充电桩
1.本发明涉及一种用于在充电桩中产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法以及一种用于执行所述方法的充电桩，所述方法包括以下方法步骤：记录第一初始过程、评估所述第一初始过程、根据评估结果启动所述充电过程，其中所述第一初始过程与用户的用于启动充电过程的启动命令不同。
2.先有技术水平
3.目前，与以液体燃料(主要是汽油或柴油燃料)为动力的加油车辆相比，对由电动马达驱动的电动车辆进行充电的充电过程需要相对较长的时间。这部分地是由于充电装置例如充电桩的低充电功率导致的。
4.另一个原因是用户必须花费相对较长的时间来连接充电电缆、进行身份验证并为充电过程付费。此外，特别是在充电选项密度较低的地区，当电动车辆当前长时间停在这些充电选项中的一个处时，很难找到空闲的充电选项，这进一步延长了充电过程。
5.因此，本发明的目的在于提供一种用于产生或输送用于电动车辆的充电电流的方法，使用户能够更快且更方便地为电动车辆充电。
6.本发明的目的还在于提供一种用于为电动车辆充电的充电桩，使用户能够更快速且更方便地为电动车辆充电。
7.任务通过根据权利要求1所述的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法来解决。本发明的其他有利实施方案在从属权利要求中阐述。
8.用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法包括三个步骤：在第一过程步骤中，记录第一初始过程。第一初始过程可通过充电桩附近的主动用户输入来记录。例如，可向充电桩上的hmi单元进行输入。还可例如通过智能手机从空间距离到充电桩进行输入。有利地，第一初始过程也可在没有主动用户输入的情况下记录，例如通过将待充电的电动车辆停放在充电桩附近或间接附近。在第二方法步骤中，评估第一初始过程。具体地，评估将发生充电过程的时间和/或时间窗口。另外，可确定实际充电过程的参数。在第三过程步骤中，根据评估结果启动充电过程。
9.根据本发明，所述第一初始过程与用户用于启动充电过程的启动命令不同。在本公开的上下文中，用户的启动命令是用户向充电桩上的一个或多个控制元件的主动输入和/或向连接到充电桩的通信装置(例如智能手机)的主动输入。在用户发出启动命令之后，立即发生从充电桩到电动车辆的电能传递。
10.在本公开的上下文中，充电过程的启动被理解为不仅是向电动车辆输送电能，而且是启动和/或终止向电动车辆输送电能。
11.同样出于本公开的目的，充电过程的启动被理解为特别是指能量转换(例如从液态/或气态能量载体转化为电能)的启动、能量转换的实际过程和能量转换的终止。
12.同样出于本公开的目的，充电过程的启动被理解为计费过程的启动，即，对输送到电动车辆的电能的支付过程、计费过程和计费过程的终止。
13.此外，出于本公开的目的，充电过程的启动被理解为激活作为在用于充电电缆的连接和充电桩与用于为充电过程提供电能的电网和/或能量转换单元的连接之间的电源线
的一部分的电气部件。例如，这可以是旨在为电动车辆充电的电能的缓冲存储装置、逆变器和/或整流器、电源装置和/或电压转换器。
14.本公开意义上的能量转换可例如通过光伏发电、通过燃料电池和/或带有连接发电机的内燃发动机进行的风能到电能的转换、或者交流电到直流电或直流电到交流电的转换来进行。
15.出于本公开的目的，电动车辆是至少部分地由电动马达驱动的机动车辆，为了驱动机动车辆，必须从位于机动车辆中的电能存储装置向所述电动马达供应电力。这种类型的电动车辆是例如纯电动车辆(bev)以及插电式混合动力车辆、电动踏板车、电动踏板车和电动自行车。
16.具体地，在用户发出启动命令以启动充电过程之前记录第一初始过程。因此，充电过程在用户发出启动命令之前启动。这通过在用户实际启动充电过程的启动命令之前执行充电桩与电动车辆之间的能量传递的各个步骤，显着减少了为电动车辆充电的充电过程的时间。具体地，值得一提的是，从液态和/或气态能量载体到电能的能量转换的启动过程通常需要很多时间。
17.在本发明的进一步发展中，第一初始过程是传感器信号的接收。在最简单的情况下，传感器信号用于检测电动车辆在充电桩附近以进行充电。替代地或另外，传感器信号可提供关于充电过程启动时间的信息。任选地，还可将用户接近充电桩检测为初始过程。
18.在本发明的另一个实施方案中，传感器信号由充电桩中的控制单元评估。控制单元是位于充电桩中的计算机，所述计算机带有使得能够评估传感器信号的对应的软件/应用程序。
