Ladevorrichtung und Verfahren zum Laden von elektrischen Ge räten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladevorrichtung mit einem Überwachungsmodul und ein Verfahren zum Laden von elektri schen Geräten.

Aufgabe der Erfindung ist es, zu bestehenden Lösungen eine Alternative bereitzustellen.

Nachfolgend werden Aspekte der Erfindung erläutert.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Lade vorrichtung für elektrische Geräte, vorzugsweise elektrische Fahrzeuge, aufweisend: eine Ladeschnittstelle, wobei die Ladeschnittstelle dazu eingerichtet ist, mit einer Ladekabelverbindung verbun den zu werden; ein Profilmodul, wobei das Profilmodul dazu eingerichtet ist, vorgegebene Verbindungseigenschaften für eine gül tige Ladekabelverbindung zu speichern; ein Erfassungsmodul, wobei das Erfassungsmodul dazu ein gerichtet ist, für eine verbundene Ladekabelverbindung anliegende Verbindungseigenschaften zu erfassen; ein Prüfmodul, wobei das Prüfmodul dazu eingerichtet ist, ein Prüfergebnis anhand der vorgegebenen Verbin dungseigenschaften und der anliegenden Verbindungseigen schaften zu ermitteln; ein Freigabemodul, wobei das Freigabemodul dazu einge richtet ist, anhand des Prüfergebnisses mittels Steuer befehlen, welche vorzugsweise ein Steuersignal bilden können oder vorzugsweise mittels eines Steuersignals ko diert sein können, eine Datenkommunikation der Ladevor richtung mit dem elektrischen Gerät zu steuern und/oder einen elektrischen Ladevorgang mit dem elektrischen Ge rät zu steuern. Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders an gegeben ist, beziehen sich die Begriffe "durchführen", "be rechnen", "rechnergestützt", "rechnen", "feststellen", "gene rieren", "konfigurieren", "rekonstruieren" und dergleichen, vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse und/oder Verar beitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen, wobei die Da ten insbesondere als physikalische Größen dargestellt werden oder vorliegen können, beispielsweise als elektrische Impul se. Insbesondere sollte der Ausdruck "Computer" möglichst breit ausgelegt werden, um insbesondere alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften abzudecken. Compu ter können somit beispielsweise Personal Computer, Server, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Handheld-Computer- Systeme, Pocket-PC-Geräte, Mobilfunkgeräte und andere Kommu nikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten kön nen, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Daten verarbeitung sein.

Unter „rechnergestützt" kann im Zusammenhang mit der Erfin dung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens ver standen werden, bei dem insbesondere ein Prozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt. Beispiels weise ist unter „rechnergestützt" auch „computerimplemen tiert" zu verstehen.

Unter einem Prozessor oder programmierbaren Prozessor, kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine elekt ronische Schaltung verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder ei nen Mikrokontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifi sche integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozes sor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Bei einem Prozessor kann es sich beispielsweise auch um einen IC (inte grierter Schaltkreis, engl. Integrated Circuit), insbesondere einen FPGA (engl. Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl. Ap- plication-Specific Integrated Circuit), oder einen DSP (Digi taler Signalprozessor, engl. Digital Signal Processor) oder einen Grafikprozessor GPU (Graphic Processing Unit) handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozes sor, eine virtuelle Maschine oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen program mierbaren Prozessor handeln, der mit Konfigurationsschritten zur Ausführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet wird oder mit Konfigurationsschritten derart kon figuriert ist, dass der programmierbare Prozessor die erfin dungsgemäßen Merkmale des Verfahrens, der Komponente, der Mo- dule, oder anderer Aspekte und/oder Teilaspekte der Erfindung realisiert .

Unter einem „Modul" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Schaltung des programmierbaren Prozessors und/oder ein Speicher des programmierbaren Prozessors zum Speichern von Programmbefehlen verstanden werden. Beispiels weise ist die Schaltung speziell dazu eingerichtet, die Pro grammbefehle derart auszuführen, damit der Prozessor Funktio nen ausführt, um das erfindungsgemäße Verfahren oder einen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zu implementieren oder zu realisieren.

