WO2012163421A1 - Leistungs- oder stromstärkezuweisung zu ladeeinrichtungen - Google Patents

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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • Y04S30/14—Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the invention relates to a method for allocating
  • Such an electrically powered vehicle includes a traction battery, which provides the Benö for driving ⁇ preferential electrical energy. Discharged traction batteries must be recharged if necessary by means of a charging device. Therefore, in the future will be installed in a larger number of charging devices for electrically powered vehicles, for example, at gas stations, parking ⁇ zen, parking garages or at the roadside. When desired short charging times, the charging devices must provide considerable electrical power or current levels for charging the traction batteries available. In particular, if several charging devices are supplied with electrical energy by a branch of a power supply network, there is the risk, for example, that the branch or the power supply network can be overloaded.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus that allow to operate a plurality of charging devices safely and reliably to a branch of a power supply network.
  • a method for allocating electrical power or electrical current strength to charging devices wherein a plurality of charging devices is connected to a branch of a power supply network, to each of which a traction battery of an electrically driven vehicle is chargeable, wherein the method - Charging devices are those charging devices are determined, which are electrically connected (at a determination time ⁇ point) each with a vehicle to load its traction battery,
  • Charging devices to be assigned electrical current is ermit ⁇ telt
  • the electrical power can thereby either the power ⁇ receptive or correspond to the power output of the charger.
  • the determination time can eg the current
  • the method can proceed in such a way that, in addition to the electrical power corresponding to the characteristic value or the electrical current strength corresponding to the characteristic value, a predetermined minimum power or minimum current is assigned to each of the determined charging devices, each charging device being charged independently of the respective time interval can supply each connected Fahrbat ⁇ terie.
  • This advantageously foundedge ⁇ provides that any traction battery can be charged at least with the pre- selected ten minimum performance or minimal current. It is thus ensured that a defined minimum charging process always takes place.
  • K Kg es - n K m n are determined.
  • K is the characteristic value
  • n is the number of the determined charging ⁇ facilities
  • Kmin the predetermined minimum power or minimum-current.
  • the method can proceed so that the loading devices are determined by a control device, which are (for determination timing) respectively electrically verbun with a vehicle ⁇ .
  • a control device can a Controlled variety of charging devices and / or the time of the determination electrically connected charge devices are determined.
  • the process may also proceed so that the controller receives at least one status message from the Ladeeinrichtun ⁇ gene and is recognized on the basis of this status message which charging devices are (the detection time point) in each case electrically connected to a vehicle.
  • the control device can easily and reliably recognize which of the charging devices are electrically connected to a vehicle.
  • the method can be easily adapted to an increasing number of charging devices, without the need for complex changes to be made to the control device.
  • the method can proceed so that from a Steuereinrich- processing corresponding to the characteristic value or electric power corresponding to the characteristic value of electric current per ⁇ wells one of the charging facilities determined is assigned.
  • the process can proceed so that by the control means to assign the electric power or the electrical current (at least) is sent Medandonach ⁇ report to the determined charging devices.
  • This command message may contain information about the characteristic value and / or about the minimum power or minimum current strength.
  • the process may also proceed so that the length of the time intervals is determined so that the length of time intervals Inter ⁇ is inversely proportional to the number of detected Charger devices.
  • the length of the time intervals thus becomes un ⁇ ter use of the relationship
  • L is the length of the time intervals
  • k is a proportionality constant
  • n is the number of charging devices determined.
  • the time intervals become smaller, so that each of the charging devices determined can be assigned the power or current intensity during a time interval.
  • the method may be such that the time intervals are the same length and the length of the time intervals using the relationship
  • L is the length of the time intervals
  • n is the number of charging devices determined.
  • the characteristic value corresponding to the electric power corresponding to the characteristic value or the electric current of each of the charging devices identified will be assigned during a time interval within the preselected (fes ⁇ th) time period is ensured.
  • the length of the time intervals may be in the range of minutes, for example.
  • a control device is furthermore provided for allocating electrical power or electrical current intensity to charging devices when charging traction batteries of electrically driven vehicles.
  • This control device is designed to carry out the aforementioned method.
  • the control device likewise has the advantages that are specified above in connection with the method according to the invention. In the following the invention on the basis of an exemplary embodiment is explained in detail. This is in detail. This is in
  • Figure 1 shows an embodiment with four charging devices and a control device and in
  • Figure 2 is an exemplary flow of assigning
  • FIG. 1 schematically shows a power supply network 1, which in the exemplary embodiment is a medium-voltage power supply network or a low-voltage power supply network.
  • a branch 3 of this power supply network 1 three-phase AC or AC voltage is provided.
  • the branch 3 is connected to a transformer 5, by means of which the voltage level can be set to a required size and / or a galvanic isolation can be realized.
  • This transformer 5 is optional, it may also be omitted in other embodiments.
  • the branch 3 of the power supply network 1 is electrically connected to a first charging device 10 via the transformer 5 and power conductor 7 (power cable 7).
  • This first charging device 10 includes a first power on path 12, through which the certificate from the branch 3 of the power supply system 1, electrical energy is supplied to a ⁇ ers th driving battery 16 of a first electrically driven vehicle 18th
  • the first power path 12 ent ⁇ holds, for example, electronic components of the power electronics, fuses, switching devices and / or measuring equipment.
  • the power line to the first drive battery 16 is effected by means of a first charging cable 19.
  • the first charging device 10 has a first control device 20 which monitors and controls the operation of the first charging device 10.
  • the branch 3 of the power supply network 1 is electrically connected by means of the power conductor 7 to a second charging device 30.
  • the second charging device 30 has - on a second power path 32, which transmits the stam of the branch 3 of the power supply system 1 ⁇ Mende electrical energy to a second driving battery 36 of a second electrically powered vehicle 38 by means of a second charging cable 35 - similar to the first loading means 10th
  • the second charging device 30 has a second Steuerein ⁇ direction 40, which monitors the operation of the second charging device 30 and controls.
  • the branch 3 of the power supply network 1 is electrically connected by means of the power conductors 7 to a third charging device 50.
  • the third charging device 50 has a third power path 52 which, by means of a third charging cable 55, derives from the branch 3 of the power supply network 1 electrical energy to a third drive battery 56 of a third electrically drivable vehicle 58 transmits.
  • the third Ladeeinrich ⁇ device 50 has a third control device 60, which monitors the operation of the third charging device 50 and controls.
  • the branch 3 of the power supply network 1 is electrically connected to a fourth charging device 70 by means of the power conductors 7.
  • the fourth charging device 70 has a fourth power path 72, which originates from the branch 3 by means of a fourth charging cable 75
  • the fourth charging device 70 is vehicle-free, ie not electrically connected to a vehicle.
  • the fourth charging device 70 has a fourth Steuerein ⁇ direction 80, which monitors the operation of the fourth charger 70 and controls.
  • each of the charging devices 10, 30, 50 and 70 can charge the respectively connected traction battery with active powers of up to 44 KW.
