wobei nach dem Anschließen (6) der Anschlussverbindung (5) der Batteriestatus für jedes angeschlossene Kraftfahrzeug (1 ) festgestellt wird (7), dadurch gekennzeichnet, dass die angeschlossenen Kraftfahrzeuge (1 ) anschließend gereiht werden (8) und der Ladeverteiler (4) beginnend mit dem ersten Kraftfahrzeug (1 ) der Reihe als gewähltem Kraftfahrzeug (1 ) in einem seriellen Ladevorgang durch ein übermitteltes Freigabesignal zum Ladestromabgriff ausschließlich für das gewählte Kraftfahrzeug (1 ) diesem Kraftfahrzeug (1 ) den Ladestromabgriff so lange ermöglicht (9), bis der Batteriestatus dieses Kraftfahrzeugs (1 ) einem im Ladeverteiler (4) hinterlegten Sollwert entspricht, woraufhin der serielle Ladevorgang für das nächste Kraftfahrzeug (1 ) der Reihe als gewähltem Kraftfahrzeug (1 ) ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabesignal zum Ladestromabgriff als ein moduliertes Spannungssignal übermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine priorisierte Anschlussverbindung vorgesehen ist und der Ladeverteiler (4) nach dem Feststellen des Batteriestatus des mit der priorisierten Anschlussverbindung verbundenen Kraftfahrzeugs (1 ) den über eine andere Anschlussverbindung (5) laufenden Ladestromabgriff unterbricht und der serielle Ladevorgang mit dem mit der priorisierten Anschlussverbindung verbundenen Kraftfahrzeug (1 ) als erstem Kraftfahrzeug (1 ) der Reihe neu begonnen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die angeschlossenen Kraftfahrzeuge (1 ) fortlaufend nach dem Zeitpunkt des Anschließens der Anschlussverbindung (5) gereiht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeverteiler (4) ein von der Ladestation (2) übermitteltes Pilotsignal in das Freigabesignal zum Ladestromabgriff ausschließlich für das gewählte Kraftfahrzeug (1 ) umwandelt und das Freigabesignal über die Anschlussverbindungen (5) übermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussverbindung (5) nur nach einer Benutzerauthentifizierung hergestellt wird.
7. Ladeverteiler (4) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der obigen Ansprüche umfassend einen Eingang (14) für den Ladestecker einer Ladestation (2), mehreren Anschlussverbindungen (5) zur Ladestromzufuhr der Kraftfahrzeuge (1 ), einem Empfänger zum Feststellen des Batteriestatus eines angeschlossenen Kraftfahrzeugs (1 ), einer Recheneinheit (17) zur Reihung der angeschlossenen Kraftfahrzeuge (1 ) und eine Datenverbindung zur Übermittlung eines Freigabesignal zum Ladestromabgriff ausschließlich für ein gewähltes Kraftfahrzeug.
8. Ladeverteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussverbindungen (5) zueinander parallelgeschalten sind.
9. Ladeverteiler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Anschlussverbindung (5) eine Lagersteckdose vorgesehen ist.
10. Ladeverteiler nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Anschlussverbindung (5) eine Anzeige zum Ablesen des Ladestatus des angeschlossenen Kraftfahrzeugs (1 ) vorgesehen ist.
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