DE102011057001A1 - Energy supply system and method for performing an energy transfer - Google Patents
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Abstract
Energieversorgungssystem mit zumindest – einer ersten Energietransfereinheit, – einer zweiten Energietransfereinheit, – einem Energiekontrollmodul, – einem Energiefreigabemodul und – einem Informationsmodul, wobei das Energiefreigabemodul mit dem Informationsmodul eine gemeinsame Schnittstelle aufweist, die für eine bidirektionale Kommunikation ausgebildet ist und das Energiekontrollmodul mit dem Energiefreigabemodul eine gemeinsame Schnittstelle aufweist und wobei das Energiekontrollmodul derart ausgebildet ist, dass es erst nach einem Empfang eines Freigabesignals vom Energiefreigabemodul einen Energietransfer für eine vorbestimmte Energiemenge zwischen dem ersten Energietransfermodul und dem zweiten Energietransfermodul durchführt.Energy supply system having at least - a first energy transfer unit, - a second energy transfer unit, - a power control module, - a power release module and - an information module, wherein the energy release module with the information module has a common interface, which is designed for bidirectional communication and the energy control module with the energy release module common interface and wherein the energy control module is designed such that it performs energy transfer for a predetermined amount of energy between the first energy transfer module and the second energy transfer module only after receiving an enable signal from the power release module.
Description
Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem und ein Verfahren zum Durchführen eines Energietransfers. The invention relates to a power supply system and a method for performing an energy transfer.
Für den Bezug von Energie im öffentlichen Raum, z. B. zur Stromversorgung elektrischer Autos, erfolgt heutzutage fast ausschließlich dadurch, dass der Kunde/Nutzer seinen Energiespeicher/-verbraucher an eine Energieabgabestation anschließt und sich z. B. per Kreditkarte an der Energieabgabestation identifiziert und dadurch die Energieübertragung von der Energieabgabestation an den Energiespeicher/-verbraucher gestartet wird. Die Abrechnung der bezogenen Energie erfolgt später.For the purchase of energy in public space, eg. B. for powering electric cars, is nowadays almost exclusively by the fact that the customer / user connects his energy storage / consumer to an energy delivery station and z. B. identified by credit card at the power delivery station and thereby the energy transfer from the power delivery station to the energy storage / consumer is started. The billing of the energy used will be done later.
Nachteilig an einem solchen System ist, dass keinerlei weitere Sicherheitsprüfung stattfindet. Das heißt, es wird nicht geprüft ob die von der Station gelieferte Energie auch am zu ladenden Energiespeicher ankommt. Bei einer elektrischen Energieversorgungsstation ist es beispielsweise nicht möglich die illegale Energieentnahme durch zum Beispiel einen parallel geschalteten weiteren Stromverbraucher festzustellen und die Energieversorgung daraufhin zu unterbrechen. The disadvantage of such a system is that no further safety testing takes place. This means that it is not checked whether the energy delivered by the station also arrives at the energy store to be charged. In an electrical power supply station, for example, it is not possible to detect the illegal energy extraction by, for example, a parallel connected further power consumers and then interrupt the power supply.
Ebenso erlauben solche System nur das starre Aufladen eines Energiespeichers bis dieser entweder komplett geladen ist, oder die Übertragung durch z. B. den Kunden/Nutzer manuell unterbrochen wird. Ein flexibler Austausch von Energie zwischen Energieabgabestation und Energiespeicher ist somit nicht möglich.Likewise, such systems only allow the rigid charging of an energy store until it is either completely charged, or the transmission by z. B. the customer / user is manually interrupted. A flexible exchange of energy between energy delivery station and energy storage is therefore not possible.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren anzugeben, welche zumindest oben genannte Nachteile vermeiden und eine sichere Energieübertragung ermöglichen. It is therefore an object of the present invention to provide a system and a method which avoid at least the above-mentioned disadvantages and enable safe energy transmission.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Energieversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Durchführen eines Energietransfers mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Energieversorgungssystems und des Verfahrens zum Durchführen eines Energietransfers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved inter alia by a power supply system having the features of claim 1 and a method of performing an energy transfer having the features of claim 18. Advantageous developments of the energy supply system and the method for performing an energy transfer are the subject of the dependent claims.