19.在本发明的另一个实施方案中，第一初始过程由第一用户输入来执行。第一初始过程可通过充电装置附近的主动用户输入来记录。例如，可向充电装置处的hmi单元进行输入。还可例如通过智能手机从空间距离到充电装置进行输入。
20.在本发明的另一个方面，第一用户输入是由在充电桩的元件处的第一输入进行的。第一初始过程由充电桩附近的用户输入记录。用户输入元件可以是键盘、指纹和/或面部识别传感器和/或读卡器。
21.在本发明的另外的实施方案中，用户在充电桩的元件处的第一输入通过控制面板处的第一输入来进行。用户的第一输入特别用于预订充电桩和初始化计费过程。
22.在本发明的另外的实施方案中，用户的第一输入通过移除和/或连接充电电缆来进行。在充电电缆中，除了用于从充电装置向电动车辆进行电力传输的电力线之外，通常还布置数据线。待充电的电动车辆的参数(例如电动车辆必须用直流电还是交流电充电)通过所述数据线传输到充电桩。车辆和/或用户也可通过数据线进行身份验证。
23.在本发明的特别有利的实施方案中，用户的第一输入通过网络输入到充电桩，例如通过智能手机或车辆本身从空间距离输入到充电桩。出于此目的，充电桩可连接到多个充电桩所连接到的网络。用户因此可预订指定的充电桩和/或针对电动车辆和选定的时间指定合适的充电桩。
24.在本发明的另一个方面，用户的第一输入是通过用户通过应用程序/互联网(例如通过具有对应的应用程序的智能手机)进行的预记录来进行的。用户因此可预订特定的充电桩和/或针对电动车辆和选定的时间指定合适的充电桩。
25.在本发明的有利实施方案中，第一初始过程通过检测充电位置中的车辆来执行。出于此目的，充电桩有利地具有传感器单元。充电过程在没有来自用户的任何主动输入的情况下启动。
26.在本发明的另一个方面，第一初始过程通过对用户进行身份验证来执行。身份验证可通过各种方式来执行，例如通过输入密码、指纹或面部识别或读卡器来执行。还可对具有对应的装置的待充电的电动车辆进行身份验证。身份验证特别用于证实充电过程并对其进行计费。
27.在本发明的另一个实施方案中，充电过程的启动包括从待机模式唤醒。充电装置通常在两个充电过程之间处于待机模式。这尤其降低了充电装置自身的能量消耗。
28.在本发明的另外的实施方案中，充电过程的启动包括能量转换。根据充电桩的设计，能量转换需要前置时间，以便能够在充电过程期间为电动车辆提供最大功率。例如，通过例如太阳能电池进行从光到电的能量转换的前置时间比通过例如内燃发动机进行的液态和/或气态载体的能量转换的前置时间短。通过适当地选择通过内燃发动机进行的能量转换的启动时间，显著减少了用户的充电过程。
29.在本发明的另一个方面，启动充电过程包括将能量传递到电动车辆。基于根据本发明的方法，充电装置在充电过程期间以基于第一初始过程的评估的最佳选择的参数向电动车辆输送电能。在充电过程期间，电动车辆通过充电电缆连接到充电桩。
30.任务也通过根据权利要求15所述的充电桩来解决。本发明的另外的实施方案在权利要求15之后的从属权利要求中公开。
31.根据本发明的适合于为电动车辆充电的充电桩具有能量转换单元、电源和hmi单元以及用于控制充电过程的控制单元。通过hmi单元，用户可操作充电桩。为此，hmi单元具有布置在充电桩处和/或附近的显示和控制元件。hmi单元特别用于输入和/或记录用户数据。例如，可通过键盘、指纹传感器、用于面部识别的传感器和读卡器输入和记录这些用户数据。根据本发明，充电桩包括传感器单元。传感器单元可包括和/或连接到不同的传感器，诸如雷达超声波传感器和/或相机。传感器单元也可被设计为通信装置，例如，数据可利用所述通信装置通过网络接收和/或发送。
32.在本发明的另一个实施方案中，传感器单元耦接到充电桩中的控制单元。控制单元是位于充电桩中的计算机，所述计算机带有使得能够评估传感器信号的对应的软件/应用程序。
33.在本发明的有利实施方案中，传感器单元适合于检测在分配给充电桩的充电位置中的车辆。充电过程在没有来自用户的任何主动输入的情况下启动。
34.在本发明的另一个方面，传感器单元适于检测充电电缆的移除和/或连接。在充电电缆中，除了用于从充电桩向电动车辆进行电力传输的电力线之外，通常还布置数据线。待充电的电动车辆的参数(例如电动车辆必须用直流电还是用交流电充电)通过所述数据线传输到充电桩。
35.根据本发明的用于为电动车辆充电的方法和根据本发明的充电桩的实施方案的示例在附图中以简化形式示意性地示出并且在以下描述中更详细地解释。
36.示出：
37.图1：根据本发明的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法的实施方案。
