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EP4444570A2 - Device and method for controlling the charge power when charging a device to be charged using an intelligent charging cable - Google Patents

Device and method for controlling the charge power when charging a device to be charged using an intelligent charging cable

Info

Publication number
EP4444570A2
EP4444570A2 EP22839154.6A EP22839154A EP4444570A2 EP 4444570 A2 EP4444570 A2 EP 4444570A2 EP 22839154 A EP22839154 A EP 22839154A EP 4444570 A2 EP4444570 A2 EP 4444570A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charging
charging cable
intelligent
cable
charged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22839154.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Oliver Raguse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eclever Technology GmbH
Original Assignee
Eclever Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eclever Technology GmbH filed Critical Eclever Technology GmbH
Publication of EP4444570A2 publication Critical patent/EP4444570A2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/18Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/305Communication interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68Off-site monitoring or control, e.g. remote control

Definitions

  • the present invention relates to the field of charging and controlling and/or ending a charging process of a device to be charged, in particular an electric vehicle, in particular charging an electric vehicle at a charging station with a three-phase, alternating current or direct current connection.
  • the invention relates to a single-phase or multi-phase device suitable for this purpose, preferably a charging cable, which comprises integrated electronics with at least one communication interface for coupling the charging cable to at least one computing unit, set up to carry out the charging process of the device to be charged, in particular the electric vehicle to make the processing unit controllable and/or terminable.
  • Charging cables for charging accumulators of devices, in particular electric vehicles are sufficiently known from the prior art.
  • Conventional charging cables are preferably designed with one or more phases and are designed in such a way that they are mechanically and electrically connected to a charging station via a plug connector in order to enable charging with alternating current, direct current or three-phase current.
  • Charging cables with an integrated function for monitoring a charging process are also already known.
  • Charging cables e.g. from Bosch
  • DE 20 2021 104997 U1 discloses a mobile charging cable for charging control of accumulators and is characterized in that the charging cable has a communication interface which is set up in such a way that it is used to identify a mains connection device, in particular to distinguish between a mains connection cable (also: charging cable) and a mains connection station (also: charging station, charging station, charging device), as well as to identify the charging cable compared to the mains connection device.
  • a charging control unit is mechanically and electrically connected to a mains connection station via a plug connector, the mains connection station being set up in such a way that it can be connected to the electrical supply network.
  • Such a device is used for electrically coupling a device comprising a battery, in particular an electric vehicle, via charging cable and mains connection station to the mains, the charging cable and the mains connection station being mutually identifiable by the communication interface comprised by the charging cable.
  • a mains connection device can be prohibited if it is not compatible with the mobile charging cable used, or charging the electric vehicle at this mains connection device is not permitted for other reasons (e.g. lack of authorization).
  • the grounding of the electric vehicle via the mains connection cable and the mains connection station is also controlled by the Battery Management System (BMS) installed in the device to be charged.
  • BMS Battery Management System
  • DE 20 2021 104 997 U1 discloses the use of a charging control unit, comprising a housing, a mains-side connection and a consumer-side connection, this being designed such that it contains the electronic components required for charging a battery, in particular an electric vehicle.
  • the charge control unit preferably takes on the necessary control and protection functions, such as charging current limitation, checking the polarity of the connections and ensuring continuity of the protective grounding to the device to be charged.
  • the charging control unit disclosed in DE 202021 104 997 U1 has the function of providing an alternating current for charging on the device side. The conversion of the alternating current only takes place on the part of the device to be charged, preferably the electric vehicle.
  • the prior art does not disclose any possibility of remotely controlling and/or terminating the charging process. It is not possible for a user to check the charging process from a distance and to adapt it to the current network load, for example, or to release the charging station to which the device to be charged, in particular his electric vehicle, is connected to other users after the charging process has ended.
  • US 2020/0180460 A1 relates to a smart charging cable that enables dynamic and remote charging of a battery, as may occur in an electric vehicle (EV).
  • the EF charging cable is not specific to any particular manufacturer or a specific brand of electric vehicle, allowing unrestricted application and access to charge vehicles.
  • the EV charging cable contains a processor for executing instructions stored in memory and a communication module for wireless communication between the cable and a remote source.
  • An autoemulator can be used to simulate the presence of a vehicle to allow high power switched sources such as standard installed EV chargers and a power meter to measure the current flowing through the cable.
  • the above components can be housed in a switch box placed between two parts of the cable to receive power from a source and deliver it to a battery.
  • the charging cable includes a plurality of electronic switches and a safety module, the switches being arranged to selectively and safely control the transfer of energy through the EV charging cable.
  • a charging plan can be obtained from a cloud, for example, and can correspond to the vehicle's desired charging requirements and/or criteria.
  • US 2016/0121743 A1 discloses a system for charging an electric vehicle, the system using an in-cable control box (ICCB) and comprising an electrical connection device for slow charging that supplies electricity to a vehicle.
  • Electricity is supplied through an RFID socket when the electrical connection device is connected to the RFID socket to charge the vehicle, the electrical connection device providing information on the electric power used to charge the vehicle and information on a position where the vehicle is being charged in order to charge for electricity according to an electricity tariff applicable to the vehicle.
  • the electric connection device can transmit the information about the position where the vehicle is charged and the information about the electric power to the electric power company, which charges for the electricity used for charging the vehicle.
  • CN 111883975 A discloses a connector receptacle which has a holder, a socket and a lock, the socket having an opening which is designed for inserting and removing a charging plug of an electric vehicle, the socket being movably connected to the holder in such a way that the socket can be tilted about a transverse axis from a plugged-in position downward into a rest position and vice versa.
  • the lock is designed such that the socket when tilted in the Rest position is locked so that the charging connector is held in the socket to prevent the charging connector from falling out.
  • the socket is unlocked when it is tilted into the plugged-in position so that the charging plug can be removed from the socket.
  • DE 10 2013 224 735 A1 discloses a charging cable device with which different vehicles can be charged at different positions of the charging entrance, the charging cable device being long enough to charge the parked vehicle at different parking positions in relation to the power supply station (i.e. a charging station). to reach.
  • the charging cable device has a connector into which a further charging cable device can be plugged.
  • WO 2019/007466 A1 discloses a charging arrangement for an electric vehicle with a drive battery and includes a power supply station connected to a power grid and a power supply cable with a charging plug, the charging plug being connected to the electric vehicle in order to carry out a charging process, with a voltage converter in the charging plug is arranged to convert the supply voltage provided by the power supply station into a charging voltage that is lower than the supply voltage.
  • the voltage converter makes it possible to reduce the cable cross-sections of the electrical conductors within the power supply cable.
  • a wireless communication module can be arranged in or on the charging connector itself or between the charging connector and the power supply station. Bluetooth or WLAN, for example, can be used as a wireless communication standard.
  • a mobile network standard for example GSM
  • GSM Global System for Mobile communications
  • information about the charging process, about the price of the charging process or the charging status of the traction battery can be passed on. These can then be displayed on a corresponding software application (app) on a mobile device, for example a smartphone.
  • charging management at a charging point for multiple electric vehicles is disclosed.
  • two or more charging plugs can each be connected to the power supply station via a power supply cable.
  • the individual charging plugs can preferably communicate with each other and regulate an optimal/required charging power for each electric vehicle.
  • the communication module can communicate, for example, with the power supply station or with a server.
  • DE 10 2021 203 362 A1 discloses a charging cable for electrically charging an energy store of a hybrid or electric vehicle, comprising a charging line, the charging line comprising a first connection device, the first Connection device with the energy storage of the hybrid or electric vehicle is releasably electrically connected.
  • the charging line also includes a second connection device, the second connection device being directly or indirectly detachably electrically connectable to an energy supply device, the charging cable including at least one control unit and/or at least one switching unit and/or at least one communication unit.
  • the charging process is advantageously started without having to initiate prior identification and authorization of the charging current requester via an RFID card, a connection to the cell phone or a credit card.
  • At least one control unit and/or the at least one switching unit and/or the at least one communication unit is accommodated along the charging line.
  • the communication unit can advantageously communicate by cable with the vehicle or also with a switchable socket, for example by carrying out an identification and the switchable socket is released for use after a test.
  • the wireless communication is preferably used to communicate with a charging controller or user interface or energy meter.
  • the switchable socket which is permanently installed, for example, or installed in a fixed location, cannot be used arbitrarily by unauthorized charging cables to charge an energy store, but can only be unlocked with the disclosed charging cable.
  • DE 10 2015 208 786 A1 discloses a communication module for an electrical charging process of a vehicle at a charging station via a charging cable, the user of a vehicle, which uses a communication protocol with a limited range of functions for a charging process, being able to to use the provided functions in an efficient and comfortable way.
  • the vehicle is set up to communicate via the charging cable according to a first communication protocol.
  • the charging station is set up to communicate via the charging cable according to a second communication protocol.
  • the second communication protocol enables the transmission of data that cannot be transmitted using the first communication protocol.
  • the communication module is set up to receive charging station data from the charging station in accordance with the second communication protocol.
  • the communication module is also set up to send data corresponding to the charging station data according to the first communication protocol to the vehicle if the first communication protocol enables the transmission of the charging station data.
  • the communication module is also included set up to send data corresponding to the charging station data via a transmission medium separate from the charging cable to a user unit if the first communication protocol does not enable the transmission of the charging station data.
  • the charging cable includes a vehicle-side plug with a plug-in element that is designed to be plugged into a complementary plug-in element of the vehicle.
  • the vehicle-side connector includes a housing designed as a handle, which encloses a control unit that is set up to communicate with a charging control device of the vehicle in order to control a charging process of the electrical energy store of the vehicle.
  • the charging cable includes a supply-side connector, which is designed to be coupled to an electrical energy supply, and a cable running between the supply-side connector and the vehicle-side connector, which is designed to transmit electrical energy for the charging process from the supply-side connector to the to transfer vehicle-side connector.
  • the vehicle-side connector may include a communication module configured to communicate with an external unit via a wireless communication link, wherein the external unit may include an electronic device of the user (e.g. a smartphone) and/or a control unit of the vehicle.
  • the communication module can communicate with a server that the electronic device can access (e.g. via an app). The communication between the vehicle connector and the electronic device can thus take place indirectly via a server.
  • the control unit can be set up to receive control data for controlling the charging process via the communication module.
  • the electronic device can be enabled (e.g. via an app) to enable a user to intervene in a charging process, e.g. change the charging power.
  • the present invention is therefore based on the technical problem of providing a device that allows the user to control and/or terminate the charging process of a device to be charged from a spatial distance.
  • the purpose of the device is to monitor the charging power transmitted by a charging station, to adjust the charging power according to the user's wishes and/or taking into account the current network load, and to release the charging station to other users after the charging process has ended.
  • the object of the present invention is to provide a device that is functional regardless of the type of charging that is present, ie regardless of whether charging is carried out with direct current, alternating current or three-phase current.
  • the technical problem is solved by providing an intelligent charging cable (1) which makes it possible to monitor and control the charging of a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle, the charging cable having control and protection functions. These include limiting the charging current, checking the polarity of the connections and ensuring continuity of the protective grounding to the device (4) to be charged, with the charging cable (1) according to the invention being suitable for using at least one data communication interface via a remote, in particular mobile, computing unit (2) via a computer program product, preferably an application (also: app), to control the loading process.
  • an intelligent charging cable (1) which is set up to monitor and control the charging of a device (4) to be charged, wherein the charging cable comprises at least one communication interface which is set up in such a way that it enables communication with a computing unit (2), by means of which the charging power can be monitored and adjusted.
  • the device according to the invention allows the user of the device (4) to be charged to adapt and control the charging process of his device, even if he is at a physical distance from the device to be charged.
  • the charging process can thus be adapted with regard to the network load, the status of the accumulator of the device (4) to be charged and external environmental conditions (eg temperature). For example, if the network load is high at a given point in time, the user can interrupt the charging process and continue it at a later point in time. It is also advantageously possible to adapt the charging process to the current supply situation.
  • the electricity price varies throughout the day due to fluctuating grid feed-ins from renewable energies that depend on the time of day and the weather.
  • the device according to the invention (1) it is possible for the user to adapt the charging process in such a way that he can charge at a low rate.
  • the intelligent charging cable (1) makes it possible to control and adjust charging processes for multiple devices (4)(41) to be charged, which are connected to one or more charging stations (3) via one or more charging cables according to the invention. For example, if a device (4) to be charged is to complete the charging process earlier than another, the charging process can be adjusted accordingly using the device according to the invention.
  • the device according to the invention is essentially an intelligent charging cable (1) for regulating the charging power of devices (4) to be charged, preferably electric vehicles, in particular an intelligent charging cable for charging electric vehicles (also: electric vehicle charging cable).
  • the device comprises a single-phase or multi-phase charging cable connection (10) on the mains side for mechanically and electrically coupling the charging cable according to the invention to a charging station (also: charging column, charging device, mains connection station).
  • Charging cable connection (10) is set up in such a way that it has signal contacts and contacts for energy transmission.
  • the signal contacts include a proximity pilot contact (also: or plug present contact) (PP), referred to herein as a charging cable detection contact (102), which can detect the presence of a charging station plug Aport, and a control pilot contact (CP), referred to herein as the control/data line (101), which serves to exchange control signals between the device (4) to be charged and the charging station (3).
  • the contacts for energy transmission are preferably set up in such a way that they include outer conductors, also referred to as phases, as well as a neutral conductor (107) and a protective conductor (105).
  • the protective conductor (105) is preferably set up in such a way that it ensures grounding and personal protection.
  • the neutral conductor (107) is preferably set up in such a way that it ensures that phase shifts in the currents in the phases are compensated for.
  • the mains-side charging cable connection (10) is a plug that conforms to standard EN 62196 type 2, but an embodiment with a plug that conforms to standard SAE J 1772 type 1 is also possible. Such a structure advantageously enables the device (4) to be charged to be charged over up to three
  • Phases (103)(104)(106), resulting in a shorter one with the use of the additional phases loading time can be achieved.
  • the grounding of the device (4) to be charged is ensured during the entire charging process via the protective conductor (105).
  • an electric vehicle is a mobile means of traffic and/or transport (e.g. automobiles, motorcycles, watercraft, aircraft) that are designed to be driven at least also or entirely by an electric motor. It is preferably a matter of traffic and/or means of transport for movement on roads or on land, but vehicles on water and/or in the air can also be included. It is characteristic of an electric vehicle that it has an electric motor which is operated using energy from an accumulator.
  • an intelligent charging cable for regulating the charging power of accumulators of devices to be charged in particular electric vehicles, which is preferably designed as an intelligent electric vehicle charging cable and which comprises the following: an at least single-phase, mains-side charging cable connection, this being used as a coupling element of the charging cable and a charging station is set up, an at least single-phase, vehicle-side charging cable connection, this being set up as a coupling element for the charging cable and a device to be charged, a housing which includes electronics, by means of which a charging power can be adjusted, the electronics for monitoring and/or setting of the charging current on at least one phase, and/or the electronics comprises a communication interface, which is set up in such a way that it comprises at least one signal transmission means, through which a transmission of a data signal or a data sequence can be transmitted to at least one computing unit (2), and the communication interface is designed in such a way that it enables data communication with the computing unit (2), the charging power being able to be monitored and adjusted by the data communication with
  • the housing preferably also has at least one measuring device which is set up to measure an electrical current and/or an electrical power. This makes it possible to check whether the control is being carried out correctly and the measured values can be used advantageously for billing.
  • a further aspect of the invention relates to an intelligent charging cable for regulating the charging power of accumulators of devices to be charged, in particular electric vehicles.
  • the intelligent charging cable has an at least single-phase, mains-side charging cable connection, this being the coupling element of the Charging cable and a charging station is set up.
  • the intelligent charging cable has an at least single-phase vehicle-side charging cable connection, which is set up as a coupling element of the charging cable and a device to be charged.
  • the intelligent charging cable has a housing that includes electronics that are set up to set a charging power.
  • the electronics are set up for monitoring and/or setting the charging current on at least one phase, with the electronics comprising a communication interface which is set up in such a way that it has at least one signal transmission means which is used for transmission of a data signal or a data sequence to at least one Arithmetic unit is set up, the communication interface being designed in such a way that data communication with the arithmetic unit (2) is made possible through this, the arithmetic unit being set up to monitor and/or set the charging power.
  • the charging cable preferably has a mechanism which is set up for ejecting the mains-side and/or vehicle-side connection, wherein the ejection can be controlled by a computing unit which is spatially remote from the charging cable.
  • a user can activate the ejection mechanism via an application (also: app) on a mobile device (e.g. tablet, smartphone). It is thus advantageously possible for the user to initiate the ejection himself if desired.
  • an application also: app
  • a mobile device e.g. tablet, smartphone
  • the device (4) to be charged is referred to below as an electric vehicle.
  • an electric vehicle it is also possible to use the method disclosed herein for another device comprising a chargeable accumulator.
  • a device can be, for example, a laptop, a tablet, or a smartphone.
  • the following designation of the device (4) to be charged as an electric vehicle is not to be understood as limiting.
  • a charging station (3) is a device that provides electrical energy for charging an electric vehicle (4).
  • a device can, for example, be an AC, DC or three-phase charging station.
  • it can be designed as a charging station, wall box or generally as a socket.
  • the intelligent charging cable (1) comprises a single-phase or multi-phase device-side charging cable connection (11) (referred to herein as vehicle-side charging cable connection or vehicle connection) for coupling the intelligent charging cable to a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle.
  • vehicle-side charging cable connection or vehicle connection a single-phase or multi-phase device-side charging cable connection (11) (referred to herein as vehicle-side charging cable connection or vehicle connection) for coupling the intelligent charging cable to a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle.
  • vehicle-side charging cable connection or vehicle connection for coupling the intelligent charging cable to a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle.
  • the charging cable connection (11) on the vehicle side is preferably designed in such a way that it is structurally identical to the charging cable connection (10) on the mains side. This advantageously achieves that no conversion between different connection principles by electronics and no adapter is necessary.
  • an “intelligent charging cable” refers to a charging cable that includes functions that enable a user to control and/or terminate the charging process of an electric vehicle (4) via at least one computing unit (2).
  • the charging cable (1) also includes a housing (12) which is designed in such a way that it includes electronics.
  • the electronics are preferably set up in such a way that they enable the charging power of the electric vehicle (4) to be monitored and/or set by monitoring and/or setting the charging current in at least one phase.
  • the charging power is preferably monitored and/or adjusted by connecting a shunt (also: shunt).
  • a shunt to be a resistance which, in this case, is connected in parallel with the phase to be monitored in order to prevent a current flow from the charging station (3) to the electric vehicle or to the accumulator of the device to be charged.
  • the shunt is preferably designed in such a way that it can be controlled electronically and/or electromechanically by the electronics installed in the housing (12).
  • the charging power can thus be controlled by the intelligent charging cable (1) during the charging process by preventing or enabling the flow of current via the individual phases to the electric vehicle (4) by switching a shunt on or off.
  • the housing (12) containing the electronics is designed in such a way that it is arranged downstream of the charging cable connection (11) on the vehicle and/or a charging cable connection (10) on the mains side of the charging cable (1) according to the invention.
  • the housing (12) is preferably integrated into a plug head of the charging cable (1) according to the invention.
  • the housing (12) containing the electronics is designed as an in-cable control box. This configuration advantageously ensures that the electronics contained in the housing (12) are easily accessible, replaceable and maintainable. Such a configuration can easily be retrofitted if additional functions are desired by the user.
  • the housing (12) is integrated into a wiring system.
  • a wiring system also switch cabinet
  • a framework system in particular a rail system, e.g. a system comprising top-hat rails, comb profiles and/or brackets.
  • the wiring system which the housing (12) includes integrated in the charging station (3) is preferred. The charging process can thus be controlled and/or terminated directly via the charging station (3).
  • the charging cable (1) also includes at least one communication interface integrated into the housing (12).
  • the communication interface is preferably designed in such a way that it comprises at least one signal transmission means for enabling data transmission via, for example, Bluetooth and/or WLAN and/or mobile communications, e.g. LTE, and/or LoRaWAN, which is set up to transmit a data signal or a data sequence to transmit at least one processing unit (2), preferably to a remote, external processing unit, i.e. not assigned to the electric vehicle (4).
  • the communication interface is set up in such a way that it enables communication with the computing unit (2), so that the charging power can advantageously be monitored and/or adjusted via the electronics integrated in the housing (12).
  • the housing comprised by the charging cable provides at least one charging cable connection for at least one additional charging cable. This advantageously allows identical charging cables according to the invention to be plugged into one another in order to produce a charging cable that is lengthened by the charging cables plugged into one another.
  • the housing comprised by the charging cable is set up in such a way that a user can couple it to a charging device and at least one further housing, so that at least one charging option for a device to be charged is provided on each coupled housing.
  • the term computing unit refers to a computing system comprising a processor unit, a communication interface for sending and receiving data and a computer-readable storage medium, the storage medium containing a computer program product, also a software product, which contains instructions for controlling and/or ending the loading process included by the charging cable (1) according to the invention.
  • a computing unit is, for example, an external, mobile computing unit, such as a smartphone or a tablet, or also a stationary computing unit, such as a PC, or a distributed computing unit, in particular a cloud.
  • arithmetic units integrated in the electric vehicle (4) i.e. internal ones, for example comprised by the BMS, are also conceivable.
  • the charging cable (1) preferably enables coupling with at least one spatially distant computing unit (2) via the included communication interface, the distance being a few meters, e.g. to the smartphone of a user standing next to the electric vehicle (4), to any number of kilometers, e.g. up to a cloud server in a company headquarters. It is the user It is thus possible to use the computing unit (2) to control and/or terminate the charging process of the electric vehicle, in particular from a distance, but also from the immediate vicinity of the electric vehicle and the charging station.
  • the housing (12) is designed as an in-cable control box, the housing comprising a plurality of connections.
  • connections are set up in such a way that they enable the user to connect the housing (12) to a charging device, in particular a wall box, using a cable provided for this purpose.
  • the connection takes place according to a plug-in principle, the connections of the cable being designed analogously to the previously described connections of the device (1) according to the invention.
  • the housing (12) is designed in this embodiment in such a way that the plurality of connections it includes has at least one connection for connecting a charging cable for charging an electric vehicle (4) and a connection for connecting a further housing which is identical to the first Housing (12) is designed, provides. It is thus possible for the user to set up a charging device for a number of electric vehicles (4, 41) by simply connecting a number of the housings (12) contained in the intelligent charging cable (1) according to the invention. Thanks to the easy-to-implement plug-in connections, once a charging station such as a wall box has been set up by a specialist, there is no need to call in one to set up additional charging connections.
  • Each of the plurality of housings (12) is designed in such a way that it has all the essential protective functions to protect the user, the electric vehicle (4) and its battery during the charging process.
  • the housing (12) ensures protective earthing throughout the charging process.
  • the housing (12) also includes electronics that control and/or terminate the charging process of the electric vehicle (1) connected to the housing via a charging cable.
  • the electronics of each housing (12) includes a communication interface which is set up to enable data communication between the housing and a computing unit (2), preferably a remote, external computing unit.
  • the charging processes of several electric vehicles can be controlled and/or terminated for the user by the housing (12) contained in the charging cable (1) according to the invention, in particular remotely.
  • the electronics integrated in the charging cable (1) according to the invention comprise an electricity meter.
  • the electricity meter is preferred for monitoring the electrical power supplied by the charging station (3) to the Electric vehicle (4) is released furnished.
  • the electrical power that is delivered to the electric vehicle (4) by the charging station (3) can advantageously be monitored without having to resort to data from the BMS.
  • An additional on-board diagnosis system and/or connection, as well as a computing unit for evaluating the data of the BMS, are advantageously not necessary in order to access the charging data.
  • the electronics of the intelligent charging cable (1) according to the invention include at least one optical display (13) (referred to herein as a display), which is set up in such a way that it can serve as a user interface. It is thus advantageously possible for the user to easily read, for example, the status of the charging process, the power transmitted and/or to be transmitted and the charging capacities of the charging cable used.
  • the display is preferably set up in such a way that a control command entered by the user via the display (13) can be implemented. The advantage of this is that direct control of the charging process when the electric vehicle (4) and the charging station (3) are coupled can be carried out without using a computing unit.
  • the charging cable includes a control/data line (101), the electronics being set up in such a way that they provide an interface to the control/data line.
  • the charging cable (1) according to the invention comprises at least one control/data line (101) which is used to transmit control signals between the charging station (3) and the BMS permanently installed in the electric vehicle (4).
  • an interface to the control/data line (101) is provided by the electronics included in the charging cable (1) according to the invention.
  • These control signals can be transmitted in the form of data to a computing unit (2), preferably a remote, external computing unit, by means of the communication interface integrated into the electronics included in the charging cable (1) according to the invention. This advantageously ensures that the user can also read the status of the charging process from a distance.
  • control/data line (101) of the charging cable is used to transmit control commands to the charging station (3) and/or the electric vehicle (4).
  • control signals from at least one computing unit (2), preferably a spatially remote computing unit are sent through the charging cable to the interface to the control/data line (101) of the charging cable according to the invention (1) transferrable. This advantageously ensures that the user can also control and/or terminate the charging process from a distance.
  • the intelligent charging cable (1) comprises a charging cable detection contact (102) which is designed in such a way that it can preferably be interrupted by the electronics. If the electronics send a signal to interrupt the charging cable detection contact (102), the charging process can be interrupted because the charging station (3) does not provide any electricity if it does not detect a coupled electric vehicle (4) via this connection.