In einer Ausführungsform weist das Energieversorgungssystem zumindest
- – eine erste Energietransfereinheit (M01),
- – eine zweite Energietransfereinheit (M02),
- – ein Energiekontrollmodul (M03),
- – ein Energiefreigabemodul (M04) und
- – ein Informationsmodul (M06) auf, wobei
- A first energy transfer unit (M01),
- A second energy transfer unit (M02),
- - an energy control module (M03),
- A power release module (M04) and
- - An information module (M06), wherein
Erfindungsgemäß werden zum Durchführen eines Energietransfers zwischen einer ersten Energietransfereinheit (M01) und einer zweiten Energietransfereinheit (M02), diese über ein Energiekontrollmodul (M03) verbunden. Zumindest die Identität einer der Energietransfereinheiten wird an das Energiekontrollmodul (M03) übertragen und zumindest der Wert einer bestimmten Energiemenge wird an das Energiekontrollmodul (M03) übertragen. Vom Energiefreigabemodul (M04) wird ein Freigabesignal an das Energiekontrollmodul (M03) übertragen, wobei nach der Übertragung des Freigabesignals zumindest die bestimmte Energiemenge innerhalb eines bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt von einer der Energietransfereinheiten zu der jeweils anderen Energietransfereinheit mittels des Energiekontrollmoduls (M03) übertragen wird.According to the invention, for carrying out an energy transfer between a first energy transfer unit (M01) and a second energy transfer unit (M02), these are connected via an energy control module (M03). At least the identity of one of the energy transfer units is transmitted to the energy control module (M03) and at least the value of a certain amount of energy is transferred to the energy control module (M03). A release signal is transmitted from the energy release module (M04) to the energy control module (M03), after the transmission of the release signal at least the determined amount of energy being transferred from one of the energy transfer units to the other energy transfer unit by means of the energy control module (M03) within a predetermined time ,
Die einzelnen Komponenten des Energieversorgungssystem können dabei auch als Einheiten zweier oder mehrerer Einzelkomponenten ausgebildet sein.The individual components of the energy supply system can also be designed as units of two or more individual components.
Eine der Energietransfereinheiten kann als reiner Energieverbraucher ohne Energiespeicher, als Energieverbraucher mit Energiespeicher oder als reiner Energiespeicher ausgelegt sein. Da der Energietransfer zwischen beiden Energietransfereinheiten in beide Richtungen möglich ist, ermöglicht es letztere Ausführungsform zum Beispiel Energie zu speichern, wenn sie günstig ist und wieder abzugeben wenn sie teuer ist. Die jeweils andere Energietransfereinheit ist dabei mit einem Energiezulieferer verbunden.One of the energy transfer units can be designed as a pure energy consumer without energy storage, as an energy consumer with energy storage or as a pure energy storage. For example, since the energy transfer between both energy transfer units is possible in both directions, the latter embodiment makes it possible to store energy when it is cheap and to return it when it is expensive. The respective other energy transfer unit is connected to an energy supplier.
Die Energieübertragung zwischen den zumindest zwei Energietransfereinheiten kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich stattfinden. Konkret bedeutet dies, dass im diskontinuierlichen Betrieb die Freigabe nur für bestimmte Energiemengen erfolgt, wie z. B. in 100 Wh Intervallen oder in Zeitintervallen, wie z. B. in 10 Sekunden Intervallen, und danach erneut eine bestimmte Menge an Energie freigegeben wird. Ebenso können zwischen den einzelnen Energietransfers Pausen vorgesehen sein.The energy transfer between the at least two energy transfer units can take place either continuously or discontinuously. Specifically, this means that in discontinuous operation, the release takes place only for certain amounts of energy, such. B. in 100 Wh intervals or in time intervals, such as. At 10 second intervals, and thereafter a certain amount of energy is released again. Likewise, breaks can be provided between the individual energy transfers.