  • the first control device 20 of the first charging device 10, the second control device 40 of the second charging device 30, the third control device 60 of the third charging device 50 and the fourth control device 80 of the fourth charging device 70 are electrically conductive by means of communication conductors 82 (communication cables 82) with a control device 84 connected.
  • This control device is designed in the embodiment as a central control device 84. (However, the control device can also be arranged decentrally, for example in the first control device 20, the second control device 40, the third control device 60 and / or the fourth control device 80).
  • the central control device 84 has a communication unit 86 and a control unit 88 on. By means of the communication unit 86, the
  • central control means 84 receive messages from the charging devices 10, 30, 50 and 70 and of the power supply network 1 and ⁇ messages to the charging devices 10, 30, 50 and 70 send.
  • control unit 88 proces ⁇ tet the central control device 84, inter alia, the received messages and performs control tasks.
  • a total ready position quantity Kges and a minimum prepared size Kmin are stored in the memory unit 90.
  • the total supply quantity Kges describes the maximum electrical power that can be provided at the branch 3 of the energy supply network at a specific point in time or the maximum electric current that can be provided at the branch 3 of the power supply network at a specific point in time.
  • the minimum provision quantity Kmin describes the minimum electric power or electric current that each charging device can deliver independently of the respective time interval for charging the respectively connected traction battery.
  • FIG. 2 shows, by way of example, the allocation of electrical power or electrical current intensity to the charging devices by means of a time-slice method. Before the time t0 (see Figure 2) is only by means of the first charging device 10, the first drive battery 16 of the first electrically powered vehicle 18 loaded. However, deviating from the illustration of FIG.
  • the second traction battery 36 and the third traction battery 56 are not yet electrically connected to the charging devices 30 and 50 and are not charged before the time t0.
  • a maximum deliverable electrical active power is available at the branch 3, which corresponds to the total supply quantity Kges.
  • the first charging device 10 is controlled by the first control device 20 in such a way that the first traction battery 16 can be charged with the total electrical active power Kges that can be provided at the branch 3 of the energy supply network 1. (The power loss of the charging devices is neglected here.) From the time tO to the second charging device 30 in addition to the second traction battery 36 of the second electrically driven vehicle 38 and the third charging device 50, the third traction battery 56 of the third electrically drivable ⁇ ble vehicle 58 charged become.
  • the controller 40 of the second charging device 30 sends a status message 92 via the communication conductor 82 to the central control device 84.
  • This status message 92 contains the information that is to be charged from the time tO the second driving ⁇ battery 36, that is to say that at the time tO the charging process for the second traction battery 36 begins.
  • the time tO is here therefore the determination time.
  • control device 60 of the third charging device 50 sends a status message 94 over the communication conductors 82 to the central control device 84.
  • This status message 94 contains the information that the third driving battery to be charged 56 from the time ⁇ point tO, that is that at the time tO the charging process for the third drive battery 56 begins.
  • the central control device 84 receives via the communi ⁇ nikationsiser 86 these status messages 92 and 94 and evaluates their contents by means of the control unit 88th Since the central control device 88 receives no new status messages from the first charging device 10 and the fourth charging device 70, it is known in the case of the central control device 84 that the charging process continues at the first charging device 10 at the time t0 and also from the time tO on the fourth charging device 70 no
  • the information is that from the time tO at three charging devices simultaneously traction batteries of vehicles to be loaded, namely at the first charging device 10, at the second charging device 30 and at the third Charging device 50.
  • those charging devices 10, 30 and 50 have been determined, which are each electrically connected to a vehicle 18, 38 or 58 from the determination time ⁇ point tO to the driving battery 16, 36 or 56 to la ⁇ den.
  • the first Steuereinrich- can tung 20 send a status message 93 to the central Steuerein ⁇ direction 84, wherein the status message 93 contains the Informa ⁇ functions that the first charging device 10 also charges the driving battery sixteenth
  • the fourth controller 80 may also send a status message 96 to the central controller 84, the status message 96 containing the information that the fourth charger 70 is still not charging any traction battery.
  • the Information that from time tO (only) on the three charging devices 10, 30 and 50 are each loaded simultaneously a driving battery of a vehicle.
  • the minimum provision amount Kmin is the minimum electrical ⁇ specific performance or the minimum electric current is constantly loading available ste ⁇ hen for each vehicle needs.
  • the idler ⁇ position size Kmin 3.5 kW.
  • the control unit 88 determines a characteristic value K for the electrical power to be allocated to the three determined charging devices 10, 30 and 50.
  • the size of this characteristic value is determined by the total supply size Kges, the number n of charging devices which charge traction batteries of vehicles at the time of determination and the preselected minimum power Kmin (minimum provision amount Kmin).
  • the control unit 88 determines the characteristic value K using the relationship:
  • K of the characteristic value ie, K describes the electric power or the electrical current, which can be assigned to one of Ladeeinrich ⁇ obligations and thus the equipment connected to this charger vehicle (assignment parameter)
  • n is the number of the charging facilities determined
  • Kmin specifies the specified minimum power or minimum power level (Kmin describes the minimum electrical power or the minimum electrical current that must be available for each vehicle regardless of the time interval (minimum provision size).) Kmin can also assume the value zero.
  • the characteristic value K thus describes the maximum power (or the maximum current strength) that can be assigned to one of the charging devices in addition to the minimum power or minimum current levels.
  • the values of the variables Kges, Kmin and n required for determining the characteristic value K are The control unit 88 reads out these values from the memory unit 90 already at the control unit 88.
  • control unit 88 determines the length L of the time intervals Z using the relationship
  • L is the length of the time intervals
  • n is the number of charging devices determined.
  • all of the time intervals Inter ⁇ Z have the same length or duration Lx, ie all programmable time intervals are the same length (see Fig. 2.):
  • 84 10 sends the central control unit at time To by means of the communication unit 86, a first Kom ⁇ mand message 95 to the first charging device
  • This first command message 95 contains information about the characteristic value K and about the minimum power Kmin.
  • the first charging device 10 is assigned an electrical power of the size (K + Kmin).
  • the central control device 84 sends a second command message 98 to the second charging device 30 by means of the communication unit 86 at the time t0.
  • This second command message 98 contains information about the minimum power Kmin.
  • an electric Leis ⁇ tung size Kmin By means of the second command message 98, the second control device 40 of the second charging device 30 is instructed to limit the electric power (charging power) of the second charging device 30 to the value Kmin from the time tO.
  • the central control device 84 sends a third command message 99 to the third charging device 50 at the time t0 by means of the communication unit 86.
  • This third command message 99 contains information about the minimum power Kmin.
  • the third charging device 50 is assigned an electrical power of the size Kmin.
  • the central control device 84 sends a fourth command message 100 to the first control device 20, a fifth command message 101 to the second control device 40 and a sixth command message 102 to the third control device 60 by means of the communication unit 86.
  • the fourth command message 100 is the first La ⁇ de worn 10 from the time tl (in the time interval Z2) assigned an electrical power of size Kmin. This is illustrated in Figure 2 by the hatched area in the right time Inter ⁇ vall between tl and t2.