  • the signal for interrupting the charging cable detection contact (102) can be transmitted by the user remotely, i.e.
  • the charging process can also be carried out can be interrupted from a distance, since the flow of current is prevented by the charging station (3) when the connection of the charging cable detection contact (102) is detected to be interrupted.
  • the charging cable (1) according to the invention comprises a mechanism for ejecting the connection (10) on the network side and/or on the vehicle side, which is designed in such a way that, by means of the communication interface, it can be connected via a computing unit (2), preferably a remote one. external computing unit that can be controlled remotely.
  • the mechanism includes a mechanical ejection component such as a spring or switch.
  • the intelligent charging cable (1) according to the invention can thus be evaluated on the side of the charging station (3) and/or the electric vehicle (4), while it remains locked on the vehicle side and/or on the side of the charging station.
  • the charging station (1) can thus advantageously be released remotely for another electric vehicle (4) as soon as the charging process is complete.
  • the location information "from afar" or a spatial distance means any position that is not in the immediate vicinity of the intelligent charging cable.
  • a remote position can be a position that is at least 5 meters, preferably at least 20 meters, particularly preferably at least 50 meters, particularly preferably at least 100 meters and particularly preferably at least 200 meters away from the charging cable that is in use .
  • the processing unit is preferably localized at this position.
  • a charging station is preferably unlocked and a charging cable released when a predetermined charge level, ie a state of charge, has been reached.
  • An app can also be used for this, via which a user can initiate the release.
  • the charging station infrastructure can be better utilized in this way, since a subsequent user (second user) can unlock the charging cable of a previous user (first user) in order to to plug in his charging cable instead. This process can also be referred to as "external unlocking". External unlocking is preferably only possible when a predetermined charge level has been reached. The first-time user can use an app to set the charge level from which he will accept a third-party unlocking.
  • the app can transmit this information to a second user's app so that it knows which charging station to drop a first-time user's charging cable on. It goes without saying that in the event of an external unlocking, the charging cable must be locked on the vehicle side after being ejected from the charging station in order to prevent the charging cable from being stolen.
  • the communication interface included in the electronics of the charging cable (1) according to the invention is designed in such a way that it enables data transmission to a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or to a cloud-based computing system.
  • the communication interface is set up in such a way that it enables data transmission to a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or a cloud-based storage medium. It can thus advantageously be achieved that, for example, collected data does not have to be stored on a memory included in the intelligent charging cable, but instead can be transmitted to an external memory and/or computing unit.
  • a cloud denotes a remote, distributed computer environment and/or at least one remote computing unit, comprising at least one storage medium that contains a computer program product that contains instructions for storing and/or evaluating received data.
  • a mobile terminal designates a computing unit that can be carried and operated by a user, comprising a storage medium that contains a computer program product, also a software product, that contains instructions for storing and/or evaluating received data.
  • a stationary computing unit denotes a stationary computing system, in particular a PC, comprising a storage medium which contains a computer program product, also a software product, which contains instructions for storing and/or evaluating received data.
  • Data transmission and an evaluation of loading processes also of several Electric vehicles (4) (41) can be carried out by a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or a cloud-based computing system.
  • the data communication particularly preferably takes place via the communication interface comprised by the electronics of the intelligent charging cable (1) according to the invention, using at least one form of contactless data transmission.
  • the contactless data transmission takes place, for example, using a transmission format known from the prior art or a data transmission standard such as Bluetooth and/or WLAN and/or mobile communications (e.g. LTE or 5G) and/or LoRaWAN.
  • a transmission format known from the prior art or a data transmission standard such as Bluetooth and/or WLAN and/or mobile communications (e.g. LTE or 5G) and/or LoRaWAN.
  • the contactless data transmission, or the contactless connection of a computing unit (2) preferably a spatially distant, external computing unit, using the transmission formats mentioned enables the user to control and/or end the charging process remotely, as already described, and also provides a secure, non-readable coupling between the charging cable (1) according to the invention and the computing unit (2).
  • the data communication interface of the intelligent charging cable (1) according to the invention is preferably set up in such a way that it can be operated by a user and/or an algorithm and/or an artificial intelligence, in particular a self-learning algorithm, using a computer program product, in particular an application (also: app). is.
  • a computer program product in particular an application (also: app).
  • an algorithm designates an instruction or a sequence of instructions that are included in a computer program product.
  • an app is to be understood as a computer program product which is used for the purpose of realizing a function using a computing unit, in particular a mobile computing unit (e.g. a smartphone or a tablet).
  • Such a function includes, for example, sending a command to regulate the charging current flowing to the electronics included in the charging cable (1) according to the invention.
  • a command can implement both the activation of a shunt included in the electronics and the interruption of the charging cable control contact (102).
  • a function implemented by a computer program product includes informing the user about electricity tariffs that depend on the time of day.
  • the computing unit (2) that contains and implements the computer program product is designed in such a way that it receives information about the current electricity tariffs via a communication interface.
  • the computer program product is designed in such a way that it forwards this information to the user so that he can use the available tariffs to make the charging process of an electric vehicle (4) cost-effective by suspending the charging process or continuing it with a higher or lower charging capacity.
  • the computer program product is particularly preferably designed in such a way that it allows a user to enter a maximum electricity price and automatically pauses or continues the charging process by sending control signals to the electronics included in the charging cable if the price exceeds or falls below the set price becomes.
  • Automated and/or manual, cost-optimized charging of an electric vehicle (4) can thus be implemented using the intelligent charging cable (1) according to the invention.
  • the loading process can be set and/or interrupted via the computer program product, by a user and/or the algorithm and/or an artificial intelligence.
  • an active participation of the user in the monitoring of the charging process can advantageously be dispensed with.
  • the communication interface integrated in the charging cable (1) according to the invention and set up as described above can advantageously also ensure that the charging process is controlled over time by the user and/or an algorithm and/or an artificial intelligence.
  • the charging process can be designed in such a way that with optimal use of the charging capacities of the charging station (3) (e.g. depending on the number of electric vehicles charging at it (4)(41)) and/or taking into account the network load the charging process is completed at a selected time.
  • a deployment plan for a company vehicle is stored on the storage medium of a processing unit (2), preferably a remote, external processing unit, the service vehicle being an electric vehicle (4).
  • the operational plan of the electric vehicle (4) can be called up, and the charging process of the electric vehicle via the intelligent charging cable (1) at the times adapted controllable and/or interruptible.
  • an algorithm communicating via the communication interface and/or an artificial intelligence can enable the charging process to be controlled over time.
  • the charging cable (1) according to the invention with a
  • a smart meter can be coupled.
  • a smart meter is known to those skilled in the art as an instrument for reading and dividing the capacities of an electrical supply network. It has a data communication unit for forwarding current consumption data for a load to a user and/or a computing unit.
  • the intelligent charging cable (1) according to the invention and the smart meter are preferably coupled via data exchange between the data communication interface of the intelligent charging cable and a computing unit (2), preferably a remote, external computing unit that is set up in such a way that it receives data from the smart meter .
  • the charging process of the electric vehicle (4) connected to a charging station (3) via the intelligent charging cable (1) can advantageously be controlled and/or interrupted depending on the network utilization of the supply network.
  • the device according to the invention comprises an intelligent charging system, comprising an intelligent charging cable (1) according to one of the above-mentioned embodiments, a charging station (3), a device (4) to be charged, preferably an electric vehicle, and at least one with a computing unit (2) connected contactlessly to the intelligent charging cable, preferably a remote, external computing unit, for controlling and/or ending the charging process.
  • an intelligent charging system comprising an intelligent charging cable (1) according to one of the above-mentioned embodiments, a charging station (3), a device (4) to be charged, preferably an electric vehicle, and at least one with a computing unit (2) connected contactlessly to the intelligent charging cable, preferably a remote, external computing unit, for controlling and/or ending the charging process.
  • the charging station preferably has a mechanism that is set up to eject the mains-side connection, wherein the ejection can be controlled by a computing unit that is located at a spatial distance from the charging cable.
  • the charging cable is also set up in such a way that it can be ejected. It is preferably a mechanical locking in the charging station.
  • the signal for releasing the mechanical lock can preferably be transmitted and controlled via the intelligent charging cable.
  • the present invention also includes a method for controlling the charging power between a device (4) to be charged, preferably an electric vehicle, and a charging station (3).
  • the method according to the invention initially includes the provision of an electric vehicle (4).
  • the method also includes providing a charging station (3).
  • the charging station (3) and the device (4) to be charged are designed in such a way that they are compatible devices for charging the device.
  • a further step comprises coupling the device (4) to be charged, in particular the electric vehicle, to the charging station (3) using an intelligent charging cable (1) as described above.
  • the method comprises controlling the charging power between a device to be charged and a charging station • as a first step, providing a device to be loaded,
  • the coupled charging cable (1) enables the user to monitor and/or control and/or end the charging process of the device (4) to be charged, preferably the electric vehicle, via a display (13 ), which serves as a control panel.
  • the intelligent charging cable (also: charging cable) comprises at least one sensor that is set up to detect a mechanical severing of the charging cable (e.g. in the event of vandalism).
  • the sensor can, for example, comprise at least one metal thread, the severing of which triggers a message, in particular a message to the communication interface, a computing unit, or a user in order to inform them about a severing of the conductor element.
  • At least one metal thread preferably at least two metal threads, are preferably arranged along the charging cable and are preferably comprised of the material of the outer sheath of the charging cable. The cutting of at least one of the metal threads preferably ensures that the power supply to the charging station is switched off immediately.
  • a handle over which a user grips the intelligent charging cable has a disinfectant. This is set up for the number of To reduce germs on the handle, which can be advantageously achieved that germs, especially pathogens, are not transmitted to subsequent users.
  • a disinfectant can, for example, be designed in such a way that at least one means that generates blue light (e.g. blue light LED) is arranged in the handle in such a way that the handle surface is irradiated by the blue light.
  • blue light e.g. blue light LED
  • other parts of the electromagnetic spectrum can also be considered.
  • blue light can effectively kill microorganisms in the wavelength range of 400 to 450 nanometers (nm). This works via the absorption of blue light by biomolecules (so-called porphyrins) that are ubiquitous in living cells. In the presence of oxygen, these biomolecules, energetically stimulated by the blue light, form oxygen radicals in a chemical reaction, which, due to their high reactivity, lead to cell damage, the prevention of reproduction or the killing of microorganisms.
  • the intelligent charging cable is set up to map or simulate the requirements of the ISO 15118 standard, preferably ISO 15118 GEN 1 and/or ISO 15118 GEN 2.
  • the intelligent charging cable can advantageously assume the function of communication via this standard and convert the communication signals accordingly.
  • a protocol handshake can preferably be implemented, which makes it possible to identify the device to be charged, in particular the electric vehicle.
  • a separate charging card for identification the identification of which is based on an RFID standard, for example, or by an app on a mobile device, such as a cell phone, or by an authorization program on a website be dispensed with, or an API.
  • charging control can also be implemented using the ISO 15118 standard.
  • the charging cable is constructed in such a way that the housing it includes has at least three ports (also: charging cable connections), with a first port being electrically connected to the charging station can be connected or can be connected directly to the mains or can be connected to a socket (e.g. a conventional socket outlet with earthing contact).
  • a second port can be electrically connected to the device to be charged (e.g. an electric vehicle).
  • a third and/or a fourth port can be electrically conductively connected to the housing of another charging cable of the same construction. This means that several intelligent charging cables can be electrically connected to one another in modular form.
  • the in-cable control box of at least one of the intelligent charging cables connected to one another preferably the intelligent charging cable that is connected to the charging station, is set up to control the other intelligent charging cables and to distribute the load to them.
  • the housings can be arranged, for example, in a parking lot for an electric vehicle.
  • the housings are designed to be installed in a fixed location.
  • An advantageous embodiment includes an intelligent charging system made up of a mains connection and/or a wall box, which is connected to an intelligent charging cable.
  • the intelligent charging cable has at least one, preferably at least two or at least three modular housings.
  • the housing or housings is or are stationary, i.e. mounted or installed at a fixed distance from one another and from the wall box or from the mains connection.
  • the housings act as an additional charging option, which meets the high security requirements of an installed wall box.
  • components of the power electronics such as relays and/or power electronic switches, for example contactors (also switching contactors) and/or protective shutdowns, are provided in each housing. This enables decentralized power electronics, which advantageously enables decentralized charging.
  • such a housing is designed as an in-cable control box.
  • security and communication functions in particular for controlling the charging process, can be taken over.
  • Decentralized charging i.e. charging away from the wallbox, can be implemented without having to forego security requirements.
  • Each housing provided with a charging connection or a charging cable connection then advantageously acts as a separate wall charging station, so it takes on almost all the functions that a wall charging station also takes on.
  • Each housing is set up to be installed in a fixed location.
  • the housing or the housings are modular with others intelligent charging cables, which have identical housings, can be coupled.
  • Each of these housings has at least one charging connection or charging cable connection.
  • such a system can advantageously be expanded to include another intelligent charging cable with a housing with a charging connection or charging cable connection, so that several stationary housings that function as charging stations can be installed without having to install another wallbox, which is time-consuming.
  • the intelligent charging system has a wall box and/or a mains connection which is connected to an intelligent charging cable.
  • the housing has at least two charging connections or charging cable connections.
  • the intelligent charging cable acts as a distributor.
  • the housing is preferably installed in a mobile or stationary manner.
  • each of these housings has power electronics components, such as relays and/or power electronic switches, for example contactors (also switching contactors) and/or protective shutdowns.
  • power electronics components such as relays and/or power electronic switches, for example contactors (also switching contactors) and/or protective shutdowns.
  • the charging station or wall box always requires installation by a specialist. If a user who is not an expert also wants to position charging options at other locations, he can use the device according to the invention to easily connect the intelligent charging cables to one another and/or to the charging station. Because the enclosures can be placed anywhere in a room (e.g. a wall or on a ceiling) by simply connecting the appropriate ports together, there is no risk of cables lying around on the floor, compromising security during of the store increased.
  • the interconnected intelligent charging cables can also be referred to as a modular charging cable system for the spatial arrangement of charging cables in a room.
  • each port can automatically determine whether it is connected to the charging station, to a first, to a second, to a third, to a fourth or to another port of another charging cable. Accordingly, the distribution of the current flow through the ports is also controlled in such a way that the respective charging cable can effectively charge the device (eg electric vehicle) connected to this charging cable.
  • the intelligent charging system is preferably designed in such a way that at least two, preferably at least three, housings are coupled to one another and installed in a stationary manner, with only one of the housings being connected to the charging station via an intelligent charging cable according to the invention.
  • Each housing preferably has power electronics components.
  • the connection between the housing connected to the charging station, preferably to the wall box, and the other housings is also realized by a charging cable according to the invention. In this way, the overall length of the intelligent charging cable can advantageously be made shorter.
  • the intelligent charging system several housings are connected directly to the charging station, preferably to the wall box, via an intelligent charging cable.
  • the allocation of the inflow can advantageously be regulated directly in the charging station. Provision can be made for the housings to be installed in control cabinets. This means that only the charging cable can be seen.
  • the electronics arranged in the intelligent charging cable in particular the electronics arranged in the housing of the intelligent charging cable, comprise a communication interface.
  • the communication interface is designed in such a way that it enables the connection to a computing unit, in particular a remote, distributed computer environment, including the cloud, via mobile radio (e.g. LTE) and/or radio networks, for example also wireless LAN connections or radio technology such as Bluetooth.
  • the charging process can thus be controlled and/or ended via the cloud with the aid of a computer program product.
  • communication between the charging cables takes place via a LIN BUS. This is particularly useful in the case of permanently installed, in particular stationary, intelligent charging cables.
  • a location and/or an occupancy of a charging station is recognized by means of external sensors.
  • the external sensors are preferably arranged in the floor in such a way that it is possible to detect a vehicle arranged there, in particular an electric vehicle, by driving over it.
  • Communication between the sensors and the intelligent charging cable can be implemented using a radio standard such as Bluetooth.
  • the charging station and/or the intelligent charging cable has sensors for detecting a vehicle. For example, by recognizing the number plate or assignment is possible by means of recognition based on RFID, so that location recognition is made possible.
  • the method according to the invention for controlling the charging power comprises coupling the intelligent charging cable (3) to at least one computing unit (2), preferably a remote external computing unit.
  • the coupling preferably takes place via contactless data transmission using a communication interface included in the intelligent charging cable (1).
  • the computing unit (2) is preferably a spatially remote computing unit, in particular a distributed computing environment or a mobile terminal device.
  • the method according to the invention for controlling the charging power comprises monitoring and/or controlling the charging power by means of a computer program product that can be controlled by a user and/or an algorithm, also a software product, and/or by electronics that are set up in such a way that they monitors and/or adjusts the charging power at the charging station (3) and the device (4) to be charged by monitoring and/or adjusting the charging current on at least one phase.
  • Such a method offers the advantage that the user can adjust and/or interrupt the charging process of a device (4) to be charged remotely and/or adapted to current consumption data and time sequences.
  • the invention also relates to the use of the intelligent charging cable defined herein for coupling and charging a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle, at charging stations with or without charging power control.
  • the intelligent charging cable (1) has the necessary electronics to monitor the charging power and all essential protective functions to protect the user, the device to be charged (4) and the battery of the device to be charged during the charging process, the use of the intelligent charging cable is also possible in conjunction with charging stations of an older generation that are not designed to monitor the current network performance.
  • the charging cable (1) according to the invention can be used, for example, for charging electric vehicles (4)(41) from a company's vehicle fleet, in order to coordinate the charging process of several electric vehicles in terms of time. exemplary embodiments
  • FIG. 1 shows a schematic view of a mains-side charging cable connection (10) of the device according to the invention, with existing charging cable connection contacts (101-107) being shown
  • FIG. 2 shows a schematic view of the device according to the invention, the charging cable connections (10)(11) being shown in their entirety
  • Fig. 3 shows a schematic view of the use of the device according to the invention for coupling an electric vehicle (4) to a charging station (3), the charging process of the electric vehicle being able to be monitored by coupling the charging cable (1) according to the invention to a remote computing unit (2), configured in this way that the charging cable is coupled to the computing unit via a communication interface via WLAN that is integrated into the mains-side plug head of the charging cable and is surrounded by a housing (13).
  • Fig. 4 shows a schematic view of the use of the device according to the invention for coupling a plurality of electric vehicles (4), (41), the charging process of the electric vehicles being able to be monitored by coupling the charging cable (1) according to the invention to a computing unit (2), in particular a cloud designed in that the coupling of the charging cable with the computing unit via a housing (12) included communication interface via LTE.
  • FIG. 5 shows a schematic view of an intelligent charging cable with a housing designed as an in-cable control box, which is connected to two further charging cables.
  • FIG. 1 discloses a charging cable connection (10)(11) of a charging cable (1) according to the invention for coupling a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle, to a charging station (3).
  • the illustrated mains-side charging cable connection (10) of the charging cable according to the invention is a three-phase charging cable connection with a plug that conforms to the EN 62196 Type 2 standard, comprising two signal contacts, the signal contacts being designed in such a way that it is a charging cable - Detection contact (102) and a control / data line (101) is.
  • the charging cable connection comprises five contacts for energy transmission, the contacts being set up in such a way that they comprise a neutral conductor (107), a protective conductor (105) and three outer conductors (103)(104)(106), referred to herein as phases.
  • the phases (103) (104) (106) are designed in such a way that they allow current to flow from the charging station (3) to the device (4) to be charged.
  • the protective conductor (105) is set up in such a way that it ensures grounding and personal protection during charging.
  • the neutral conductor (107) is designed in such a way that it ensures the balancing of phase shifts of the currents in the phases.
  • the device-side charging cable connection (11) is preferably designed in such a way that it is structurally identical to the mains-side charging cable connection (10).
  • the charging cable (1) according to the invention can be a single-phase charging cable.
  • the device-side charging cable connection (11) of the intelligent charging cable (1) is designed in such a way that it comprises two signal contacts, analogously to the first exemplary embodiment described above, and three contacts for energy transmission, the contacts being designed in such a way that they have a neutral conductor (107), include a protective conductor (105) and a phase (103).
  • the functions implemented by the contacts for energy transmission correspond to those from the first exemplary embodiment.
  • the device-side charging cable connection (11) of the charging cable (1) is preferably designed in such a way that it includes two dummy contacts in order to ensure compatibility with other connection systems.
  • the mains-side charging cable connection (10) is designed in such a way that it comprises a housing (12), the housing comprising electronics that control and/or end the charging process of a charging cable (1) connected to a charging station (3) by the charging cable (1) according to the invention to be loaded device (4) is designed.
  • the housing (12) includes an optical reproduction means, also a display (13), which is designed in such a way that inputs by the user via the display can be processed by the electronics and the charging process can thereby be controlled and/or terminated. Furthermore, information about the charging process can be read on the display (13).
  • the charging station (3) to which the charging cable (1) according to the invention is connected is a charging station which does not include a charging power control.
  • the charging power cannot be regulated via the charging station (3) and cannot be adjusted to the network load.
  • the intelligent charging cable (1) according to the invention is a three-phase charging cable in this example.
  • the charging cable has a charging cable connection on the vehicle side (11) and on the mains side (10) with a plug that conforms to the EN 62196 type 2 standard, as disclosed in FIG.
  • the intelligent charging cable (1) has a housing (12) which is arranged directly downstream of the mains-side charging cable connection (10).
  • the housing (12) is integrated into the plug head of the charging cable connection (10) on the mains side.
  • the device according to the invention comprises electronics contained in the housing (12).
  • the electronics are designed in such a way that they enable a communication interface for coupling the intelligent charging cable (1) according to the invention to a computing unit (2) via a contactless data transmission format.
  • the communication interface is designed in such a way that it enables data transmission via WLAN.
  • the electronics also include a module for controlling the three phases (103)(104)(106) of the intelligent charging cable (1) according to the invention, which is designed in such a way that each phase can be controlled individually and the current flow along each phase can be interrupted individually.
  • the module is characterized in that it can be controlled by a signal received from the communication interface.
  • FIG. 3 also shows the coupling of the device according to the invention to a computing unit (2), in particular a remote computing unit.
  • the coupling takes place via the communication interface included in the electronics of the intelligent charging cable (1) according to the invention and a communication interface integrated in the computing unit (2).
  • the loading process can thus be controlled and/or ended by a user and/or a computer program product stored on a storage medium comprised by the computing unit (2).
  • the electronics included in the intelligent charging cable (1) according to the invention are designed in such a way that they include a module which increases and/or reduces the resistance of the individual phases using resistance elements connected in series. This means that the charging power can be regulated individually for each individual phase.
  • the electronics include an electronic potentiometer.
  • the computing unit (2) it would also be conceivable for the computing unit (2) to be designed in such a way that it receives information from a device that monitors the network load.
  • the device monitoring the network load is a smart meter.
  • the intelligent charging cable (1) according to the invention is designed in such a way that it controls and/or terminates the charging process of the coupled electric vehicle (4) via the communication interface it includes through the coupled computing unit (2) on the basis of the information provided by the smart meter.
  • FIG. 4 shows an intelligent charging cable (1) according to the invention, which comprises a housing (12) which is arranged downstream of the mains-side charging cable connection (10).
  • the housing and the electronics it contains are housed in an in-cable control box separately from the plug heads of the vehicle-side (11) and mains-side (10) charging cable connections.
  • the in-cable control box is designed to provide multiple charging cable ports.
  • the in-cable control box also includes electronics that enable the connected charging cables to be controlled separately.
  • the charging processes of several electric vehicles (4)(41) connected to the charging cables can be controlled via the device (1) according to the invention.
  • the electronics also include a communication interface.
  • the communication interface is designed in such a way that it enables the connection to a computing unit (2), in particular a remote, distributed computing environment, including a cloud, via mobile radio (e.g. LTE).
  • the charging process can thus be controlled and/or ended via the cloud with the aid of a computer program product.
  • the intelligent charging cable (1) according to the invention comprises a mechanism on the network-side charging cable connection (10) which is designed in such a way that the network-side charging cable connection (10) of the charging cable (1) according to the invention can be evaluated after the charging process has ended.
  • the charging station (3) can advantageously be recognized as released by other users and can continue to be used immediately.
  • FIG. 5 shows the charging cable (1) according to the invention, comprising a housing (12), the housing (12) being designed in such a way that it is implemented as an in-cable control box.
  • the charging cable connection (10) on the mains side is permanently connected to a charging station (3).
  • the charging station (3) is a wall box.
  • the housing (12) contained by the charging cable according to the invention is designed in such a way that it provides at least one connection for a further charging cable, comprising a housing (12).
  • two further charging cables, each comprising a housing (12) are connected to the first housing (12).
  • Another charging cable comprising a housing (12) is also connected to one of the housings (12).
  • Each housing (12) is set up in such a way that it includes a cable with a charging cable connection (11) on the vehicle side.
  • four connections for charging an electric vehicle (4) are provided by the structure implemented in this exemplary embodiment.