38.图2：根据本发明的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的另一个示例；通过充电电缆记录第一初始过程。
39.图3：根据本发明的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法的另外的实施方案；显示和操作终端通过用户的身份验证记录第一初始过程。
40.图4：根据本发明的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法的另一个示例；通过用户的客户装置记录第一初始过程。
41.图5：根据本发明的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法的实施方案的流程图。
42.图6：根据本发明的用于产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法的优选变体。
43.图1示出根据本发明的方法100的实施方案，所述方法通过传感器单元4记录待充电的电动车辆10。充电桩1具有电源和hmi单元2以及能量转换单元3。能量转换单元3产生初级充电电流。优选的是例如通过内燃发动机或燃料电池从液态和/或气态能量到充电电流的能量转换。然而，能量转换单元3也可以是将光转换为电流的太阳能电池。也可通过风力产生充电电流。通过电源和hmi单元2，初级电流的电流强度和电压会发生变化，并且在必要时将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
44.充电桩1在各个充电过程之间处于待机模式。在此时间期间，在能量转换单元3中能量转换不发生或仅发生有限的程度，即保证布置在充电桩1中的部件(诸如传感器单元4、控制单元9，以及如果适用，能量转换单元3或电源和hmi单元2的启动装置)的电力供应。
45.在本实施方案示例中，传感器单元4具有近距离传感器5.2，所述近距离传感器以限定的角度或围绕充电桩1的一整圈检测在几米的距离处的电动车辆10。此传感器5.2可以是超声波、激光或雷达传感器或者还可以是相机，诸如安装在机动车辆中，例如以用于距离检测。这种传感器5.2因此是可获得且便宜的。此外，相机5.1被布置在充电桩1的顶部以检测用户和/或待充电的电动车辆10。另外的传感器5.3(感应回路)被布置在与充电桩1相关联的充电位置的人行道中并且检测停在充电位置的电动车辆10。当记录第一初始过程200时，待充电的电动车辆10停放在与充电桩1相关联的充电位置。电动车辆10通过布置在充电桩1中的传感器单元4定位。
46.传感器单元4连接到控制单元9。控制单元9以使得待充电的电动车辆10到分配给充电桩1的充电位置处的到达被记录的方式评估300本实施方案示例中的第一初始过程200。然后启动充电过程400。首先，充电桩1通过唤醒350从待机模式切换到正常操作状态。能量转换单元3被启动并产生充电电流。用户发出指令并且可通过布置在连接装置7上的充电电缆8对电动车辆10进行充电。在此过程中，电能从充电桩1输送至电动车辆10。在完成充电过程400之后，充电桩1返回到待机模式。
47.根据本发明的方法的另一个实施方案在图2中示出。第一初始过程200通过用户从连接装置7移除充电电缆8来记录。充电桩1具有电源和hmi单元2以及能量转换单元3。充电桩1在过程启动时再次处于待机模式。为了记录第一初始过程200，将充电电缆8连接到待充电的电动车辆10(即通过插入式连接)，充电桩1和电动车辆10通过充电电缆8连接。
48.在下一个过程步骤中，控制单元9评估300此第一初始过程200。出于此目的，充电参数通过充电电缆8从和由充电桩1和电动车辆10两者发送和接收。根据充电参数，控制单元9控制随后的充电过程400。充电参数特别包括由充电桩1输送到电动车辆10的电流输出
(电流强度和电流输出)。还可计算充电时间并将其显示给用户。
49.此外，根据充电桩1和待充电的电动车辆10的设计，可评估300电动车辆10是必须用交流电还是直流电充电。例如，待充电的电动车辆10可配备有整流器，这由控制单元9确定。在这种情况下，电动车辆10用交流电充电。
50.在评估300之后，充电桩1通过唤醒350从待机模式切换到正常操作状态。然后启动充电过程400。能量转换单元3并产生充电电流，所述充电电流输送至电动车辆10。在完成充电过程400之后，充电桩1返回到待机模式。