  • the fifth command message 101 becomes the second
  • the third charging device 50 is assigned an electrical power of the size Kmin from the time t1 (in the time interval Z2). This is illustrated in FIG. 2 by the horizontally hatched area in the time interval Z2 between t1 and t2.
  • the first charging device 10 is assigned an electrical power of the size Kmin from the time t2 (in the time interval Z3).
  • the second charging device 30 is assigned an electrical power of the size Kmin from the time t2 (in the time interval Z3).
  • the ninth command message 105 the third charging device 50 is assigned an electrical power of the size (K + Kmin) from the time t2 (in the time interval Z3). This is illustrated in FIG. 2 by the correspondingly hatched areas in the time interval Z3 between t2 and t3. From time t3, the process steps of sending command messages to the charging devices are repeated.
  • the power loss occurring in the charging devices has been neglected. at However, a different procedure, this power loss can also be considered: Then, the La ⁇ de drivingen respectively allocated power does not correspond Leis ⁇ tung lodging the charging device to the driving battery of the connected vehicle. Rather, the La ⁇ de drivingen respectively assigned output then corresponds to the power going into the charging device from the branch 3 of the power supply network. 1
  • a method for assigning electric power to charging devices when charging traction batteries of electric drivable vehicles has been described. By means of a similar method, it is also possible to assign an electrical current intensity to the charging devices when the traction batteries are being charged by electric power
  • a method and a control device have been described, which make it possible to operate a plurality of charging devices safely and reliably at a branch of a power supply network.
  • electric power ⁇ or current is successively assigned to each one of the determined charging devices. This particular overloading of the branch of the power supply network is reli ⁇ casual avoided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuweisen von elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu Ladeeinrichtungen, wobei an einem Abzweig (3) eines Energieversorgungsnetzes (1) eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen (10, 30, 50, 70) angeschlossen ist, an welchen jeweils eine Fahrbatterie (16, 36, 56) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (18, 38, 58) aufladbar ist. Bei diesem Verfahren werden aus der Mehrzahl von Ladeeinrichtungen (10, 30, 50, 70) diejenigen Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) ermittelt, die elektrisch mit jeweils einem Fahrzeug (18, 38, 58) verbunden sind, um dessen Fahrbatterie (16, 36, 56) zu laden. Ein Kennwert (K) für die den ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zuzuweisende elektrische Leistung oder für die den ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zuzuweisende elektrische Stromstärke wird ermittelt, und die dem Kennwert (K) entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke wird in aufeinander folgenden Zeitintervallen (Z1, Z2, Z3) reihum jeweils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zugewiesen. Daraufhin kann in jedem der Zeitintervalle (Z1) nur die jeweilige eine Ladeeinrichtung (10) die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke zum Laden der jeweils angeschlossenen Fahrbatterie (16) liefern.

Description

Beschreibung
Leistungs- oder Stromstärkezuweisung zu Ladeeinrichtungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuweisen von
elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu Ladeeinrichtungen sowie eine Steuereinrichtung.
Es wird erwartet, dass in Zukunft elektrisch antreibbare Fahrzeuge in großer Anzahl auf den Strassen unterwegs sein werden. Ein solches elektrisch antreibbares Fahrzeug weist eine Fahrbatterie auf, welche die für den Fahrbetrieb benö¬ tigte elektrische Energie zur Verfügung stellt. Entladene Fahrbatterien müssen bei Bedarf mittels einer Ladeeinrichtung nachgeladen werden. Daher werden in Zukunft in größerer Anzahl Ladeeinrichtungen für elektrisch antreibbare Fahrzeuge installiert werden, beispielsweise an Tankstellen, Parkplät¬ zen, Parkhäusern oder am Straßenrand. Bei gewünschten kurzen Ladezeiten müssen die Ladeeinrichtungen erhebliche elektrische Leistungen bzw. Stromstärken zum Laden der Fahrbatterien zur Verfügung stellen. Insbesondere wenn mehrere Ladeeinrichtungen von einem Abzweig eines Energieversorgungsnetzes mit elektrischer Energie versorgt wer- den, besteht z.B. die Gefahr, dass der Abzweig bzw. das Energieversorgungsnetz überlastet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es erlauben, eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen sicher und zuverlässig an einem Abzweig eines Energieversorgungsnetzes zu betreiben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Steuereinrichtung nach den unabhängigen Patentan- Sprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß angegeben wird ein Verfahren zum Zuweisen von elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu Ladeeinrichtungen, wobei an einem Abzweig eines Energieversorgungsnetzes eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen angeschlossen ist, an welchen jeweils eine Fahrbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs aufladbar ist, wobei bei dem Verfahren - aus der Mehrzahl von Ladeeinrichtungen diejenigen Ladeeinrichtungen ermittelt werden, die (zu einem Ermittlungszeit¬ punkt) elektrisch mit jeweils einem Fahrzeug verbunden sind, um dessen Fahrbatterie zu laden,
- ein Kennwert für die den ermittelten Ladeeinrichtungen zu- zuweisende elektrische Leistung oder für die den ermittelten
Ladeeinrichtungen zuzuweisende elektrische Stromstärke ermit¬ telt wird, und
- die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke in aufeinander folgenden Zeitintervallen reihum jeweils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen zugewiesen wird, woraufhin in jedem der Zeitintervalle nur die jeweilige eine Ladeein¬ richtung die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke zum Laden der jeweils angeschlossenen Fahrbatterie liefern kann .
Die elektrische Leistung kann dabei wahlweise der Leistungs¬ aufnahme oder der Leistungsabgabe der Ladeeinrichtung ent- sprechen. Der Ermittlungszeitpunkt kann z.B. der aktuelle
Zeitpunkt oder ein in der Zukunft liegender Zeitpunkt sein. Bei diesem Verfahren ist besonders vorteilhaft, dass die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder elektrische Stromstärke in jedem Zeitintervall (Zeitscheibe) nur jeweils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen zugewiesen wird. Dadurch wird eine Überlastung des Abzweiges des Energieversorgungsnetzes bzw. des Energieversorgungsnetzes sicher vermie¬ den .
Das Verfahren kann so ablaufen, dass zusätzlich zu der dem Kennwert entsprechenden elektrischen Leistung oder der dem Kennwert entsprechenden elektrischen Stromstärke den ermittelten Ladeeinrichtungen jeweils eine vorgegebene Minimal- Leistung oder Minimal-Stromstärke zugewiesen wird, die jede der ermittelten Ladeeinrichtung unabhängig von dem jeweiligen Zeitintervall zum Laden der jeweils angeschlossenen Fahrbat¬ terie liefern kann. Dadurch wird vorteilhafterweise sicherge¬ stellt, dass jede Fahrbatterie mindestens mit der vorgewähl- ten Minimal-Leistung oder Minimal-Stromstärke geladen werden kann. Es ist also sichergestellt, dass stets ein definierter Minimal-Ladevorgang stattfindet.