Das System ermöglicht somit einen äußerst flexiblen Energietransfer zwischen zumindest zwei Energietransfereinheiten, wobei sowohl Richtung, zeitlicher Verlauf als auch resultierender Energietransfer festgelegt werden können.The system thus enables extremely flexible energy transfer between at least two energy transfer units, whereby both direction, Timing and energy transfer can be determined.
Das Energiefreigabemodul (M04) kann sowohl als eine mobile Kommunikationseinrichtung, wie z. B. ein Smartphone mit Applikation, oder auch als stationäre Einrichtung, die von einer der Energietransfereinheiten bereitgestellt wird, ausgebildet sein.The energy release module (M04) can be used as both a mobile communication device, such as a mobile communication device. As a smartphone with application, or as a stationary device that is provided by one of the energy transfer units may be formed.
Die Kommunikation zwischen der Energiekontrolleinheit (M03) und dem Energiefreigabemodul (M04) bzw. zwischen dem Energiefreigabemodul (M04) und dem Informationsmodul (M06) kann sowohl drahtgebunden als auch drahtlos ausgebildet sein und kann bidirektional erfolgen. Entsprechende Schnittstellen sind beispielsweise Bluetooth, Mobilfunkverbindungen (EDGE, GPRRS, UMTS etc.), WLAN oder Powerline Communication (PLC). Die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten kann wahlweise verschlüsselt erfolgen.The communication between the energy control unit (M03) and the energy release module (M04) or between the energy release module (M04) and the information module (M06) can be both wired and wireless and can be bidirectional. Corresponding interfaces are for example Bluetooth, mobile radio connections (EDGE, GPRRS, UMTS etc.), WLAN or Powerline Communication (PLC). The communication between the individual components can optionally be encrypted.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung findet das Energiekontrollmodul (M03) mittels des Energiefreigabemoduls (M04) das für eine der Energietransfereinheiten zuständige Informationsmodul seines Energiezulieferers heraus. Beispielsweise kann eine der Energietransfereinheiten eine eindeutige Kennung (z. B. IPv6) haben, die es dem Energiekontrollmodul (M03) mittels des Energiefreigabemoduls ermöglicht über beispielsweise ein Datenbanknetzwerk, z. B. ähnlich einem DNS (Domain Name Service), das für eine der Energietransfereinheiten zuständige Informationsmodul (M06) herauszufinden. Eine Energietransfereinheit kann dabei von mehreren Energiezulieferern versorgt werden. Dabei wird das Freigabesignal eines Informationsmoduls (M06) eines Energiezulieferers einer der beiden Energietransfereinheiten durch das Energiefreigabemodul (M04) empfangen.According to one embodiment of the invention, the energy control module (M03) finds out, by means of the energy release module (M04), the information module of its energy supplier responsible for one of the energy transfer units. For example, one of the energy transfer units may have a unique identifier (eg, IPv6) that allows the energy control module (M03) to use the energy release module via, for example, a database network, e.g. For example, similar to a DNS (Domain Name Service), find out for one of the energy transfer units responsible information module (M06). An energy transfer unit can be supplied by several energy suppliers. In this case, the enable signal of an information module (M06) of an energy supplier of one of the two energy transfer units is received by the energy release module (M04).
