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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft lokale Netz und Energiesysteme im privaten, gewerblichen oder öffentlichen Umfeld mit einer oder mehreren Ladeeinrichtungen zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie eines oder mehrerer Elektrofahrzeuge. Die Erfindung betrifft weiterhin Möglichkeiten, eine zeitliche Ladestrategie zum Laden des oder der Elektrofahrzeuge an die Verfügbarkeit von elektrischer Energie und Leistung im lokalen Netz- oder Energiesystem anzupassen.
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Technischer Hintergrund
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Zum Aufladen von Elektrofahrzeugen sind lokale elektrische Energiesysteme in der Regel mit einer Ladeeinrichtung, einer sogenannten Wall-Box, ausgestattet. In der Regel liefert die Ladeeinrichtung zum Aufladen des Fahrzeugs eine bestimmte (maximale) Leistung, die das Fahrzeug abrufen kann. Die für das Aufladen zur Verfügung gestellte Leistung kann von einem Energie- oder Netzmanagementsystem, das das Energiesystem steuert, abhängig von der Verfügbarkeit und den Kosten von elektrischer Energie und Leistung gesteuert werden.
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Dazu kann die Ladeeinrichtung mit einer spezifischen Steuereinheit (z.B. des Energiemanagementsystems, der übergeordneten Steuereinheit des Verteilnetzbetreibers usw.) über eine Kommunikationsverbindung verbunden sein. Die Verbindung zur spezifischen Steuereinheit ist bislang jedoch lediglich für proprietäre Lösungen vorgesehen. Allgemeine Standards, die in geschlossener Verkettung der Steuereinheiten den Zugang zu Informationen des lokalen Energiesystems und den Energie- und Leistungsbedarf der Elektrofahrzeuge ermöglichen, sind nicht vorhanden. Eine den Steuereinheiten übergeordnete Optimierung der Ladestrategie ist bisher nicht möglich. In der Regel ist daher die Ladeeinrichtung nicht oder nur schlecht kompatibel zu den spezifischen Steuereinheiten, so dass nur wenige Funktionen zur variablen Gestaltung des Ladevorgangs gemäß einer Ladestrategie genutzt werden können. Insbesondere können Restriktionen von Ladeparametern die Nutzung eigenerzeugter Energie, wie beispielsweise von Photovoltaikanlagen, verhindern, da in der Regel über die Steuerung der Ladeeinrichtung ein Mindestladestrom von 6 A pro Phase bereitgestellt werden muss und Photovoltaikanlagen nicht immer die maximale Leistung bereitstellen können.
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Weiterhin ist vorab nicht bekannt, welchen Energiebedarf ein an eine Ladeeinrichtung angeschlossenes Fahrzeug zu welchem Abfahrzeitpunkt haben wird, so dass ein Energiemanagementsystem keine dem Nutzerwunsch angemessene Planung des Energieabrufs durch den Ladevorgang vornehmen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist eine Ladesystem-Infrastruktur für ein lokales Energiesystem mit mindestens einer Ladeeinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Steuern eines Ladevorgangs gemäß dem nebengeordneten Anspruch vorgesehen.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Ladesystem-Infrastruktur, umfassend:
- - ein Energiesystem mit einem lokalen Energienetz und mit einem Energie-Managementsystem, das ausgebildet ist, um Energieflüsse in dem lokalen Energienetz zu steuern;
- - mindestens eine Ladeeinrichtung, die mit dem lokalen Energienetz verbunden ist und zum Aufladen mindestens eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie aus dem lokalen Energienetz ausgebildet ist;
- - eine Zentraleinheit, die in Kommunikationsverbindung mit dem Energie-Managementsystem steht und die mit mindestens einem zu ladenden Elektrofahrzeug in weiterer Kommunikationsverbindung steht, um einen Energiebedarf des mindestens eins zu ladenden Elektrofahrzeugs zu empfangen;
- - wobei die Zentraleinheit ausgebildet ist,
- ◯ um den Energiebedarf des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs an das Energie-Managementsystem zu übermitteln, wobei das Energie-Managementsystem ausgebildet ist, abhängig von einer zeitlichen Energieverfügbarkeit und von dem Energiebedarf eine Ladestrategie zum Aufladen des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu ermitteln und einen Energiefluss zu der mindestens einen Ladeeinrichtung entsprechend der Ladestrategie bereitzustellen; oder
- ◯ um eine zeitliche Energieverfügbarkeit von dem Energie-Managementsystem zu empfangen, wobei die Zentraleinheit ausgebildet ist, um abhängig von der zeitlichen Energieverfügbarkeit und von dem Energiebedarf eine Ladestrategie zum Aufladen des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu ermitteln, die Ladestrategie an das Energie-Managementsystem oder an ein Ladesteuergerät des mindestens einen Elektrofahrzeugs zu übermitteln, wobei das Energie-Managementsystem bzw. das Ladesteuergerät des mindestens einen Elektrofahrzeugs ausgebildet sind, um einen Energiefluss zum Aufladen des mindestens einen Elektrofahrzeugs entsprechend der Ladestrategie bereitzustellen.