Der Kennwert kann unter Nutzung der Beziehung
K = Kges - n Km n ermittelt werden. Dabei ist K der Kennwert, Kges die an dem Abzweig des Energieversorgungsnetzes für die Mehrzahl von La- deeinrichtungen bereitstellbare elektrische Leistung oder elektrische Stromstärke, n die Anzahl der ermittelten Lade¬ einrichtungen, und Kmin die vorgegebene Minimal-Leistung oder Minimal-Stromstärke . Das Verfahren kann so ablaufen, dass von einer Steuereinrichtung die Ladeeinrichtungen ermittelt werden, die (zum Ermittlungszeitpunkt) jeweils elektrisch mit einem Fahrzeug verbun¬ den sind. Mittels einer solchen Steuereinrichtung können eine Vielzahl von Ladeeinrichtungen gesteuert und/oder die zum Ermittlungszeitpunkt elektrisch verbundenen Ladeeinrichtungen ermittelt werden. Das Verfahren kann auch so ablaufen, dass die Steuereinrichtung mindestens eine Statusnachricht von den Ladeeinrichtun¬ gen empfängt und anhand dieser Statusnachricht erkannt wird, welche Ladeeinrichtungen (zum Ermittlungszeitpunkt) jeweils elektrisch mit einem Fahrzeug verbunden sind. Mittels des Empfangs mindestens einer solchen Statusnachricht kann die Steuereinrichtung einfach und zuverlässig erkennen, welche der Ladeeinrichtungen elektrisch mit einem Fahrzeug verbunden sind. Insbesondere lässt sich bei Installation neuer Ladeeinrichtungen das Verfahren einfach an eine größer werdende Zahl von Ladeeinrichtungen anpassen, ohne dass an der Steuereinrichtung aufwendige Veränderungen vorgenommen zu werden brauchen .
Das Verfahren kann so ablaufen, dass von einer Steuereinrich- tung die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke je¬ weils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen zugewiesen wird. Das Verfahren kann dabei so ablaufen, dass von der Steuereinrichtung zum Zuweisen der elektrischen Leistung oder der elektrischen Stromstärke (mindestens) eine Kommandonach¬ richt an die ermittelten Ladeeinrichtungen gesendet wird. Diese Kommandonachricht kann Informationen über den Kennwert und/oder über die Minimal-Leistung bzw. Minimal-Stromstärke enthalten .
Das Verfahren kann auch so ablaufen, dass die Länge der Zeitintervalle so ermittelt wird, dass die Länge der Zeitinter¬ valle umgekehrt proportional ist zur Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen. Die Länge der Zeitintervalle wird also un¬ ter Nutzung der Beziehung
ermittelt wird, wobei
L die Länge der Zeitintervalle,
k eine Proportionalitätskonstante und
n die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen ist. Dadurch werden mit größer werdender Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen die Zeitintervalle kleiner, so dass jeder der ermittelten Ladeeinrichtungen während eines Zeitintervalls die Leistung oder Stromstärke zugewiesen werden kann. Das Verfahren kann zum Beispiel so ablaufen, dass die Zeitintervalle gleich lang sind und die Länge der Zeitintervalle unter Nutzung der Beziehung
T
L =—
n ermittelt wird, wobei
L die Länge der Zeitintervalle,
T eine vorgewählte Zeitdauer und
n die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen ist. Dabei wird sichergestellt, dass innerhalb der vorgewählten (fes¬ ten) Zeitdauer die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke jeder der ermittelten Ladeeinrichtungen während eines Zeitintervalls zugewiesen wird. Die Länge der Zeitin- tervalle kann z.B. im Minutenbereich liegen. Erfindungsgemäß angegeben wird weiterhin eine Steuereinrichtung zum Zuweisen von elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu Ladeeinrichtungen beim Laden von Fahrbatterien elektrisch antreibbarer Fahrzeuge. Diese Steuereinrichtung ist ausgestaltet zum Durchführen des vorstehend genannten Verfahrens. Die Steuereinrichtung weist ebenfalls die Vor¬ teile auf, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei¬ spiels näher erläutert. Dazu ist in
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel mit vier Ladeeinrichtungen und einer Steuereinrichtung und in
Figur 2 ein beispielhafter Ablauf des Zuweisens von
elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu den Ladeeinrichtungen beim Laden von Fahrbatterien dargestellt .
In Figur 1 ist schematisch ein Energieversorgungsnetz 1 dargestellt, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um ein Mit- telspannungs-Energieversorgungsnetz oder um ein Niederspan- nungs-Energieversorgungsnetz handelt. An einem Abzweig 3 dieses Energieversorgungsnetzes 1 wird dreiphasiger Wechselstrom bzw. Wechselspannung zur Verfügung gestellt. Der Abzweig 3 ist mit einem Transformator 5 verbunden, mittels dem das Spannungsniveau auf eine benötigte Größe eingestellt werden kann und/oder eine galvanische Trennung realisiert werden kann. Dieser Transformator 5 ist optional, er kann in anderen Ausführungsbeispielen auch weggelassen werden. Der Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 ist über den Transformator 5 und Leistungsleiter 7 (Leistungskabel 7) elektrisch mit einer ersten Ladeeinrichtung 10 verbunden. Diese erste Ladeeinrichtung 10 weist einen ersten Leistungs- pfad 12 auf, über den die von dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 stammende elektrische Energie zu einer ers¬ ten Fahrbatterie 16 eines ersten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 18 geleitet wird. Der erste Leistungspfad 12 ent¬ hält beispielsweise elektronische Bauelemente der Leistungs- elektronik, Sicherungen, Schalteinrichtungen und/oder Messeinrichtungen. Die Energieleitung zu der ersten Fahrbatterie 16 erfolgt mittels eines ersten Ladekabels 19. Weiterhin weist die erste Ladeeinrichtung 10 eine erste Steuereinrichtung 20 auf, welche den Betrieb der ersten Ladeeinrichtung 10 überwacht und steuert.
Weiterhin ist der Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 mittels der Leistungsleiter 7 elektrisch mit einer zweiten Ladeeinrichtung 30 verbunden. Die zweite Ladeeinrichtung 30 weist - ähnlich der ersten Ladeeinrichtung 10 - einen zweiten Leistungspfad 32 auf, der mittels eines zweiten Ladekabels 35 die von dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 stam¬ mende elektrische Energie zu einer zweiten Fahrbatterie 36 eines zweiten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 38 überträgt. Die zweite Ladeeinrichtung 30 weist eine zweite Steuerein¬ richtung 40 auf, welche den Betrieb der zweiten Ladeeinrichtung 30 überwacht und steuert.
In gleicher Art und Weise ist der Abzweig 3 des Energiever- sorgungsnetzes 1 mittels der Leistungsleiter 7 mit einer dritten Ladeeinrichtung 50 elektrisch verbunden. Die dritte Ladeeinrichtung 50 weist einen dritten Leistungspfad 52 auf, der mittels eines dritten Ladekabels 55 die von dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 stammende elektrische Energie zu einer dritten Fahrbatterie 56 eines dritten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 58 überträgt. Die dritte Ladeeinrich¬ tung 50 weist eine dritte Steuereinrichtung 60 auf, welche den Betrieb der dritten Ladeeinrichtung 50 überwacht und steuert.