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden durch das Energiekontrollmodul (M03) für transferierte Energieeinheiten von einer Energietransfereinheit zur jeweils anderen Codes erzeugt, die vom Energiekontrollmodul (M03) oder dem Energiefreigabemodul (M04) verwaltet werden, und die zum Bezug von Energie durch die jeweils andere Energietransfereinheit berechtigen und die über das Informationsmodul (M06) des Energiezulieferers einer der beiden Energietransfereinheiten abgerechnet werden können.In a particularly advantageous development of the method, the energy control module (M03) generates transferred energy units from one energy transfer unit to the other code managed by the energy control module (M03) or the energy release module (M04) and to receive energy from each entitle other energy transfer unit and which can be billed via the information module (M06) of the energy supplier of one of the two energy transfer units.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems weist zumindest eine der Energietransfereinheiten (M01) oder (M02) einen Energieverbrauchszähler auf, um die zwischen den beiden Energietransfereinheiten übertragene Energie messen zu können. In an advantageous development of the energy supply system according to the invention, at least one of the energy transfer units (M01) or (M02) has an energy meter to measure the energy transmitted between the two energy transfer units.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Energiekontrollmodul (M03) einen Energieverbrauchszähler auf. Damit kann das Energiekontrollmodul die übertragene Energie messen und auswerten in Bezug auf
- a) den resultierenden Energietransfer, wobei der Transferzeitraum eine oder mehrfache Transferpausen beinhalten kann,
- b) die aktuelle Leistungsaufnahme, und
- b) den Zeitverlauf der Leistungsaufnahme nach der ersten Freigabe des Energiekontrollmoduls (M03) durch das Energiefreigabemodul (M04).
- a) the resulting energy transfer, whereby the transfer period may include one or more transfer breaks,
- b) the current power consumption, and
- b) the time course of the power consumption after the first release of the energy control module (M03) by the energy release module (M04).
Um Messungen und Auswertungen aufzeichnen zu können, kann das Energiekontrollmodul auch einen Aufzeichnungsspeicher aufweisen.In order to record measurements and evaluations, the energy control module can also have a recording memory.
Anhand der aktuellen Leistungsaufnahme, dem Zeitverlauf der Leistungsaufnahme, des resultierenden Energietransfers oder dem Vergleich mit Referenzdaten für die energieempfangende Energietransfereinheit kann das Energiekontrollmodul (M03) den Energietransfer zwischen der ersten und der zweiten Energietransfereinheit unterbrechen.On the basis of the current power consumption, the time course of the power consumption, the resulting energy transfer or the comparison with reference data for the energy-receiving energy transfer unit, the energy control module (M03) can interrupt the energy transfer between the first and the second energy transfer unit.
Solche Referenzinformation können neben einem Speicher des Energiekontrollmoduls (M03) beispielsweise auch durch das Informationsmodul (M06) und/oder das Energiefreigabemodul (M04) bereitgestellt werden, mit welchen das Energiekontrollmodul eine gemeinsame Schnittstelle aufweist.Such reference information can be provided in addition to a memory of the energy control module (M03), for example by the information module (M06) and / or the energy release module (M04), with which the energy control module has a common interface.
Bei einer Unterbrechung der Energieübertragungen durch das Energiekontrollmodul kann in einer weiterführenden Ausführungsform auch eine Benachrichtigung erzeugt werden. Diese kann z. B. an Verantwortliche der beiden Energietransfereinheiten oder an Verantwortliche des Energiezulieferers übermittelt werden.If the energy transmissions are interrupted by the energy control module, a notification can also be generated in a further embodiment. This can, for. B. to those responsible of the two energy transfer units or to those responsible of the energy supplier.
Mit dem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem ist es somit möglich, eine sichere Energieversorgung zu gewährleisten, da ein Energietransfer nur nach Freigabe durch das Energiefreigabemodul (M03) erfolgt und der Energietransfer durch das Energiefreigabemodul (M03) bei Detektion einer Abweichung unterbrochen werden kann. Zudem ist eine umgehende Information verantwortlicher Personen durch das System möglich.With the energy supply system according to the invention, it is thus possible to ensure a secure energy supply, since an energy transfer takes place only after release by the energy release module (M03) and the energy transfer through the energy release module (M03) can be interrupted upon detection of a deviation. In addition, an immediate information of responsible persons by the system is possible.
Bei Vorhandensein zumindest eines weiteren Energieverbrauchszählers in mindestens einer der zumindest zwei Energietransfereinheiten (M01) und (M02) können auch die aktuellen Leistungsaufnahmen, die Zeitverläufe der Leistungsaufnahmen oder die resultierenden Energietransfers von Energiekontrollmodul (M03) und zumindest einer der Energietransfereinheiten im Energiekontrollmodul (M03) verglichen werden und bei Diskrepanzen der Energietransfer unterbrochen und zusätzlich eine Nachricht erzeugt werden.In the presence of at least one further energy consumption meter in at least one of the at least two energy transfer units (M01) and (M02), the current power consumption, the power consumption time curves or the resulting energy transfers of the energy control module (M03) and at least one of the energy transfer units in the energy control module (M03) can also be compared and in the event of discrepancies Energy transfer interrupted and additionally generated a message.