51.图3示出根据本发明的方法100的实施方案示例，其中第一初始过程200通过用户的身份验证来记录。
52.充电桩1具有电源和hmi单元2以及能量转换单元3。充电桩1在过程开始时处于待机模式。为了记录第一初始过程，用户向显示和操作终端6进行第一输入。在本实施方案中，显示和操作终端6具有带有指纹传感器5.2的小键盘6.2、用于面部识别的传感器5.1和读卡器6.3。用户使用显示和操作终端6对自身进行身份验证。
53.在下一个过程步骤中，控制单元9评估300此第一初始过程200。根据充电参数，控制单元9控制随后的充电过程400。充电参数特别包括由充电桩1输送到电动车辆10的电流输出(电流强度和电流输出)。还可计算充电时间并将其显示给用户。
54.在评估300之后，充电桩1通过唤醒350从待机模式切换到正常操作状态，启动能量转换单元3。然后通过将充电电缆8连接到电动车辆10并且用户发出启动命令以启动充电过程400来启动充电过程400。充电桩1产生的充电电流被输送给电动车辆10。在完成充电过程400之后，充电桩1返回到待机模式。
55.根据本发明的方法100的另一个实施方案示例在图4中示出，其中第一初始过程200通过用户到客户装置11中的第一输入来记录。在本实施方案中，第一初始过程200是想要在特定时间窗口或在特定时间和在特定地点在充电桩1处进行充电过程的用户的预记录。
56.充电桩1具有电源和hmi单元2以及能量转换单元3。充电桩1在过程开始时处于待机模式。对于第一初始过程200的记录，用户向客户装置11进行第一输入，例如智能手机、笔记本、记事本、具有对应的计算机程序/应用程序的pc。通过互联网连接，客户装置11连接到云存储c，云存储c又连接到充电桩1。云存储c也可连接到多个充电桩1，以便能够在第一初始过程200中为用户选择的时间段选择合适的充电桩1。
57.在下一个方法步骤中，控制单元9以使得充电桩1在第一初始过程200中指定的时间或时间窗口启动充电过程的方式评估300此第一初始过程200。在该实施方案中，用户可在早期时间点预定充电桩1用于充电过程，使得当电动车辆10到达充电桩1处时，能量转换单元3被启动，即当开始向电动车辆10传输500电能时，最大可能的充电电力可被输送到电动车辆10。
58.在充电电缆8连接到电动车辆10之后，再次通过来自用户的启动命令执行电能从充电桩1到电动车辆10的实际传递500。在完成充电过程400之后，充电桩1返回到待机模式。
59.在这四个实施方案示例(图1至图4)中陈述的记录第一初始过程200的所有这些方式也可彼此组合以实现电动车辆10的最快可能充电。
60.图5示出根据本发明的方法100的实施方案示例的方法流程。根据本发明的方法
100开始于记录第一初始过程200，如在先前的实施方案示例中通过用户输入或通过传感器信号的接收所示。在下一个方法步骤中，评估300第一初始过程。具体地，评估300充电过程400的启动时间以及诸如充电电流功率和充电过程400的持续时间的另外的参数。在下一个方法步骤中，充电过程400在前一方法步骤中以所评估的参数评估的时间处启动。在最后的过程步骤中，电能从充电桩1传递500到电动车辆10。在完成充电过程400之后，充电桩1返回到待机模式。
61.根据本发明的方法100的优选变体在图6中示出。根据本发明的方法100开始于通过用户输入或通过传感器信号的接收来记录第一初始过程200。在下一个过程步骤中，评估300第一初始过程200。具体地，评估300充电过程400的启动时间以及诸如充电电流功率和充电过程400的持续时间的另外的参数。此后，充电桩1通过唤醒350从待机模式切换到正常操作状态350。能量转换单元3被启动并产生充电电流。用户发出启动命令，并且可通过布置在连接装置7上的充电电缆8对电动车辆10进行充电。在下一个过程步骤中，充电过程400在所评估的时间处以所评估的参数启动。在此过程中，电能从充电桩1输送到电动车辆10。在完成充电过程400之后，充电桩1返回到待机模式。
62.附图标记列表
63.1充电桩
64.2电源和hmi单元
65.3能量转换单元
66.4传感器单元
67.5.1、5.2、5.3传感器
68.6显示和操作终端
69.6.1、6.2、6.3显示和控制元件
70.7充电电缆的连接装置
71.8充电电缆
72.9控制单元
73.10电动车辆
74.11客户装置
75.c云
76.100用于产生和输送充电电流的方法
77.200第一初始过程
78.300评估
79.350唤醒过程
80.400充电过程
81.500电能传输。