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Die obige Lade-Infrastruktur nutzt eine Zentraleinheit, die als Cloud-System extern, d.h. weder in dem lokalen Energiesystem noch in dem zu ladenden Elektrofahrzeug vorgesehen ist. Da die Kommunikation zwischen dem Energie-Managementsystem und der mindestens einen Ladeeinrichtung bzw. dem Ladesteuergerät des mindestens einen Elektrofahrzeugs in der Regel aufgrund fehlender Standards nur zu Realisierung einer eingeschränkten Funktionsvielfalt geeignet ist und insbesondere keine übergreifende Ladestrategie zulässt, die sowohl die zeitlichen Gegebenheiten und den Energiebedarf des Aufladevorgangs des mindestens einen Elektrofahrzeugs, als auch die Energiekosten bzw. zeitlichen Energieverfügbarkeiten im lokalen Energiesystem berücksichtigt, stellt die übergeordnete Zentraleinheit eine Möglichkeit des Informationsaustausches zwischen dem lokalen Energiesystem und dem mindestens einen Elektrofahrzeug dar.
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So können in der Zentraleinheit der zeitliche Energiebedarf des Aufladevorgangs des mindestens einen Elektrofahrzeugs als auch die Energiekosten bzw. zeitlichen Energieverfügbarkeiten im lokalen Energiesystem berücksichtigt abgeglichen werden, um eine geeignete Ladestrategie zu definieren und der mindestens einen Ladeeinrichtung oder dem Laderegler des oder der Elektrofahrzeuge und ggfs. dem Energiemanagementsystem vorzugeben. Dies umgeht die fehlenden Standards und Inkompabilitäten bei den üblichen Installationen. Das Energiemanagementsystem kann basierend auf der geplanten Ladestrategie eine Optimierung der Energieflussplanung durchführen. Auf diese Weise kann durch die Zentraleinheit sichergestellt werden, dass das Elektrofahrzeug gemäß einer vorgegebenen Ladestrategie beladen wird.
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Der Energiebedarf des Elektrofahrzeugs kann eine Angabe zu einem Ankunftszeitpunkt und einen Ladezustand und/oder eine voraussichtliche Abfahrtzeit von der Ladeeinrichtung angeben. Somit gibt der zeitliche Energiebedarf an, zu welchen Zeitabschnitten das mindestens ein Elektrofahrzeug geladen werden kann und bis zu welchem Zeitpunkt eine Aufladung bis zu einer vorgegebenen Ladekapazität erfolgen soll.