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Abstract

The invention relates to the area of charge output control when charging a device to be charged, in particular an electric vehicle, in particular a charge power control using an intelligent charging cable and to a method for controlling and/or terminating the charging process of a device to be charged by means of an intelligent cable. The charging cable according to the invention is characterized by electronics comprising a communication interface which is designed to allow a coupling to at least one computing unit and thus make the charging process controllable and/or stoppable by means of a user and/or a computer program.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern der Ladeleistung beim Laden einer zu ladenden Vorrichtung unter Verwendung eines intelligenten Ladekabels Device and method for controlling charging power when charging a device to be charged using a smart charging cable
Technisches Gebiet technical field
Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des Ladens und des Steuerns und/oder Beendens eines Ladeprozesses einer zu ladenden Vorrichtung, insbesondere eines Elektrofahrzeuges, insbesondere das Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation mit Drehstrom-, Wechselstrom-, oder Gleichstromanschluss. Zudem betrifft die Erfindung eine dafür geeignete, ein- oder mehrphasige Vorrichtung, bevorzugt ein Ladekabel, welches eine integrierte Elektronik mit zumindest einer Kommunikationsschnittstelle zum Koppeln des Ladekabels mit zumindest einer Recheneinheit umfasst, dazu eingerichtet, den Ladeprozess der zu ladenden Vorrichtung, insbesondere des Elektrofahrzeugs von der Recheneinheit steuerbar und/oder beendbar zu gestalten. The present invention relates to the field of charging and controlling and/or ending a charging process of a device to be charged, in particular an electric vehicle, in particular charging an electric vehicle at a charging station with a three-phase, alternating current or direct current connection. In addition, the invention relates to a single-phase or multi-phase device suitable for this purpose, preferably a charging cable, which comprises integrated electronics with at least one communication interface for coupling the charging cable to at least one computing unit, set up to carry out the charging process of the device to be charged, in particular the electric vehicle to make the processing unit controllable and/or terminable.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind Ladekabel zum Laden von Akkumulatoren von Vorrichtungen, insbesondere Elektrofahrzeugen hinreichend bekannt. Konventionelle Ladekabel sind vorzugsweise ein- oder mehrphasig ausgelegt und sind so ausgestaltet, dass sie über einen Steckverbinder mechanisch und elektrisch mit einer Ladestation verbunden sind, um das Laden mit Wechsel-, Gleich-, oder Drehstrom zu ermöglichen. Auch Ladekabel mit einer integrierten Funktion zum Überwachen eines Ladeprozesses sind bereits bekannt. So sind Ladekabel (z.B. der Firma Bosch) erhältlich, die eine „In-Kabel-Kontrollbox“ oder eine im Steckverbinder integrierte Elektronik umfassen. Charging cables for charging accumulators of devices, in particular electric vehicles, are sufficiently known from the prior art. Conventional charging cables are preferably designed with one or more phases and are designed in such a way that they are mechanically and electrically connected to a charging station via a plug connector in order to enable charging with alternating current, direct current or three-phase current. Charging cables with an integrated function for monitoring a charging process are also already known. Charging cables (e.g. from Bosch) are available that include an “in-cable control box” or electronics integrated in the connector.
In der DE 20 2021 104997 U1 ist ein mobiles Ladekabel zur Laderegelung von Akkumulatoren offenbart und dadurch gekennzeichnet, dass das Ladekabel eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die derart eingerichtet ist, dass sie zum Identifizieren einer Netzanschlussvorrichtung, insbesondere zur Unterscheidung eines Netzanschlusskabels (auch: Ladekabel) und einer Netzanschlussstation (auch: Ladestation, Ladesäule, Ladeeinrichtung), sowie zum Identifizieren des Ladekabels gegenüber der Netzanschlussvorrichtung dient. Hierbei wird eine Laderegeleinheit mechanisch und elektrisch über einen Steckverbinder mit einer Netzanschlussstation verbunden, wobei die Netzanschlussstation, derart eingerichtet ist, dass sie mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbindbar ist. Eine solche Vorrichtung dient zur elektrischen Kopplung einer Vorrichtung umfassend einen Akkumulator, insbesondere eines Elektrofahrzeuges, via Ladekabel und Netzanschlussstation mit dem Stromnetz, wobei das Ladekabel und die Netzanschlussstation durch die vom Ladekabel umfasste Kommunikationsschnittstelle wechselseitig identifizierbar sind. Zum Beispiel kann so das Laden an einer Netzanschlussvorrichtung untersagt werden, sofern diese mit dem verwendeten mobilen Ladekabel nicht kompatibel ist, oder das Laden des Elektrofahrzeugs an dieser Netzanschlussvorrichtung aus anderen Gründen (z.B. fehlende Autorisierung) nicht gestattet ist. Auch die Erdung des Elektrofahrzeugs über das Netzanschlusskabel und die Netzanschlussstation wird durch das in der zu ladenden Vorrichtung verbaute Battery Management System (BMS) kontrolliert. DE 20 2021 104997 U1 discloses a mobile charging cable for charging control of accumulators and is characterized in that the charging cable has a communication interface which is set up in such a way that it is used to identify a mains connection device, in particular to distinguish between a mains connection cable (also: charging cable) and a mains connection station (also: charging station, charging station, charging device), as well as to identify the charging cable compared to the mains connection device. In this case, a charging control unit is mechanically and electrically connected to a mains connection station via a plug connector, the mains connection station being set up in such a way that it can be connected to the electrical supply network. Such a device is used for electrically coupling a device comprising a battery, in particular an electric vehicle, via charging cable and mains connection station to the mains, the charging cable and the mains connection station being mutually identifiable by the communication interface comprised by the charging cable. For example, charging at a mains connection device can be prohibited if it is not compatible with the mobile charging cable used, or charging the electric vehicle at this mains connection device is not permitted for other reasons (e.g. lack of authorization). The grounding of the electric vehicle via the mains connection cable and the mains connection station is also controlled by the Battery Management System (BMS) installed in the device to be charged.
Des Weiteren offenbart die DE 20 2021 104 997 U1 das Verwenden einer Laderegeleinheit, umfassend ein Gehäuse, einen netzseitigen Anschluss und einen verbraucherseitigen Anschluss, wobei diese so ausgebildet ist, dass sie die zum Laden eines Akkumulators, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, benötigten elektronischen Komponenten beinhaltet. Vorzugsweise übernimmt die Laderegeleinheit die notwendigen Kontroll- und Schutzfunktionen, wie eine Ladestrombegrenzung, eine Kontrolle der Polarität der Anschlüsse und ein Sicherstellen der Durchgängigkeit der Schutzerdung bis zur zu ladenden Vorrichtung. Furthermore, DE 20 2021 104 997 U1 discloses the use of a charging control unit, comprising a housing, a mains-side connection and a consumer-side connection, this being designed such that it contains the electronic components required for charging a battery, in particular an electric vehicle. The charge control unit preferably takes on the necessary control and protection functions, such as charging current limitation, checking the polarity of the connections and ensuring continuity of the protective grounding to the device to be charged.
Aus dem Stand der Technik ist jedoch keine Möglichkeit bekannt, eine Regelung des Ladestroms bei einer Ladung eines Elektrofahrzeuges mit Gleichstrom an sogenannten Schnellladestationen sicherzustellen. Es ist zudem keine Möglichkeit offenbart, den Ladeprozess bei Gleichstromladung begrenzend zu beeinflussen. Die in der DE 202021 104 997 U1 offenbarte Laderegeleinheit hat zur Funktion, vorrichtungsseitig einen Wechselstrom zum Laden bereitzustellen. Das Umwandeln des Wechselstroms erfolgt erst auf Seiten der zu ladenden Vorrichtung, bevorzugt des Elektrofahrzeugs. However, no possibility is known from the prior art to ensure regulation of the charging current when charging an electric vehicle with direct current at so-called rapid charging stations. In addition, no possibility is disclosed of influencing the charging process in the case of direct current charging in a limiting manner. The charging control unit disclosed in DE 202021 104 997 U1 has the function of providing an alternating current for charging on the device side. The conversion of the alternating current only takes place on the part of the device to be charged, preferably the electric vehicle.
Des Weiteren offenbart der Stand der Technik keine Möglichkeit, den Ladeprozess aus der Ferne zu steuern und/oder zu beenden. Einem Nutzer ist es nicht möglich, aus einer räumlichen Entfernung den Ladeprozess zu überprüfen und an beispielsweise die aktuelle Netzlast anzupassen, oder nach Beenden des Ladeprozesses die Ladestation, an der seine zu ladenden Vorrichtung, insbesondere sein Elektrofahrzeug angeschlossen ist, für andere Nutzer freizugeben. Furthermore, the prior art does not disclose any possibility of remotely controlling and/or terminating the charging process. It is not possible for a user to check the charging process from a distance and to adapt it to the current network load, for example, or to release the charging station to which the device to be charged, in particular his electric vehicle, is connected to other users after the charging process has ended.
Die US 2020/0180460 A1 bezieht sich auf ein intelligentes Ladekabel, das ein dynamisches und ferngesteuertes Aufladen einer Batterie ermöglicht, wie es in einem Elektrofahrzeug (EF) vorkommen kann. Das EF-Ladekabel ist nicht spezifisch für einen bestimmten Hersteller oder eine bestimmte Marke eines Elektrofahrzeugs, wodurch eine uneingeschränkte Anwendung und ein uneingeschränkter Zugang zum Laden von Fahrzeugen ermöglicht wird. Das EF-Ladekabel enthält einen Prozessor zur Ausführung von Anweisungen, die in einem Speicher gespeichert sind, sowie ein Kommunikationsmodul für die drahtlose Kommunikation zwischen dem Kabel und einer entfernten Quelle. Ein Autoemulator kann verwendet werden, um das Vorhandensein eines Fahrzeugs zu simulieren, um geschaltete Hochleistungsquellen wie standardmäßig installierte EF-Ladegeräte zu ermöglichen, sowie ein Leistungsmessgerät zur Messung des durch das Kabel fließenden Stroms. Die vorgenannten Komponenten können in einem Schaltkasten untergebracht werden, der zwischen zwei Teilen des Kabels angeordnet ist, um Strom von einer Quelle zu empfangen und an eine Batterie zu liefern. Das Ladekabel weist eine Vielzahl von elektronischen Schaltern sowie ein Sicherheitsmodul auf, wobei die Schalter so angeordnet sind, dass sie die Energieübertragung über das EV-Ladekabel selektiv und sicher steuern. Ein Ladeplan kann beispielsweise aus einer Cloud bezogen werden und den gewünschten Ladeanforderungen und/oder Kriterien des Fahrzeugs entsprechen. US 2020/0180460 A1 relates to a smart charging cable that enables dynamic and remote charging of a battery, as may occur in an electric vehicle (EV). The EF charging cable is not specific to any particular manufacturer or a specific brand of electric vehicle, allowing unrestricted application and access to charge vehicles. The EV charging cable contains a processor for executing instructions stored in memory and a communication module for wireless communication between the cable and a remote source. An autoemulator can be used to simulate the presence of a vehicle to allow high power switched sources such as standard installed EV chargers and a power meter to measure the current flowing through the cable. The above components can be housed in a switch box placed between two parts of the cable to receive power from a source and deliver it to a battery. The charging cable includes a plurality of electronic switches and a safety module, the switches being arranged to selectively and safely control the transfer of energy through the EV charging cable. A charging plan can be obtained from a cloud, for example, and can correspond to the vehicle's desired charging requirements and/or criteria.
Die US 2016/0121743 A1 offenbart ein System zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs, wobei das System eine kabelinterne Steuerbox (ICCB, In-Cable-Control-Box) verwendet und eine elektrische Anschlussvorrichtung zum langsamen Aufladen umfasst, die ein Fahrzeug mit Elektrizität versorgt. Die Elektrizität wird über eine RFID-Steckdose zugeführt, wenn die elektrische Anschlussvorrichtung mit der RFID-Steckdose verbunden ist, um das Fahrzeug aufzuladen, wobei die elektrische Anschlussvorrichtung Informationen über die zum Aufladen des Fahrzeugs verwendete elektrische Energie und Informationen über eine Position, an der das Fahrzeug aufgeladen wird, sammelt, um Elektrizität gemäß einem für das Fahrzeug geltenden Stromtarif zu berechnen. Mittels eines Servers eines Ladedienstanbieters kann die elektrische Anschlussvorrichtung die Informationen über die Position, an der das Fahrzeug aufgeladen wird, und die Informationen über die elektrische Energie an das Elektrizitätsversorgungsunternehmen übertragen, das für den zum Aufladen des Fahrzeugs verwendeten Strom Gebühren erhebt. Die von einer Datenkommunikationseinheit gesammelten Fahrzeuginformationen (Fahrzeugzustand, Batteriestatus usw.) können vom Ladedienstanbieter zum Aufbau eines künftigen Geschäftsmodells verwendet werden. Die CN 111883975 A offenbart eine Steckeraufnahme, welche eine Halterung, eine Buchse und eine Verriegelung aufweist, wobei die Buchse eine Öffnung aufweist, die zum Einstecken und Entnehmen eines Ladesteckers eines Elektrofahrzeugs eingerichtet ist, wobei die Buchse derart beweglich mit der Halterung verbunden ist, dass die Buchse um eine Querachse herum von einer Steckposition nach unten hin in eine Ruheposition kippbar ist und umgekehrt. Die Verriegelung ist derart ausgebildet, dass die Buchse beim Kippen in die Ruheposition verriegelt wird, sodass der Ladestecker in der Buchse festgehalten ist, um ein Herausfallen des Ladesteckers zu verhindern. Die Buchse wird beim Kippen in die Steckposition entriegelt, sodass der Ladestecker aus der Buchse entnommen werden kann.US 2016/0121743 A1 discloses a system for charging an electric vehicle, the system using an in-cable control box (ICCB) and comprising an electrical connection device for slow charging that supplies electricity to a vehicle. Electricity is supplied through an RFID socket when the electrical connection device is connected to the RFID socket to charge the vehicle, the electrical connection device providing information on the electric power used to charge the vehicle and information on a position where the vehicle is being charged in order to charge for electricity according to an electricity tariff applicable to the vehicle. By means of a server of a charging service provider, the electric connection device can transmit the information about the position where the vehicle is charged and the information about the electric power to the electric power company, which charges for the electricity used for charging the vehicle. The vehicle information (vehicle health, battery status, etc.) collected by a data communication unit can be used by the charging service provider to build a future business model. CN 111883975 A discloses a connector receptacle which has a holder, a socket and a lock, the socket having an opening which is designed for inserting and removing a charging plug of an electric vehicle, the socket being movably connected to the holder in such a way that the socket can be tilted about a transverse axis from a plugged-in position downward into a rest position and vice versa. The lock is designed such that the socket when tilted in the Rest position is locked so that the charging connector is held in the socket to prevent the charging connector from falling out. The socket is unlocked when it is tilted into the plugged-in position so that the charging plug can be removed from the socket.
Die DE 10 2013 224 735 A1 offenbart eine Ladekabelvorrichtung, mit der verschiedene Fahrzeuge an verschiedenen Positionen des Ladeeingangs geladen werden können, wobei die Ladekabelvorrichtung lang genug ist, um das parkende Fahrzeug an verschiedenen Parkpositionen in Bezug auf die Stromversorgungsstation (d. h. eine Ladestation), zu erreichen. Die Ladekabelvorrichtung weist einen Verbinder auf, in welchen eine weitere Ladekabelvorrichtung eingesteckt werden kann. DE 10 2013 224 735 A1 discloses a charging cable device with which different vehicles can be charged at different positions of the charging entrance, the charging cable device being long enough to charge the parked vehicle at different parking positions in relation to the power supply station (i.e. a charging station). to reach. The charging cable device has a connector into which a further charging cable device can be plugged.
Die WO 2019/007466 A1 offenbart eine Ladeanordnung für ein Elektrofahrzeug mit einer Antriebsbatterie und umfasst eine an ein Stromnetz angeschlossene Stromversorgungsstation und ein Stromversorgungskabel mit einem Ladestecker, wobei zur Durchführung eines Ladevorgangs, der Ladestecker mit dem Elektrofahrzeug verbunden ist, wobei in dem Ladestecker ein Spannungskonverter zur Umwandlung der, von der Stromversorgungsstation bereitgestellten, Versorgungsspannung in eine gegenüber der Versorgungsspannung niedrigere Ladespannung angeordnet ist. Durch den Spannungskonverter ist es möglich, die Leitungsquerschnitte der elektrischen Leiter innerhalb des Stromversorgungskabels zu reduzieren. In oder an dem Ladestecker selbst oder zwischen Ladestecker und Spannungsversorgungsstation kann ein drahtlos Kommunikationsmodul angeordnet werden. Als drahtlos Kommunikationsstandard können beispielsweise Bluetooth oder Wlan genutzt werden. Auch kann als drahtlos Kommunikationsstandard ein Mobilnetzstandard, beispielsweise GSM, genutzt werden, so dass entsprechende Daten übertragen werden können. Es können beispielsweise Informationen über den Ladevorgang, über den Preis des Ladevorganges oder auch den Ladezustand der Traktionsbatterie weitergegeben werden. Diese können dann auf einer entsprechenden Softwareapplikation (App) eines mobilen Endgeräts, beispielsweise einem Smartphone, dargestellt werden. Zudem ist offenbart ein Lademanagement an einem Ladepunkt für mehrere Elektrofahrzeuge bereitzustellen. Beispielsweise können zwei oder mehr Ladestecker über jeweils ein Spannungsversorgungskabel an der Spannungsversorgungsstation angeschlossen sein. Die einzelnen Ladestecker können bevorzugt untereinander kommunizieren und eine für jedes Elektrofahrzeug optimale/benötigte Ladeleistung einregeln. Weiterhin kann das Kommunikationsmodul beispielsweise mit der Spannungsversorgungsstation oder mit einem Server kommunizieren.WO 2019/007466 A1 discloses a charging arrangement for an electric vehicle with a drive battery and includes a power supply station connected to a power grid and a power supply cable with a charging plug, the charging plug being connected to the electric vehicle in order to carry out a charging process, with a voltage converter in the charging plug is arranged to convert the supply voltage provided by the power supply station into a charging voltage that is lower than the supply voltage. The voltage converter makes it possible to reduce the cable cross-sections of the electrical conductors within the power supply cable. A wireless communication module can be arranged in or on the charging connector itself or between the charging connector and the power supply station. Bluetooth or WLAN, for example, can be used as a wireless communication standard. A mobile network standard, for example GSM, can also be used as the wireless communication standard, so that corresponding data can be transmitted. For example, information about the charging process, about the price of the charging process or the charging status of the traction battery can be passed on. These can then be displayed on a corresponding software application (app) on a mobile device, for example a smartphone. In addition, charging management at a charging point for multiple electric vehicles is disclosed. For example, two or more charging plugs can each be connected to the power supply station via a power supply cable. The individual charging plugs can preferably communicate with each other and regulate an optimal/required charging power for each electric vehicle. Furthermore, the communication module can communicate, for example, with the power supply station or with a server.
Die DE 10 2021 203 362 A1 offenbart ein Ladekabel zum elektrischen Laden eines Energiespeichers eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, umfassend ein Ladeleitung, wobei die Ladeleitung eine erste Anschlussvorrichtung umfasst, wobei die erste Anschlussvorrichtung mit dem Energiespeicher des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs lösbar elektrisch verbindbar ist. Die Ladeleitung umfasst zudem eine zweite Anschlussvorrichtung, wobei die zweite Anschlussvorrichtung mit einer Energieversorgungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar lösbar elektrisch verbindbar ist, wobei das Ladekabel mindestens eine Steuereinheit und/oder mindestens eine Schalteinheit und/oder mindestens eine Kommunikationseinheit umfasst. Der Ladevorgang wird vorteilhafterweise gestartet, ohne dazu eine vorherige Identifizierung und Autorisation des Ladestromanfordernden über eine RFID-Karte, eine Verbindung mit dem Mobiltelefon oder eine Kreditkarte anstoßen zu müssen. Somit ist keine zusätzliche, nicht direkt mit dem Ladevorgang in Bezug stehende Handlung für den Ladestromanfordernden notwendig. Es genügt lediglich, dass Kabel einzustecken, da das System sich selbständig autorisiert. Dafür ist mindestens eine Steuereinheit und/oder die mindestens eine Schalteinheit und/oder die mindestens eine Kommunikationseinheit entlang der Ladeleitung untergebracht. Die Kommunikationseinheit kann vorteilhafterweise kabelgebunden mit dem Fahrzeug oder auch mit einer schaltbaren Steckdose kommunizieren, indem beispielsweise eine Identifizierung durchgeführt wird und die schaltbare Steckdose nach einer Prüfung zur Benutzung freigegeben wird. Mittels der kabellosen Kommunikation wird bevorzugt mit einem Ladecontroller oder Benutzerinterface oder Energiemesser kommuniziert. Die schaltbare Steckdose, die beispielsweise fest installiert, bzw. ortsfest eingebaut ist, kann nicht willkürlich von unautorisierten Ladekabeln zum Aufladen eines Energiespeichers genutzt werden, sondern kann nur mit dem offenbarten Ladekabel freigeschaltet werden. DE 10 2021 203 362 A1 discloses a charging cable for electrically charging an energy store of a hybrid or electric vehicle, comprising a charging line, the charging line comprising a first connection device, the first Connection device with the energy storage of the hybrid or electric vehicle is releasably electrically connected. The charging line also includes a second connection device, the second connection device being directly or indirectly detachably electrically connectable to an energy supply device, the charging cable including at least one control unit and/or at least one switching unit and/or at least one communication unit. The charging process is advantageously started without having to initiate prior identification and authorization of the charging current requester via an RFID card, a connection to the cell phone or a credit card. Thus, no additional action not directly related to the charging process is necessary for the person requesting the charging current. All you have to do is plug in the cable, as the system authorizes itself. For this purpose, at least one control unit and/or the at least one switching unit and/or the at least one communication unit is accommodated along the charging line. The communication unit can advantageously communicate by cable with the vehicle or also with a switchable socket, for example by carrying out an identification and the switchable socket is released for use after a test. The wireless communication is preferably used to communicate with a charging controller or user interface or energy meter. The switchable socket, which is permanently installed, for example, or installed in a fixed location, cannot be used arbitrarily by unauthorized charging cables to charge an energy store, but can only be unlocked with the disclosed charging cable.
Die DE 10 2015 208 786 A1 offenbart ein Kommunikationsmodul für einen elektrischen Ladevorgang eines Fahrzeugs an einer Ladestation über ein Ladekabel, wobei es dem Nutzer eines Fahrzeugs, welches für einen Ladevorgang ein Kommunikations-Protokoll mit beschränktem Funktionsumfang verwendet, ermöglicht wird, die von einer Ladestation bereitgestellten Funktionen in effizienter und komfortabler Weise zu nutzen. Dafür ist das Fahrzeug dazu eingerichtet, über das Ladekabel gemäß einem ersten Kommunikations- Protokoll zu kommunizieren. Die Ladestation ist dazu eingerichtet, über das Ladekabel gemäß einem zweiten Kommunikations-Protokoll zu kommunizieren. Dabei ermöglicht das zweite Kommunikations-Protokoll die Übermittlung von Daten, die nicht mit dem ersten Kommunikations-Protokoll übermittelt werden können. Das Kommunikationsmodul ist eingerichtet, Ladestations-Daten gemäß dem zweiten Kommunikations-Protokoll von der Ladestation zu empfangen. Das Kommunikationsmodul ist weiter dazu eingerichtet, den Ladestations-Daten entsprechende Daten gemäß dem ersten Kommunikations-Protokoll an das Fahrzeug zu senden, wenn das erste Kommunikations-Protokoll die Übermittlung der Ladestations-Daten ermöglicht. Des Weiteren ist das Kommunikationsmodul dazu eingerichtet, den Ladestations- Daten entsprechende Daten über ein von dem Ladekabel getrenntes Übertragungsmedium an eine Benutzereinheit zu senden, wenn das erste Kommunikations-Protokoll nicht die Übermittlung der Ladestations-Daten ermöglicht. DE 10 2015 208 786 A1 discloses a communication module for an electrical charging process of a vehicle at a charging station via a charging cable, the user of a vehicle, which uses a communication protocol with a limited range of functions for a charging process, being able to to use the provided functions in an efficient and comfortable way. For this, the vehicle is set up to communicate via the charging cable according to a first communication protocol. The charging station is set up to communicate via the charging cable according to a second communication protocol. The second communication protocol enables the transmission of data that cannot be transmitted using the first communication protocol. The communication module is set up to receive charging station data from the charging station in accordance with the second communication protocol. The communication module is also set up to send data corresponding to the charging station data according to the first communication protocol to the vehicle if the first communication protocol enables the transmission of the charging station data. The communication module is also included set up to send data corresponding to the charging station data via a transmission medium separate from the charging cable to a user unit if the first communication protocol does not enable the transmission of the charging station data.