Die bisher im Allgemeinen beschriebenen Energieversorgungssysteme und Verfahren zum Durchführen eines Energietransfers eignen sich z. B. für den Transfer
- a) elektrischer Energie,
- b) einer oder mehrer Flüssigkeiten,
- c) eines oder mehrer fossiler Brennstoffe,
- d) eines oder mehrer Gase, und
- e) eines oder mehrer Produkte aus den vorhergehenden Kategorien.
- a) electrical energy,
- b) one or more liquids,
- c) one or more fossil fuels,
- d) one or more gases, and
- e) one or more products from the preceding categories.
Nachfolgend wird der Stand der Technik und ein konkretes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren erläutert.Hereinafter, the prior art and a concrete embodiment will be explained with reference to the figures.
Es zeigen: Show it:
Der Benutzer hat sich dabei entweder per Mobilfunkgerät (Smartphone, Tablet-PC etc.) im Portal des Energieversorgungssystembetreibers oder per Identifikation über z. B. Kreditkarte oder PIN an der Ladestation zu identifizieren. Über ein an die Energieversorgungsstation angeschlossenes Informations- und Managementsystem wird die Identität des Nutzers festgestellt, um den Energietransfer von der Energieversorgungsstation zum Fahrzeug des Kunden zu starten. Über ein Online-Verrechnungssystem wird die transferierte Menge an Energie vom Energiemarkt bezogen und dem Kunden in Rechnung gestellt, z. B. durch Belasten der Kreditkarte.The user has either by mobile device (smartphone, tablet PC, etc.) in the portal of the power system operator or by identification over z. B. Credit card or PIN at the charging station to identify. Via an information and management system connected to the power supply station, the identity of the user is determined in order to start the energy transfer from the power supply station to the customer's vehicle. Through an online billing system, the transferred amount of energy is sourced from the energy market and charged to the customer, eg. B. by debiting the credit card.
Ein solches System ist dadurch gekennzeichnet, dass der Energietransfer nur von der Energieversorgungsstation zum Fahrzeug des Kunden möglich ist und nur die Funktion des Ladens des Fahrzeugs möglich ist. Zudem ist einem solchen System der Nachteil inhärent, dass nach Feststellung der Identität keine weiteren Sicherheitskontrollen mehr folgen. Such a system is characterized in that the energy transfer only from the power supply station to the customer's vehicle is possible and only the function of charging the vehicle is possible. Moreover, such a system is inherently at a disadvantage in that no further security checks follow after identification of the identity.
Es ist somit nicht möglich zu prüfen, ob illegal ein anderer Energiespeicher/-verbraucher statt des Fahrzeugs des Kunden an die Energieversorgungsstation angeschlossen wird oder ob ein weiterer Energiespeicher/-verbraucher parallel dazugeklemmt ist, da sich der Kunde während der Ladezeit (bis zu mehrere Stunden) für gewöhnlich vom Fahrzeug entfernen wird. Der Kunde wird somit erst nach dem Wiedereintreffen bzw. nach Rechnungsstellung feststellen, dass etwas nicht in Ordnung ist. Es gibt keine Möglichkeit den illegalen Energietransfer zur dritten Partei vorher zu unterbinden.It is thus not possible to check whether an illegal energy storage / consumer instead of the customer's vehicle is connected to the power supply station or whether another energy storage / consumer is clamped in parallel, since the customer during the charging time (up to several hours ) will usually remove from the vehicle. The customer will therefore only after re-arrival or after billing found that something is wrong. There is no way to prevent illegal energy transfer to the third party beforehand.