Unter „umfassen", „aufweisen" und dergleichen, insbesondere in Bezug auf Daten und/oder Informationen, kann im Zusammen hang mit der Erfindung beispielsweise ein (rechnergestütztes) Speichern einer entsprechenden Information bzw. eines ent sprechenden Datums in einer Datenstruktur/Datensatz (die z.

B. wiederum in einem Speicher gespeichert ist) verstanden werden.

Die Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, um beispielsweise Angriffe auf die Implementierung der Ladekommunikation zu er schweren. Dabei wird beispielsweise das Ausnutzen von Schwachstellen verhindert. Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung sind die Verbindungseigenschaften, insbesondere die vorgegebenen Ver bindungseigenschaften und/oder die anliegenden Verbindungsei genschaften, Eigenschaften einer Ladekabelverbindung, insbe sondere einer gültigen Ladekabelverbindung und/oder einer an liegenden Ladekabelverbindung, wobei die Eigenschaften vor zugsweise einen Widerstand und/oder eine Impedanz und/oder Isolationseigenschaften der Ladekabelverbindung und/oder Er gebnisse einer Messung eines Time Domain Reflectometer oder eine Kombination der genannten Eigenschaften sind oder auf weisen. Alternativ oder zusätzlich sind die Eigenschaften insbesondere elektrische Eigenschaften der Ladekabelverbin dung, wobei die Verbindungseigenschaften und/oder die elektrischen Eigenschaften beispielsweise entsprechende Ei genschaften für Kategorien von Leitungen des Ladekabels um fassen. Die Kategorien können insbesondere Kategorien für Leitungen, wie beispielsweise Leitungen für Stromübertra gung/Energieübertragung oder Leitungen zur Datenkommunikati on, sein.

Bevorzugt sind die vorgegebenen Verbindungseigenschaften elektrische Verbindungseigenschaften und besonders bevorzugt charakteristisch für ein Ladekabel, welches zur Ladeverbin dung mit einem Elektro-Fahrzeug ausgebildet und verbindbar und vorzugsweise verbunden ist. Das Freigabemodul ist dabei vorzugsweise ausgebildet, eine Datenkommunikation der Lade vorrichtung mit dem elektrischen Gerät derart zu steuern und/oder einen elektrischen Ladevorgang mit dem elektrischen Gerät derart zu steuern, dass die Datenkommunikation der La devorrichtung und/oder der elektrische Ladevorgang nur dann freigegeben wird, wenn die Verbindungseigenschaften den vor gegebenen Verbindungseigenschaften entsprechen. In dieser Weiterbildung der Erfindung ist die Ladevorrichtung ausgebil det, eine Datenkommunikation und/oder einen Ladevorgang nur im Falle eines wirklichen Ladevorgangs des elektrischen Ge räts, hier des Elektro-Fahrzeugs, zu aktivieren und/oder freizugeben. Besonders bevorzugt umfassen in dieser Weiter bildung der Erfindung die elektrischen Verbindungseigenschaf- ten keine Datenkommunikation und das Freigabemodul ist ausge bildet, eine Datenkommunikation der Ladevorrichtung mit dem elektrischen Gerät derart zu steuern, dass die Datenkommuni kation der Ladevorrichtung nur dann freigegeben wird, wenn die Verbindungseigenschaften den vorgegebenen Verbindungsei genschaften entsprechen. Auf diese Weise kann eine Datenkom munikation erst nach der Freigabe durch das Freigabemodul er folgen, nicht aber zuvor.