Die DE 10 2017 222 968 A1 offenbart ein Ladekabel zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs. Das Ladekabel umfasst einen fahrzeugseitigen Stecker mit einem Steckelement, das dazu eingerichtet ist, in ein komplementäres Steckelement des Fahrzeugs gesteckt zu werden. Der fahrzeugseitige Stecker umfasst ein als Griff ausgebildetes Gehäuse, das eine Steuereinheit umschließt, die dazu eingerichtet ist, mit einem Ladesteuergerät des Fahrzeugs zu kommunizieren, um einen Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs zu steuern. Außerdem umfasst das Ladekabel einen versorgungsseitigen Stecker, der dazu eingerichtet ist, mit einer elektrischen Energieversorgung gekoppelt zu werden, sowie ein zwischen dem versorgungsseitigen Stecker und dem fahrzeugseitigen Stecker verlaufendes Kabel, das dazu eingerichtet ist, elektrische Energie für den Ladevorgang von dem versorgungsseitigen Stecker zu dem fahrzeugseitigen Stecker zu übertragen. Der fahrzeugseitige Stecker kann ein Kommunikationsmodul umfassen, das eingerichtet ist, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit einer externen Einheit zu kommunizieren, wobei die externe Einheit ein elektronisches Gerät des Nutzers (z.B. ein Smartphone) und/oder ein Steuergerät des Fahrzeugs umfassen kann. Insbesondere kann das Kommunikationsmodul mit einem Server kommunizieren, auf den das elektronische Gerät (z.B. über eine App) zugreifen kann. Die Kommunikation zwischen dem fahrzeugseitigen Stecker und dem elektronischen Gerät kann somit indirekt über einen Server erfolgen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, über das Kommunikationsmodul Steuerdaten zur Steuerung des Ladevorgangs zu empfangen. Insbesondere kann das elektronische Gerät dazu befähigt werden (z.B. über eine App) einem Nutzer zu ermöglichen Eingriffe in einen Ladevorgang, bspw. eine Änderung der Ladeleistung, vorzunehmen. DE 10 2017 222 968 A1 discloses a charging cable for charging an electrical energy store of a vehicle. The charging cable includes a vehicle-side plug with a plug-in element that is designed to be plugged into a complementary plug-in element of the vehicle. The vehicle-side connector includes a housing designed as a handle, which encloses a control unit that is set up to communicate with a charging control device of the vehicle in order to control a charging process of the electrical energy store of the vehicle. In addition, the charging cable includes a supply-side connector, which is designed to be coupled to an electrical energy supply, and a cable running between the supply-side connector and the vehicle-side connector, which is designed to transmit electrical energy for the charging process from the supply-side connector to the to transfer vehicle-side connector. The vehicle-side connector may include a communication module configured to communicate with an external unit via a wireless communication link, wherein the external unit may include an electronic device of the user (e.g. a smartphone) and/or a control unit of the vehicle. In particular, the communication module can communicate with a server that the electronic device can access (e.g. via an app). The communication between the vehicle connector and the electronic device can thus take place indirectly via a server. The control unit can be set up to receive control data for controlling the charging process via the communication module. In particular, the electronic device can be enabled (e.g. via an app) to enable a user to intervene in a charging process, e.g. change the charging power.
Aufgabe Task
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die das Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses einer zu ladenden Vorrichtung aus einer räumlichen Entfernung durch einen Nutzer ermöglicht. Die Vorrichtung hat zur Aufgabe, die durch eine Ladestation übertragene Ladeleistung zu überwachen, die Ladeleistung den Wünschen des Nutzers entsprechend und/oder unter Einbeziehen der aktuellen Netzlast einzustellen und die Ladestation nach Beenden des Ladeprozesses für andere Nutzer erkennbar freizugeben. Des Weiteren hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Vorrichtung bereitzustellen, die unabhängig von der vorliegenden Art des Ladens, also unabhängig davon, ob mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom geladen wird, funktionsfähig ist. The present invention is therefore based on the technical problem of providing a device that allows the user to control and/or terminate the charging process of a device to be charged from a spatial distance. The purpose of the device is to monitor the charging power transmitted by a charging station, to adjust the charging power according to the user's wishes and/or taking into account the current network load, and to release the charging station to other users after the charging process has ended. Furthermore, the object of the present invention is to provide a device that is functional regardless of the type of charging that is present, ie regardless of whether charging is carried out with direct current, alternating current or three-phase current.
Lösung Solution
Die technische Aufgabe wird durch das Bereitstellen eines intelligenten Ladekabels (1) gelöst, welches es ermöglicht, das Laden einer zu ladenden Vorrichtung (4), insbesondere eines Elektrofahrzeugs, zu überwachen und zu steuern, wobei das Ladekabel über Kontroll- und Schutzfunktionen verfügt. Diese umfassen eine Ladestrombegrenzung, eine Kontrolle der Polarität der Anschlüsse und ein Sicherstellen der Durchgängigkeit der Schutzerdung bis zur zu ladenden Vorrichtung(4), wobei das erfindungsgemäße Ladekabel (1) dazu geeignet ist, durch zumindest eine Datenkommunikationsschnittstelle über eine räumlich entfernte, insbesondere mobile Recheneinheit (2) über ein Computerprogrammprodukt, bevorzugt eine Applikation (auch: App), den Ladeprozess zu steuern. The technical problem is solved by providing an intelligent charging cable (1) which makes it possible to monitor and control the charging of a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle, the charging cable having control and protection functions. These include limiting the charging current, checking the polarity of the connections and ensuring continuity of the protective grounding to the device (4) to be charged, with the charging cable (1) according to the invention being suitable for using at least one data communication interface via a remote, in particular mobile, computing unit (2) via a computer program product, preferably an application (also: app), to control the loading process.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein intelligentes Ladekabel (1) gemäß Anspruch 1 gelöst, das dazu eingerichtet ist, das Laden einer zu ladenden Vorrichtung (4) zu überwachen und zu steuern, wobei das Ladekabel zumindest eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, die derart eingerichtet ist, dass sie die Kommunikation mit einer Recheneinheit (2) ermöglicht, mittels derer die Ladeleistung überwachbar und einstellbar ist. According to the invention, this object is achieved by an intelligent charging cable (1) according to claim 1, which is set up to monitor and control the charging of a device (4) to be charged, wherein the charging cable comprises at least one communication interface which is set up in such a way that it enables communication with a computing unit (2), by means of which the charging power can be monitored and adjusted.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Further advantageous configurations can be found in the dependent claims, the description and the exemplary embodiments.
Allgemeine Vorteile General Benefits
Vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, dass der Nutzer der zu ladenden Vorrichtung (4) den Ladeprozess seiner Vorrichtung anpassen und steuern kann, auch wenn er räumlich von der zu ladenden Vorrichtung entfernt ist. So kann mit Hinblick auf die Netzlast, den Status des Akkumulators der zu ladenden Vorrichtung (4) und äußeren Umgebungsbedingungen (z.B. Temperatur), der Ladeprozess angepasst werden. Ist beispielsweise die Netzlast zu einem gegebenen Zeitpunkt hoch, so ist der Ladeprozess durch den Nutzer unterbrechbar und zu einem späteren Zeitpunkt fortsetzbar. Vorteilhaft ist auch ein Anpassen des Ladeprozesses an die aktuelle Versorgungslage möglich. Durch schwankende Netzeinspeisungen durch tageszeit- und witterungsabhängige erneuerbare Energien variiert der Strompreis über den Tag. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) ist es dem Nutzer möglich, den Ladeprozess so anzupassen, dass er zu einem günstigen Tarif laden kann. Advantageously, the device according to the invention allows the user of the device (4) to be charged to adapt and control the charging process of his device, even if he is at a physical distance from the device to be charged. The charging process can thus be adapted with regard to the network load, the status of the accumulator of the device (4) to be charged and external environmental conditions (eg temperature). For example, if the network load is high at a given point in time, the user can interrupt the charging process and continue it at a later point in time. It is also advantageously possible to adapt the charging process to the current supply situation. The electricity price varies throughout the day due to fluctuating grid feed-ins from renewable energies that depend on the time of day and the weather. The device according to the invention (1) it is possible for the user to adapt the charging process in such a way that he can charge at a low rate.
Durch das intelligente Ladekabel (1) wird das Steuern und das Anpassen von Ladeprozessen mehreren zu ladenden Vorrichtungen (4)(41) möglich, welche über ein oder mehrere erfindungsgemäße Ladekabel mit einer oder mehreren Ladestationen (3) verbunden sind. Soll eine zu ladende Vorrichtung (4) beispielsweise früher den Ladeprozess abschließen als eine andere, so ist der Ladeprozess mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend einstellbar. The intelligent charging cable (1) makes it possible to control and adjust charging processes for multiple devices (4)(41) to be charged, which are connected to one or more charging stations (3) via one or more charging cables according to the invention. For example, if a device (4) to be charged is to complete the charging process earlier than another, the charging process can be adjusted accordingly using the device according to the invention.
Weitere Vorteile sind der Beschreibung und den Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Further advantages can be found in the description and the exemplary embodiments.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung Detailed Description of the Invention
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich im Wesentlichen um ein intelligentes Ladekabel (1) zur Ladeleistungsregelung von zu ladenden Vorrichtungen (4), bevorzugt von Elektrofahrzeugen, insbesondere ein intelligentes Ladekabel zum Laden von Elektrofahrzeugen (auch: Elektrofahrzeugladekabel). Die Vorrichtung umfasst einen ein- oder mehrphasigen, netzseitigen Ladekabelanschluss (10) zum mechanischen und elektrischen Koppeln des erfindungsgemäßen Ladekabels mit einer Ladestation (auch: Ladesäule, Ladeeinrichtung, Netzanschlussstation). Der netzseitigeThe device according to the invention is essentially an intelligent charging cable (1) for regulating the charging power of devices (4) to be charged, preferably electric vehicles, in particular an intelligent charging cable for charging electric vehicles (also: electric vehicle charging cable). The device comprises a single-phase or multi-phase charging cable connection (10) on the mains side for mechanically and electrically coupling the charging cable according to the invention to a charging station (also: charging column, charging device, mains connection station). The network side
Ladekabelanschluss (10) ist derart eingerichtet, dass er über Signalkontakte und Kontakte zur Energieübertragung verfügt. Die Signalkontakte umfassen einen Proximity-Pilot-Kontakt (auch: oder Plug-Present-Kontakt) (PP), hierin als Ladekabel-Erkennungs-Kontakt (102) bezeichnet, welcher die Anwesenheit eines LadestationssteckersAanschlusses feststellen kann, sowie einen Control-Pilot-Kontakt (CP), hierin als Kontroll-/Datenleitung (101) bezeichnet, welche zum Austauschen von Steuersignalen zwischen der zu ladenden Vorrichtung (4) und der Ladestation (3) dient. Die Kontakte zur Energieübertragung sind bevorzugt derart eingerichtet, dass sie Außenleiter, weiterhin als Phasen bezeichnet, sowie einen Neutralleiter (107) und einen Schutzleiter (105) umfassen. Der Schutzleiter (105) ist bevorzugt derart eingerichtet, dass er eine Erdung und den Personenschutz sicherstellt. Der Neutralleiter (107) ist bevorzugt derart eingerichtet, dass er das Ausgleichen von Phasenverschiebungen der Ströme in den Phasen gewährleistet. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem netzseitigen Ladekabelanschluss (10) um einen Stecker der konform nach der Norm EN 62196 Typ 2 ist, aber auch eine Ausführungsform mit einem Stecker konform nach der Norm SAE J 1772 Typ 1 ist möglich. Ein solcher Aufbau ermöglicht vorteilhaft das Laden der zu ladenden Vorrichtung (4) über bis zu dreiCharging cable connection (10) is set up in such a way that it has signal contacts and contacts for energy transmission. The signal contacts include a proximity pilot contact (also: or plug present contact) (PP), referred to herein as a charging cable detection contact (102), which can detect the presence of a charging station plug Aport, and a control pilot contact (CP), referred to herein as the control/data line (101), which serves to exchange control signals between the device (4) to be charged and the charging station (3). The contacts for energy transmission are preferably set up in such a way that they include outer conductors, also referred to as phases, as well as a neutral conductor (107) and a protective conductor (105). The protective conductor (105) is preferably set up in such a way that it ensures grounding and personal protection. The neutral conductor (107) is preferably set up in such a way that it ensures that phase shifts in the currents in the phases are compensated for. In a preferred embodiment, the mains-side charging cable connection (10) is a plug that conforms to standard EN 62196 type 2, but an embodiment with a plug that conforms to standard SAE J 1772 type 1 is also possible. Such a structure advantageously enables the device (4) to be charged to be charged over up to three
Phasen (103)(104)(106), wodurch mit der Verwendung der zusätzlichen Phasen eine kürzere Ladezeit erreicht werden kann. Darüber hinaus ist die Erdung der zu ladenden Vorrichtung (4) während des gesamten Ladeprozesses über den Schutzleiter (105) sichergestellt. Phases (103)(104)(106), resulting in a shorter one with the use of the additional phases loading time can be achieved. In addition, the grounding of the device (4) to be charged is ensured during the entire charging process via the protective conductor (105).
Ein Elektrofahrzeug ist im Sinne der Erfindung ein mobiles Verkehrs- und/oder Transportmittel (z.B. Automobile, Motorräder, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge), das wenigstens auch oder vollständig durch einen Elektromotor antreibbar ausgebildet sind. Vorzugsweise handelt es sich um Verkehrs- und/oder Transportmittel zur Bewegung auf Straßen bzw. an Land, es können aber auch Fahrzeuge auf dem Wasser und/oder in der Luft umfasst sein. Kennzeichnend für ein Elektrofahrzeug ist dabei, dass es einen Elektromotor aufweist, welcher durch Energie aus einem Akkumulator betrieben wird. In the context of the invention, an electric vehicle is a mobile means of traffic and/or transport (e.g. automobiles, motorcycles, watercraft, aircraft) that are designed to be driven at least also or entirely by an electric motor. It is preferably a matter of traffic and/or means of transport for movement on roads or on land, but vehicles on water and/or in the air can also be included. It is characteristic of an electric vehicle that it has an electric motor which is operated using energy from an accumulator.
Die Aufgabe wird insbesondere durch ein intelligentes Ladekabel zur Ladeleistungsregelung von Akkumulatoren von zu ladenden Vorrichtungen, insbesondere Elektrofahrzeugen, gelöst, welches vorzugsweise als ein intelligentes Elektrofahrzeugladekabel ausgebildet ist, und welches folgendes umfasst: einen zumindest einphasigen, netzseitigen Ladekabelanschluss, wobei dieser als Kopplungselement des Ladekabels und einer Ladestation eingerichtet ist, einen zumindest einphasigen, fahrzeugseitigen Ladekabelanschluss, wobei dieser als Kopplungselement des Ladekabels und einer zu ladenden Vorrichtung eingerichtet ist, ein Gehäuse, welches eine Elektronik umfasst, durch welche eine Ladeleistung einstellbar ist, wobei die Elektronik für ein Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase eingerichtet ist, und/oder die Elektronik eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, die derart eingerichtet ist, dass sie zumindest ein Signalübertragungsmittel umfasst, durch welches eine Übertragung eines Datensignals oder einer Datenfolge an zumindest eine Recheneinheit (2) übertragbar ist, und die Kommunikationsschnittstelle derart ausgestaltet ist, dass durch diese eine Datenkommunikation mit der Recheneinheit (2) ermöglicht ist, wobei die Ladeleistung durch die Datenkommunikation mit der Recheneinheit überwachbar und einstellbar ist. The object is achieved in particular by an intelligent charging cable for regulating the charging power of accumulators of devices to be charged, in particular electric vehicles, which is preferably designed as an intelligent electric vehicle charging cable and which comprises the following: an at least single-phase, mains-side charging cable connection, this being used as a coupling element of the charging cable and a charging station is set up, an at least single-phase, vehicle-side charging cable connection, this being set up as a coupling element for the charging cable and a device to be charged, a housing which includes electronics, by means of which a charging power can be adjusted, the electronics for monitoring and/or setting of the charging current on at least one phase, and/or the electronics comprises a communication interface, which is set up in such a way that it comprises at least one signal transmission means, through which a transmission of a data signal or a data sequence can be transmitted to at least one computing unit (2), and the communication interface is designed in such a way that it enables data communication with the computing unit (2), the charging power being able to be monitored and adjusted by the data communication with the computing unit.
Vorzugsweise weist das Gehäuse ferner wenigstens eine Messeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Leistung zu messen. Dadurch kann überprüft werden, ob das Ansteuern korrekt durchgeführt wird und die Messwerte können vorteilhaft für eine Abrechnung verwendet werden. The housing preferably also has at least one measuring device which is set up to measure an electrical current and/or an electrical power. This makes it possible to check whether the control is being carried out correctly and the measured values can be used advantageously for billing.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein intelligentes Ladekabel zur Ladeleistungsregelung von Akkumulatoren von zu ladenden Vorrichtungen, insbesondere Elektrofahrzeugen, gelöst. Das intelligente Ladekabel weist dabei einen zumindest einphasigen, netzseitigen Ladekabelanschluss auf, wobei dieser als Kopplungselement des Ladekabels und einer Ladestation eingerichtet ist. Zudem weist das intelligente Ladekabel einen zumindest einphasigen, fahrzeugseitigen Ladekabelanschluss auf, wobei dieser als Kopplungselement des Ladekabels und einer zu ladenden Vorrichtung eingerichtet ist. Weiterhin weist das intelligente Ladekabel ein Gehäuse auf, welches eine Elektronik umfasst, die zur Einstellung einer Ladeleistung eingerichtet ist. Dabei ist die Elektronik für ein Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase eingerichtet, wobei die Elektronik eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, die derart eingerichtet ist, dass sie zumindest ein Signalübertragungsmittel aufweist, welches für eine Übertragung eines Datensignals oder einer Datenfolge an zumindest eine Recheneinheit eingerichtet ist, wobei die Kommunikationsschnittstelle derart ausgestaltet ist, dass durch diese eine Datenkommunikation mit der Recheneinheit (2) ermöglicht ist, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist die Ladeleistung zu überwachen und/oder einzustellen. Vorzugsweise weist das Ladekabel einen Mechanismus auf, der zum Auswerfen des netzseitigen und/oder fahrzeugseitigen Anschlusses eingerichtet ist, wobei das Auswerfen von einer Recheneinheit aus steuerbar ist, die sich räumlich entfernt von dem Ladekabel befindet. A further aspect of the invention relates to an intelligent charging cable for regulating the charging power of accumulators of devices to be charged, in particular electric vehicles. The intelligent charging cable has an at least single-phase, mains-side charging cable connection, this being the coupling element of the Charging cable and a charging station is set up. In addition, the intelligent charging cable has an at least single-phase vehicle-side charging cable connection, which is set up as a coupling element of the charging cable and a device to be charged. Furthermore, the intelligent charging cable has a housing that includes electronics that are set up to set a charging power. The electronics are set up for monitoring and/or setting the charging current on at least one phase, with the electronics comprising a communication interface which is set up in such a way that it has at least one signal transmission means which is used for transmission of a data signal or a data sequence to at least one Arithmetic unit is set up, the communication interface being designed in such a way that data communication with the arithmetic unit (2) is made possible through this, the arithmetic unit being set up to monitor and/or set the charging power. The charging cable preferably has a mechanism which is set up for ejecting the mains-side and/or vehicle-side connection, wherein the ejection can be controlled by a computing unit which is spatially remote from the charging cable.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Nutzer über eine Applikation (auch: App) auf einem mobilen Endgerät (z.B. Tablet, Smartphone) den Mechanismus zum Auswerfen betätigen. Vorteilhaft kann somit erreicht werden, dass der Nutzer das Auswerfen auf Wunsch selbst initiieren kann. According to one embodiment, a user can activate the ejection mechanism via an application (also: app) on a mobile device (e.g. tablet, smartphone). It is thus advantageously possible for the user to initiate the ejection himself if desired.
Im Weiteren wird die zu ladende Vorrichtung (4) als ein Elektrofahrzeug bezeichnet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das hierin offenbarte Verfahren für eine andere Vorrichtung umfassend einen aufladbaren Akkumulator zu verwenden. Eine solche Vorrichtung kann bspw. ein Laptop, ein Tablet, oder ein Smartphone sein. Die folgende Bezeichnung der zu ladenden Vorrichtung (4) als Elektrofahrzeug ist nicht einschränkend zu verstehen. The device (4) to be charged is referred to below as an electric vehicle. However, it is also possible to use the method disclosed herein for another device comprising a chargeable accumulator. Such a device can be, for example, a laptop, a tablet, or a smartphone. The following designation of the device (4) to be charged as an electric vehicle is not to be understood as limiting.
Unter Ladestation (3) ist im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung zu verstehen, welche elektrische Energie zum Laden eines Elektrofahrzeugs (4) bereitstellt. Eine solche Vorrichtung kann bspw. eine Wechselstrom-, Gleichstrom- oder Drehstrom-Ladestation sein. Insbesondere kann es sich um eine Ausführung als Ladesäule, Wallbox oder auch allgemein als Steckdose handeln. According to the invention, a charging station (3) is a device that provides electrical energy for charging an electric vehicle (4). Such a device can, for example, be an AC, DC or three-phase charging station. In particular, it can be designed as a charging station, wall box or generally as a socket.
Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) einen ein- oder mehrphasigen vorrichtungsseitigen Ladekabelanschluss (11) (hierin fahrzeugseitiger Ladekabelanschluss oder Fahrzeuganschluss genannt) zum Koppeln des intelligenten Ladekabels mit einer zu ladenden Vorrichtung (4), insbesondere einem Elektrofahrzeug. Der fahrzeugseitige Ladekabelanschluss (11) ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er dem netzseitigen Ladekabelanschluss (10) im Aufbau gleicht. Somit wird vorteilhaft erreicht, dass kein Konvertieren zwischen unterschiedlichen Anschlussprinzipien durch eine Elektronik und kein Adapter notwendig ist. Furthermore, the intelligent charging cable (1) according to the invention comprises a single-phase or multi-phase device-side charging cable connection (11) (referred to herein as vehicle-side charging cable connection or vehicle connection) for coupling the intelligent charging cable to a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle. The charging cable connection (11) on the vehicle side is preferably designed in such a way that it is structurally identical to the charging cable connection (10) on the mains side. This advantageously achieves that no conversion between different connection principles by electronics and no adapter is necessary.
Im Sinne der Erfindung bezeichnet ein „intelligentes Ladekabel“ ein Ladekabel umfassend Funktionen, die das Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses eines Elektrofahrzeugs (4) über zumindest eine Recheneinheit (2) durch einen Nutzer ermöglichen. Zu diesem Zweck umfasst das erfindungsgemäße Ladekabel (1) außerdem ein Gehäuse (12), das derart ausgestaltet ist, dass es eine Elektronik umfasst. Die Elektronik ist bevorzugt so eingerichtet, dass sie durch ein Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase das Überwachen und/oder Einstellen der Ladeleistung des Elektrofahrzeugs (4) ermöglicht. Das Überwachen und/oder Einstellen der Ladeleistung erfolgt hierbei vorzugsweise über das Zuschalten eines Shunts (auch: Nebenwiderstand). Unter einem Shunt versteht der Fachmann einen Widerstand, der in diesem Fall der zu überwachenden Phase parallel geschaltet ist, um einen Stromfluss von der Ladestation (3) zum Elektrofahrzeug, bzw. zum Akkumulator der zu ladenden Vorrichtung, zu unterbinden. Der Shunt ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er durch die im Gehäuse (12) verbaute Elektronik elektronisch und/oder elektromechanisch steuerbar ist. Somit kann die Ladeleistung während des Ladeprozesses durch das intelligente Ladekabel (1) gesteuert werden, indem der Stromfluss über die einzelnen Phasen zum Elektrofahrzeug (4) durch das Zuschalten oder Wegschalten eines Shunts unterbunden, bzw. ermöglicht wird. According to the invention, an “intelligent charging cable” refers to a charging cable that includes functions that enable a user to control and/or terminate the charging process of an electric vehicle (4) via at least one computing unit (2). For this purpose, the charging cable (1) according to the invention also includes a housing (12) which is designed in such a way that it includes electronics. The electronics are preferably set up in such a way that they enable the charging power of the electric vehicle (4) to be monitored and/or set by monitoring and/or setting the charging current in at least one phase. The charging power is preferably monitored and/or adjusted by connecting a shunt (also: shunt). The person skilled in the art understands a shunt to be a resistance which, in this case, is connected in parallel with the phase to be monitored in order to prevent a current flow from the charging station (3) to the electric vehicle or to the accumulator of the device to be charged. The shunt is preferably designed in such a way that it can be controlled electronically and/or electromechanically by the electronics installed in the housing (12). The charging power can thus be controlled by the intelligent charging cable (1) during the charging process by preventing or enabling the flow of current via the individual phases to the electric vehicle (4) by switching a shunt on or off.
In einer Ausgestaltung ist das die Elektronik umfassende Gehäuse (12) derart ausgestaltet, dass es dem fahrzeugseitigen Ladekabelanschluss (11) und/oder einem netzseitigen Ladekabelanschluss (10) des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) nachgeordnet ist. Vorzugsweise ist das Gehäuse (12) in einen Steckkopf des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) integriert. Vorteilhaft kann so ein platzsparender Aufbau realisiert werden, wobei auf eine In-Kabel-Kontrollbox verzichtet werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung ist das die Elektronik umfassende Gehäuse (12) als In-Kabel-Kontrollbox ausgestaltet. Durch diese Ausgestaltung wird vorteilhaft gewährleistet, dass die vom Gehäuse (12) umfasste Elektronik leicht zugänglich, austauschbar und wartbar ist. Eine solche Ausgestaltung ist gut nachrüstbar, sollten weitere Funktionen durch den Nutzer erwünscht sein. In one embodiment, the housing (12) containing the electronics is designed in such a way that it is arranged downstream of the charging cable connection (11) on the vehicle and/or a charging cable connection (10) on the mains side of the charging cable (1) according to the invention. The housing (12) is preferably integrated into a plug head of the charging cable (1) according to the invention. In this way, a space-saving design can advantageously be implemented, in which case an in-cable control box can be dispensed with. In a further embodiment, the housing (12) containing the electronics is designed as an in-cable control box. This configuration advantageously ensures that the electronics contained in the housing (12) are easily accessible, replaceable and maintainable. Such a configuration can easily be retrofitted if additional functions are desired by the user.