Ein erstes, sehr konkretes Ausführungsbeispiel ist der Ladevorgang für ein Elektroauto.A first, very specific embodiment is the charging process for an electric car.
Überall verteilt stehen Ladestationen (M01), die von Energieversorgern (M05) oder auch anderen Gesellschaften oder Privatanbietern betrieben werden. Wenn ein Fahrer eines Elektrofahrzeugs (M02) zur Ladestation (M01) kommt, so schließt er das Elektroauto (M02) an die Ladestation (M01) an, sodass sich das Energiekontrollmodul (M03) im Ladekabel zwischen Elektroauto (M02) und Ladestation (M01) befindet.There are charging stations everywhere (M01), which are operated by energy suppliers (M05) or other companies or private providers. When a driver of an electric vehicle (M02) comes to the charging station (M01), he connects the electric car (M02) to the charging station (M01) so that the energy control module (M03) in the charging cable between the electric car (M02) and the charging station (M01) located.
Das Energiekontrollmodul (M01) kommuniziert nun über PLC mit der Ladestation (M01), um deren Identität (z. B. Seriennummer oder IPv6) feststellen zu können. Andererseits kommuniziert es mit dem Fahrzeug (M02) um zu erfahren welche Energiemenge maximal nachgeladen werden kann. Der Fahrer verwendet eine Applikation auf seinem Smartphone (M04) und bekommt über Bluetooth den Nachladebedarf und die Identität (Seriennummer, IPv6) der Ladestation. Die Applikation am Smartphone (M04) sucht aufgrund der Identität Details zur Ladestation im Internet und findet heraus, dass es sich hierbei um einen Privatanbieter handelt, der Verträge mit zwei Energiezulieferern E1 und E2 hat.The energy control module (M01) now communicates via PLC with the charging station (M01) in order to determine its identity (eg serial number or IPv6). On the other hand, it communicates with the vehicle (M02) to know what amount of energy can be recharged maximum. The driver uses an application on his smartphone (M04) and receives via Bluetooth the reload and the identity (serial number, IPv6) of the charging station. The application on the smartphone (M04) looks for the identity details of the charging station on the Internet and finds out that this is a private provider that has contracts with two energy suppliers E1 and E2.
Die Applikation zeigt weiterhin, dass E1 von 20:00 bis 22:00 10% Preisreduktion gegenüber dem Tagestarif hat, während E2 das heute nicht anbietet, dafür ab 23:00 30% Preisreduktion anbietet. Nachdem der Fahrer sicher nicht vor 22:30 zurückkehrt und sehr wahrscheinlich sogar erst später wird E1 ausgewählt, um bis 22:00 30% der Batteriekapazität zu erreichen und E2 ab 23:00 ausgewählt, um die Batterie so voll als möglich zu bekommen.The application also shows that E1 has 10% off the daily rate from 20:00 to 22:00, while E2 does not offer it today, offering a 30% price reduction from 23:00 onwards. After the driver certainly does not return before 22:30, and most likely even later, E1 is selected to reach 30% of battery capacity by 22:00 and E2 is selected from 23:00 to get the battery as full as possible.
Um so eine komplexe Berechnung nicht immer manuell machen zu müssen hat der Fahrer auf der Applikation einfach eingestellt, dass bis spätestens 22:00 die Batteriekapazität für eine Fahrleistung von 40 km ausreichen muss und spätestens um 7:00 morgens die Batterie wieder voll sein muss. Die Applikation am Smartphone (M04) lädt aufgrund dieser Information über eine Datenverbindung (z. B. UMTS) Bezugsberechtigungen für beispielsweise 3 kWh von E1 und 6 kWh von E2 und übergibt sie dem Energiekontrollmodul (M03). Nachdem das in knapp 1 Sekunde unmerkbar für den Fahrer erledigt ist, verlässt der Fahrer das Fahrzeug (M01).In order not always have to do a complex calculation manually, the driver has simply set on the application that by 22:00 at the latest the battery capacity for a ride of 40 km must be sufficient and no later than 7:00 in the morning the battery must be full again. On the basis of this information, the application on the smartphone (M04) downloads access authorizations for, for example, 3 kWh of E1 and 6 kWh of E2 via a data connection (eg UMTS) and transfers them to the energy control module (M03). After this is imperceptibly done for the driver in just under 1 second, the driver leaves the vehicle (M01).