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Die Ladestrategie gibt einen zeitlichen Plan zum Aufladen des mindestens einen Elektrofahrzeugs mit Zeitabschnitten zugeordneten elektrischen Ladeleistungen an, wobei den Zeitabschnitten jeweils eine oder mehrere Quellen für bereitgestellte elektrische Leistung im lokalen Energienetz zugeordnet sind, die die elektrische Ladeleistung bereitstellen, wobei insbesondere die Quellen eine interne/lokale Energieerzeugungsanlage, einen elektrischen Energiespeicher und ein öffentliches Energienetz umfassen. Somit gibt die Ladestrategie eine zeitliche Charakteristik einer Ladeleistung vor, die Zeitabschnitte angibt, in denen ein Aufladen mit einer jeweils zugeordneten Ladeleistung erfolgen soll. Diese richtet sich u.a. nach der Energieverfügbarkeit des lokalen Energiesystems.
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Die Energieverfügbarkeit stellt im lokalen Energiesystem eine Angabe zu den verfügbaren elektrischen Energien aus verschiedenen Quellen von elektrischer Energie dar und gibt insbesondere prognostizierte Energieverfügbarkeiten der Quellen an. Somit gibt die Energieverfügbarkeit zeitliche Verfügbarkeiten von elektrischer Energie aus verschiedenen Quellen an. Die Energieverfügbarkeit kann auch eine Prognoseinformation umfassen, die für einen zukünftigen Zeitraum eine voraussichtliche Energieverfügbarkeit per Quelle angibt. So kann beispielsweise eine Prognose der verfügbaren elektrischen Energie aus einer lokalen Energieerzeugungsanlage berücksichtigt werden.
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Die Zentraleinheit steht in Kommunikationsverbindung mit dem Energie-Managementsystem, um von dort die zeitliche Energieverfügbarkeit zu erhalten und diesem eine Ladestrategie für das mindestens ein aufzuladendes Elektrofahrzeug mitzuteilen. Dadurch kann in der Zentraleinheit eine z.B. kosten- und/oder emissionsoptimale Ladestrategie ermittelt werden, die sich an den Energieverfügbarkeiten und den Energiekosten des lokalen Energiesystems und dem Energiebedarf des mindestens einen Elektrofahrzeugs orientiert.
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Mit der Bereitstellung des Energiebedarfs können auch weitere dem Nutzer wichtige Nutzerparameter erfasst werden und für die Optimierung der Ladestrategie genutzt werden (z.B. Wunsch nach batterieschonendem Laden, Vermeidung von langen Standzeiten mit hohen Batterieladezuständen). Eine Auswertung von historischen Nutzerparametern kann für die Festlegung der Ladeart spezifisch genutzt werden, um automatisch (ohne Nutzerinteraktion, quasi intuitiv) und adaptiv den Ladevorgang zu bestimmen.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Energiebedarf des mindestens einen Elektrofahrzeugs an das Energie-Managementsystem übermittelt werden, sodass dieser für die Umsetzung der Ladestrategie in der Ladeeinrichtung, die mit dem Energie-Managementsystem in Verbindung steht, oder in dem Ladesteuergerät in dem betreffenden Elektrofahrzeug und somit für das Aufladen des mindestens einen Elektrofahrzeugs berücksichtigt wird.
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Weiterhin kann über den Energiebedarf dem lokalen Energiesystem mitgeteilt werden, wann das mindestens eine Elektrofahrzeug an die mindestens eine Ladeeinrichtung (voraussichtlich) angeschlossen ist und wann ein voraussichtlicher Abfahrtszeitpunkt, zu dem das mindestens eine Elektrofahrzeug von der entsprechenden mindestens einen Ladeeinrichtung abgekoppelt wird, sein wird. Dies ermöglicht es insbesondere, ein verbessertes Energiemanagement durchzuführen, das in der Ladestrategie vorgesehen wird, insbesondere wenn das lokale Energiesystem mit einem Energiespeicher oder Anlagen, die nur zeitweise Energie zur Verfügung stellen, versehen ist.