Weiterhin ist der Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 mittels der Leistungsleiter 7 elektrisch mit einer vierten Ladeeinrichtung 70 verbunden. Die vierte Ladeeinrichtung 70 weist einen vierten Leistungspfad 72 auf, der mittels eines vierten Ladekabels 75 die von dem Abzweig 3 stammende
elektrische Energie zu einer weiteren Fahrbatterie eines wei¬ teren elektrisch antreibbaren Fahrzeugs übertragen kann. Im Ausführungsbeispiel ist die vierte Ladeeinrichtung 70 fahr- zeugfrei, also nicht elektrisch mit einem Fahrzeug verbunden. Die vierte Ladeeinrichtung 70 weist eine vierte Steuerein¬ richtung 80 auf, welche den Betrieb der vierten Ladeeinrichtung 70 überwacht und steuert. Beispielsweise kann jede der Ladeeinrichtungen 10, 30, 50 und 70 die jeweils angeschlos- sene Fahrbatterie mit Wirkleistungen bis zu 44 KW aufladen.
Die erste Steuereinrichtung 20 der ersten Ladeeinrichtung 10, die zweite Steuereinrichtung 40 der zweiten Ladeeinrichtung 30, die dritte Steuereinrichtung 60 der dritten Ladeeinrich- tung 50 und die vierte Steuereinrichtung 80 der vierten Ladeeinrichtung 70 sind mittels Kommunikationsleitern 82 (Kommunikationskabeln 82) mit einer Steuereinrichtung 84 elektrisch verbunden. Diese Steuereinrichtung ist im Ausführungsbeispiel als eine zentrale Steuereinrichtung 84 ausgestaltet. (Die Steuereinrichtung kann aber auch dezentral angeordnet sein, z.B. bei der ersten Steuereinrichtung 20, der zweiten Steuereinrichtung 40, der dritten Steuereinrichtung 60 und/oder der vierten Steuereinrichtung 80). Die zentrale Steuereinrichtung 84 weist eine Kommunikationseinheit 86 und eine Steuereinheit 88 auf. Mittels der Kommunikationseinheit 86 kann die
zentrale Steuereinrichtung 84 Nachrichten von den Ladeeinrichtungen 10, 30, 50 und 70 und von dem Energieversorgungs¬ netz 1 empfangen und Nachrichten an die Ladeeinrichtungen 10, 30, 50 und 70 senden. Mittels der Steuereinheit 88 verarbei¬ tet die zentrale Steuereinrichtung 84 unter anderem die empfangenen Nachrichten und führt Steueraufgaben durch.
Außerdem sind in der Speichereinheit 90 eine Gesamtbereit- Stellungsgröße Kges und eine Minimalbereitstellungsgröße Kmin abgespeichert. Die Gesamtbereitstellungsgröße Kges beschreibt die an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes zu einem bestimmten Zeitpunkt maximal bereitstellbare elektrische Leistung oder die an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnet- zes zu einem bestimmten Zeitpunkt maximal bereitstellbare elektrische Stromstärke. Die Minimalbereitstellungsgröße Kmin beschreibt die minimale elektrische Leistung oder elektrische Stromstärke, die jede Ladeeinrichtung unabhängig von dem jeweiligen Zeitintervall zum Laden der jeweils angeschlossenen Fahrbatterie liefern kann.
Ebenfalls ist eine Zeitdauer T bestimmt und in der Spei¬ chereinheit 90 der Steuereinrichtung 84 abgespeichert worden. Diese vorgewählte Zeitdauer T gibt die Zeitspanne an, inner- halb der jede der ermittelten Ladeeinrichtungen einmal für die Dauer eines Zeitintervalls die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke zugewiesen bekommt. In der Figur 2 ist beispielhaft die Zuweisung von elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu den Ladeeinrichtungen mittels eines Zeitscheibenverfahrens dargestellt. Vor dem Zeitpunkt tO (vgl. Figur 2) wird lediglich mittels der ersten Ladeeinrichtung 10 die erste Fahrbatterie 16 des ersten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 18 geladen. Die zweite Fahrbatterie 36 und die dritte Fahrbatterie 56 sind jedoch abweichend von der Darstellung der Figur 1 noch nicht mit den Ladeeinrichtungen 30 und 50 elektrisch verbunden und werden vor dem Zeitpunkt tO nicht aufgeladen. Zum Laden steht an dem Abzweig 3 eine maximal bereitstellbare elektrische Wirkleistung zur Verfügung, die der Gesamtbereitstellungs- größe Kges entspricht. Die erste Ladeeinrichtung 10 wird durch die erste Steuereinrichtung 20 so gesteuert, dass die erste Fahrbatterie 16 mit der gesamten an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 bereitstellbaren elektrischen Wirkleistung Kges aufgeladen werden kann. (Die Verlustleistung der Ladeeinrichtungen wird hier vernachlässigt.) Ab dem Zeitpunkt tO soll an der zweiten Ladeeinrichtung 30 zusätzlich die zweite Fahrbatterie 36 des zweiten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 38 und an der dritten Ladeeinrichtung 50 die dritte Fahrbatterie 56 des dritten elektrisch antreib¬ baren Fahrzeugs 58 aufgeladen werden. Daher sendet die Steu- ereinrichtung 40 der zweiten Ladeeinrichtung 30 eine Statusnachricht 92 über die Kommunikationsleiter 82 zu der zentralen Steuereinrichtung 84. Diese Statusnachricht 92 enthält die Informationen, dass ab dem Zeitpunkt tO die zweite Fahr¬ batterie 36 aufgeladen werden soll, d. h. dass zum Zeitpunkt tO der Ladevorgang für die zweite Fahrbatterie 36 beginnt. Der Zeitpunkt tO ist hier also der Ermittlungszeitpunkt.
Ebenso sendet die Steuereinrichtung 60 der dritten Ladeeinrichtung 50 eine Statusnachricht 94 über die Kommunikations- leiter 82 zu der zentralen Steuereinrichtung 84. Diese Statusnachricht 94 enthält die Informationen, dass ab dem Zeit¬ punkt tO die dritte Fahrbatterie 56 aufgeladen werden soll, d. h. dass zum Zeitpunkt tO der Ladevorgang für die dritte Fahrbatterie 56 beginnt. Die zentrale Steuereinrichtung 84 empfängt mittels der Kommu¬ nikationseinheit 86 diese Statusnachrichten 92 und 94 und wertet deren Inhalt mittels der Steuereinheit 88 aus. Da die zentrale Steuereinrichtung 88 keine neuen Statusnachrichten von der ersten Ladeeinrichtung 10 und von der vierten Ladeeinrichtung 70 erhält, ist bei der zentralen Steuereinrichtung 84 bekannt, dass zum Zeitpunkt tO der Ladevorgang an der ersten Ladeeinrichtung 10 weitergeführt wird und dass auch ab dem Zeitpunkt tO an der vierten Ladeeinrichtung 70 keine
Fahrbatterie geladen wird. Daher liegen bei Empfang der Statusnachrichten 92 und 94 bei der zentralen Steuereinrichtung 84 die Informationen vor, dass ab dem Zeitpunkt tO an drei Ladeeinrichtungen gleichzeitig Fahrbatterien von Fahrzeugen geladen werden sollen, nämlich an der ersten Ladeeinrichtung 10, an der zweiten Ladeeinrichtung 30 und an der dritten Ladeeinrichtung 50. Es sind also diejenigen Ladeeinrichtungen 10, 30 und 50 ermittelt worden, die ab dem Ermittlungszeit¬ punkt tO jeweils elektrisch mit einem Fahrzeug 18, 38 oder 58 verbunden sind, um dessen Fahrbatterie 16, 36 oder 56 zu la¬ den. Die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen beträgt also 3 (n = 3) .