Weiterhin ist eine Ausgestaltung möglich, in der das Gehäuse (12) in ein Verdrahtungssystem integriert. Unter einem Verdrahtungssystem (auch Schaltschrank) versteht der Fachmann ein System bestehend aus einer Verdrahtung, welche zum elektrischen Verbinden von einzelnen elektrisch funktionalen Komponenten dient, sowie einem Gerüstsystem, insbesondere einem Schienensystem, bspw. ein System umfassend Hutschienen, Kammprofile und/oder Bügel. Bevorzugt ist das Verdrahtungssystem, welches das Gehäuse (12) umfasst, in der Ladestation (3) integriert. Somit ist das Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses direkt über die Ladestation (3) durchführbar. Furthermore, an embodiment is possible in which the housing (12) is integrated into a wiring system. The person skilled in the art understands a wiring system (also switch cabinet) as a system consisting of wiring, which is used for the electrical connection of individual electrically functional components, as well as a framework system, in particular a rail system, e.g. a system comprising top-hat rails, comb profiles and/or brackets. Preferred is the wiring system which the housing (12) includes integrated in the charging station (3). The charging process can thus be controlled and/or terminated directly via the charging station (3).
Das erfindungsgemäße Ladekabel (1) umfasst zudem zumindest eine in das Gehäuse (12) integrierte Kommunikationsschnittstelle. Die Kommunikationsschnittstelle ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie zumindest ein Signalübertragungsmittel zum Ermöglichen einer Datenübertragung über beispielsweise Bluetooth und/oder WLAN und/oder Mobilfunk, bspw. LTE, und/oder LoRaWAN, umfasst, welches dazu eingerichtet ist, ein Datensignal oder eine Datenfolge an zumindest eine Recheneinheit (2), vorzugsweise an eine räumlich entfernte, externe, also dem Elektrofahrzeug (4) nicht zugeordnete Recheneinheit, zu übertragen. Dabei ist die Kommunikationsschnittstelle so eingerichtet, dass sie eine Kommunikation mit der Recheneinheit (2) ermöglicht, sodass über die im Gehäuse (12) integrierte Elektronik die Ladeleistung vorteilhaft überwachbar und/oder einstellbar ist. The charging cable (1) according to the invention also includes at least one communication interface integrated into the housing (12). The communication interface is preferably designed in such a way that it comprises at least one signal transmission means for enabling data transmission via, for example, Bluetooth and/or WLAN and/or mobile communications, e.g. LTE, and/or LoRaWAN, which is set up to transmit a data signal or a data sequence to transmit at least one processing unit (2), preferably to a remote, external processing unit, i.e. not assigned to the electric vehicle (4). The communication interface is set up in such a way that it enables communication with the computing unit (2), so that the charging power can advantageously be monitored and/or adjusted via the electronics integrated in the housing (12).
Gemäß einer Ausführungsform stellt das vom Ladekabel umfasste Gehäuse zumindest einen Ladekabelanschluss für mindestens ein weiteres Ladekabel bereit. Dies ermöglicht vorteilhaft ein Ineinanderstecken von baugleichen erfindungsgemäßen Ladekabeln, um ein um die ineinandergesteckten Ladekabel verlängertes Ladekabel herzustellen. According to one embodiment, the housing comprised by the charging cable provides at least one charging cable connection for at least one additional charging cable. This advantageously allows identical charging cables according to the invention to be plugged into one another in order to produce a charging cable that is lengthened by the charging cables plugged into one another.
Gemäß einer Ausführungsform ist das vom Ladekabel umfasste Gehäuse derart eingerichtet, dass es durch einen Nutzer mit einer Ladevorrichtung und zumindest einem weiteren Gehäuse koppelbar ist, sodass an jedem gekoppelten Gehäuse zumindest eine Lademöglichkeit für eine zu ladende Vorrichtung bereitgestellt wird. According to one embodiment, the housing comprised by the charging cable is set up in such a way that a user can couple it to a charging device and at least one further housing, so that at least one charging option for a device to be charged is provided on each coupled housing.
Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Begriff Recheneinheit auf ein Rechensystem umfassend eine Prozessoreinheit, eine Kommunikationsschnittstelle zum Senden und Empfanden von Daten und ein computerlesbares Speichermedium, wobei das Speichermedium ein Computerprogrammprodukt, auch Softwareprodukt, enthält, welches Instruktionen zum Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses durch das erfindungsgemäße Ladekabel (1) beinhaltet. Bei einer solchen Recheneinheit handelt es sich beispielsweise um eine externe, mobile Recheneinheit, wie ein Smartphone oder ein Tablet, oder auch um eine stationäre Recheneinheit, wie einen PC, oder eine verteilte Recheneinheit, insbesondere eine Cloud. Aber auch im Elektrofahrzeug (4) integrierte, also interne, beispielsweise vom BMS umfasste Recheneinheiten sind denkbar. For the purposes of the invention, the term computing unit refers to a computing system comprising a processor unit, a communication interface for sending and receiving data and a computer-readable storage medium, the storage medium containing a computer program product, also a software product, which contains instructions for controlling and/or ending the loading process included by the charging cable (1) according to the invention. Such a computing unit is, for example, an external, mobile computing unit, such as a smartphone or a tablet, or also a stationary computing unit, such as a PC, or a distributed computing unit, in particular a cloud. However, arithmetic units integrated in the electric vehicle (4), i.e. internal ones, for example comprised by the BMS, are also conceivable.
Vorzugsweise ermöglicht das erfindungsgemäße Ladekabel (1) über die umfasste Kommunikationsschnittstelle ein Koppeln mit zumindest einer räumlich entfernten Recheneinheit (2), wobei die Entfernung wenige Meter, bspw. bis zum Smartphone eines neben dem Elektrofahrzeug (4) stehenden Nutzers, bis eine beliebige Anzahl an Kilometern, bspw. bis zu einem Cloudserver in einer Firmenzentrale, betragen kann. Es ist dem Nutzer somit möglich, über die Recheneinheit (2) den Ladeprozess des Elektrofahrzeugs, insbesondere aus der Entfernung, aber auch aus unmittelbarer Nähe zum Elektrofahrzeug und der Ladestation zu steuern und/oder beenden. a In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Gehäuse (12) als eine In-Kabel- Kontrollbox ausgestaltet, wobei das Gehäuse eine Mehrzahl an Anschlüssen umfasst. Die Anschlüsse sind derart eingerichtet, dass sie das Verbinden des Gehäuses (12) durch ein dafür vorgesehenes Kabel mit einer Ladevorrichtung, insbesondere einer Wallbox, durch einen Nutzer ermöglichen. Das Verbinden erfolgt dabei nach einem Steckprinzip, wobei die Anschlüsse des Kabels analog zu den zuvor beschriebenen Anschlüssen der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) ausgelegt sind. The charging cable (1) according to the invention preferably enables coupling with at least one spatially distant computing unit (2) via the included communication interface, the distance being a few meters, e.g. to the smartphone of a user standing next to the electric vehicle (4), to any number of kilometers, e.g. up to a cloud server in a company headquarters. It is the user It is thus possible to use the computing unit (2) to control and/or terminate the charging process of the electric vehicle, in particular from a distance, but also from the immediate vicinity of the electric vehicle and the charging station. a In a particularly preferred embodiment, the housing (12) is designed as an in-cable control box, the housing comprising a plurality of connections. The connections are set up in such a way that they enable the user to connect the housing (12) to a charging device, in particular a wall box, using a cable provided for this purpose. The connection takes place according to a plug-in principle, the connections of the cable being designed analogously to the previously described connections of the device (1) according to the invention.
Weiterhin ist das Gehäuse (12) in dieser Ausgestaltung derart ausgelegt, dass die von ihm umfasste Mehrzahl an Anschlüssen zumindest einen Anschluss zum Anschließen eines Ladekabels zum Laden eines Elektrofahrzeugs (4), sowie einen Anschluss zum Anschließen eines weiteren Gehäuses, welches identisch zu dem ersten Gehäuse (12) ausgestaltet ist, bereitstellt. Somit ist es dem Nutzer möglich, durch einfaches Verbinden mehrerer der vom erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabel (1) umfassten Gehäuse (12) eine Ladeeinrichtung für mehrere Elektrofahrzeuge (4, 41) einzurichten. Durch die einfach zu realisierenden Steckverbindungen kann, nach dem einmaligen Einrichten einer Ladestation wie bspw. einer Wallbox durch einen Fachmann, somit auf das Hinzuziehen eines solchen für das Einrichten weiterer Ladeanschlüsse verzichtet werden. Furthermore, the housing (12) is designed in this embodiment in such a way that the plurality of connections it includes has at least one connection for connecting a charging cable for charging an electric vehicle (4) and a connection for connecting a further housing which is identical to the first Housing (12) is designed, provides. It is thus possible for the user to set up a charging device for a number of electric vehicles (4, 41) by simply connecting a number of the housings (12) contained in the intelligent charging cable (1) according to the invention. Thanks to the easy-to-implement plug-in connections, once a charging station such as a wall box has been set up by a specialist, there is no need to call in one to set up additional charging connections.
Dabei ist jedes der Mehrzahl an Gehäusen (12) derart ausgestaltet, dass es über alle essentiellen Schutzfunktionen, um den Nutzer, das Elektrofahrzeug (4) und dessen Akkumulator während des Ladeprozesses zu schützen, verfügt. Insbesondere gewährleistet das Gehäuse (12) eine Schutzerdung während des gesamten Ladeprozesses. Das Gehäuse (12) umfasst auch eine Elektronik, die das Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses des über ein Ladekabel mit dem Gehäuse verbundenen Elektrofahrzeugs (1). Des Weiteren umfasst die Elektronik jedes Gehäuses (12) eine Kommunikationsschnittstelle, welche dazu eingerichtet ist, eine Datenkommunikation zwischen dem Gehäuse und einer Recheneinheit (2), bevorzugt einer räumlich entfernten, externen Recheneinheit, zu ermöglichen. Somit sind für den Nutzer die Ladeprozesse mehrerer Elektrofahrzeuge durch die vom erfindungsgemäßen Ladekabel (1) umfassten Gehäuse (12) insbesondere aus der Ferne steuerbar und/oder beendbar. Each of the plurality of housings (12) is designed in such a way that it has all the essential protective functions to protect the user, the electric vehicle (4) and its battery during the charging process. In particular, the housing (12) ensures protective earthing throughout the charging process. The housing (12) also includes electronics that control and/or terminate the charging process of the electric vehicle (1) connected to the housing via a charging cable. Furthermore, the electronics of each housing (12) includes a communication interface which is set up to enable data communication between the housing and a computing unit (2), preferably a remote, external computing unit. Thus, the charging processes of several electric vehicles can be controlled and/or terminated for the user by the housing (12) contained in the charging cable (1) according to the invention, in particular remotely.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die im erfindungsgemäßen Ladekabel (1) integrierte Elektronik einen Elektrizitätszähler. Der Elektrizitätszähler ist bevorzugt zum Überwachen der elektrischen Leistung, die durch die Ladestation (3) an das Elektrofahrzeug (4) abgegeben wird, eingerichtet. So kann vorteilhaft die elektrische Leistung überwacht werden, die durch die Ladestation (3) an das Elektrofahrzeug (4) abgegeben wird, ohne auf Daten aus dem BMS zurückgreifen zu müssen. Ein zusätzliches On-Board- Diagnose System und/oder Anschluss, sowie eine Recheneinheit zum Auswerten der Daten des BMS sind vorteilhaft nicht notwendig, um auf die Ladedaten zurückzugreifen. In a preferred embodiment, the electronics integrated in the charging cable (1) according to the invention comprise an electricity meter. The electricity meter is preferred for monitoring the electrical power supplied by the charging station (3) to the Electric vehicle (4) is released furnished. In this way, the electrical power that is delivered to the electric vehicle (4) by the charging station (3) can advantageously be monitored without having to resort to data from the BMS. An additional on-board diagnosis system and/or connection, as well as a computing unit for evaluating the data of the BMS, are advantageously not necessary in order to access the charging data.
Urspl03 Weiterhin umfasst die Elektronik des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) in einer Ausgestaltung zumindest ein optisches Wiedergabemittel (13) (hierin als Display bezeichnet), welches derart eingerichtet ist, dass es als User Interface dienen kann. Dem Nutzer ist es so vorteilhaft möglich, beispielsweise den Status des Ladeprozesses, die übertragene und/oder zu übertragende Leistung und die verwendeten Ladekapazitäten des Ladekabels einfach abzulesen. Bevorzugt ist das Display derart eingerichtet, dass ein durch den Nutzer über das Display (13) eingegebener Steuerungsbefehl umsetzbar ist. Dies hat zum Vorteil, dass eine direkte Steuerung des Ladeprozesses beim Koppeln des Elektrofahrzeugs (4) und der Ladestation (3) ohne das Verwenden einer Recheneinheit durchführbar ist. Urspl03 Furthermore, in one embodiment, the electronics of the intelligent charging cable (1) according to the invention include at least one optical display (13) (referred to herein as a display), which is set up in such a way that it can serve as a user interface. It is thus advantageously possible for the user to easily read, for example, the status of the charging process, the power transmitted and/or to be transmitted and the charging capacities of the charging cable used. The display is preferably set up in such a way that a control command entered by the user via the display (13) can be implemented. The advantage of this is that direct control of the charging process when the electric vehicle (4) and the charging station (3) are coupled can be carried out without using a computing unit.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Ladekabel eine Kontroll-/Datenleitung (101) wobei die Elektronik derart eingerichtet ist, dass sie eine Schnittstelle zur Kontroll- /Datenleitung bereitstellt. According to one embodiment, the charging cable includes a control/data line (101), the electronics being set up in such a way that they provide an interface to the control/data line.
Das erfindungsgemäße Ladekabel (1) umfasst, wie eingangs beschrieben, zumindest eine Kontroll-/Datenleitung (101), welche zum Übertragen von Steuersignalen zwischen der Ladestation (3) und dem im Elektrofahrzeug (4) fest verbauten BMS dient. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Schnittstelle zur Kontroll-/Datenleitung (101) durch die vom erfindungsgemäßen Ladekabel (1) umfasste Elektronik bereitgestellt. Dies hat zum Vorteil, dass Steuersignale zwischen dem BMS, der Ladestation (3) und dem intelligenten Ladekabel (1) ausgelesen werden können. Mittels der in die vom erfindungsgemäßen Ladekabel (1) umfassten Elektronik integrierten Kommunikationsschnittstelle sind diese Steuersignale in Form von Daten auf eine Recheneinheit (2), bevorzugt eine räumlich entfernte, externe Recheneinheit übertragbar. Somit ist vorteilhaft ein Ablesen des Status des Ladeprozesses durch den Nutzer auch aus der Entfernung gewährleistet. As described above, the charging cable (1) according to the invention comprises at least one control/data line (101) which is used to transmit control signals between the charging station (3) and the BMS permanently installed in the electric vehicle (4). In a preferred embodiment, an interface to the control/data line (101) is provided by the electronics included in the charging cable (1) according to the invention. This has the advantage that control signals between the BMS, the charging station (3) and the intelligent charging cable (1) can be read out. These control signals can be transmitted in the form of data to a computing unit (2), preferably a remote, external computing unit, by means of the communication interface integrated into the electronics included in the charging cable (1) according to the invention. This advantageously ensures that the user can also read the status of the charging process from a distance.
Des Weiteren dient die bereitgestellte beschriebene Schnittstelle zur Kontroll- /Datenleitung (101) des Ladekabels zum Übermitteln von Steuerbefehlen an die Ladestation (3) und/oder das Elektrofahrzeug (4). Mittels der in die vom erfindungsgemäßen Ladekabel (1) umfasste Elektronik integrierte Kommunikationsschnittstelle sind Steuersignale von zumindest einer Recheneinheit (2), bevorzugt einer räumlich entfernten Recheneinheit durch das Ladekabel an die Schnittstelle zur Kontroll-/Datenleitung (101) des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) übertragbar. Somit ist vorteilhaft ein Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses durch den Nutzer auch aus der Entfernung gewährleistet.Furthermore, the described interface provided for the control/data line (101) of the charging cable is used to transmit control commands to the charging station (3) and/or the electric vehicle (4). Using the communication interface integrated in the electronics included in the charging cable (1) according to the invention, control signals from at least one computing unit (2), preferably a spatially remote computing unit, are sent through the charging cable to the interface to the control/data line (101) of the charging cable according to the invention (1) transferrable. This advantageously ensures that the user can also control and/or terminate the charging process from a distance.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) einen Ladekabel-Erkennungs-Kontakt (102), der derart ausgestaltet ist, dass er bevorzugt durch die Elektronik unterbrechbar ist. Sendet die Elektronik ein Signal zum Unterbrechen des Ladekabel-Erkennungs-Kontakts (102), so ist der Ladeprozess dadurch unterbrechbar, da die Ladestation (3) keinen Strom bereitstellt, sollte sie über diesen Anschluss kein gekoppeltes Elektrofahrzeug (4) detektieren. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Signal zum Unterbrechen des Ladekabel-Erkennungs-Kontakts (102) durch die von der Elektronik des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) umfasste Kommunikationsschnittstelle durch den Nutzer aus der Ferne, also einer räumlichen Distanz, übertragbar, sodass der Ladeprozess auch aus der Entfernung unterbrechbar ist, da der Stromfluss bei detektierter unterbrochener Verbindung des Ladekabel-Erkennungs- Kontakts (102) seitens der Ladestation (3) unterbunden wird. In a further embodiment, the intelligent charging cable (1) according to the invention comprises a charging cable detection contact (102) which is designed in such a way that it can preferably be interrupted by the electronics. If the electronics send a signal to interrupt the charging cable detection contact (102), the charging process can be interrupted because the charging station (3) does not provide any electricity if it does not detect a coupled electric vehicle (4) via this connection. In a particularly preferred embodiment, the signal for interrupting the charging cable detection contact (102) can be transmitted by the user remotely, i.e. at a spatial distance, via the communication interface included in the electronics of the charging cable (1) according to the invention, so that the charging process can also be carried out can be interrupted from a distance, since the flow of current is prevented by the charging station (3) when the connection of the charging cable detection contact (102) is detected to be interrupted.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Ladekabel (1) einen Mechanismus zum Auswerfen des netzseitigen und/oder fahrzeugseitigen Anschlusses (10), der derart ausgestaltet ist, dass er mittels der Kommunikationsschnittstelle über eine Recheneinheit (2), vorzugsweise eine räumlich entfernte, externe Recheneinheit, aus der Ferne steuerbar ist. Bevorzugt umfasst der Mechanismus eine mechanische Auswerfkomponente, beispielsweise eine Feder oder einen Schalter. Somit ist das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) auf der Seite der Ladestation (3) und/oder des Elektrofahrzeugs (4) auswertbar, während es fahrzeugseitig und/oder der Seite der Ladestation arretiert bleibt. Somit kann die Ladestation (1) vorteilhaft aus der Ferne für ein anderes Elektrofahrzeug (4) freigegeben werden, sobald der Ladeprozess abgeschlossen ist. Mit der Ortsangabe „aus der Ferne“ oder einer räumlichen Entfernung ist jede Position gemeint, welche nicht im näheren Umkreis des intelligenten Ladekabels liegt. So kann es sich bei einer entfernten Position um eine Position handeln, welche zumindest 5 Meter, bevorzugt zumindest 20 Meter, besonders bevorzugt zumindest 50 Meter, ganz besonders bevorzugt zumindest 100 Meter und ganz besonders bevorzugt zumindest 200 Meter von dem in Nutzung befindlichen Ladekabel entfernt liegt. Bevorzugt ist die Recheneinheit an dieser Position lokalisiert. In a very particularly preferred embodiment, the charging cable (1) according to the invention comprises a mechanism for ejecting the connection (10) on the network side and/or on the vehicle side, which is designed in such a way that, by means of the communication interface, it can be connected via a computing unit (2), preferably a remote one. external computing unit that can be controlled remotely. Preferably the mechanism includes a mechanical ejection component such as a spring or switch. The intelligent charging cable (1) according to the invention can thus be evaluated on the side of the charging station (3) and/or the electric vehicle (4), while it remains locked on the vehicle side and/or on the side of the charging station. The charging station (1) can thus advantageously be released remotely for another electric vehicle (4) as soon as the charging process is complete. The location information "from afar" or a spatial distance means any position that is not in the immediate vicinity of the intelligent charging cable. A remote position can be a position that is at least 5 meters, preferably at least 20 meters, particularly preferably at least 50 meters, particularly preferably at least 100 meters and particularly preferably at least 200 meters away from the charging cable that is in use . The processing unit is preferably localized at this position.
Vorzugsweise wird eine Ladesäule entriegelt und ein Ladekabel frei gegeben, wenn ein vorgegebener Ladestand, also ein State of Charge, erreicht wurde. Dafür kann auch eine App verwendet werden, über welche ein Nutzer die Freigabe initiieren kann. Vorteilhaft kann so die Ladesäuleninfrastruktur besser ausgelastet werden, da ein nachfolgender Nutzer (Zweitnutzer) das Ladekabel eines vorhergehenden Nutzers (Erstnutzer) entriegeln kann, um stattdessen sein Ladekabel anzustecken. Dieser Vorgang kann auch als “Fremdentriegelung“ bezeichnet werden. Bevorzugt ist die Fremdentriegelung erst möglich, wenn ein vorgegebener Ladestand erreicht worden ist. Der Erstnutzer kann über eine App einstellen, ab welchem Ladestand er eine Fremdentriegelung akzeptiert. Die App kann diese Information an die App eines Zweitnutzers übertragen, so dass dieser darüber informiert ist, an welcher Ladesäule es das Ladekabel eines Erstnutzers auswerfen kann. Es versteht sich dabei von selbst, dass im Falle einer Fremdentriegelung das Ladekabel nach dem Auswurf aus der Ladestation fahrzeugseitig verriegelt sein muss, um einem Diebstahl des Ladekabels vorzubeugen. A charging station is preferably unlocked and a charging cable released when a predetermined charge level, ie a state of charge, has been reached. An app can also be used for this, via which a user can initiate the release. Advantageously, the charging station infrastructure can be better utilized in this way, since a subsequent user (second user) can unlock the charging cable of a previous user (first user) in order to to plug in his charging cable instead. This process can also be referred to as "external unlocking". External unlocking is preferably only possible when a predetermined charge level has been reached. The first-time user can use an app to set the charge level from which he will accept a third-party unlocking. The app can transmit this information to a second user's app so that it knows which charging station to drop a first-time user's charging cable on. It goes without saying that in the event of an external unlocking, the charging cable must be locked on the vehicle side after being ejected from the charging station in order to prevent the charging cable from being stolen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die von der Elektronik des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) umfasste Kommunikationsschnittstelle derart ausgestaltet, dass sie eine Datenübertragung an ein mobiles Endgerät und/oder eine ortsfeste Recheneinheit und/oder an ein cloud-basiertes Rechensystem ermöglicht. In a particularly preferred embodiment, the communication interface included in the electronics of the charging cable (1) according to the invention is designed in such a way that it enables data transmission to a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or to a cloud-based computing system.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist die Kommunikationsschnittstelle derart eingerichtet ist, dass sie eine Datenübertragung an ein mobiles Endgerät und/oder eine ortsfeste Recheneinheit und/oder ein Cloud-basiertes Speichermedium ermöglicht. Somit kann vorteilhaft erreicht werden, dass bspw. gesammelte Daten nicht auf einem vom intelligenten Ladekabel umfassten Speicher gespeichert werden müssen, sondern stattdessen an eine externe Speicher- und/oder Recheneinheit übertragen werden können.In a further preferred refinement, the communication interface is set up in such a way that it enables data transmission to a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or a cloud-based storage medium. It can thus advantageously be achieved that, for example, collected data does not have to be stored on a memory included in the intelligent charging cable, but instead can be transmitted to an external memory and/or computing unit.
Im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Cloud eine entfernte, verteilte Rechnerumgebung und/oder zumindest eine entfernte Recheneinheit, umfassend zumindest ein Speichermedium, welches ein Computerprogrammprodukt enthält, das Instruktionen zum Speichern und/oder Auswerten von empfangenen Daten enthält. Within the meaning of the invention, a cloud denotes a remote, distributed computer environment and/or at least one remote computing unit, comprising at least one storage medium that contains a computer program product that contains instructions for storing and/or evaluating received data.
Ein mobiles Endgerät bezeichnet im Sinne der Erfindung eine durch einen Nutzer tragbare, bedienbare Recheneinheit umfassend ein Speichermedium, welches ein Computerprogrammprodukt, auch Softwareprodukt, enthält, das Instruktionen zum Speichern und/oder Auswerten empfangener Daten enthält. In the context of the invention, a mobile terminal designates a computing unit that can be carried and operated by a user, comprising a storage medium that contains a computer program product, also a software product, that contains instructions for storing and/or evaluating received data.
Eine ortsfeste Recheneinheit bezeichnet im Sinne der Erfindung ein unbewegliches Rechensystem, insbesondere einen PC, umfassend ein Speichermedium, welches ein Computerprogrammprodukt, auch Softwareprodukt, enthält, das Instruktionen zum Speichern und/oder Auswerten empfangener Daten enthält. According to the invention, a stationary computing unit denotes a stationary computing system, in particular a PC, comprising a storage medium which contains a computer program product, also a software product, which contains instructions for storing and/or evaluating received data.
Durch eine derart eingerichtete Kommunikationsschnittstelle ist vorteilhaft eineA communication interface set up in this way is advantageous
Datenübertragung und ein Auswerten von Ladeprozessen auch mehrerer Elektrofahrzeuge (4)(41) durch ein mobiles Endgerät und/oder eine ortsfeste Recheneinheit und/oder ein cloud-basiertes Rechensystem durchführbar. Data transmission and an evaluation of loading processes, also of several Electric vehicles (4) (41) can be carried out by a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or a cloud-based computing system.