Idealerweise ist das Freigabemodul ausgebildet, eine Daten kommunikation der Ladevorrichtung mit dem elektrischen Gerät und einen elektrischen Ladevorgang mit dem elektrischen Gerät derart zu steuern, dass die Datenkommunikation der Ladevor richtung und der elektrische Ladevorgang nur dann freigegeben werden, wenn die Verbindungseigenschaften den vorgegebenen Verbindungseigenschaften entsprechen und vorzugsweise gleich sind.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung umfasst eine Ladestation für das elektrische Gerät die Ladevorrich tung. Alternativ oder zusätzlich umfasst das elektrische Ge rät die Ladevorrichtung. Alternativ oder zusätzlich umfasst ein Steckerelement eines Ladekabels die Ladevorrichtung.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung, umfasst das Prüfmodul ein Überwachungsmodul, beispielsweise ein Net work Intrusion Detection System, wobei die Verbindungseigen schaften, insbesondere die vorgegebenen Verbindungseigen schaften und/oder die anliegenden Verbindungseigenschaften, Ladekommunikationseigenschaften einer Ladekommunikation einer entsprechenden Ladekabelverbindung umfassen.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung umfasst das Überwachungsmodul ein Ladekommunikationsprüfergebnis ei ner Plausibilitätsprüfung der Ladekommunikation.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung werden ab hängig vom Ladekommunikationsprüfergebnis Ladekommunikations- Steuerbefehle bereitgestellt, wobei beispielsweise die Lade kommunikationssteuerbefehle einen Neustart und/oder ein Aus schalten der Ladevorrichtung und/oder des elektrischen Gerä tes steuern.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung umfassen die Steuerbefehle die Ladekommunikationssteuerbefehle oder die Ladekommunikationssteuerbefehle sind die Steuerbefehle, wobei das Prüfergebnis das Ladekommunikationsprüfergebnis um fasst oder das Ladekommunikationsprüfergebnis ist. Ein Steu erbefehl kann beispielsweise ein Steuersignal oder ein Steu erkommando sein.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung erfolgt die Prüfung der Verbindungseigenschaften bei einem Verbinden der Ladekabelverbindung mit der Ladevorrichtung und/oder bei einem Initialisieren des Ladevorgangs und/oder während des Ladevorgangs des elektrischen Gerätes. Hier bedeutet „Initia lisiert" insbesondere, dass die Ladevorrichtung (z. B. eine Ladestation, welche die Ladevorrichtung umfasst) und das elektrische Gerät (z. B. ein Fahrzeug) schon verbunden sind und kommunizieren, aber z. B. noch keine Energieübertragung erfolgt.

Bei weiteren Ausführungsformen der Ladevorrichtung erfolgt die Prüfung der anliegenden Verbindungseigenschaften hin sichtlich der elektrischen Eigenschaften beim Verbinden der Ladekabelverbindung und/oder die Prüfung der Ladekommunikati onseigenschaften erfolgt beim Verbinden der Ladekabelverbin dung durch das Überwachungsmodul mit der Ladevorrichtung er folgt und/oder bei einem Initialisieren des Ladevorgangs und/oder während des Ladevorgangs des elektrischen Gerätes.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein compu terimplementiertes Verfahren zum Steuern eines Ladeprozesses eines elektrischen Gerätes mit folgenden Verfahrensschritten: Speichern von vorgegebenen Verbindungseigenschaften für eine gültige Ladekabelverbindung; Erfassen von anliegenden Verbindungseigenschaften für eine verbundene Ladekabelverbindung;

Ermitteln eines Prüfergebnisses anhand der vorgegebenen Verbindungseigenschaften und der anliegenden Verbin dungseigenschaften;

Steuern einer Datenkommunikation mit dem elektrischen Gerät und/oder eines elektrischen Ladevorgangs mit dem elektrischen Gerät anhand des Prüfergebnisses mittels Steuerbefehle.

Bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens umfasst das Verfahren weitere Verfahrensschritte oder Merkmale, um die funktionalen Merkmale der Ladevorrichtung oder um weitere Merkmale der Ladevorrichtung bzw. deren Ausführungsformen zu realisieren .

Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmbe fehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Ver fahrens beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammpro dukts das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.