Alternativ oder zusätzlich kann auch die erste Steuereinrich- tung 20 eine Statusnachricht 93 an die zentrale Steuerein¬ richtung 84 senden, wobei die Statusnachricht 93 die Informa¬ tionen enthält, dass die erste Ladeeinrichtung 10 weiterhin die Fahrbatterie 16 auflädt. Ebenso kann auch die vierte Steuereinrichtung 80 eine Statusnachricht 96 an die zentrale Steuereinrichtung 84 senden, wobei die Statusnachricht 96 die Informationen enthält, dass an der vierten Ladeeinrichtung 70 weiterhin keine Fahrbatterie aufgeladen wird. Nach dem Empfang der Statusnachrichten 92, 93, 94 und 96 liegen auch bei dieser Variante bei der zentralen Steuereinrichtung 84 die Informationen vor, dass ab dem Zeitpunkt tO (nur) an den drei Ladeeinrichtungen 10, 30 und 50 gleichzeitig jeweils eine Fahrbatterie eines Fahrzeugs geladen werden. Weiterhin liegt in der Speichereinheit 90 der zentralen Steu¬ ereinrichtung 84 ein Kennwert Kges für die an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 insgesamt bereitstellbare elektrische Leistung oder elektrische Stromstärke vor, dieser Kennwert ist die sog. Gesamtbereitstellungsgröße Kges. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesem Kennwert um die an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 insgesamt bzw. maximal bereitstellbare elektrische Wirkleistung. Infor¬ mationen über die Gesamtbereitstellungskenngröße Kges wurden beispielsweise schon früher von dem Energieversorgungsnetz 1 über die Kommunikationsleiter 82 zu der zentralen Steuereinrichtung 84 übertragen. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtbereitstellungsgröße Kges = 100 kW. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es sich bei der Gesamtbereitstel¬ lungsgröße auch um eine andere Größe handeln, beispielsweise um die an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 maxi¬ mal bereitstellbare elektrische Stromstärke.
Ebenso liegt in der Speichereinheit 90 der zentralen Steuer¬ einrichtung 84 die Minimalbereitstellungsgröße Kmin vor. Die Minimalbereitstellungsgröße Kmin gibt die minimale elektri¬ sche Leistung oder die minimale elektrische Stromstärke ist, die für jedes Fahrzeug ständig beim Laden zur Verfügung ste¬ hen muss. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Minimalbereit¬ stellungsgröße Kmin = 3,5 kW.
Die Steuereinheit 88 ermittelt daraufhin einen Kennwert K für die den drei ermittelten Ladeeinrichtungen 10, 30 und 50 zuzuweisende elektrische Leistung. Die Größe dieses Kennwertes wird dabei bestimmt von der Gesamtbereitstellungsgröße Kges, der Anzahl n der Ladeeinrichtungen, die zum Ermittlungszeitpunkt Fahrbatterien von Fahrzeugen aufladen und von der vorgewählten Minimalleistung Kmin (Minimalbereitstellungsgröße Kmin) .
Die Steuereinheit 88 ermittelt den Kennwert K unter Nutzung der Beziehung:
K = Kges ~ n ^min
Dabei ist
K der Kennwert (d.h. K beschreibt die elektrische Leistung oder die elektrische Stromstärke, die einer der Ladeeinrich¬ tungen und damit dem an diese Ladeeinrichtung angeschlossenen Fahrzeug zugewiesen werden kann (Zuweisungskenngröße) ) , n die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen,
Kges die an dem Abzweig des Energieversorgungsnetzes für die Mehrzahl von Ladeeinrichtungen bereitstellbare elektrische Leistung oder elektrische Stromstärke (Gesamtbereitstellungs- große) , und
Kmin die vorgegebene Minimal-Leistung oder Minimal-Strom- stärke (Kmin beschreibt die minimale elektrische Leistung oder die minimale elektrische Stromstärke, die für jedes Fahrzeug unabhängig vom Zeitintervall zur Verfügung stehen muss (Minimalbereitstellungsgröße) . Kmin kann auch den Wert Null annehmen.
Der Kennwert K beschreibt also die maximale Leistung (oder die maximale Stromstärke) , die zusätzlich zu den Minimal- Leistungen oder Minimal-Stromstärken einer der Ladeeinrichtungen zugewiesen werden kann. Die zur Ermittlung des Kennwertes K benötigten Werte der Größen Kges, Kmin und n liegen bereits bei der Steuereinheit 88 vor bzw. die Steuereinheit 88 liest diese Werte aus der Speichereinheit 90 aus.
K = Kges - n * Kmin
K = 100 kW - 3 * 3,5
K = 89,5 kW
Weiterhin ermittelt die Steuereinheit 88 die Länge L der Zeitintervalle Z unter Nutzung der Beziehung
T
L =—
n wobei
L die Länge der Zeitintervalle,
T eine vorgewählte Zeitdauer und
n die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen ist. Im Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Zeitdauer 10 Minu¬ ten (T = 10 min) .
10 min
L =— -—
Die Länge L eines Zeitintervalls beträgt also L = 3 Minuten und 20 Sekunden. Im Ausführungsbeispiel haben alle Zeitinter¬ valle Z dieselbe Länge bzw. Dauer Lx, d.h. alle Zeitinter- valle sind gleich lang (vgl. Fig. 2) :
L6 = (t6 - t5) = L5 = (t5 - t4) = L4 = (t4 - t3) = L3 =
(t3 - t2) = L2 = (t2 - tl) = LI = (tl - tO) = L
= 3 Minuten und 20 Sekunden. Daraufhin sendet die zentrale Steuereinrichtung 84 zum Zeitpunkt tO mittels der Kommunikationseinheit 86 eine erste Kom¬ mandonachricht 95 an die erste Ladeeinrichtung 10. Diese erste Kommandonachricht 95 enthält Informationen über den Kennwert K und über die Minimal-Leistung Kmin. Mittels der ersten Kommandonachricht 95 wird der ersten Ladeeinrichtung 10 eine elektrische Leistung der Größe (K + Kmin) zugewiesen. Mittels der ersten Kommandonachricht 95 wird dabei die erste Steuereinrichtung 20 der ersten Ladeeinrichtung 10 angewiesen, die erste Fahrbatterie 16 maximal mit der Leistung (K + Kmin) = (89,5 + 3,5) kW = 93 kW aufzuladen.