Das Energiekontrollmodul (M03) hat nun das Smartphone (M04) als Verbindung zum Internet nicht mehr verfügbar, benötigt das aber auch nicht, da es nun autonom arbeiten kann. Das Kontrollmodul beginnt nun die PLC-basierende verschlüsselte Kommunikation mit der Ladestation und überträgt die Bezugsberechtigung für die erste kWh. Erhält die Ladestation (M01) den für dessen Identität und für E1 den richtigen Code, so wird der Energietransfer von Ladestation (M01) zu Fahrzeug (M02) gestartet und ein in Ladestation (M01) integrierter Energieverbrauchszähler beginnt zu messen.The energy control module (M03) has now no longer available the smartphone (M04) as a connection to the Internet, but does not need that, since it can now work autonomously. The control module now starts the PLC-based encrypted communication with the charging station and transmits the authorization for the first kWh. If the charging station (M01) receives the correct code for its identity and for E1, the energy transfer from the charging station (M01) to the vehicle (M02) is started and an energy meter integrated in the charging station (M01) starts to measure.
Das Energiekontrollmodul (M03) überprüft mit einem integrierten Messgerät für Strom und Spannung einerseits den Stromfluss und vergleicht über verschlüsselte Kommunikation seinen Wert mit dem der Ladestation (M01). Sollte hier nun eine Differenz entstehen, so wird erkannt, dass jemand durch Manipulation (z. B. Anschneiden des Kabels) einen weiteren Verbraucher zwischen sich und der Ladestation (M01) geschalten hat. On the one hand, the energy control module (M03) checks the current flow with an integrated current and voltage measuring device and compares its value with the charging station (M01) via encrypted communication. If a difference arises here, it is recognized that someone has manipulated (eg by cutting the cable) another consumer between himself and the charging station (M01) has switched.
Infolge wird die Ladestation (M01) instruiert, den Energietransfer zu beenden und eine Manipulationsmeldung abzugeben. Die Manipulationsmeldung geht an den Betreiber der Ladestation und kann auch an den Fahrer weitergeleitet werden wenn entsprechende Information hinterlegt ist. Sollte die Ladestation dies nicht unterstützen, so wird das Energiekontrollmodul (M03) keine weiteren Bezugsberechtigungen mehr an die Ladestation (M01) übergeben und der Schaden betrifft maximal eine Einheit für eine Bezugsberechtigung.As a result, the charging station (M01) is instructed to stop the energy transfer and to give a tampering message. The manipulation message goes to the operator of the charging station and can also be forwarded to the driver if appropriate information is stored. If the charging station does not support this, the energy control module (M03) will no longer transfer any further entitlements to the charging station (M01) and the damage will affect at most one entitlement unit.
Gleichzeitig kontolliert das Energiekontrollmodul (M03) den Energiefluss auch in Bezug auf seinen zeitlichen Verlauf. Unterscheidet sich dieser vom hinterlegten Profil bzw. den Profilgrenzen, so wird auch in diesem Fall der Energietransfer aufgrund des Verdachts auf Manipulation abgebrochen. Derartige Ereignisse sowie die tatsächlich geladene Energie, sowie die Profile können für spätere Verwendung zwischengespeichert werden und dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden.At the same time, the energy control module (M03) controls the energy flow in relation to its time course. If this differs from the stored profile or the profile boundaries, then also in this case the energy transfer will be terminated on suspicion of manipulation. Such events as well as the actual charged energy, as well as the profiles can be cached for later use and made available to the driver.