Zusätzlich wird eine Variante des Computerprogrammproduktes mit Programmbefehlen zur Konfiguration eines Erstellungsge räts, beispielsweise ein 3D-Drucker, ein Computersystem oder eine zur Erstellung von Prozessoren und/oder Geräten geeigne te Herstellungsmaschine, beansprucht, wobei das Erstellungs gerät mit den Programmbefehlen derart konfiguriert wird, dass die genannte erfindungsgemäße Ladevorrichtung erstellt wird.

Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Spei chern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts be ansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein ver teiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerpro- grammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.

Diese Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfol gen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrich tung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird o- der das Erstellungsgerät derart konfiguriert, dass es die er findungsgemäße Ladevorrichtung erstellt.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts anderes angegeben ist.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele weisen, sofern nicht anders angegeben oder bereits angegeben, zumindest einen Pro zessor und/oder eine Speichereinheit auf, um das Verfahren zu implementieren oder auszuführen. Auch sind insbesondere einem (einschlägigen) Fachmann in Kenntnis des/der Verfahrensanspruchs/Verfahrensansprüche alle im Stand der Technik üblichen Möglichkeiten zur Realisierung von Produkten oder Möglichkeiten zur Implementierung selbst verständlich bekannt, sodass es insbesondere einer eigenstän digen Offenbarung in der Beschreibung nicht bedarf. Insbeson dere können diese gebräuchlichen und dem Fachmann bekannten Realisierungsvarianten ausschließlich per Hard ware (komponenten) oder ausschließlich per Soft ware (komponenten) realisiert werden. Alternativ und/oder zu sätzlich kann der Fachmann im Rahmen seines fachmännischen Könnens weitestgehend beliebige erfindungsgemäße Kombinatio nen aus Hardware(komponenten) und Software(komponenten) wäh len, um erfindungsgemäße Realisierungsvarianten umzusetzen.

Eine erfindungsgemäße Kombination aus Hardware(komponenten) und Software(komponenten) kann insbesondere dann eintreten, wenn ein Teil der erfindungsgemäßen Wirkungen vorzugsweise ausschließlich durch Spezialhardware (z. B. einem Prozessor in Form eines ASIC oder FPGA) und/oder ein anderer Teil durch die (prozessor- und/oder speichergestützte) Software bewirkt wird.

Insbesondere ist es angesichts der hohen Anzahl an unter schiedlichen Realisierungsmöglichkeiten unmöglich, und auch für das Verständnis der Erfindung nicht zielführend oder not wendig, all diese Realisierungsmöglichkeiten zu benennen. In sofern sollen insbesondere all die nachfolgenden Ausführungs beispiele lediglich beispielhaft einige Wege aufzeigen, wie insbesondere solche Realisierungen der erfindungsgemäßen Leh re aussehen könnten.

Folglich sind insbesondere die Merkmale der einzelnen Ausfüh rungsbeispiele nicht auf das jeweilige Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern beziehen sich insbesondere auf die Erfin dung im Allgemeinen. Entsprechend können vorzugsweise Merkma le eines Ausführungsbeispiels auch als Merkmale für ein ande res Ausführungsbeispiel dienen, insbesondere ohne, dass dies expliziert in dem jeweiligen Ausführungsbeispiel genannt sein muss.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Ladevorrich tung 100. Die Ladevorrichtung 100 kann dabei beispielsweise eine Ladestation/Ladesäule für ein elektrisches Gerät sein oder eine Ladestation/Ladesäule umfasst die Ladevorrichtung für ein elektrisches Gerät. Das elektrische Gerät kann dabei beispielsweise ein elektrisches Fahrzeug (z. B. als eCar oder E-Car bezeichnet) sein.