Besonders bevorzugt erfolgt die Datenkommunikation über die von der Elektronik des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) umfasste Kommunikationsschnittstelle mittels zumindest einer Form der kontaktlosen Datenübertragung. Die kontaktlose Datenübertragung erfolgt beispielsweise über ein aus dem Stand der Technik bekanntes Übertragungsformat oder einen Datenübertragungsstandard wie etwa Bluetooth und/oder WLAN und/oder Mobilfunk (z.B. LTE oder 5G) und/oder LoRaWAN. Durch das Bereitstellen unterschiedlicher Übertragungsformate kann eine Kompatibilität mit unterschiedlichen Rechensystemen und Datenformaten ermöglicht werden. Die kontaktlose Datenübertragung, bzw. das kontaktlose Verbinden einer Recheneinheit (2), vorzugsweise einer räumlich entfernten, externen Recheneinheit, mittels der angeführten Übertragungsformate ermöglicht das Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses durch den Nutzer aus der Ferne, wie bereits beschrieben, und stellt zudem eine sichere, nicht auslesbare Kopplung zwischen dem erfindungsgemäßen Ladekabel (1) und der Recheneinheit (2) her. The data communication particularly preferably takes place via the communication interface comprised by the electronics of the intelligent charging cable (1) according to the invention, using at least one form of contactless data transmission. The contactless data transmission takes place, for example, using a transmission format known from the prior art or a data transmission standard such as Bluetooth and/or WLAN and/or mobile communications (e.g. LTE or 5G) and/or LoRaWAN. By providing different transmission formats, compatibility with different computing systems and data formats can be made possible. The contactless data transmission, or the contactless connection of a computing unit (2), preferably a spatially distant, external computing unit, using the transmission formats mentioned enables the user to control and/or end the charging process remotely, as already described, and also provides a secure, non-readable coupling between the charging cable (1) according to the invention and the computing unit (2).
Bevorzugt ist die Datenkommunikationsschnittstelle des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) derart eingerichtet, dass sie mittels eines Computerprogrammproduktes, insbesondere einer Applikation (auch: App), durch einen Nutzer und/oder einen Algorithmus und/oder eine künstliche Intelligenz, insbesondere ein selbstlernender Algorithmus, bedienbar ist. Dadurch kann der Ladeprozess gesteuert werden. Ein Algorithmus bezeichnet im Sinne der Erfindung eine Instruktion oder eine Abfolge an Instruktionen, welche von einem Computerprogrammprodukt umfasst sind. Unter einer App ist im Sinne der Erfindung ein Computerprogrammprodukt zu verstehen, welches zum Zweck der Realisierbarkeit einer Funktion durch eine Recheneinheit, insbesondere eine mobile Recheneinheit (bspw. ein Smartphone oder ein Tablet), dient. The data communication interface of the intelligent charging cable (1) according to the invention is preferably set up in such a way that it can be operated by a user and/or an algorithm and/or an artificial intelligence, in particular a self-learning algorithm, using a computer program product, in particular an application (also: app). is. This allows the charging process to be controlled. In terms of the invention, an algorithm designates an instruction or a sequence of instructions that are included in a computer program product. In the context of the invention, an app is to be understood as a computer program product which is used for the purpose of realizing a function using a computing unit, in particular a mobile computing unit (e.g. a smartphone or a tablet).
Eine solche Funktion umfasst z.B. das Senden eines Befehls zum Regulieren des fließenden Ladestroms an die von dem erfindungsgemäßen Ladekabel (1) umfasste Elektronik. Ein solcher Befehl kann sowohl das Ansteuern eines von der Elektronik umfassten Shunts, als auch das Unterbrechen des Ladekabel-Kontroll-Kontakts (102) umsetzen. Such a function includes, for example, sending a command to regulate the charging current flowing to the electronics included in the charging cable (1) according to the invention. Such a command can implement both the activation of a shunt included in the electronics and the interruption of the charging cable control contact (102).
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst eine von einem Computerprogrammprodukt realisierte Funktion das Informieren des Nutzers über tageszeitabhängige Stromtarife. In dieser Ausgestaltung ist die das Computerprogrammprodukt beinhaltende und umsetzende Recheneinheit (2) derart ausgestaltet, dass sie über eine Kommunikationsschnittstelle Informationen bezüglich der aktuellen Stromtarife empfängt. Das Computerprogrammprodukt ist derart ausgestaltet, dass es diese Informationen an den Nutzer weiterleitet, sodass dieser anhand der verfügbaren Tarife den Ladeprozess eines Elektrofahrzeugs (4) kostengünstig gestalten kann, indem er den Ladeprozess aussetzt oder mit einer höheren oder geringeren Ladeleistung fortsetzt. Besonders bevorzugt ist das Computerprogrammprodukt derart ausgestaltet, dass es das Eingeben eines maximalen Strompreises durch einen Nutzer ermöglicht und den Ladeprozess durch das Senden von Steuersignalen an die vom Ladekabel umfasste Elektronik automatisch pausiert, bzw. fortsetzt, wenn der eingestellte Preis über-, bzw. unterschritten wird. Somit ist ein automatisiertes und/oder manuelles, kostenoptimiertes Laden eines Elektrofahrzeugs (4) durch das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) realisierbar. In a further refinement, a function implemented by a computer program product includes informing the user about electricity tariffs that depend on the time of day. In this embodiment, the computing unit (2) that contains and implements the computer program product is designed in such a way that it receives information about the current electricity tariffs via a communication interface. The computer program product is designed in such a way that it forwards this information to the user so that he can use the available tariffs to make the charging process of an electric vehicle (4) cost-effective by suspending the charging process or continuing it with a higher or lower charging capacity. The computer program product is particularly preferably designed in such a way that it allows a user to enter a maximum electricity price and automatically pauses or continues the charging process by sending control signals to the electronics included in the charging cable if the price exceeds or falls below the set price becomes. Automated and/or manual, cost-optimized charging of an electric vehicle (4) can thus be implemented using the intelligent charging cable (1) according to the invention.
Weiterhin ist somit ist vorteilhaft eine automatisierte und/oder manuelle Steuerung des Ladeprozesses mittels des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) realisierbar.Furthermore, automated and/or manual control of the charging process can thus advantageously be implemented using the intelligent charging cable (1) according to the invention.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Ladeprozess über das Computerprogrammprodukt, durch einen Nutzer und/oder den Algorithmus und/oder eine künstliche Intelligenz zeitlich einstellbar und/oder unterbrechbar. Vorteilhaft kann so auf eine aktive Beteiligung des Nutzers an der Überwachung des Ladeprozesses verzichtet werden. According to one embodiment, the loading process can be set and/or interrupted via the computer program product, by a user and/or the algorithm and/or an artificial intelligence. In this way, an active participation of the user in the monitoring of the charging process can advantageously be dispensed with.
Vorteilhaft kann durch die im erfindungsgemäßen Ladekabel (1) integrierte, wie oben beschrieben eingerichtete Kommunikationsschnittstelle auch ein zeitliches Steuern des Ladeprozesses durch den Nutzer und/oder einen Algorithmus und/oder eine künstliche Intelligenz gewährleistet werden. Beispielsweise kann durch die Eingabe eines Zeitfensters seitens des Nutzers der Ladeprozess so gestaltet werden, dass unter optimaler Nutzung der Ladekapazitäten der Ladestation (3) (z.B. abhängig von der Anzahl an ihr ladender Elektrofahrzeuge (4)(41)) und/oder unter Einbeziehung der Netzlast der Ladeprozess zu einem ausgewählten Zeitpunkt abgeschlossen ist. In einer anderen Ausführungsform ist auf dem Speichermedium einer Recheneinheit (2), bevorzugt räumlich entfernten, externen Recheneinheit, ein Einsatzplan eines Dienstfahrzeugs einer Firma hinterlegt, wobei es sich bei dem Dienstfahrzeug um ein Elektrofahrzeug (4) handelt. Mittels eines Computerprogrammprodukts, welches ebenfalls auf dem Speichermedium der Recheneinheit (2), bevorzugt räumlich entfernten, externen Recheneinheit, hinterlegt ist, ist der Einsatzplan des Elektrofahrzeugs (4) abrufbar, und der Ladeprozess des Elektrofahrzeugs über das intelligente Ladekabel (1) an die Zeiten angepasst steuerbar und/oder unterbrechbar. Insbesondere kann ein über die Kommunikationsschnittstelle kommunizierender Algorithmus und/oder eine künstliche Intelligenz ein zeitliches Steuern des Ladeprozesses ermöglichen. The communication interface integrated in the charging cable (1) according to the invention and set up as described above can advantageously also ensure that the charging process is controlled over time by the user and/or an algorithm and/or an artificial intelligence. For example, by entering a time window on the part of the user, the charging process can be designed in such a way that with optimal use of the charging capacities of the charging station (3) (e.g. depending on the number of electric vehicles charging at it (4)(41)) and/or taking into account the network load the charging process is completed at a selected time. In another embodiment, a deployment plan for a company vehicle is stored on the storage medium of a processing unit (2), preferably a remote, external processing unit, the service vehicle being an electric vehicle (4). By means of a computer program product, which is also stored on the storage medium of the computing unit (2), preferably a remote, external computing unit, the operational plan of the electric vehicle (4) can be called up, and the charging process of the electric vehicle via the intelligent charging cable (1) at the times adapted controllable and/or interruptible. In particular, an algorithm communicating via the communication interface and/or an artificial intelligence can enable the charging process to be controlled over time.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Ladekabel (1) mit einer dieIn a further embodiment, the charging cable (1) according to the invention with a
Netzlast überwachenden Vorrichtung, bspw. einem Smart Meter koppelbar. Ein Smart Meter ist dem Fachmann als ein Instrument zum Ablesen und Einteilen der Kapazitäten eines elektrischen Versorgungsnetzes bekannt. Es verfügt über eine Datenkommunikationseinheit zum Weitergeben von aktuellen Verbrauchsdaten einer Last an einen Nutzer und/oder eine Recheneinheit. Das Koppeln des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) und des Smart Meters erfolgt bevorzugt über einen Datenaustausch zwischen der Datenkommunikationsschnittstelle des intelligenten Ladekabels und einer Recheneinheit (2), bevorzugt räumlich entfernten, externen Recheneinheit, die derart eingerichtet ist, dass sie Daten vom Smart Meter empfängt. Somit ist der Ladeprozess des über das intelligente Ladekabel (1) mit einer Ladestation (3) verbundenen Elektrofahrzeugs (4) vorteilhaft in Abhängigkeit von der Netzauslastung des Versorgungsnetzes steuerbar und/oder unterbrechbar. Network load monitoring device, for example. A smart meter can be coupled. A smart meter is known to those skilled in the art as an instrument for reading and dividing the capacities of an electrical supply network. It has a data communication unit for forwarding current consumption data for a load to a user and/or a computing unit. The intelligent charging cable (1) according to the invention and the smart meter are preferably coupled via data exchange between the data communication interface of the intelligent charging cable and a computing unit (2), preferably a remote, external computing unit that is set up in such a way that it receives data from the smart meter . Thus, the charging process of the electric vehicle (4) connected to a charging station (3) via the intelligent charging cable (1) can advantageously be controlled and/or interrupted depending on the network utilization of the supply network.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein intelligentes Ladesystem, umfassend ein intelligentes Ladekabel (1) nach einer der oben genannten Ausgestaltungen, eine Ladestation (3), eine zu ladende Vorrichtung (4), vorzugsweise ein Elektrofahrzeug, und zumindest eine mit dem intelligenten Ladekabel kontaktlos verbundene Recheneinheit (2), bevorzugt räumlich entfernte, externe Recheneinheit, zum Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses. In a very particularly preferred embodiment, the device according to the invention comprises an intelligent charging system, comprising an intelligent charging cable (1) according to one of the above-mentioned embodiments, a charging station (3), a device (4) to be charged, preferably an electric vehicle, and at least one with a computing unit (2) connected contactlessly to the intelligent charging cable, preferably a remote, external computing unit, for controlling and/or ending the charging process.
Vorzugsweise weist die Ladestation einen Mechanismus auf, der zum Auswerfen des netzseitigen Anschlusses eingerichtet ist, wobei das Auswerfen von einer Recheneinheit aus steuerbar ist, die sich räumlich entfernt von dem Ladekabel befindet. Das Ladekabel ist ferner so eingerichtet, dass das Auswerfen realisierbar ist. Bevorzugt handelt es sich um eine mechanische Verriegelung in der Ladestation. Das Signal zum Lösen der mechanischen Verriegelung ist bevorzugt über das intelligente Ladekabel übertragbar und steuerbar. The charging station preferably has a mechanism that is set up to eject the mains-side connection, wherein the ejection can be controlled by a computing unit that is located at a spatial distance from the charging cable. The charging cable is also set up in such a way that it can be ejected. It is preferably a mechanical locking in the charging station. The signal for releasing the mechanical lock can preferably be transmitted and controlled via the intelligent charging cable.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zum Steuern der Ladeleistung zwischen einer zu ladenden Vorrichtung (4), vorzugsweise einem Elektrofahrzeug, und einer Ladestation (3). Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst hierbei zunächst das Bereitstellen eines Elektrofahrzeugs (4). Weiterhin umfasst das Verfahren das Bereitstellen einer Ladestation (3). Ladestation (3) und zu ladenden Vorrichtung (4) sind hierbei derart ausgestaltet, dass es sich um zum Laden der Vorrichtung kompatible Einrichtungen handelt. Ein weiterer Schritt umfasst das Koppeln der zu ladenden Vorrichtung (4), insbesondere des Elektrofahrzeugs, mit der Ladestation (3) durch ein oben beschriebenes intelligentes Ladekabel (1). The present invention also includes a method for controlling the charging power between a device (4) to be charged, preferably an electric vehicle, and a charging station (3). The method according to the invention initially includes the provision of an electric vehicle (4). The method also includes providing a charging station (3). The charging station (3) and the device (4) to be charged are designed in such a way that they are compatible devices for charging the device. A further step comprises coupling the device (4) to be charged, in particular the electric vehicle, to the charging station (3) using an intelligent charging cable (1) as described above.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Steuern der Ladeleistung zwischen einer zu ladenden Vorrichtung und einer Ladestation • als ersten Schritt das Bereitstellen einer zu ladenden Vorrichtung, According to an embodiment, the method comprises controlling the charging power between a device to be charged and a charging station • as a first step, providing a device to be loaded,
• als zweiten Schritt das Bereitstellen einer Ladestation, • as a second step, providing a charging station,
• als dritten Schritt ein Koppeln der Ladestation und der zu ladenden Vorrichtung mit einem Ladekabel wie in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert, • as a third step, coupling the charging station and the device to be charged with a charging cable as defined in one of the preceding claims,
• als vierten Schritt das Koppeln des Ladekabels mit zumindest einer Recheneinheit, und • as a fourth step, the coupling of the charging cable with at least one processing unit, and
• als fünften Schritt das Überwachen und/oder Steuern der Ladeleistung mittels eines durch einen Nutzer und/oder einen Algorithmus und/oder einer künstlichen Intelligenz und/oder eines Computerprogrammprodukts und/oder durch eine Elektronik, wobei die Elektronik derart eingerichtet ist, dass sie an der Ladestation und der zu ladenden Vorrichtung durch Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase die Ladeleistung überwacht und/oder einstellt. • As a fifth step, monitoring and / or controlling the charging power by means of a user and / or an algorithm and / or an artificial intelligence and / or a computer program product and / or by electronics, wherein the electronics are set up in such a way that they the charging station and the device to be charged monitors and/or adjusts the charging power by monitoring and/or adjusting the charging current on at least one phase.
In einer Ausgestaltung ermöglicht das gekoppelte erfindungsgemäße Ladekabel (1) das Überwachen und/oder Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses der zu ladenden Vorrichtung (4), vorzugsweise des Elektrofahrzeugs, durch den Nutzer über ein vom intelligenten Ladekabel (1) umfasstes Display (13), welches als Bedienungskonsole dient.In one embodiment, the coupled charging cable (1) according to the invention enables the user to monitor and/or control and/or end the charging process of the device (4) to be charged, preferably the electric vehicle, via a display (13 ), which serves as a control panel.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das intelligente Ladekabel (auch: Ladekabel) zumindest einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, eine mechanische Durchtrennung des Ladekabels (bspw. bei Vandalismus) zu detektieren. Der Sensor kann bspw. zumindest einen Metallfaden umfassen, dessen Durchtrennung eine Meldung, insbesondere eine Meldung an die Kommunikationsschnittstelle, eine Recheneinheit, oder einen Nutzer auslöst, um diese/n über eine Durchtrennung des Stromleiterelements zu unterrichten. Bevorzugt sind zumindest ein Metallfaden, bevorzugt zumindest zwei Metallfäden entlang des Ladekabels angeordnet und bevorzugt vom Material des Außenmantels des Ladekabels umfasst. Das Durchtrennen zumindest eines der Metallfäden sorgt bevorzugt für eine sofortiges Abschaltung der Stromzufuhr der Ladestation. Dies erhöht vorteilhaft die Sicherheit der Personen (auch der für die Durchtrennung verantwortlichen Personen), welches sich im Umfeld der Ladestation befinden, da die Stromzufuhr bereits unterbrochen wird, selbst wenn noch keiner der stromführenden Leiter innerhalb des Ladekabels durchtrennt ist. Dem Fachmann ist klar, dass der Metallfaden selbst einen Strom führen muss, dessen, durch eine Durchtrennung des Ladekabels hervorgerufene Unterbrechung, zu einer Aktivität des Sensors führt. Zusätzlich oder ergänzend zum Metallfaden kann auch eine Ader oder Phase vom Sensor umfasst sein. According to one embodiment, the intelligent charging cable (also: charging cable) comprises at least one sensor that is set up to detect a mechanical severing of the charging cable (e.g. in the event of vandalism). The sensor can, for example, comprise at least one metal thread, the severing of which triggers a message, in particular a message to the communication interface, a computing unit, or a user in order to inform them about a severing of the conductor element. At least one metal thread, preferably at least two metal threads, are preferably arranged along the charging cable and are preferably comprised of the material of the outer sheath of the charging cable. The cutting of at least one of the metal threads preferably ensures that the power supply to the charging station is switched off immediately. This advantageously increases the safety of people (including those responsible for the cutting) who are in the vicinity of the charging station, since the power supply is already interrupted even if none of the current-carrying conductors within the charging cable have been cut. It is clear to a person skilled in the art that the metal thread itself must carry a current which, when the charging cable is severed, leads to an interruption in the sensor activity. In addition or in addition to the metal thread, a wire or phase can also be included in the sensor.
In einer weiteren Ausführungsform weist ein Griff, über weichen ein Nutzer das intelligente Ladekabel greift, ein Desinfektionsmittel auf. Dieses ist dazu eingerichtet die Anzahl der Keime auf dem Griff zu verringern, wodurch vorteilhaft erreicht werden kann, dass Keime, insbesondere Krankheitserreger, nicht an nachfolgende Nutzer übertragen werden. In a further embodiment, a handle over which a user grips the intelligent charging cable has a disinfectant. This is set up for the number of To reduce germs on the handle, which can be advantageously achieved that germs, especially pathogens, are not transmitted to subsequent users.
Ein Desinfektionsmittel kann bspw. derart ausgestaltet sein, dass zumindest ein Blaulicht erzeugendes Mittel (Z.B. Blaulicht-LED) so im Griff angeordnet ist, dass die Grifffläche vom Blaulicht bestrahlt wird. Alternativ oder ergänzend zum Blaulicht können auch weitere Teile des elektromagnetischen Spektrums infrage kommen. Dem Fachmann sind Bereiche des elektromagnetischen Spektrums bekannt, welche eine schädigende Wirkung auf Mikroorganismen und/oder Proteine haben. Von Blaulicht ist bspw. bekannt, dass es im Wellenlängenbereich von 400 bis 450 Nanometer (nm) Mikroorganismen wirkungsvoll abtöten kann. Dies funktioniert über die Absorption des Blaulichts durch Biomoleküle (sogenannte Porphyrine), die in lebenden Zellen allgegenwärtig sind. Bei Anwesenheit von Sauerstoff bilden diese durch das Blaulicht energetisch angeregten Biomoleküle in einer chemischen Reaktion Sauerstoffradikale, die aufgrund ihrer hohen Reaktivität zu Zellschäden, der Verhinderung der Vermehrung oder zur Abtötung der Mikroorganismen führen. A disinfectant can, for example, be designed in such a way that at least one means that generates blue light (e.g. blue light LED) is arranged in the handle in such a way that the handle surface is irradiated by the blue light. As an alternative or in addition to blue light, other parts of the electromagnetic spectrum can also be considered. Those skilled in the art are familiar with areas of the electromagnetic spectrum which have a damaging effect on microorganisms and/or proteins. It is known, for example, that blue light can effectively kill microorganisms in the wavelength range of 400 to 450 nanometers (nm). This works via the absorption of blue light by biomolecules (so-called porphyrins) that are ubiquitous in living cells. In the presence of oxygen, these biomolecules, energetically stimulated by the blue light, form oxygen radicals in a chemical reaction, which, due to their high reactivity, lead to cell damage, the prevention of reproduction or the killing of microorganisms.
Nach einer vorteilhaften Gestaltung ist das intelligente Ladekabel eingerichtet, um die Voraussetzungen des Standards ISO 15118, vorzugsweise ISO 15118 GEN 1 und/oder ISO 15118 GEN 2, abzubilden bzw. nachzubilden. Für zuladende Vorrichtungen, insbesondere Elektrofahrzeuge, welche die Norm ISO 15118 nicht unterstützen, kann das intelligente Ladekabel vorteilhaft die Funktion der Kommunikation über diesen Standard übernehmen und die Kommunikationssignale entsprechend umwandeln. Dadurch kann vorzugsweise ein Protokoll-Handshake realisiert werden, wodurch eine Identifikation der zu ladenden Einrichtung, insbesondere des Elektrofahrzeugs, möglich ist. According to an advantageous design, the intelligent charging cable is set up to map or simulate the requirements of the ISO 15118 standard, preferably ISO 15118 GEN 1 and/or ISO 15118 GEN 2. For devices to be charged, in particular electric vehicles, which do not support the ISO 15118 standard, the intelligent charging cable can advantageously assume the function of communication via this standard and convert the communication signals accordingly. As a result, a protocol handshake can preferably be implemented, which makes it possible to identify the device to be charged, in particular the electric vehicle.