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Insgesamt ermöglicht das Vorsehen der Kommunikation zwischen dem Energie-Managementsystem und dem Elektrofahrzeug über die Zentraleinheit, dass die oftmals unzureichende Kommunikationsmöglichkeit zwischen Ladeeinrichtung und Ladesteuergerät des Elektrofahrzeugs sowie zwischen der Ladeeinrichtung und dem Energie-Managementsystem umgangen werden kann und somit eine Ermittlung einer am Energiebedarf und den Energieverfügbarkeiten optimierten Ladestrategie möglich ist. Dies verbessert das Energiemanagement des lokalen Energiesystem erheblich, da der Energieabruf durch das Laden des Elektrofahrzeugs zeitlich und bezüglich der abgerufenen Energiemengen eingeplant werden kann.
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Insbesondere können im lokalen Energiesystem vorhandene Energiespeicher so betrieben werden, dass während eines Ladevorgangs eines angeschlossenen Elektrofahrzeugs ausreichend Energie zur Verfügung steht bzw. ein hoher Anteil von Energie aus dem Energiespeicher abgerufen werden kann.
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Insgesamt ermöglicht die Zentraleinheit eine optimale Energienutzung auf kosteneffiziente und nachhaltige Weise entsprechend dem zeitlichen Energiebedarf durch das mindestens eine Elektrofahrzeug.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Zentraleinheit insbesondere für die obige Ladesystem-Infrastruktur vorgesehen, wobei die Zentraleinheit ausgebildet ist,
- ◯ um einen Energiebedarf des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu empfangen;
- ◯ um den Energiebedarf des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs an ein Energie-Managementsystem zu übermitteln.
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Gemäß einem alternativen Aspekt ist eine Zentraleinheit insbesondere für die obige Ladesystem-Infrastruktur vorgesehen, wobei die Zentraleinheit ausgebildet ist,
- ◯ um einen Energiebedarf des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu empfangen;
- ◯ um eine zeitliche Energieverfügbarkeit von dem Energie-Managementsystem zu empfangen,
- ◯ um abhängig von der zeitlichen Energieverfügbarkeit und von dem Energiebedarf eine Ladestrategie zum Aufladen des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu ermitteln,
- ◯ um die Ladestrategie an ein Energie-Managementsystem, mindestens eine Ladeeinrichtung oder ein Ladesteuergerät des mindestens einen Elektrofahrzeugs zu übermitteln.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Energie-Managementsystem für ein lokales Energiesystem mit einem Energienetz vorgesehen, wobei das Energie-Managementsystem ausgebildet ist,
- ◯ um einen Energiebedarf mindestens eines zu ladenden Elektrofahrzeugs zu empfangen,
- ◯ um eine Angabe über eine zeitliche Energieverfügbarkeit bereitzustellen;
- ◯ um abhängig von der Angabe über die zeitliche Energieverfügbarkeit und von dem Energiebedarf eine Ladestrategie zum Aufladen des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu ermitteln und einen Energiefluss zu mindestens einer Ladeeinrichtung entsprechend der Ladestrategie bereitzustellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ladesystem-Infrastruktur vorgesehen, wobei die Ladesystem-Infrastruktur umfasst:
- - ein Energiesystem mit einem lokalen Energienetz und mit einem Energie-Managementsystem, das ausgebildet ist, um Energieflüsse in dem lokalen Energienetz zu steuern;
- - mindestens eine Ladeeinrichtung, die mit dem lokalen Energienetz verbunden ist und zum Aufladen mindestens eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie aus dem lokalen Energienetz ausgebildet ist;
- - eine Zentraleinheit, die in Kommunikationsverbindung mit dem Energie-Managementsystem steht und die mit mindestens einem zu ladenden Elektrofahrzeug in weiterer Kommunikationsverbindung steht, um einen Energiebedarf des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu empfangen;
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - ◯ Übermitteln des Energiebedarfs des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs an das Energie-Managementsystem von der Zentraleinheit,