Die Ladevorrichtung 100 umfasst zumindest eine erste Lade schnittstelle II, ein Profilmodul 110, ein Erfassungsmodul, ein Prüfmodul 120 und ein Freigabemodul 130, die vorzugsweise über einen Bus (z. B. einen Kommunikationsbus) kommunikativ miteinander verbunden sind. Optional umfasst die Ladevorrich tung ein Überwachungsmodul (z. B. ein Network Intrusion De- tection System) und/oder ein Steuermodul 150 und/oder eine Kommunikationsschnittstelle 160 (z. B. ein Modem oder ein 5G Modul) und/oder eine Ladeelektronik 140, wobei die Kommunika tionsschnittstelle 160 beispielsweise eine Kommunikationsver bindung C mit einem Backend aufbaut, um z. B. den Nutzer des elektrischen Gerätes zu authentifizieren und/oder für Abrech nungszwecke des Ladevorgangs.

Die erste Ladeschnittstelle II ist dazu eingerichtet mit ei ner Ladekabelverbindung P eines Ladekabels verbunden zu wer den. Die Ladekabelverbindung umfasst zumindest eine zweite Ladekabelschnittstelle 12, die mit der ersten Ladeschnitt stelle II verbunden werden kann (PL). Die andere Seite des Ladekabels ist mit dem zu ladenden elektrischen Gerät verbun den.

Das Profilmodul 110 ist dazu eingerichtet, vorgegebene Ver bindungseigenschaften für eine gültige Ladekabelverbindung zu speichern. Das Erfassungsmodul ist dazu eingerichtet für eine verbundene Ladekabelverbindung anliegende Verbindungseigenschaften zu erfassen bzw. zu messen. Beispielsweise kann das Erfassungs modul im Profilmodul 110 integriert sein oder als separates Modul realisiert sein. Das Erfassungsmodul umfasst zum Erfas sen der anliegenden Verbindungseigenschaften Sensoren S oder ist zum Erfassen der Verbindungseigenschaften mit den Senso ren S verbunden.

Die Verbindungseigenschaften (z. B. die vorgegebenen Verbin dungseigenschaften und/oder die anliegenden Verbindungseigen schaften) sind dabei beispielsweise Eigenschaften einer Lade kabelverbindung, wobei eine entsprechende Ladekabelverbindung eine gültige Ladekabelverbindung und/oder eine anliegende La dekabelverbindung ist. Die Eigenschaften sind beispielsweise ein (vorgegebener/gemessener) Widerstand, eine (vorgegebe ne/gemessene) Impedanz, (vorgegebene/gemessene) Isolationsei genschaften der Ladekabelverbindung, vorgegeben/gemessene Werte eines Time Domain Reflectometer oder eine Kombination der genannten Eigenschaften. Die Eigenschaften können somit also insbesondere elektrische Eigenschaften der Ladekabelver bindung P sein.

Alternativ oder zusätzlich sind die Eigenschaften insbesonde re elektrische Eigenschaften der Ladekabelverbindung. Die Verbindungseigenschaften und/oder die elektrischen Eigen schaften können beispielsweise entsprechende Eigenschaften für Kategorien von Leitungen des Ladekabels umfassen. Die Ka tegorien können insbesondere Kategorien für Leitungen wie beispielsweise Leitungen für Stromübertra gung/Energieübertragung oder Leitungen zur Datenkommunikation sein.