Dadurch kann eine benutzerfreundliche und sichere Schnittstelle generiert werden, welche eine Plug-and-Charge-Funktion ermöglicht. Dabei erfolgt die Freischaltung nur dadurch, dass das intelligente Ladekabel mit der Ladestation verbunden wird. Vorteilhaft kann so auf eine separate Authentifizierung durch den Einsatz einer separaten Ladekarte zur Identifikation, deren Identifikation beispielsweise basierend auf einem RFID-Standard basiert, oder aber auch durch eine App auf einem mobilen Endgerät, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, oder durch ein Autorisationsprogramm auf einer Website verzichtet werden, oder einer API. Mittels des intelligenten Ladekabels kann über den Standard ISO 15118 auch eine Ladesteuerung realisiert werden. In einer Ausführungsform ist das Ladekabel so aufgebaut, dass das von diesem umfasste Gehäuse zumindest drei Ports (auch: Ladekabelanschlüsse) aufweist, wobei ein erster Port elektrisch mit der Ladestation verbunden werden kann oder direkt an das Stromnetz angeschlossen werden kann oder mit einer Steckdose (z.B. eine herkömmliche Schutzkontaktsteckdose) verbunden werden kann. Ein zweiter Port kann mit der zu ladenden Einrichtung (bspw. einem Elektrofahrzeug) elektrisch verbunden werden. Ein dritter und/oder ein vierter Port können mit dem Gehäuse eines weiteren baugleichen Ladekabels elektrisch leitend verbunden werden. Dadurch können mehrere intelligente Ladekabel modulartig miteinander elektrisch verbunden werden. Die In-Kabel-Kontrollbox zumindest eines der miteinander verbundenen intelligenten Ladekabel, vorzugsweise des intelligenten Ladekabels, welches mit der Ladestation verbunden ist, ist dazu eingerichtet die anderen intelligenten Ladekabel anzusteuern und die Last auf diese zu verteilen. Somit sind die Ladeprozesse mehrerer mit den Ladekabeln verbundener Elektrofahrzeuge über die erfindungsgemäße Vorrichtung steuerbar. Die Gehäuse können bspw. an einem Parkplatz für ein Elektrofahrzeug angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Gehäuse eingerichtet, um ortsfest installiert zu sein. This allows a user-friendly and secure interface to be generated, which enables a plug-and-charge function. The activation only takes place when the intelligent charging cable is connected to the charging station. Advantageously, separate authentication can be achieved by using a separate charging card for identification, the identification of which is based on an RFID standard, for example, or by an app on a mobile device, such as a cell phone, or by an authorization program on a website be dispensed with, or an API. Using the intelligent charging cable, charging control can also be implemented using the ISO 15118 standard. In one embodiment, the charging cable is constructed in such a way that the housing it includes has at least three ports (also: charging cable connections), with a first port being electrically connected to the charging station can be connected or can be connected directly to the mains or can be connected to a socket (e.g. a conventional socket outlet with earthing contact). A second port can be electrically connected to the device to be charged (e.g. an electric vehicle). A third and/or a fourth port can be electrically conductively connected to the housing of another charging cable of the same construction. This means that several intelligent charging cables can be electrically connected to one another in modular form. The in-cable control box of at least one of the intelligent charging cables connected to one another, preferably the intelligent charging cable that is connected to the charging station, is set up to control the other intelligent charging cables and to distribute the load to them. Thus, the charging processes of several electric vehicles connected to the charging cables can be controlled via the device according to the invention. The housings can be arranged, for example, in a parking lot for an electric vehicle. Preferably, the housings are designed to be installed in a fixed location.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung umfasst dabei ein intelligentes Ladesystem aus einem Netzanschluss und/oder einer Wallbox, welche mit einem intelligenten Ladekabel verbunden ist. Das intelligente Ladekabel weist dabei wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens zwei oder wenigstens drei modulartiges oder modulartige Gehäuse auf. Das oder die Gehäuse ist oder sind dabei ortsfest, also in einem festen Abstand zueinander und zur Wallbox bzw. zum Netzanschluss montiert bzw. installiert. Die Gehäuse fungieren so als weitere Lademöglichkeit, welche hohe Sicherheitsanforderungen analog zu einer installierten Wallbox erfüllt. Dafür sind nach einer vorteilhaften Ausgestaltung in jedem Gehäuse Komponenten der Leistungselektronik, wie beispielsweise Relais und/oder leistungselektronische Schalter, beispielsweise Schütz (auch Schaltschütz), und/oder Schutzabschaltungen, vorgesehen. Das ermöglicht eine dezentrale Leistungselektronik, wodurch vorteilhaft ein dezentrales Laden ermöglicht wird. An advantageous embodiment includes an intelligent charging system made up of a mains connection and/or a wall box, which is connected to an intelligent charging cable. The intelligent charging cable has at least one, preferably at least two or at least three modular housings. The housing or housings is or are stationary, i.e. mounted or installed at a fixed distance from one another and from the wall box or from the mains connection. The housings act as an additional charging option, which meets the high security requirements of an installed wall box. For this purpose, according to an advantageous embodiment, components of the power electronics, such as relays and/or power electronic switches, for example contactors (also switching contactors) and/or protective shutdowns, are provided in each housing. This enables decentralized power electronics, which advantageously enables decentralized charging.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein solches Gehäuse als In-Kabel-Kontrollbox ausgebildet. So können Sicherheits- und Kommunikationsfunktionen, insbesondere zum Steuern des Ladevorgangs, übernommen werden. Vorteilhaft ist damit ein dezentrales Laden, also ein Laden entfernt von der Wallbox, realisierbar, ohne auf Sicherheitsanforderungen verzichten zu müssen. Jedes mit einem Ladeanschluss bzw. einem Ladekabelanschluss versehene Gehäuse fungiert dann vorteilhaft als separate Wandladestation, übernimmt also nahezu alle Funktionen, welche auch eine Wandladestation übernimmt. According to an advantageous embodiment, such a housing is designed as an in-cable control box. In this way, security and communication functions, in particular for controlling the charging process, can be taken over. Decentralized charging, i.e. charging away from the wallbox, can be implemented without having to forego security requirements. Each housing provided with a charging connection or a charging cable connection then advantageously acts as a separate wall charging station, so it takes on almost all the functions that a wall charging station also takes on.
Durch die ortsfeste Installation der Gehäuse können Sicherheitsnachteile aufgrund von losen Kabeln vermieden werden. Dabei ist jedes Gehäuse eingerichtet, um ortsfest installiert zu werden. Vorteilhaft ist das Gehäuse oder sind die Gehäuse modulartig mit weiteren intelligenten Ladekabeln, welche baugleiche Gehäuse aufweisen, koppelbar. Jedes dieser Gehäuse weist wenigstens einen Ladeanschluss bzw. Ladekabelanschluss auf. Due to the stationary installation of the housing, safety disadvantages due to loose cables can be avoided. Each housing is set up to be installed in a fixed location. The housing or the housings are modular with others intelligent charging cables, which have identical housings, can be coupled. Each of these housings has at least one charging connection or charging cable connection.
Vorteilhaft kann ein solches System aufgrund seines modulartigen Aufbaus unkompliziert um ein weiteres intelligentes Ladekabel mit einem Gehäuse mit Ladeanschluss bzw. Ladekabelanschluss erweitert werden, sodass mehrere ortsfeste und als Ladestationen fungierende Gehäuse installiert werden können ohne den aufwändigen Einbau einer weiteren Wallbox realisieren zu müssen. Due to its modular design, such a system can advantageously be expanded to include another intelligent charging cable with a housing with a charging connection or charging cable connection, so that several stationary housings that function as charging stations can be installed without having to install another wallbox, which is time-consuming.
Nach einer weiteren möglichen Ausgestaltung weist das intelligente Ladesystem eine Wallbox und/oder einen Netzanschluss auf, welcher mit einem intelligenten Ladekabel verbunden ist. In dieser Ausgestaltung weist das Gehäuse wenigstens zwei Ladeanschlüsse bzw. Ladekabelanschlüsse auf. Das intelligente Ladekabel fungiert dabei als Verteiler. Vorzugsweise ist das Gehäuse mobil oder ortsfest installiert. According to a further possible embodiment, the intelligent charging system has a wall box and/or a mains connection which is connected to an intelligent charging cable. In this embodiment, the housing has at least two charging connections or charging cable connections. The intelligent charging cable acts as a distributor. The housing is preferably installed in a mobile or stationary manner.
Nach einer geeigneten Ausgestaltung weist jedes dieser Gehäuse Komponenten der Leistungselektronik, wie beispielsweise Relais und/oder leistungselektronische Schalter, beispielsweise Schütz (auch Schaltschütz), und/oder Schutzabschaltungen, auf. Das ermöglicht eine dezentrale Leistungselektronik, wodurch vorteilhaft ein dezentrales Laden ermöglicht wird. According to a suitable embodiment, each of these housings has power electronics components, such as relays and/or power electronic switches, for example contactors (also switching contactors) and/or protective shutdowns. This enables decentralized power electronics, which advantageously enables decentralized charging.
Die Ladestation oder die Wallbox erfordert grundsätzlich eine Installation durch einen Fachmann. Wenn ein Nutzer, der kein Fachmann ist, Lademöglichkeiten auch an anderen Stellen positionieren möchte, so kann er mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfacher Weise die intelligenten Ladekabel miteinander und/oder mit der Ladestation verbinden. Dadurch, dass die Gehäuse an einer beliebigen Stelle (z.B. einer Wand oder an einer Decke) in einem Raum angeordnet werden können, wobei lediglich die entsprechenden Ports miteinander verbunden werden müssen, besteht keine Gefahr, dass Kabel auf dem Boden herumliegen, was die Sicherheit während des Ladens erhöht. Die miteinander verbundenen intelligenten Ladekabel können auch als modulares Ladekabelsystem zur räumlichen Anordnung von Ladekabeln in einem Raum bezeichnet werden. The charging station or wall box always requires installation by a specialist. If a user who is not an expert also wants to position charging options at other locations, he can use the device according to the invention to easily connect the intelligent charging cables to one another and/or to the charging station. Because the enclosures can be placed anywhere in a room (e.g. a wall or on a ceiling) by simply connecting the appropriate ports together, there is no risk of cables lying around on the floor, compromising security during of the store increased. The interconnected intelligent charging cables can also be referred to as a modular charging cable system for the spatial arrangement of charging cables in a room.
Über die integrierte Elektronik kann jeder Port automatisiert feststellen, ob er mit der Ladestation, mit einem ersten, mit einem zweiten, mit einem dritten, mit einem vierten oder mit einem weiteren Port eines weiteren Ladekabels verbunden ist. Dementsprechend wird auch die Verteilung des Stromflusses durch die Ports so gesteuert, dass das jeweilige Ladekabel die an diesem Ladekabel angeschlossene Einrichtung (z.B. Elektrofahrzeug) effektiv laden kann. Vorzugsweise ist das intelligente Ladesystem derart ausgebildet, dass wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei Gehäuse miteinander gekoppelt und ortsfest installiert sind, wobei nur eines der Gehäuse über ein erfindungsgemäßes intelligentes Ladekabel mit der Ladestation verbunden ist. Vorzugsweise weist jedes Gehäuse Komponenten der Leistungselektronik auf. Die Verbindung zwischen dem mit der Ladestation, vorzugsweise mit der Wallbox, verbundenen Gehäuse zu den weiteren Gehäusen wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ebenfalls durch ein erfindungsgemäßes Ladekabel realisiert. So kann vorteilhaft die Gesamtlänge der intelligenten Ladekabel kürzer ausgestaltet werden.Using the integrated electronics, each port can automatically determine whether it is connected to the charging station, to a first, to a second, to a third, to a fourth or to another port of another charging cable. Accordingly, the distribution of the current flow through the ports is also controlled in such a way that the respective charging cable can effectively charge the device (eg electric vehicle) connected to this charging cable. The intelligent charging system is preferably designed in such a way that at least two, preferably at least three, housings are coupled to one another and installed in a stationary manner, with only one of the housings being connected to the charging station via an intelligent charging cable according to the invention. Each housing preferably has power electronics components. According to an advantageous embodiment, the connection between the housing connected to the charging station, preferably to the wall box, and the other housings is also realized by a charging cable according to the invention. In this way, the overall length of the intelligent charging cable can advantageously be made shorter.
Nach einer alternativen Ausgestaltung des intelligenten Ladesystems sind mehrere Gehäuse über ein intelligentes Ladekabel direkt mit der Ladestation, vorzugsweise mit der Wallbox, verbunden. So kann vorteilhaft direkt in der Ladestation die Zuteilung des Zuflusses reguliert werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Gehäuse in Schaltschränken verbaut sind. So ist vorteilhaft nur das Ladekabel zu erkennen. According to an alternative embodiment of the intelligent charging system, several housings are connected directly to the charging station, preferably to the wall box, via an intelligent charging cable. In this way, the allocation of the inflow can advantageously be regulated directly in the charging station. Provision can be made for the housings to be installed in control cabinets. This means that only the charging cable can be seen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die im intelligenten Ladekabel, insbesondere die im Gehäuse des intelligenten Ladekabels angeordnete Elektronik eine Kommunikationsschnittstelle. Die Kommunikationsschnittstelle ist derart ausgestaltet, dass sie das Verbinden mit einer Recheneinheit, insbesondere einer entfernten, verteilten Rechnerumgebung, auch Cloud, über Mobilfunk (z.B. LTE) und/oder Funknetze, beispielsweise auch Wireless LAN-Verbindungen oder eine Funktechnik wie beispielsweise Bluetooth, ermöglicht. Somit ist der Ladeprozess über die Cloud mit Hilfe eines Computerprogrammprodukts steuerbar und/oder beendbar. Eine Kommunikation zwischen den Ladekabeln erfolgt nach einer vorteilhaften Ausgestaltung über einen LIN-BUS. Das bietet sich insbesondere bei fest, insbesondere ortsfest, installierten, intelligenten Ladekabeln an. In a further embodiment, the electronics arranged in the intelligent charging cable, in particular the electronics arranged in the housing of the intelligent charging cable, comprise a communication interface. The communication interface is designed in such a way that it enables the connection to a computing unit, in particular a remote, distributed computer environment, including the cloud, via mobile radio (e.g. LTE) and/or radio networks, for example also wireless LAN connections or radio technology such as Bluetooth. The charging process can thus be controlled and/or ended via the cloud with the aid of a computer program product. According to an advantageous embodiment, communication between the charging cables takes place via a LIN BUS. This is particularly useful in the case of permanently installed, in particular stationary, intelligent charging cables.
Vorzugsweise erfolgt eine Erkennung eines Standortes und/oder eine Erkennung einer Belegung einer Ladestation, wie beispielsweise eines Parkplatzes oder eines Ladeplatzes an einer Ladestation, mittels externer Sensoren. Die externen Sensoren sind vorzugsweise im Boden derart angeordnet, dass ein Erkennen eines dort angeordneten Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, durch Überfahren ermöglicht wird. Zwischen den Sensoren und dem intelligenten Ladekabel kann die Kommunikation mittels eines Funkstandards, wie beispielsweise Bluetooth, realisiert werden. Preferably, a location and/or an occupancy of a charging station, such as a parking lot or a charging station at a charging station, is recognized by means of external sensors. The external sensors are preferably arranged in the floor in such a way that it is possible to detect a vehicle arranged there, in particular an electric vehicle, by driving over it. Communication between the sensors and the intelligent charging cable can be implemented using a radio standard such as Bluetooth.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ladestation und/oder das intelligente Ladekabel weist das Ladekabel und/oder die Ladestation Sensoren zur Erkennung eines Fahrzeuges auf. So ist beispielsweise über eine Erkennung des Nummernschildes oder mittels Erkennung auf Basis von RFID eine Zuordnung möglich, sodass eine Standorterkennung ermöglicht wird. According to an advantageous embodiment, the charging station and/or the intelligent charging cable has sensors for detecting a vehicle. For example, by recognizing the number plate or assignment is possible by means of recognition based on RFID, so that location recognition is made possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Ladeleistung umfasst in einem weiteren Schritt das Koppeln des intelligenten Ladekabels (3) mit zumindest einer Recheneinheit (2), bevorzugt räumlich entfernten, externen Recheneinheit. Das Koppeln erfolgt bevorzugt über eine kontaktlose Datenübertragung mittels einer vom intelligenten Ladekabel (1) umfassten Kommunikationsschnittstelle. Bei der Recheneinheit (2) handelt es sich bevorzugt um eine räumlich entfernte Recheneinheit, insbesondere eine verteilte Rechenumgebung oder ein mobiles Endgerät. In a further step, the method according to the invention for controlling the charging power comprises coupling the intelligent charging cable (3) to at least one computing unit (2), preferably a remote external computing unit. The coupling preferably takes place via contactless data transmission using a communication interface included in the intelligent charging cable (1). The computing unit (2) is preferably a spatially remote computing unit, in particular a distributed computing environment or a mobile terminal device.
In einem weiteren Schritt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Ladeleistung das Überwachen und/oder Steuern der Ladeleistung mittels eines durch einen Nutzer und/oder einen Algorithmus steuerbaren Computerprogrammprodukts, auch Softwareprodukt, und/oder durch eine Elektronik, die derart eingerichtet ist, dass sie an der Ladestation (3) und der zu ladenden Vorrichtung (4) durch Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase die Ladeleistung überwacht und/oder einstellt.In a further step, the method according to the invention for controlling the charging power comprises monitoring and/or controlling the charging power by means of a computer program product that can be controlled by a user and/or an algorithm, also a software product, and/or by electronics that are set up in such a way that they monitors and/or adjusts the charging power at the charging station (3) and the device (4) to be charged by monitoring and/or adjusting the charging current on at least one phase.
Ein solches Verfahren bietet den Vorteil, dass der Nutzer den Ladeprozess einer zu ladenden Vorrichtung (4) aus der Entfernung und/oder angepasst an aktuelle Verbrauchsdaten und zeitliche Abläufe einstellen und/oder unterbrechen kann. Such a method offers the advantage that the user can adjust and/or interrupt the charging process of a device (4) to be charged remotely and/or adapted to current consumption data and time sequences.
Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung des hierin definierten intelligenten Ladekabels zum Koppeln und Laden einer zu ladenden Vorrichtung (4), insbesondere eines Elektrofahrzeuges, an Ladestationen mit oder ohne Ladeleistungsteuerung. Da das intelligente Ladekabel (1) über die notwendige Elektronik zum Überwachen der Ladeleistung sowie über alle essentiellen Schutzfunktionen, um den Nutzer, die zu ladende Vorrichtung (4) und den Akkumulator der zu ladenden Vorrichtung während des Ladeprozesses zu schützen, verfügt, ist die Verwendung des intelligenten Ladekabels auch im Zusammenspiel mit Ladestationen einer älteren Generation möglich, die nicht über eine Möglichkeit zum Überwachen der aktuellen Netzleistung ausgelegt sind. Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Ladekabel (1) beispielsweise zum Laden von Elektrofahrzeugen (4)(41) aus der Fahrzeugflotte einer Firma eingesetzt werden, um den Ladeprozess von mehreren Elektrofahrzeugen zeitlich abzustimmen. Ausführungsbeispiele The invention also relates to the use of the intelligent charging cable defined herein for coupling and charging a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle, at charging stations with or without charging power control. Since the intelligent charging cable (1) has the necessary electronics to monitor the charging power and all essential protective functions to protect the user, the device to be charged (4) and the battery of the device to be charged during the charging process, the use of the intelligent charging cable is also possible in conjunction with charging stations of an older generation that are not designed to monitor the current network performance. Furthermore, the charging cable (1) according to the invention can be used, for example, for charging electric vehicles (4)(41) from a company's vehicle fleet, in order to coordinate the charging process of several electric vehicles in terms of time. exemplary embodiments
Anhand folgender Figuren und Ausführungsbeispiele wird die vorliegende Erfindung näher erläutert, ohne die Erfindung auf diese zu beschränken. The present invention is explained in more detail on the basis of the following figures and exemplary embodiments, without restricting the invention to these.
Dabei zeigt while showing
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines netzseitigen Ladekabelanschlusses (10) der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei vorhandene Ladekabelanschlusskontakte (101-107) gezeigt sind 1 shows a schematic view of a mains-side charging cable connection (10) of the device according to the invention, with existing charging cable connection contacts (101-107) being shown
Fig. 2 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Ladekabelanschlüsse (10)(11) in Gänze gezeigt sind 2 shows a schematic view of the device according to the invention, the charging cable connections (10)(11) being shown in their entirety
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Koppeln eines Elektrofahrzeugs (4) mit einer Ladestation (3), wobei der Ladeprozess des Elektrofahrzeugs durch Koppeln des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) mit einer entfernten Recheneinheit (2) überwachbar ist, derart ausgestaltet, dass das Koppeln des Ladekabels mit der Recheneinheit über eine in den netzseitigen Steckkopf des Ladekabels integrierte, von einem Gehäuse (13) umfasste Kommunikationsschnittstelle via WLAN erfolgt. Fig. 3 shows a schematic view of the use of the device according to the invention for coupling an electric vehicle (4) to a charging station (3), the charging process of the electric vehicle being able to be monitored by coupling the charging cable (1) according to the invention to a remote computing unit (2), configured in this way that the charging cable is coupled to the computing unit via a communication interface via WLAN that is integrated into the mains-side plug head of the charging cable and is surrounded by a housing (13).
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Koppeln mehrerer Elektrofahrzeuge (4), (41) wobei der Ladeprozess der Elektrofahrzeuge durch Koppeln des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) mit einer Recheneinheit (2), insbesondere einer Cloud, überwachbar ist, derart ausgestaltet, dass das Koppeln des Ladekabels mit der Recheneinheit über eine von einem Gehäuse (12) umfasste Kommunikationsschnittstelle via LTE erfolgt. Fig. 4 shows a schematic view of the use of the device according to the invention for coupling a plurality of electric vehicles (4), (41), the charging process of the electric vehicles being able to be monitored by coupling the charging cable (1) according to the invention to a computing unit (2), in particular a cloud designed in that the coupling of the charging cable with the computing unit via a housing (12) included communication interface via LTE.
Fig. 5 Eine schematische Ansicht eines intelligenten Ladekabels mit einem als In- Kabel-Kontrollbox ausgebildeten Gehäuse, welches mit zwei weiteren Ladekabeln verbunden ist. 5 shows a schematic view of an intelligent charging cable with a housing designed as an in-cable control box, which is connected to two further charging cables.
Dabei offenbart Fig. 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel einen Ladekabelanschluss (10)(11) eines erfindungsgemäßen Ladekabels (1) zum Koppeln einer zu ladenden Vorrichtung (4), insbesondere eines Elektrofahrzeugs mit einer Ladestation (3). Bei dem abgebildeten, netzseitigen Ladekabelanschluss (10) des erfindungsgemäßen Ladekabels handelt es sich hier um ein dreiphasigen Ladekabelanschluss mit einem Stecker konform nach der Norm EN 62196 Typ 2, umfassend zwei Signalkontakte, wobei die Signalkontakte derart ausgestaltet sind, dass es sich dabei um einen Ladekabel- Erkennungs-Kontakt (102) und eine Kontroll-/Datenleitung (101) handelt. Weiterhin umfasst der Ladekabelanschluss fünf Kontakte zur Energieübertragung, wobei die Kontakte derart eingerichtet sind, dass sie einen Neutralleiter (107), einen Schutzleiter (105) und drei Außenleiter (103)(104)(106), hierin als Phasen bezeichnet, umfassen. Die Phasen (103)(104)(106), sind derart ausgestaltet, dass sie einen Stromfluss von der Ladestation (3) zur zu ladenden Vorrichtung (4) ermöglichen. Der Schutzleiter (105) ist derart eingerichtet, dass er die Erdung und den Personenschutz während des Ladens gewährleistet. Der Neutralleiter (107) ist derart ausgelegt, dass er das Ausgleichen von Phasenverschiebungen der Ströme in den Phasen gewährleistet. Vorzugsweise ist der vorrichtungsseitige Ladekabelanschluss (11) derart ausgestaltet, dass er baugleich zum netzseitigen Ladekabelanschluss (10) ist. In a first embodiment, FIG. 1 discloses a charging cable connection (10)(11) of a charging cable (1) according to the invention for coupling a device (4) to be charged, in particular an electric vehicle, to a charging station (3). The illustrated mains-side charging cable connection (10) of the charging cable according to the invention is a three-phase charging cable connection with a plug that conforms to the EN 62196 Type 2 standard, comprising two signal contacts, the signal contacts being designed in such a way that it is a charging cable - Detection contact (102) and a control / data line (101) is. Furthermore, the charging cable connection comprises five contacts for energy transmission, the contacts being set up in such a way that they comprise a neutral conductor (107), a protective conductor (105) and three outer conductors (103)(104)(106), referred to herein as phases. The phases (103) (104) (106) are designed in such a way that they allow current to flow from the charging station (3) to the device (4) to be charged. The protective conductor (105) is set up in such a way that it ensures grounding and personal protection during charging. The neutral conductor (107) is designed in such a way that it ensures the balancing of phase shifts of the currents in the phases. The device-side charging cable connection (11) is preferably designed in such a way that it is structurally identical to the mains-side charging cable connection (10).
Alternativ kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Ladekabel (1) um ein einphasiges Ladekabel handeln. Der vorrichtungsseitige Ladekabelanschluss (11) des intelligenten Ladekabels (1) ist derart ausgestaltet, dass er zwei Signalkontakte, analog zum oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, und drei Kontakte zur Energieübertragung umfasst, wobei die Kontakte derart ausgestaltet sind, dass sie einen Neutralleiter (107), einen Schutzleiter (105) und eine Phase (103) umfassen. Die durch die Kontakte zur Energieübertragung realisierten Funktionen entsprechen denen aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Vorzugsweise ist der vorrichtungsseitige Ladekabelanschluss (11) des Ladekabels (1) so ausgestaltet, dass er zwei Blindkontakte umfasst, um Kompatibilität mit anderen Anschlusssystemen zu gewährleisten. Alternatively, the charging cable (1) according to the invention can be a single-phase charging cable. The device-side charging cable connection (11) of the intelligent charging cable (1) is designed in such a way that it comprises two signal contacts, analogously to the first exemplary embodiment described above, and three contacts for energy transmission, the contacts being designed in such a way that they have a neutral conductor (107), include a protective conductor (105) and a phase (103). The functions implemented by the contacts for energy transmission correspond to those from the first exemplary embodiment. The device-side charging cable connection (11) of the charging cable (1) is preferably designed in such a way that it includes two dummy contacts in order to ensure compatibility with other connection systems.
In Fig. 2 sind der netzseitige (10) und vorrichtungsseitige (11) Ladekabelanschluss offenbart. Der netzseitige Ladekabelanschluss (10) ist derart ausgestaltet, dass er ein Gehäuse (12) umfasst, wobei das Gehäuse eine Elektronik umfasst, die zum Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses eines durch das erfindungsgemäße Ladekabel (1) mit einer Ladestation (3) verbundenen zu ladenden Vorrichtung (4) ausgelegt ist. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Gehäuse (12) ein optisches Wiedergabemittel, auch Display (13), welches derart ausgestaltet ist, dass Eingaben durch den Nutzer über das Display durch die Elektronik verarbeitbar und der Ladeprozess dadurch steuerbar und/oder beendbar ist. Des Weiteren sind Informationen über den Ladeprozess auf dem Display (13) ablesbar. Fig. 3 offenbart in einer Ausgestaltung das Anwenden des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) zum Steuern und/oder Beenden des Ladeprozesses einer zu ladenden Vorrichtung, hier eines Elektrofahrzeugs (4) an einer Ladestation (3). Dabei handelt es sich bei der Ladestation (3), an die das erfindungsgemäße Ladekabel (1) angeschlossen ist, um eine Ladestation, welche keine Ladeleistungsteuerung umfasst. Die Ladeleistung ist nicht über die Ladestation (3) regulierbar und nicht an die Netzlast anpassbar. In Fig. 2, the network-side (10) and device-side (11) charging cable connection are disclosed. The mains-side charging cable connection (10) is designed in such a way that it comprises a housing (12), the housing comprising electronics that control and/or end the charging process of a charging cable (1) connected to a charging station (3) by the charging cable (1) according to the invention to be loaded device (4) is designed. In this exemplary embodiment, the housing (12) includes an optical reproduction means, also a display (13), which is designed in such a way that inputs by the user via the display can be processed by the electronics and the charging process can thereby be controlled and/or terminated. Furthermore, information about the charging process can be read on the display (13). In one embodiment, FIG. 3 discloses the use of the intelligent charging cable (1) according to the invention for controlling and/or terminating the charging process of a device to be charged, here an electric vehicle (4) at a charging station (3). The charging station (3) to which the charging cable (1) according to the invention is connected is a charging station which does not include a charging power control. The charging power cannot be regulated via the charging station (3) and cannot be adjusted to the network load.