- ◯ Ermitteln, durch das Energie-Managementsystem, einer Ladestrategie zum Aufladen des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs abhängig von einer zeitlichen Energieverfügbarkeit und von dem Energiebedarf
- ◯ Bereitstellen eines Energieflusses zu der mindestens einen Ladeeinrichtung entsprechend der Ladestrategie.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ladesystem-Infrastruktur vorgesehen, wobei die Ladesystem-Infrastruktur umfasst:
- - ein Energiesystem mit einem lokalen Energienetz und mit einem Energie-Managementsystem, das ausgebildet ist, um Energieflüsse in dem lokalen Energienetz zu steuern;
- - mindestens eine Ladeeinrichtung, die mit dem lokalen Energienetz verbunden ist und zum Aufladen mindestens eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie aus dem lokalen Energienetz ausgebildet ist;
- - eine Zentraleinheit, die in Kommunikationsverbindung mit dem Energie-Managementsystem steht und die mit mindestens einem zu ladenden Elektrofahrzeug in weiterer Kommunikationsverbindung steht, um einen Energiebedarf des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs zu empfangen;
wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - ◯ Empfangen einer zeitlichen Energieverfügbarkeit von dem Energie-Managementsystem;
- ◯ Ermitteln einer Ladestrategie zum Aufladen des mindestens einen zu ladenden Elektrofahrzeugs abhängig von der zeitlichen Energieverfügbarkeit und von dem Energiebedarf,
- ◯ Übermitteln der Ladestrategie an das Energie-Managementsystem oder an ein Ladesteuergerät des mindestens einen Elektrofahrzeugs,
- ◯ Bereitstellen eines Energieflusses zum Aufladen des mindestens einen Elektrofahrzeugs entsprechend der Ladestrategie durch das Energie-Managementsystem bzw. das Ladesteuergerät des mindestens einen Elektrofahrzeugs.
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Figurenliste
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ladesystem-Infrastruktur mit einem Energiesystem, einer Zentraleinheit und einem oder mehreren Elektrofahrzeugen; und
- 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines möglichen Verfahrens zum Betreiben der Ladesystem-Infrastruktur.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt schematisch eine Ladesystem-Infrastruktur 1 mit einem lokalen Energiesystem 2, beispielhaft in Form eines Heimenergiesystems, einer Ladeeinrichtung 3, einem Elektrofahrzeug 4 und einer Zentraleinheit 5.
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Die Ladeeinrichtung 3 ist ausgebildet, um das Elektrofahrzeug 4 mit elektrischer Energie aus dem lokalen Energiesystem 2 zu versorgen.
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Das lokale Energiesystem weist ein lokales Energienetz 21 auf, in dem Energieflüsse durch ein Energie-Managementsystem 22 gesteuert werden können. So steht das lokale Stromnetz 21 mit einem öffentlichen Stromnetz 23 in Verbindung und kann aus diesem elektrische Energie beziehen oder elektrische Energie in dieses einspeisen.
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Weiterhin kann das lokale Energienetz 21 mit einer Energieerzeugungsanlage 24, wie z.B. einer Photovoltaikanlage, gekoppelt sein, um eigenerzeugte elektrische Energie z.B. aus Solarenergie zu gewinnen und diese in dem lokalen Energienetz 21 zur Verfügung zu stellen. Die in dem lokalen Energienetz 21 verfügbare elektrische Energie kann an die Ladeeinrichtungen 3, an einen lokalen Energiespeicher 25, wie beispielsweise eine Batterie, oder zur Einspeisung an das öffentliche Stromnetz 23 geleitet werden.
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Das Steuern der Energieflüsse kann durch das Energiemanagementsystem 22 gesteuert werden. Dieses steuert die Leitung der Energieflüsse innerhalb des lokalen Energienetzes 21 abhängig von einer kalendarischen Zeit, wie beispielsweise Uhrzeit und Datum, und abhängig von Energieanforderungen von Verbrauchern 26, und insbesondere der Ladeeinrichtung 3.