Das Prüfmodul 120 ist eingerichtet, ein Prüfergebnis anhand der vorgegebenen Verbindungseigenschaften und der anliegenden Verbindungseigenschaften zu ermitteln. Das Freigabemodul 130 ist dazu eingerichtet, anhand des Prü fergebnisses mittels Steuerbefehle eine Datenkommunikation der Ladevorrichtung mit dem elektrischen Gerät zu steuern und/oder einen elektrischen Ladevorgang mit dem elektrischen Gerät zu steuern. Insbesondere kann z. B. das Freigabemodul eine Verbindung für die Datenkommunikation über das Ladekabel beziehungsweise über eine Schnittstelle (Stecker oder Buchse) der Ladesäule zum Verbinden eines Ladekabels elektrisch und oder logisch blockieren. Die Verbindung für die Datenkommuni kation kann beispielsweise für die Übertragung von Ethernet- Frames und/oder von IP-Datenpaketen vorgesehen sein. Diese Verbindung kann abhängig vom Prüfergebnis elektrisch unter brochen werden, oder es kann die Übertragung oder die Bear beitung von Ethernet-Frames oder IP-Datenpaketen blockiert werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die Implementie rung eines Netzwerkprotokollstacks auf der Ladesäule, die grundsätzlich Schwachstellen aufweisen kann, nur dann von au ßen erreichbar ist, wenn das Prüfergebnis anzeigt, dass die Verbindungseigenschaften der Ladekabelverbindung zulässig sind. Somit wird insbesondere verhindert, dass die Implemen tierung des Netzwerkprotokollstacks auf der Ladesäule ange griffen werden kann, ohne dass eine insgesamt zulässige Lade kabelverbindung besteht. Dadurch wird der Aufwand für die praktische Durchführung von Angriffen erhöht und somit der Schutz vor solchen Angriffen verbessert.

Die Ladeelektronik 140 ist z. B. dazu eingerichtet, den Lade strom für das elektrische Gerät bereitzustellen, sofern die Ladeelektronik hierzu z. B. durch das Steuermodul entspre chend angesteuert wird.

Das Steuermodul 150 ist z. B. dazu eingerichtet, das elektri sche Laden zu steuern - z. B. zu erlauben, sofern dies bei spielsweise durch entsprechende Steuerbefehle des Freigabemo dul 130 zugelassen wird.

Das Prüfmodul 120 umfasst in einer Variante ein Überwachungs modul, beispielsweise ein Network Intrusion Detection System oder eine Firewall, wobei die Verbindungseigenschaften, ins besondere die vorgegebenen Verbindungseigenschaften und/oder die anliegenden Verbindungseigenschaften, Ladekommunikations eigenschaften einer Ladekommunikation einer entsprechenden Ladekabelverbindung umfassen.

Auch kann die Ladevorrichtung eine separate Firewall umfas sen, die z. B. eine Filterung (z. B. durch eine Firewall- Policy) der Ladekommunikation, bzw. eine Datenkommunikation abhängig von Prüfergebnis bzw. der Steuerbefehle, durchführt.

In einer weiteren Variante umfasst das Überwachungsmodul ein Ladekommunikationsprüfergebnis einer Plausibilitätsprüfung der Ladekommunikation.

In einer weiteren Variante werden abhängig vom Ladekommunika tionsprüfergebnis Ladekommunikationssteuerbefehle bereitge stellt, wobei beispielsweise die Ladekommunikationssteuerbe fehle einen Neustart und/oder ein Ausschalten der Ladevor richtung und/oder des elektrischen Gerätes steuern.

In einer weiteren Variante umfassen die Steuerbefehle die La dekommunikationssteuerbefehle oder die Ladekommunikations steuerbefehle sind die Steuerbefehle, wobei das Prüfergebnis beispielswiese das Ladekommunikationsprüfergebnis umfasst o- der das Ladekommunikationsprüfergebnis ist.

Mit der Erfindung können beispielsweise die elektrischen Ei genschaften der Ladekabelverbindung überprüft und/oder plausibilisiert werden (z.B. Messung Widerstand, Impedanz, Isolationsprüfung, Time Domain Reflectometer). Aber nur, wenn die erfassten bzw. gemessenen Eigenschaften der anliegenden Verbindungseigenschaften der Ladekabelverbindung plausibel sind, d.h. wenn es plausibel ist, dass z. B. tatsächlich ein Elektro-Fahrzeug über ein Ladekabel verbunden ist und nicht nur eine Ladekommunikation (z. B. eine Datenkommunikations übertragung) alleine erfolgt, wird die Datenschnittstelle bzw. die Datenübertragung aktiviert bzw. freigegeben. Plausi- bei bedeutet dabei beispielsweise, dass die anliegenden Ver bindungseigenschaften den vorgegeben Verbindungseigenschaften entsprechen. Hierbei kann ggf. ein vorgegebener Toleranzwert berücksichtigt werden. Sofern der Toleranzwert eingehalten wird, wird die Ladekabelverbindung als plausibel erachtet. Diese Überprüfung erfolgt beispielsweise beim Ermitteln des Prüfergebnisses, wobei bei einem Bestätigen der Plausibilität durch das Prüfergebnis mittels der Steuerbefehle die Daten schnittstelle bzw. die Datenübertragung aktiviert bzw. frei gegeben wird.