Auf den Empfang der Kommandonachricht 95 hin begrenzt die Steuereinrichtung 20 der Ladeeinrichtung 10 die elektrische Leistung der Ladeeinrichtung 10 auf diesen Wert (K + Kmin) = (89,5 + 3,5) kW = 93 kW. Dies ist auch im Diagramm der Figur 2 dargestellt: Ab dem Zeitpunkt tO (im Intervall ZI, während der Zeitscheibe ZI) wird die Fahrbatterie 16 an der ersten Ladeeinrichtung 10 nur noch maximal mit der Leistung K = 89,5 kW und zusätzlich mit der Leistung Kmin = 3,5 kW aufgeladen. Dies entspricht den beiden im Zeitintervall ZI von tO bis tl rechts schraffierten Flächen (d.h. den Flächen, die mit schrägen, von links unten nach rechts oben verlaufenden Linien schraffiert sind) .
Weiterhin sendet die zentrale Steuereinrichtung 84 mittels der Kommunikationseinheit 86 zum Zeitpunkt tO eine zweite Kommandonachricht 98 an die zweite Ladeeinrichtung 30. Diese zweite Kommandonachricht 98 enthält Informationen über die Minimal-Leistung Kmin. Mittels der zweiten Kommandonachricht 98 wird der zweiten Ladeeinrichtung 30 eine elektrische Leis¬ tung der Größe Kmin zugewiesen. Mittels der zweiten Kommando- nachricht 98 wird dabei die zweite Steuereinrichtung 40 der zweiten Ladeeinrichtung 30 angewiesen, die elektrische Leistung (Ladeleistung) der zweiten Ladeeinrichtung 30 ab dem Zeitpunkt tO auf den Wert Kmin zu begrenzen. Auf den Empfang der Kommandonachricht 98 hin begrenzt die zweite Steuerein- richtung 40 die elektrische Leistung der zweiten Ladeeinrichtung 30 ab dem Zeitpunkt tO (im Intervall ZI) auf diesen Mi¬ nimal-Leistungswert Kmin (also im Ausführungsbeispiel also auf maximal 3,5 kW) . Daraufhin kann ab dem Zeitpunkt tO die an der zweiten Ladeeinrichtung 30 angeschlossene zweite Fahrbatterie 36 maximal mit der Leistung Kmin = 3,5 kW aufgeladen werden. Dies ist auch im Diagramm der Figur 2 dargestellt: Im Zeitintervall ZI von tO bis tl wird die zweite Fahrbatterie 36 an der zweiten Ladeeinrichtung 30 nur noch maximal mit der Leistung Kmin = 3,5 kW aufgeladen. Dies entspricht der im Zeitintervall von tO bis tl links schraffierten Fläche.
In gleicher Weise sendet die zentrale Steuereinrichtung 84 zum Zeitpunkt tO mittels der Kommunikationseinheit 86 eine dritte Kommandonachricht 99 an die dritte Ladeeinrichtung 50. Diese dritte Kommandonachricht 99 enthält Informationen über die Minimal-Leistung Kmin. Mittels der dritten Kommandonachricht 99 wird der dritten Ladeeinrichtung 50 eine elektrische Leistung der Größe Kmin zugewiesen. Mittels der dritten Kom- mandonachricht 99 wird also die dritte Steuereinrichtung 60 der dritten Ladeeinrichtung 50 angewiesen, die elektrische Leistung (Ladeleistung) der dritten Ladeeinrichtung 50 ab dem Zeitpunkt tO auf den Wert Kmin = 3,5 kW zu begrenzen. Auf den Empfang der dritten Kommandonachricht 99 hin begrenzt die dritte Steuereinrichtung 60 die elektrische Leistung der dritten Ladeeinrichtung 50 ab dem Zeitpunkt tO auf diesen Wert Kmin = 3,5 kW. Daraufhin kann ab dem Zeitpunkt tO die an dritten Ladeeinrichtung 50 angeschlossene dritte Fahrbatterie 56 maximal mit der Leistung Kmin = 3,5 kW aufgeladen werden. Diese Leistung ist im Diagramm der Figur 2 durch die im Zeitintervall ZI von tO bis tl waagerecht schraffierte Fläche dargestellt . Damit ist sichergestellt, dass im Zeitintervall ZI von tO bis tl die maximal an dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 bereitstellbare elektrische Leistung Kges = 100 kW selbst dann nicht überschritten wird, wenn an jeder der drei Lade- einrichtungen 10, 30 und 50 die zugewiesene elektrische Leis¬ tung voll ausgenutzt wird.
Zum Zeitpunkt tl sendet die zentrale Steuereinrichtung 84 mittels der Kommunikationseinheit 86 eine vierte Kommando- nachricht 100 an die erste Steuereinrichtung 20, eine fünfte Kommandonachricht 101 an die zweite Steuereinrichtung 40 und eine sechste Kommandonachricht 102 an die dritte Steuerein¬ richtung 60. Mittels der vierten Kommandonachricht 100 wird der ersten La¬ deeinrichtung 10 ab dem Zeitpunkt tl (im Zeitintervall Z2) eine elektrische Leistung der Größe Kmin zugewiesen. Dies ist in Figur 2 durch die rechts schraffierte Fläche im Zeitinter¬ vall zwischen tl und t2 dargestellt. Mit der vierten Komman- donachricht 100 wird dabei die erste Steuereinrichtung 20 der ersten Ladeeinrichtung 10 angewiesen, die erste Fahrbatterie 16 ab dem Zeitpunkt tl maximal mit der Leistung Kmin = 3,5 kW aufzuladen . Mittels der fünften Kommandonachricht 101 wird der zweiten
Ladeeinrichtung 30 ab dem Zeitpunkt tl (im Zeitintervall Z2) eine elektrische Leistung der Größe (K + Kmin) zugewiesen. Dies ist in Figur 2 durch die zwei links schraffierten Flächen im Zeitintervall zwischen tl und t2 dargestellt. Mit der fünften Kommandonachricht 101 wird dabei die zweite Steuer¬ einrichtung 40 der zweiten Ladeeinrichtung 30 angewiesen, die zweite Fahrbatterie 36 maximal mit der Leistung (K + Kmin) = (89,5 + 3,5) kW = 93 kW aufzuladen. Mittels der sechsten Kommandonachricht 102 wird der dritten Ladeeinrichtung 50 ab dem Zeitpunkt tl (im Zeitintervall Z2) eine elektrische Leistung der Größe Kmin zugewiesen. Dies ist in Figur 2 durch die waagerecht schraffierte Fläche im Zeit- intervall Z2 zwischen tl und t2 dargestellt. Mit der sechsten Kommandonachricht 102 wird dabei die dritte Steuereinrichtung 60 der dritten Ladeeinrichtung 50 angewiesen, die dritte Fahrbatterie 56 ab dem Zeitpunkt tl maximal mit der Leistung Kmin = 3,5 kW aufzuladen.