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Die Ladeeinrichtung 3 kann mit dem lokalen Energienetz in Verbindung stehen, um das angeschlossene Elektrofahrzeug 4 aufzuladen. Dabei wird auf Basis von Leistungserzeugungsprognosen der jeweiligen im lokalen Energienetz verfügbaren Energiequellen (z.B. 23, 24 und 25) und den Leistungsprognosen anderer lokaler Verbraucher 26 die maximal verfügbare Ladeleistung von dem Energie-Managementsystem 22 für die Ladeeinrichtung 3 vorgegeben.
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Das Elektrofahrzeug 4 weist eine Fahrzeugbatterie 42 als einen elektrischen Energiespeicher und ein Ladesteuergerät 41 auf, das eine Ladestrategie zum Aufladen der Fahrzeugbatterie 42 umsetzt.
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Das Energie-Managementsystem 22 kann über eine Datenverbindung mit der Zentraleinheit 5 in Kommunikationsverbindung 6 stehen. Diese Kommunikationsverbindung 6 kann über ein Backend des Energiemanagement-Serviceproviders (Stromanbieter) oder des Energieversorgers (nicht gezeigt) indirekt oder auch direkt durch eine Internet-gebundene Datenverbindung zwischen dem Energie-Managementsystem 22 und der Zentraleinheit 5 ausgebildet sein.
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Die Zentraleinheit 5 steht weiterhin direkt oder indirekt über ein Fahrzeughersteller-Backend (nicht gezeigt) mit dem Ladesteuergerät 41 des Elektrofahrzeugs 4 in weiterer Kommunikationsverbindung 7. Die weitere Kommunikationsverbindung 7 kann Internet-gebunden sein. Insbesondere dient die weitere Kommunikationsverbindung 7 zwischen der Zentraleinheit 5 und dem Ladesteuergerät 41 des Elektrofahrzeugs 4 dazu, von dem Elektrofahrzeug 4 eine Information über den Energiebedarf der Fahrzeugbatterie 42 des Elektrofahrzeugs 4 zu erhalten. Der Energiebedarf gibt eine voraussichtliche Ankunftszeit an der Ladeeinrichtung 3 (Zeitpunkt des Anschließens des Elektrofahrzeugs 4 an der Ladeeinrichtung), einen Ladezustand und eine Abfahrtszeit an der Ladeeinrichtung 3 an oder eine Information, aus der die obigen Angaben abgeleitet werden können.
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Weiterhin kann das Elektrofahrzeug 4 Fahrzeuginformationen über einen oder mehrere Parameter des Ladevorgangs, insbesondere die maximal aufnehmbare Leistung, das Optimierungsziel der Ladestrategie und dergleichen angeben. Die Zentraleinheit 5 kann aus den erhaltenen Fahrzeuginformationen den Ankunfts- und Abfahrtszeitpunkt des Elektrofahrzeugs 4 gegebenenfalls ermitteln.
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Für die Option einer Kommunikationsverbindung zwischen der Ladeeinrichtung 3 und dem Energiemanagementsystem 22 kann die Zentraleinheit 5 den Energiebedarf und die Fahrzeuginformationen an das Energie-Managementsystem 22 über die entsprechende Kommunikationsverbindung 6 weitergeben. Das Energiemanagementsystem 22 kann nun unter Berücksichtigung von Energieverfügbarkeiten, insbesondere unter Nutzung von verfügbarer Photovoltaikenergie und eines lokalen Energiespeichers, eine optimale Ladestrategie des Elektrofahrzeugs 4 planen.
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Alternativ kann die Ladestrategie auch in der Zentraleinheit 5 ermittelt werden und diese über die Kommunikationsverbindung 6 an das Energie-Managementsystem 22 kommuniziert werden, so dass dieses lediglich die Ladestrategie umsetzt.
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Eine weitere Alternative bietet die Kommunikationsverbindung zwischen der Zentraleinheit 5 und dem Elektrofahrzeug 4, mit Hilfe der die in der Zentraleinheit 5 erzeugte Ladestrategie an das Ladesteuergerät 41 des Elektrofahrzeugs 4 übermittelt werden. Das Ladesteuergerät 41 ist ausgebildet, ab einer Verfügbarkeit von elektrischer Energie über die Ladeeinrichtung 3, d.h. nach Anstecken des Elektrofahrzeugs 4 an die Ladeeinrichtung 3, die Ladestrategie umzusetzen.