Alternativ oder zusätzlich kann mittels des Prüfmoduls oder der separaten Firewall eine Filterung (z. B. durch eine Fire- wall-Policy) der Ladekommunikation (z. B. eine Datenkommuni kation) abhängig von den ermittelten elektri schen/physikalischen Eigenschaften der Ladekabelverbindung durchgeführt werden. Dazu kann eine Vorrichtung zur Filterung der Datenkommunikation zwischen Ladeschnittstelle (Stecker, Buchse) der Ladesäule und dem Steuermodul, beispielsweise ei nem Ladecontroller, vorgesehen werden, die abhängig von dem Prüfergebnis des Prüfmodules eine erste Filterpolicy oder ei ne zweite Filterpolicy aktiviert. Diese Vorrichtung kann in einer Variante in das Prüfmodul integriert sein. Weiterhin ist es zusätzlich oder alternativ möglich, an der internen Schnittstelle zwischen Steuermodul und Ladeelektronik der La desäule eine Vorrichtung zur Filterung oder Blockierung (Un terbrechung) von Steuerbefehlen oder Steuersignalen zwischen dem Steuermodul und der Ladeelektronik vorzusehen. Dadurch kann erreicht werden, dass ein Steuermodul, das tatsächlich oder möglicherweise durch Ausnutzen von in der Netzwerkproto kollstack-Implementierung vorhandenen Schwachstellen manipu liert ist, auf die verbundene Ladeelektronik nur noch einge schränkt oder gar nicht mehr einwirken kann. So kann z.B. ei ne maximal aktivierbare Ladeleistung, Ladestrom, Ladespannung beschränkt werden. Unabhängig von der Software, die auf dem Steuermodul ausgeführt wird, ist somit nur noch eine einge schränkte Energieübertragung durch die Ladeelektronik mög lich. In einer weiteren Variante stellt die Prüfvorrichtung der Ladeelektronik Signale zur Freigabe bestimmter Ladepara- meterbreiche bereit. Auch auf diese Art kann z.B. eine maxi mal aktivierbare Ladeleistung, Ladestrom, Ladespannung unab hängig von der Software, die auf dem Steuermodul ausgeführt wird, beschränkt werden.

Dadurch werden z. B. logische Angriffe gegen die Ladeschnitt stelle bzw. deren Implementierung erschwert, da z. B. die Kommunikationsschnittstelle nur abhängig von elektrischen Ei genschaften (z. B. die anliegenden Verbindungseigenschaften) der Ladeschnittstelle zugreifbar ist. Daher müsste ein An greifer die Ladeschnittstelle komplett nachbilden, ein schließlich der elektrischen Eigenschaften, um einen Securi ty-Angriff auf die Ladekommunikation durchführen zu können. Weiterhin können Auswirkungen erfolgreicher logischer Angrif fe beschränkt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann der Ladevorgang plausibili- siert werden. Hierzu kann das Überwachungsmodul zusätzlich ein Network Intrusion Detection System (NIDS) umfassen, um die Ladekommunikation zu analysieren. Dazu kann die Ladekommunikation durch ein Network Intrusion Detection Sys tem (NIDS) analysieren bzw. zu prüfen. Mit dem Network Intru sion Detection System kann die erfolgte Energieübertragung z. B. plausibilisiert werden und hierfür z. B. ein Ladekommuni kationsprüfergebnis ermittelt werden.