Das Energiekontrollmodul (M03) kann wie beschrieben im Ladekabel, aber auch integriert in der Ladestation (M01) oder auch integriert im Fahrzeug (M02) angeordnet sein. Das Smartphone (M04) oder ein ähnliches Gerät kann auch zusammen mit dem Energiekontrollmodul (M03) angebracht sein, sodass es beispielsweise fahrzeuggebunden und nicht fahrergebunden ist. Eine autogebundene Lösung bietet sich beispielsweise für Fahrzeuge mit festen Fahrern an. Fahrergebundene Lösungen eignen sich beispielsweise für Mietfahrzeuge.The energy control module (M03) can be arranged as described in the charging cable, but also integrated in the charging station (M01) or integrated in the vehicle (M02). The smartphone (M04) or a similar device can also be mounted together with the energy control module (M03), so that it is for example vehicle-bound and not driver-bound. An auto-bound solution is, for example, suitable for vehicles with fixed drivers. Driver-connected solutions are suitable, for example, for rental vehicles.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für das in
Der Pendler macht nach Ankunft an der Arbeitsstelle am Morgen über das Energiefreigabemodul (M04) die Eingabe, dass das Fahrzeug ab 16:00 voll geladen sein muss und in der Zwischenzeit der Ladestand egal ist und übermittelt dies an das Informationsmodul (M06) des Energieversorgers (M05) der Ladestation (M01). In diesem Fall übermittelt das Energiekontrollmodul (M03) der Ladestation (M01) die Information, dass im Fahrzeug (M01) 15 kWh (entspricht 2/3 der Batteriekapazität) an Energie gespeichert sind.After arriving at the workplace in the morning, the commuter makes the input via the energy release module (M04) that the vehicle must be fully charged from 16:00 and in the meantime the charge level does not matter and transmits this to the energy provider's information module (M06) ( M05) of the charging station (M01). In this case, the energy control module (M03) transmits the information to the charging station (M01) that 15 kWh (equivalent to 2/3 of the battery capacity) is stored in the vehicle (M01).
Somit kann der Energieanbieter (M05) beispielsweise die Restenergiemenge der Fahrzeugbatterie beziehen und dem Energiekontrollmodul (M03) hierfür Energiebezugseinheiten übergeben, die beispielsweise zur Mittagszeit mit 150% bewertet werden, da zu dieser Tageszeit ein erhöhter Energiebedarf herrscht und der Energieversorger zum Abfedern der Energiespitzen ansonsten Spitzenlastkraftwerke anfahren müsste.Thus, the energy provider (M05), for example, relate the remaining energy of the vehicle battery and the energy control module (M03) handed over energy reference units, for example, at lunch time rated at 150%, since there is an increased demand for energy at this time of day and the energy supplier to cushion the energy peaks otherwise peak load power plants would have to start.
Nach Ende der Mittagszeit, beispielsweise 14:00 oder zu einem früheren Zeitpunkt ab dem Energie zu einer Bewertung von 100% oder einem benutzerdefinierten Wert verfügbar ist, initiiert das Energiekontrollmodul (M03), dass Energie von der Ladestation (M01) zum Fahrzeug (M02) transferiert wird, um dieses bis 16:00 vollständig zu laden. Ausgehend von einer zu 2/3 gefüllten Batterie vor der Mittagszeit und einer vollständigen Entladung zur Mittagszeit und einer anschließenden vollständigen Ladung bis 16:00, erhält der Fahrer somit um 16:00 kostenfrei ein vollständig geladenes Fahrzeug (M02). Der Energieversorger (M05) hingegen hat den Vorteil, dass er weniger Kraftwerke für Stromspitzen um die Mittagszeit benötigt, da es ja sehr viele Tagespendler gibt, deren Autobatterien auf diese Art genutzt werden können.After the end of the lunch time, for example 14:00 or earlier from the energy at a rating of 100% or a user-defined value, the energy control module (M03) initiates energy from the charging station (M01) to the vehicle (M02). is transferred to fully load this by 16:00. Starting from a 2/3 filled battery before noon and a full discharge at midday followed by a full charge until 4:00 pm, the driver will receive a fully charged vehicle (M02) at 4:00 pm free of charge. The energy supplier (M05), on the other hand, has the advantage that it needs fewer power stations for peak power at midday, as there are a great many commuters, whose car batteries can be used in this way.
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