In dieser Ausgestaltung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabel (1) in diesem Beispiel um ein dreiphasiges Ladekabel. Das Ladekabel verfügt über einen fahrzeugseitigen (11) und netzseitigen (10) Ladekabelanschluss mit einem Stecker der konform nach der Norm EN 62196 Typ 2 ist, wie in Fig. 1 offenbart. In this embodiment, the intelligent charging cable (1) according to the invention is a three-phase charging cable in this example. The charging cable has a charging cable connection on the vehicle side (11) and on the mains side (10) with a plug that conforms to the EN 62196 type 2 standard, as disclosed in FIG.
Des Weiteren verfügt das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) über ein Gehäuse (12), welches dem netzseitigen Ladekabelanschluss (10) unmittelbar nachgeordnet ist. Insbesondere ist das Gehäuse (12) in diesem Ausführungsbeispiel in den Steckkopf des netzseitigen Ladekabelanschlusses (10) integriert. Furthermore, the intelligent charging cable (1) according to the invention has a housing (12) which is arranged directly downstream of the mains-side charging cable connection (10). In particular, in this exemplary embodiment, the housing (12) is integrated into the plug head of the charging cable connection (10) on the mains side.
In dieser Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine vom Gehäuse (12) umfasste Elektronik. Die Elektronik ist derart ausgestaltet, dass sie eine Kommunikationsschnittstelle zum Koppeln des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) mit einer Recheneinheit (2) über ein kontaktloses Datenübertragungsformat ermöglicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kommunikationsschnittstelle so ausgestaltet, dass sie eine Datenübertragung über WLAN ermöglicht. In this embodiment, the device according to the invention comprises electronics contained in the housing (12). The electronics are designed in such a way that they enable a communication interface for coupling the intelligent charging cable (1) according to the invention to a computing unit (2) via a contactless data transmission format. In this exemplary embodiment, the communication interface is designed in such a way that it enables data transmission via WLAN.
Weiterhin umfasst die Elektronik ein Modul zum Ansteuern der drei Phasen (103)(104)(106) des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1), das derart ausgestaltet ist, dass jede Phase einzeln ansteuerbar, und der Stromfluss entlang jeder Phase einzeln unterbrechbar ist. Das Modul ist dadurch gekennzeichnet, dass es durch ein von der Kommunikationsschnittstelle empfangenes Signal steuerbar ist. The electronics also include a module for controlling the three phases (103)(104)(106) of the intelligent charging cable (1) according to the invention, which is designed in such a way that each phase can be controlled individually and the current flow along each phase can be interrupted individually. The module is characterized in that it can be controlled by a signal received from the communication interface.
In dieser Ausgestaltung umfasst das Modul ansteuerbare Widerstände, insbesondere Shunts, die den drei Phasen (103)(104)(106) parallel geschalten werden. Durch ein Parallelschalten der Shunts wird der Stromfluss über zumindest eine Phase unterbunden. Somit ist die Ladeleistung über das Modul steuerbar. In this embodiment, the module includes controllable resistors, in particular shunts, which are connected in parallel with the three phases (103) (104) (106). By connecting the shunts in parallel, the flow of current through at least one phase is prevented. The charging power can thus be controlled via the module.
Fig. 3 zeigt darüber hinaus das Koppeln der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Recheneinheit (2), insbesondere einer entfernten Recheneinheit. Das Koppeln erfolgt hierbei über die von der Elektronik des erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabels (1) umfasste Kommunikationsschnittstelle und einer in der Recheneinheit (2) integrierten Kommunikationsschnittstelle. Somit ist der Austausch von Daten zwischen erfindungsgemäßem intelligentem Ladekabel (1) und Recheneinheit (2) durchführbar. Der Ladeprozess ist so durch einen Nutzer und/oder einem auf einem von der Recheneinheit (2) umfassten Speichermedium hinterlegten Computerprogrammprodukt steuerbar und/oder beendbar. 3 also shows the coupling of the device according to the invention to a computing unit (2), in particular a remote computing unit. In this case, the coupling takes place via the communication interface included in the electronics of the intelligent charging cable (1) according to the invention and a communication interface integrated in the computing unit (2). Thus, the exchange of data between inventive intelligent charging cable (1) and computing unit (2) feasible. The loading process can thus be controlled and/or ended by a user and/or a computer program product stored on a storage medium comprised by the computing unit (2).
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die vom erfindungsgemäßen intelligenten Ladekabel (1) umfasste Elektronik derart ausgestaltet ist, dass sie ein Modul umfasst, welches den Widerstand der einzelnen Phasen durch in Serie geschaltete Widerstandselemente erhöht und/oder verringert. Somit ist die Ladeleistung an jeder einzelnen Phase individuell regulierbar. In dieser Ausgestaltung umfasst die Elektronik ein elektronisches Potentiometer. In addition, it can be provided that the electronics included in the intelligent charging cable (1) according to the invention are designed in such a way that they include a module which increases and/or reduces the resistance of the individual phases using resistance elements connected in series. This means that the charging power can be regulated individually for each individual phase. In this embodiment, the electronics include an electronic potentiometer.
Weiterhin wäre es denkbar, dass die Recheneinheit (2) derart ausgestaltet ist, dass sie Informationen von einer die Netzlast überwachende Vorrichtung erhält. In diesem Ausführungsbeispiel ist die die Netzlast überwachende Vorrichtung ein Smart Meter. Das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) ist derart ausgestaltet, dass es über die von ihm umfasste Kommunikationsschnittstelle durch die gekoppelte Recheneinheit (2) auf der Basis der vom Smart Meter bereitgestellten Informationen den Ladeprozess des gekoppelten Elektrofahrzeugs (4) steuert und/oder beendet. It would also be conceivable for the computing unit (2) to be designed in such a way that it receives information from a device that monitors the network load. In this embodiment, the device monitoring the network load is a smart meter. The intelligent charging cable (1) according to the invention is designed in such a way that it controls and/or terminates the charging process of the coupled electric vehicle (4) via the communication interface it includes through the coupled computing unit (2) on the basis of the information provided by the smart meter.
Fig. 4 zeigt als eine weitere Ausgestaltung ein erfindungsgemäßes intelligentes Ladekabel (1), welches ein Gehäuse (12) umfasst, das dem netzseitigen Ladekabelanschluss (10) nachgeordnet ist. Hierbei ist das Gehäuse und die von ihm umfasste Elektronik separat von den Steckköpfen der fahrzeugseitigen (11) und netzseitigen (10) Ladekabelanschlüsse in einer In-Kabel-Kontrollbox untergebracht. As a further embodiment, FIG. 4 shows an intelligent charging cable (1) according to the invention, which comprises a housing (12) which is arranged downstream of the mains-side charging cable connection (10). The housing and the electronics it contains are housed in an in-cable control box separately from the plug heads of the vehicle-side (11) and mains-side (10) charging cable connections.
Die In-Kabel-Kontrollbox ist derart ausgestaltet, dass sie mehrere Ladekabelanschlüsse bereitstellt. The in-cable control box is designed to provide multiple charging cable ports.
Des Weiteren umfasst die In-Kabel-Kontrollbox eine Elektronik, die das Ansteuern der angeschlossenen Ladekabel separat ermöglicht. Somit sind die Ladeprozesse mehrerer mit den Ladekabeln verbundener Elektrofahrzeuge (4)(41) über die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) steuerbar. The in-cable control box also includes electronics that enable the connected charging cables to be controlled separately. Thus, the charging processes of several electric vehicles (4)(41) connected to the charging cables can be controlled via the device (1) according to the invention.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Elektronik des Weiteren eine Kommunikationsschnittstelle. Die Kommunikationsschnittstelle ist derart ausgestaltet, dass sie das Verbinden mit einer Recheneinheit (2), insbesondere einer entfernten, verteilten Rechnerumgebung, auch Cloud, über Mobilfunk (z.B. LTE) ermöglicht. Somit ist der Ladeprozess über die Cloud mit Hilfe eines Computerprogrammprodukts steuerbar und/oder beendbar. Weiterhin denkbar ist eine Ausführungsform, in der das erfindungsgemäße intelligente Ladekabel (1) am netzseitigen Ladekabelanschluss (10) einen Mechanismus umfasst, der derart ausgestaltet ist, dass der netzseitige Ladekabelanschluss (10) des erfindungsgemäßen Ladekabels (1) nach Beenden des Ladeprozesses auswertbar ist. Nach Beenden des Ladeprozesses ist die Ladestation (3) dadurch für andere Nutzer vorteilhaft als freigegeben erkennbar und sofort weiter nutzbar. In this exemplary embodiment, the electronics also include a communication interface. The communication interface is designed in such a way that it enables the connection to a computing unit (2), in particular a remote, distributed computing environment, including a cloud, via mobile radio (e.g. LTE). The charging process can thus be controlled and/or ended via the cloud with the aid of a computer program product. Also conceivable is an embodiment in which the intelligent charging cable (1) according to the invention comprises a mechanism on the network-side charging cable connection (10) which is designed in such a way that the network-side charging cable connection (10) of the charging cable (1) according to the invention can be evaluated after the charging process has ended. After the charging process has ended, the charging station (3) can advantageously be recognized as released by other users and can continue to be used immediately.
Fig. 5 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Ladekabel (1) umfassend ein Gehäuse (12), wobei das Gehäuse (12) derart ausgestaltet ist, dass es als In- Kabel-Kontrollbox realisiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der netzseitige Ladekabelanschluss (10) fest mit einer Ladestation (3) verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ladestation (3) eine Wallbox. Das vom erfindungsgemäßen Ladekabel umfasste Gehäuse (12) ist dabei derart ausgestaltet, dass es zumindest einen Anschluss für ein weiteres Ladekabel, umfassend ein Gehäuse (12), bereitstellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind an dem ersten Gehäuse (12) zwei weitere Ladekabel, umfassend jeweils ein Gehäuse (12), angeschlossen. An eines der Gehäuse (12) ist ebenfalls ein weiteres Ladekabel umfassend ein Gehäuse (12) angeschlossen. Jedes Gehäuse (12) ist derart eingerichtet, dass es ein Kabel mit einem fahrzeugseitigen Ladekabelanschluss (11) umfasst. Somit werden durch den in diesem Ausführungsbeispiel realisierten Aufbau vier Anschlüsse zum Laden eines Elektrofahrzeugs (4) bereitgestellt. In a further exemplary embodiment, FIG. 5 shows the charging cable (1) according to the invention, comprising a housing (12), the housing (12) being designed in such a way that it is implemented as an in-cable control box. In this exemplary embodiment, the charging cable connection (10) on the mains side is permanently connected to a charging station (3). In this embodiment, the charging station (3) is a wall box. The housing (12) contained by the charging cable according to the invention is designed in such a way that it provides at least one connection for a further charging cable, comprising a housing (12). In this exemplary embodiment, two further charging cables, each comprising a housing (12), are connected to the first housing (12). Another charging cable comprising a housing (12) is also connected to one of the housings (12). Each housing (12) is set up in such a way that it includes a cable with a charging cable connection (11) on the vehicle side. Thus, four connections for charging an electric vehicle (4) are provided by the structure implemented in this exemplary embodiment.
Zudem ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann zweifelsohne erkennt, dass sich die einzelnen Merkmale, die in den vorstehenden konkreten Ausführungsformen beschrieben sind, auf angemessene Weise miteinander kombinieren lassen, soweit kein Widerspruch vorliegt, wobei zum Vermeiden unnötiger Wiederholung auf eine separate Beschreibung verschiedener möglicher Kombinationen verzichtet wird. In addition, it should be noted that those skilled in the art will no doubt recognize that the individual features described in the foregoing specific embodiments can be appropriately combined with one another, provided there is no contradiction, and to avoid unnecessary repetition, a separate description of various possible combinations is referred to is waived.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Intelligentes Ladekabel 1 intelligent charging cable
2 Recheneinheit 2 unit of account
3 Ladestation 3 charging station
4 Zu ladende Vorrichtung 4 Device to be loaded
10 Netzseitiger Ladekabelanschluss 10 Mains charging cable connection
11 Vorrichtungsseitiger Ladekabelanschluss11 Device-side charging cable connector
12 Gehäuse 12 housing
13 Display 13 displays
41 Weiteres Elektrofahrzeug 41 Another electric vehicle
101 Kontroll-/Datenleitung 101 control/data line
102 Ladekabel-Erkennungs-Kontakt 102 charging cable detection pin
103 Erste Phase 103 First stage
104 Zweite Phase 104 Second phase
105 Schutzleiter 105 protective conductor
106 Dritte Phase 106 Third stage
107 Neutralleiter 107 neutral wire

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Intelligentes Ladekabel (1) zur Ladeleistungsregelung von Akkumulatoren von zu ladenden Vorrichtungen, insbesondere Elektrofahrzeugen, wobei das intelligente Ladekabel einen zumindest einphasigen, netzseitigen Ladekabelanschluss (10), wobei dieser als Kopplungselement des Ladekabels (1) und einer Ladestation (3) eingerichtet ist, einen zumindest einphasigen, fahrzeugseitigen Ladekabelanschluss (11), wobei dieser als Kopplungselement des Ladekabels (1) und einer zu ladenden Vorrichtung (4) eingerichtet ist, und ein Gehäuse (12), umfassend eine Elektronik, wobei diese zur Einstellung einer Ladeleistung eingerichtet ist, aufweist, wobei die Elektronik für ein Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, die derart eingerichtet ist, dass sie zumindest ein Signalübertragungsmittel aufweist, welches für eine Übertragung eines Datensignals oder einer Datenfolge an zumindest eine Recheneinheit (2) eingerichtet ist, wobei die Kommunikationsschnittstelle derart ausgestaltet ist, dass durch diese eine Datenkommunikation mit der Recheneinheit (2) ermöglicht ist, wobei die Recheneinheit dazu eingerichtet ist die Ladeleistung zu überwachen und/oder einzustellen. 1. Intelligent charging cable (1) for regulating the charging power of accumulators of devices to be charged, in particular electric vehicles, the intelligent charging cable having at least a single-phase, mains-side charging cable connection (10), this being set up as a coupling element of the charging cable (1) and a charging station (3). , an at least single-phase vehicle-side charging cable connection (11), this being set up as a coupling element of the charging cable (1) and a device (4) to be charged, and a housing (12) comprising electronics, this being set up for setting a charging power , wherein the electronics are set up for monitoring and/or adjusting the charging current on at least one phase, characterized in that the electronics comprises a communication interface which is set up in such a way that it has at least one signal transmission means which is used for transmission of a data signal or a data sequence to at least one arithmetic unit (2), the communication interface being designed in such a way that it enables data communication with the arithmetic unit (2), the arithmetic unit being set up to monitor and/or set the charging power.
2. Intelligentes Ladekabel nach Anspruch 1 , wobei das Ladekabel (1) einen Mechanismus aufweist, der zum Auswerfen des netzseitigen und/oder fahrzeugseitigen Anschlusses (10, 11) eingerichtet ist, wobei das Auswerfen von einer Recheneinheit (2) aus steuerbar ist, die sich räumlich entfernt von dem Ladekabel (1) befindet. 2. Intelligent charging cable according to claim 1, wherein the charging cable (1) has a mechanism which is set up to eject the mains-side and/or vehicle-side connection (10, 11), the ejection of a computing unit (2) being controllable is spatially distant from the charging cable (1).
3. Intelligentes Ladekabel nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein über die Kommunikationsschnittstelle kommunizierender Algorithmus und/oder mittels einer künstlichen Intelligenz ein zeitliches Steuern des Ladeprozesses ermöglicht ist. 3. Intelligent charging cable according to claim 1 or 2, wherein an algorithm communicating via the communication interface and/or a time control of the charging process is made possible by means of an artificial intelligence.
4. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Elektronik einen Elektrizitätszähler umfasst, der derart eingerichtet ist, dass er die Leistung, die von der Ladestation (3) an die zu ladende Vorrichtung (4) abgegeben wird, überwacht. 4. Intelligent charging cable according to one of claims 1 to 3, wherein the electronics comprises an electricity meter which is set up in such a way that it monitors the power supplied by the charging station (3) to the device (4) to be charged.
5. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kommunikationsschnittstelle des Ladekabels (1) dazu eingerichtet ist, mit einer die Netzlast überwachenden Einrichtung, insbesondere einem Smart Meter, zu kommunizieren. 5. Intelligent charging cable according to one of claims 1 to 4, wherein the communication interface of the charging cable (1) is set up to communicate with a network load monitoring device, in particular a smart meter.
6. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kommunikationsschnittstelle derart eingerichtet ist, dass sie eine Datenübertragung an ein mobiles Endgerät und/oder eine ortsfeste Recheneinheit und/oder ein Cloud- basiertes Speichermedium ermöglicht. 6. Intelligent charging cable according to one of claims 1 to 5, wherein the communication interface is set up in such a way that it enables data transmission to a mobile terminal device and/or a stationary computing unit and/or a cloud-based storage medium.
7. Intelligentes Ladekabel nach Anspruch 6, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine kontaktlose Übertragung von Datenkommunikationssignalen ermöglicht. 7. Intelligent charging cable according to claim 6, wherein the communication interface enables contactless transmission of data communication signals.
8. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ladekabel (1) dazu eingerichtet ist, über die Kommunikationsschnittstelle mittels eines Computerprogrammprodukts, insbesondere einer auf einem mobilen Endgerät installierten App, durch einen Nutzer und/oder einen Algorithmus und/oder eine künstliche Intelligenz bedienbar zu sein. 8. Intelligent charging cable according to one of claims 1 to 7, wherein the charging cable (1) is set up via the communication interface by means of a computer program product, in particular an app installed on a mobile device, by a user and/or an algorithm and/or a artificial intelligence to be operable.
9. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das vom Ladekabel (1) umfasste Gehäuse (12) einen Ladekabelanschluss für mindestens ein weiteres Ladekabel bereitstellt. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das vom Ladekabel (1) umfasste Gehäuse (12) derart eingerichtet ist, dass es durch einen Nutzer mit einer Ladevorrichtung und zumindest einem weiteren Gehäuse koppelbar ist, sodass an jedem gekoppelten Gehäuse zumindest eine Lademöglichkeit für eine zu ladende Vorrichtung (4) bereitgestellt wird. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die vom intelligenten Ladekabel (1) umfasste Elektronik derart ausgestaltet ist, dass sie ein Modul aufweist, welches den Widerstand der einzelnen Phasen durch in Serie geschaltete Widerstandselemente erhöht und/oder verringert. Intelligentes Ladekabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , welches eingerichtet ist, die Voraussetzungen des Standards ISO 15118 abzubilden, wodurch ein Plug-and-Charge- Funktion realisiert wird. Intelligentes Ladesystem, umfassend ein intelligentes Ladekabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 sowie eine Ladestation (3) und/oder ein Elektrofahrzeug (4). Intelligentes Ladesystem nach Anspruch 13, wobei die Ladestation (3) einen Mechanismus aufweist, der zum Auswerfen des netzseitigen Anschlusses (10, 11) eingerichtet ist, und wobei das intelligente Ladekabel (1) eingerichtet ist, um ein solches Auswerfen zu ermöglichen, wobei das Auswerfen von einer Recheneinheit (2) aus steuerbar ist, die sich räumlich entfernt von dem Ladekabel (1) befindet. Intelligentes Ladesystem nach Anspruch 13 oder 14, aufweisend eine vorzugsweise als Wallbox ausgebildete Ladestation (3), welche mit einem intelligenten Ladekabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verbunden ist, wobei das Gehäuse (12) des intelligenten Ladekabels (1) eingerichtet ist, um ortsfest installiert zu werden, oder ortsfest installiert ist, wobei das Gehäuse (12) modulartig mit weiteren baugleichen Gehäusen (12) koppelbar ist, wobei das Gehäuse (12) wenigstens einen Ladekabelanschluss (11) aufweist. Intelligentes Ladesystem nach Anspruch 15, wobei wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei Gehäuse (12) miteinander gekoppelt und ortsfest installiert sind, wobei ausschließlich eines der Gehäuse (12) über ein intelligentes Ladekabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit der Ladestation (3) verbunden ist. Verfahren zum Steuern der Ladeleistung zwischen einer zu ladenden Vorrichtung (4) und einer Ladestation (3), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen (S01) einer zu ladenden Vorrichtung (4), b) Bereitstellen (S02) einer Ladestation (3), c) Koppeln (S03) der Ladestation (3) und der zu ladenden Vorrichtung (4) mit einem Ladekabel (1) wie in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert, d) Koppeln (S04) des Ladekabels (1) mit zumindest einer Recheneinheit (2), e) Überwachen (S05) und/oder Steuern (S06) der Ladeleistung mittels eines durch einen Nutzer und/oder einen Algorithmus und/oder einer künstlichen Intelligenz und/oder eines Computerprogrammprodukts und/oder durch eine Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektronik derart eingerichtet ist, dass sie an der Ladestation (3) und der zu ladenden Vorrichtung (4) durch Überwachen und/oder Einstellen des Ladestroms an zumindest einer Phase die Ladeleistung überwacht und/oder einstellt. 9. Intelligent charging cable according to one of claims 1 to 8, wherein the charging cable (1) comprises the housing (12) provides a charging cable connection for at least one additional charging cable. Intelligent charging cable according to one of Claims 1 to 9, wherein the housing (12) contained by the charging cable (1) is set up in such a way that it can be coupled by a user to a charging device and at least one further housing, so that at least one charging option is available on each coupled housing is provided for a device (4) to be loaded. Intelligent charging cable according to one of Claims 1 to 10, in which the electronics comprised by the intelligent charging cable (1) are designed in such a way that they have a module which increases and/or reduces the resistance of the individual phases by resistance elements connected in series. Intelligent charging cable according to one of claims 1 to 11, which is set up to map the requirements of the ISO 15118 standard, whereby a plug-and-charge function is implemented. Intelligent charging system, comprising an intelligent charging cable (1) according to one of Claims 1 to 12 and a charging station (3) and/or an electric vehicle (4). Intelligent charging system according to claim 13, wherein the charging station (3) has a mechanism which is arranged to eject the mains-side connection (10, 11), and wherein the intelligent charging cable (1) is arranged to enable such an ejection, wherein the Ejection can be controlled by a computing unit (2) that is spatially remote from the charging cable (1). Intelligent charging system according to Claim 13 or 14, having a charging station (3), preferably designed as a wall box, which is connected to an intelligent charging cable (1) according to one of Claims 1 to 12, the housing (12) of the intelligent charging cable (1) being furnished is to be installed in a fixed location, or is installed in a fixed location, the housing (12) being modularly connectable to other identical housings (12), the housing (12) having at least one charging cable connection (11). Intelligent charging system according to Claim 15, in which at least two, preferably at least three, housings (12) are coupled to one another and installed in a stationary manner, with only one of the housings (12) being connected to the charging station ( 3) is connected. Method for controlling the charging power between a device (4) to be charged and a charging station (3), comprising the following steps: a) providing (S01) a device (4) to be charged, b) providing (S02) a charging station (3) , c) coupling (S03) of the charging station (3) and the device (4) to be charged with a charging cable (1) as defined in one of the preceding claims, d) coupling (S04) of the charging cable (1) with at least one computing unit ( 2), e) Monitoring (S05) and/or controlling (S06) the charging power by means of a user and/or an algorithm and/or an artificial intelligence and/or a computer program product and/or electronics according to one of the preceding claims , wherein the electronics are set up in such a way that they monitor and/or set the charging power at the charging station (3) and the device to be charged (4) by monitoring and/or setting the charging current on at least one phase.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022207918A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for charging an electrochemical energy storage device of an electrically powered vehicle with an intelligent charging cable

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9365116B2 (en) * 2012-07-23 2016-06-14 Ford Global Technologies, Llc Vehicle recharging station and support devices
JP5672356B2 (en) * 2012-12-21 2015-02-18 株式会社デンソー Charging cable device
KR20160052250A (en) * 2014-11-04 2016-05-12 현대자동차주식회사 Charging system of electric vehicle
DE102015208786A1 (en) 2015-05-12 2016-11-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Communication module for charging a vehicle
EP3752386B1 (en) 2017-07-07 2021-09-08 Scienlab Beteiligungsgesellschaft mbH Charging arrangement for an electric vehicle and method for operating the charging arrangement
DE102017124469B4 (en) * 2017-09-28 2021-10-14 Engeln & Masnitza & Wagner GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Michael Masnitza, 90473 Nürnberg, Tobias Wagner, 81735 München, Johannes Engeln A, 85053 Ingolstadt) Modular device for time-shifted charging of several electric vehicles at one charging station
DE102017222968A1 (en) 2017-12-15 2019-06-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging cable for a charging process for charging an electrical energy storage device of a vehicle
US20200180460A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 Ohmenergy Limited System and method for selectively charging an electric vehicle
DE102019206413A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Plug socket and charging station with one
DE102021203363A1 (en) 2020-07-27 2022-01-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung charging cable
DE202021104997U1 (en) 2021-07-27 2021-09-27 INRO Elektrotechnik GmbH Mobile charging cable and network connection station

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