技术特征：1.一种用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法-记录(200)第一初始过程-评估(300)所述第一初始过程-根据评估结果启动充电过程(400)其特征在于所述第一初始过程(200)与用户的用于启动充电过程(400)的启动命令不同。2.根据权利要求1所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述第一初始过程(200)是传感器信号的接收。3.根据权利要求1或2所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述传感器信号由所述充电桩中的控制单元(9)评估(300)。4.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述第一初始过程(200)由来自用户的第一输入执行。5.根据权利要求4所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述用户的所述第一输入由所述充电桩(1)的元件(6.1、6.2、6.3)处的第一输入进行。6.根据权利要求5所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述用户在所述充电桩(1)的元件(6.1、6.2、6.3)处的第一输入由控制面板(6)处的第一输入进行。7.根据权利要求4所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述用户的所述第一输入是通过移除和/或连接充电电缆(8)来进行。8.根据权利要求4所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述用户的第一输入通过网络输入到所述充电桩(1)。9.根据权利要求8所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆的(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述用户的所述第一输入由所述用户通过应用程序/互联网进行的预记录进行。
10.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述第一初始过程(200)通过在所述充电位置中检测车辆来执行。11.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述第一初始过程(200)通过对所述用户进行身份验证来执行。12.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述充电过程(400)的所述启动包括从待机模式唤醒(350)。13.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述充电过程(400)的所述启动包括启动所述能量转换。14.根据前述权利要求中一项或多项所述的用于在充电桩(1)中产生和输送用于电动车辆(10)的充电电流(100)的方法其特征在于所述充电过程(400)的所述启动包括将能量传递到电动车辆(10)。15.一种适合于并且旨在为电动车辆(10)充电的充电桩(1)，其包括-能量转换单元(3)-电源和hmi单元(2)-用于控制所述充电过程(400)的控制单元(9)其特征在于所述充电桩(1)具有传感器单元(4)。16.根据权利要求15所述的适合于并且旨在为电动车辆(10)充电的充电桩(1)其特征在于所述传感器单元(4)耦接到所述充电桩(1)中的所述控制单元(9)。17.根据权利要求15或16所述的适合于并且旨在为电动车辆(10)充电的充电桩(1)其特征在于所述传感器单元(4)适合于检测分配给所述充电桩(1)的充电位置上的车辆(10)。18.根据权利要求15至17中一项或多项所述的适合于并且旨在为电动车辆(10)充电的充电桩(1)其特征在于所述传感器单元(4)适于检测充电电缆(8)的移除和/或连接。
技术总结本发明涉及一种用于在充电桩中产生和输送用于电动车辆的充电电流的方法以及一种用于执行所述方法的充电桩，所述方法包括以下方法步骤：记录第一初始过程、评估所述第一初始过程、根据评估结果启动所述充电过程，其中所述第一初始过程与用户的用于启动充电过程的启动命令不同。启动命令不同。启动命令不同。
技术研发人员：亚历山大
受保护的技术使用者：迷能量股份有限公司
技术研发日：2021.03.09
技术公布日：2022/11/1