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Als letzte Alternative bei Bestehen einer Kommunikationsverbindung zwischen der Ladeeinrichtung 3 und der Zentraleinheit 5 (nicht in 1 enthalten) kann die Umsetzung der Ladestrategien auch in der Zentraleinheit 5 durch die Ansteuerung der Ladeeinrichtung 3 erfolgen.
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In allen Varianten wird zuvor eine Information über Energieverfügbarkeiten von dem Energie-Managementsystem 22 an die Zentraleinheit 5 übertragen. Beispielsweise kann ein zeitliches Profil der voraussichtlichen Energieverfügbarkeit, wie z.B. der Energieverfügbarkeit aus einer Energieerzeugungsanlage, einem Ladezustand des lokalen Energiespeichers 25 und zeitabhängige Stromkosten von Netzenergie aus dem öffentlichen Stromnetz 23 bei einem Zeittarif eines Energieversorgers beinhalten. In der Zentraleinheit 5 wird dann als Ladestrategie ein Leistungsprofil ermittelt, das die zeitliche Bereitstellung von elektrischer Energie für das Laden des Elektrofahrzeugs 4 während des Ladevorgangs angibt.
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In 2 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Ermittlung einer Ladestrategie für ein Elektrofahrzeug in der Zentraleinheit 5 dargestellt.
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In Schritt S1 werden zunächst in der Zentraleinheit 5 der Energiebedarf und ggfs. die Fahrzeuginformation empfangen, die Informationen über den Batteriezustand, insbesondere den Ladezustand, eine voraussichtliche Ankunftszeit an der Ladeeinrichtung und gegebenenfalls über eine darauffolgende voraussichtliche Abfahrtszeit angeben. Diese Informationen können direkt von dem Elektrofahrzeug 4 bereitgestellt werden oder aus Betriebsdaten des Elektrofahrzeugs 4 mithilfe geeigneter Algorithmen in der Zentraleinheit 5 abgeleitet werden.
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In Schritt S2 empfängt die Zentraleinheit 5 von dem Energie-Managementsystem eine Energieverfügbarkeit, die zum einen eine zeitabhängige Energiekosteninformation, z.B. über die Energiekosten abhängig von den Tageszeiten, umfassen, und zum anderen voraussichtliche Energieverfügbarkeiten (zeitabhängige Energiemengen für verschiedene Energiearten) aus verschiedenen Energiequellen, wie beispielsweise aus Netzenergie, aus der Energieerzeugungsanlage oder aus dem heiminternen Energiespeicher, angeben kann.
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In Schritt S3 wird in der Zentraleinheit 5 eine Ladestrategie bestimmt, die basierend auf dem zeitlichen Energiebedarf von dem Elektrofahrzeug und der Energieverfügbarkeit aus dem Energie-Managementsystem 22 abgeleitet wird.
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In Schritt S4 wird die Ladestrategie an den Laderegler 41 des Elektrofahrzeugs 4 übermittelt, so dass nach dem Anschließen des Elektrofahrzeugs 4 an die Ladeeinrichtung 3, die Ladestrategie in Schritt S5 entsprechend umgesetzt wird. Parallel wird die in der Zentraleinheit 5 ermittelte Ladestrategie an das Energie-Managementsystem 22 übermittelt, um die prognostizierte Energieverfügbarkeit für die Ladestrategie sicherzustellen.
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Die Schritte S1 bis S5 werden je nach Ansprüchen an das Optimierungsergebnis in festzulegenden Zeitrastern wiederholt, bis der Energiebedarf der Fahrzeugbatterie 42 des Elektrofahrzeugs 4 erreicht ist oder der Ladevorgang abgebrochen wird.