Wenn ein Ladevorgang unplausibel ist (z.B. keine vollständige reguläre Lade-Kommunikationssitzung, keine Energieabgabe), so kann mittels der Steuerbefehle und dem Ladekommunikationsprü fergebnis bzw. dem Prüfergebnis unmittelbar (noch vor Beendi gung des Ladevorgangs) oder unabhängig von einer Heuristik immer ein Neustart erfolgen. Dadurch können z. B. einfache Angriffsszenarien gezielt erkannt werden, bei denen z.B. nur eine Netzwerkverbindung von einem Angreifer aufgebaut wird, aber ohne die zum Laden erforderliche Ladeelektronik des elektrischen Gerätes mit der Ladesäule verbunden zu haben. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 zeigt dabei beispielsweise einen Steckverbinder (erste Ladeschnittstelle II und zweite Ladeschnittstelle LI), der mit der Ladevorrichtung (z. B. ei ne Ladesäule) verbunden ist. Die Ladevorrichtung umfasst bei spielsweise zwei Sensoren S, um die elektrischen Eigenschaf ten (z. B. anliegende Verbindungseigenschaften) eines ange steckten Ladekabels zu ermitteln. Dies kann z. B. auch als Ladekabel-Fingerprint bezeichnet werden.

Die Verbindungseigenschaften (z. B. die vorgegebenen oder an liegenden Verbindungseigenschaften) können durch das Ladeka bel selbst und/oder durch das verbundene Elektrofahrzeug (bzw. dessen Batterieladegerät) bestimmt bzw. charakterisiert sein.

Es wird dann z. B. durch das Prüfmodul überprüft, ob das an gesteckte Ladekabel und/oder die darüber verbundene Lade elektronik des Fahrzeugs plausible elektrische Eigenschaften aufweist. Dadurch kann insbesondere erkannt werden, ob tat sächlich ein reguläres Ladekabel verwendet wird und ob tat sächlich sich ein Elektrofahrzeug mit entsprechender Batte rieladeelektronik elektrisch verbunden ist. Dieser Fall kann insbesondere davon unterschieden werden, dass lediglich eine Datenkommunikation allein stattfindet bzw. verbunden ist.

Eine Firewall filtert z. B. den Datenverkehr der Ladekommuni kationssteuerung zwischen dem elektrischen Gerät (z. B. ein elektrisches Fahrzeug) und der Ladevorrichtung (z. B. eine Ladesäule). Diese sperrt die Datenkommunikation oder filtert sie restriktiv, wenn kein plausibles Fahrzeug elektrisch zum Laden verbunden ist. Die Funktionsweise, bzw. das Funktions verhalten der Firewall, werden dabei vorzugsweise durch die Steuerbefehle festgelegt.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin dung, das als Ablaufdiagramm für ein Verfahren dargestellt ist. Das Verfahren ist vorzugsweise rechnergestützt realisiert.

Im Einzelnen betrifft dieses Ausführungsbeispiel ein Verfah ren zum rechnergestützten oder computerimplementierten Steu ern eines Ladeprozesses eines elektrischen Gerätes.

Das Verfahren umfasst einen ersten Verfahrensschritt 210 zum Speichern von vorgegebenen Verbindungseigenschaften für eine gültige Ladekabelverbindung.

Das Verfahren umfasst einen zweiten Verfahrensschritt 220 zum Erfassen von anliegenden Verbindungseigenschaften für eine verbundene Ladekabelverbindung.

Das Verfahren umfasst einen dritten Verfahrensschritt 230 zum Ermitteln eines Prüfergebnisses anhand der vorgegebenen Ver bindungseigenschaften und der anliegenden Verbindungseigen schaften.

Das Verfahren umfasst einen vierten Verfahrensschritt 240 zum Steuern einer Datenkommunikation mit dem elektrischen Gerät und/oder eines elektrischen Ladevorgangs mit dem elektrischen Gerät anhand des Prüfergebnisses mittels Steuerbefehle.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ladevorrichtung zum sicheren Laden eines elektrischen Gerätes.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt, und an dere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet wer den, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.