Zum Zeitpunkt t2 sendet die zentrale Steuereinrichtung 84 mittels der Kommunikationseinheit 86 eine siebente Kommando¬ nachricht 103 an die erste Steuereinrichtung 20, eine achte Kommandonachricht 104 an die zweite Steuereinrichtung 40 und eine neunte Kommandonachricht 105 an die dritte Steuerein¬ richtung 60.
Mittels der siebenten Kommandonachricht 103 wird der ersten Ladeeinrichtung 10 ab dem Zeitpunkt t2 (im Zeitintervall Z3) eine elektrische Leistung der Größe Kmin zugewiesen. Mit der achten Kommandonachricht 104 wird der zweiten Ladeeinrichtung 30 ab dem Zeitpunkt t2 (im Zeitintervall Z3) eine elektrische Leistung der Größe Kmin zugewiesen. Mit der neunten Kommandonachricht 105 wird der dritten Ladeeinrichtung 50 ab dem Zeitpunkt t2 (im Zeitintervall Z3) eine elektrische Leistung der Größe (K + Kmin) zugewiesen. Dies ist in Figur 2 durch die entsprechend schraffierten Flächen im Zeitintervall Z3 zwischen t2 und t3 dargestellt. Ab dem Zeitpunkt t3 werden die Verfahrensschritte des Sendens von Kommandonachrichten an die Ladeeinrichtungen wiederholt.
Bei dem bisher beschriebenen Verfahren wurde die in den Ladeeinrichtungen auftretende Verlustleistung vernachlässigt. Bei einem anderen Verfahrensablauf kann diese Verlustleistung jedoch auch berücksichtigt werden: Dann entspricht die den La¬ deeinrichtungen jeweils zugewiesene Leistung nicht der Leis¬ tung, die die Ladeeinrichtung an die Fahrbatterie des ange- schlossenen Fahrzeugs abgibt. Vielmehr entspricht die den La¬ deeinrichtungen jeweils zugewiesene Leistung dann der Leistung, die die Ladeeinrichtung von dem Abzweig 3 des Energieversorgungsnetzes 1 aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel wurde ein Verfahren zum Zuweisen von elektrischer Leistung zu Ladeeinrichtungen beim Laden von Fahrbatterien elektrischer antreibbarer Fahrzeuge beschrieben. Mittels eines gleichartigen Verfahrens kann auch eine elektrische Stromstärke den Ladeeinrichtungen zugewiesen wer- den beim Laden von Fahrbatterien elektrischer antreibbarer
Fahrzeuge. Dabei beschreiben dann die Größen Kges, Kmin und K Stromstärkewerte anstelle von Leistungswerten.
Es wurde ein Verfahren und eine Steuereinrichtung beschrie- ben, welche es ermöglichen, eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen sicher und zuverlässig an einem Abzweig eines Energieversorgungsnetzes zu betreiben. Dabei wird elektrische Leistung¬ oder Stromstärke nacheinander jeweils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen zugewiesen. Dadurch wird insbesondere eine Überlastung des Abzweigs des Energieversorgungsnetzes zuver¬ lässig vermieden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Zuweisen von elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu Ladeeinrichtungen, wobei an einem Abzweig (3) eines Energieversorgungsnetzes (1) eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen (10, 30, 50, 70) angeschlossen ist, an welchen jeweils eine Fahrbatterie (16, 36, 56) eines
elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (18, 38, 58) aufladbar ist, wobei bei dem Verfahren
- aus der Mehrzahl von Ladeeinrichtungen (10, 30, 50, 70) diejenigen Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) ermittelt werden, die elektrisch mit jeweils einem Fahrzeug (18, 38, 58) ver¬ bunden sind, um dessen Fahrbatterie (16, 36, 56) zu laden,
- ein Kennwert (K) für die den ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zuzuweisende elektrische Leistung oder für die den ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zuzuweisende elektrische Stromstärke ermittelt wird, und
- die dem Kennwert (K) entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert entsprechende elektrische Stromstärke in aufeinander folgenden Zeitintervallen (Z1,Z2,Z3) reihum jeweils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zugewiesen wird, woraufhin in jedem der Zeitintervalle (ZI) nur die jeweilige eine Ladeeinrichtung (10) die dem Kennwert entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert ent- sprechende elektrische Stromstärke zum Laden der jeweils an¬ geschlossenen Fahrbatterie (16) liefern kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- zusätzlich zu der dem Kennwert entsprechenden elektrischen Leistung oder der dem Kennwert entsprechenden elektrischen Stromstärke den ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) jeweils eine vorgegebene Minimal-Leistung oder Minimal-Strom- stärke (Kmin) zugewiesen wird, die jede der ermittelten Lade- einrichtung (10, 30, 50) unabhängig von dem jeweiligen Zeitintervall zum Laden der jeweils angeschlossenen Fahrbatterie (16, 36, 56) liefern kann.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- der Kennwert (K) unter Nutzung der Beziehung
K = Kges ~ n ^min ermittelt wird, wobei
K der Kennwert,
Kges die an dem Abzweig des Energieversorgungsnetzes für die Mehrzahl von Ladeeinrichtungen bereitstellbare elektrische Leistung oder elektrische Stromstärke,
n die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen, und
Kmin die vorgegebene Minimal-Leistung oder Minimal-Strom- stärke ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- von einer zentralen Steuereinrichtung (84) die Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) ermittelt werden, die jeweils elektrisch mit einem Fahrzeug verbunden sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die zentrale Steuereinrichtung (84) mindestens eine Status¬ nachricht (92, 94) von den Ladeeinrichtungen (30, 50) emp- fängt und anhand dieser Statusnachricht (92, 94) erkannt wird, welche Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) jeweils
elektrisch mit einem Fahrzeug (18, 38, 58) verbunden sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- von einer zentralen Steuereinrichtung (84) die dem Kennwert (K) entsprechende elektrische Leistung oder die dem Kennwert (K) entsprechende elektrische Stromstärke jeweils einer der ermittelten Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) zugewiesen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Länge der Zeitintervalle (Z1,Z2,Z3) so ermittelt wird, dass die Länge der Zeitintervalle umgekehrt proportional ist zur Anzahl (n) der ermittelten Ladeeinrichtungen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Länge der Zeitintervalle (Z1,Z2,Z3) unter Nutzung der Beziehung
T
L =—
n ermittelt wird, wobei
L die Länge der Zeitintervalle,
T eine vorgewählte Zeitdauer und
n die Anzahl der ermittelten Ladeeinrichtungen ist.
9. Steuereinrichtung (84) zum Zuweisen von elektrischer Leistung oder elektrischer Stromstärke zu Ladeeinrichtungen (10, 30, 50) beim Laden von Fahrbatterien (16, 36, 56) elektrisch antreibbarer Fahrzeuge (18, 38, 58), welche ausgestaltet ist zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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