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Title:
CHARGING STATION FOR PROVIDING ELECTRICAL ENERGY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/081249
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a charging station (100) for providing electrical energy for an electrically operable vehicle (101) of a user via a charging cable (103), said charging station comprising: a charging connector (105) which is arranged on the charging cable (103), wherein the charging connector (105) can be connected to a charging interface (107) of the electrically operable vehicle (101); a housing (109) in which the charging connector (105) is housed; a communication interface (111), at least part of which is located in the housing (109) and is designed to wirelessly read authorisation information of the user from an information carrier (113); and a processor (115) which is designed to determine, on the basis of the read authorisation information, whether the user is authorised to use the charging station (100).

Inventors:
ROSE, Markus (Alte-Rothe-Strasse 7, Schlangen, 33189, DE)
SANDER, Christian (Am Loehlberg 5, Doerentrup, 32694, DE)
WASMUTH, Ulrich (Am Hilligenbusch 14, Paderborn, 33098, DE)
Application Number:
EP2018/078050
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
October 15, 2018
Export Citation:
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Assignee:
PHOENIX CONTACT E-MOBILITY GMBH (Hainbergstr. 2, Schieder-Schwalenberg, 32816, DE)
International Classes:
B60L53/16; H01R13/66
Domestic Patent References:
WO2017050119A12017-03-30
Foreign References:
US20110281447A12011-11-17
US20160229305A12016-08-11
CN107117055A2017-09-01
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Elsenheimerstraße 65, München, 80687, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Ladesäule (100) zur Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug (101 ) eines Benutzers über ein Ladekabel (103), mit: einem Ladeverbinder (105), welcher an dem Ladekabel (103) angeordnet ist, wobei der Ladeverbinder (105) mit einer Ladeschnittstelle (107) des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (101 ) verbindbar ist; einem Gehäuse (109), in welchem der Ladeverbinder (105) gehaust ist; und einer Kommunikationsschnittstelle (1 1 1 ), welche zumindest teilweise in dem Gehäuse (109) angeordnet und ausgebildet ist, eine Autorisierungsinformation des Benutzers aus einem Informationsträger (1 13) drahtlos auszulesen; und einem Prozessor (1 15), welcher ausgebildet ist, die Autorisierung des Benutzers für die Benutzung der Ladesäule (100) auf der Basis der ausgelesenen Autorisierungsinformation festzustellen.

2. Ladesäule (100) nach Anspruch 1 , wobei das Ladekabel (103) mit einem ersten Ladekabelende (1 17) mit einem Energieanschluss (1 19) der Ladesäule (100) fest verbunden ist, und wobei der Ladeverbinder (105) an einem zweiten Ladekabelende (121 ), welches dem ersten Ladekabelende (1 19) abgewandt ist, angeordnet ist.

3. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (1 15) in dem Ladeverbinder (105) oder in einem Ladesäulengehäuse (123), von welchen sich das Ladekabel (103) erstreckt, angeordnet ist.

4. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (1 15) in einem Ladesäulengehäuse (123) angeordnet ist, und wobei die Kommunikationsschnittstelle (1 1 1 ) ausgebildet ist, die Autorisierungsinformation an den Prozessor (1 15) über eine Steuerleitung (129) der Ladesäule (100), insbesondere über eine Control-Pilot-Steuerleitung oder über eine Proximity-Pilot-Steuerleitung, auszusenden.

5. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (1 1 1 ) ausgebildet ist, die ausgelesene Autorisierungsinformation an den Prozessor (1 15) drahtlos, insbesondere über WLAN oder Bluetooth, oder drahtgebunden auszusenden.

6. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (1 1 1 ) eine aktive Nahfeld-Kommunikationsschnittstelle ist, welche ausgebildet ist, ein elektromagnetisches Feld zur Aktivierung einer Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers (1 13) zu erzeugen, um die Autorisierungsinformation aus dem Informationsträger (1 13) auszulesen.

7. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Informationsträger (1 13), insbesondere ein Smartphone, eine Kommunikationsschnittstelle (127) aufweist, wobei die Kommunikationsschnittstelle (1 1 1 ) der Ladesäule (100) ausgebildet ist, die Autorisierungsinformation des Benutzers über die Kommunikationsschnittstelle (127) des Informationsträgers (1 13) aus dem Informationsträger (1 13) auszulesen.

8. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (1 1 1 ) eine Kommunikationsantenne (125) für die drahtlose Kommunikation mit einer Kommunikationsschnittstelle (127) des Informationsträgers (1 13) aufweist, welche in dem Gehäuse (109) angeordnet oder eingebettet, insbesondere an dem Gehäuse (109) stoffschlüssig angeordnet oder durch einen Gehäusekunststoff umspritzt ist.

9. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner eine weitere Kommunikationsschnittstelle (201 ) aufweist, welche ausgebildet ist, die ausgelesene Autorisierungsinformation zur Autorisierung des Benutzers an einen entfernten Autorisierungsserver (203) über ein Kommunikationsnetzwerk (205), insbesondere über ein drahtloses oder drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk, auszusenden, und, ansprechend auf das Aussenden der Autorisierungsinformation, von dem entfernten Autorisierungsserver (203) eine Autorisierungsnachricht zu empfangen, und wobei der Prozessor (1 15) ausgebildet ist, den Benutzer zu autorisieren, falls die Autorisierungsnachricht die Autorisierung des Benutzers anzeigt.

10. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (1 15) ausgebildet ist, die Autorisierungsinformation oder eine aus der Autorisierungsinformation ableitbare Information, insbesondere einen Hash-Wert, mit einer Referenzinformation zu vergleichen, um den Benutzer zu autorisieren, und die Autorisierung des Benutzers bei einer Übereinstimmung der Autorisierungsinformation oder der aus der Autorisierungsinformation ableitbaren Information mit dem Referenzinformation festzustellen.

1 1 . Ladesäule (100) nach Anspruch 10, wobei die Referenzinformation eine in der Ladesäule (100) vorgespeicherte Referenzinformation ist, oder wobei die Ladesäule (100) ausgebildet ist, die Referenzinformation von einem entfernten Informationsserver abzurufen.

12. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ausgelesene Autorisierungsinformation zumindest ein Datum, insbesondere einen Namen oder eine Identifikationsangabe oder eine Identifikationsnummer oder einen Code aufweist, welches dem Benutzer zugeordnet ist.

13. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (1 15) ausgebildet ist, den Ladeverbinder (105) bei festgestellter Autorisierung des Benutzers elektrisch mit einem Energieversorgungsnetz für den Bezug der Energie zu verbinden.

14. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (1 15) ausgebildet ist, den Benutzer bei fehlgeschlagener Autorisierung nicht zu autorisieren, wobei die Ladesäule (100) ausgebildet ist, bei fehlgeschlagener Autorisierung des Benutzers einen Energiebezug über das Ladekabel (103) zu unterbinden, insbesondere den Ladeverbinder (105) von einem Energieversorgungsnetz zu trennen oder eine elektrische Verbindung des Ladeverbinders (105) mit einem Energieversorgungsnetz zu unterbinden.

15. Ladesäule (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ladeverbinder (105) ein Ladestecker, insbesondere ein Connector, ist.

Description:
Ladesäule zur Bereitstellung elektrischer Energie

Die Offenbarung betrifft eine Ladesäule zur Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug eines Benutzers über ein Ladekabel.

Für das Aufladen eines elektrischen Energiespeichers in einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug werden üblicherweise Ladesäulen verwendet, welche über ein Ladekabel steckbar mit dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug verbindbar sind. Um einen Energiefluss von der Ladesäule zu dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug zu ermöglichen, wird typischerweise an der Ladesäule eine Autorisierung des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mittels Übertragen einer Autorisierungsinformation von einem Identifikationsgerät zu der Ladesäule realisiert.

Das Identifikationsgerät kann insbesondere eine Chipkarte sein, welche das elektrisch betreibbare Fahrzeug und/oder den Benutzer des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs identifiziert und es mit dieser Identifikation einem Betreiber der Ladesäule ermöglicht dem Benutzer eine zu dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug übertragene Energiemenge in Rechnung zu stellen. Die Ladesäule weist typischerweise eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe oder zum Übertragen der Autorisierungsinformation auf, wobei die Benutzerschnittstelle den Herstellungsaufwand für die Ladesäule in nachteiliger Weise erhöhen kann. Weiterhin kann es erforderlich sein, dass der Benutzer die Autorisierung an der Ladesäule und das Einstecken des Ladesteckers an dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug durchführt. Diese zwei Aktionen weisen den Nachteil auf, dass sie räumlich getrennt durchzuführen sein können, sodass die Benutzung der Ladesäule einen erhöhten Handlungsbedarf des Benutzers erfordern kann.

Es ist die Aufgabe des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Ladesäule zur effizienteren Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Offenbarung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnungen.

Die Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine Ladesäule gelöst werden kann, welche eine in einen Ladeverbinder integrierte Schnittstelle aufweist. Der Ladeverbinder zum Verbinden der Ladesäule mit dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug kann von dem Benutzer mit dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug verbunden werden, wobei an dem Ladeverbinder auch eine Autorisierung des Benutzers über die elektronische, insbesondere drahtlose Schnittstelle durchführbar ist. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Ladesäule zur Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug eines Benutzers über ein Ladekabel. Die Ladesäule umfasst einen Ladeverbinder, welcher an dem Ladekabel angeordnet ist, wobei der Ladeverbinder mit einer Ladeschnittstelle des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs verbindbar ist, ein Gehäuse, in welchem der Ladeverbinder gehaust ist; eine Kommunikationsschnittstelle, welche zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet und ausgebildet ist, eine Autorisierungsinformation des Benutzers aus einem Informationsträger drahtlos auszulesen; und einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, die Autorisierung des Benutzers für die Benutzung der Ladesäule auf der Basis der ausgelesenen Autorisierungsinformation festzustellen.

Die Ladesäule kann ausgebildet sein, elektrische Energie von einem Versorgungsnetzanschluss zu einem Energiespeicher, vorzugsweise einem elektrischen Energiespeicher in dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug zu transportieren. Konfigurationsparameter, insbesondere eine Stromstärke, Spannung und/oder Frequenz eines elektrischen Ladestroms, welcher von der Ladesäule zu dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug fließt, können in der Autorisierungsinformation enthalten sein. Ferner kann in den Autorisierungsinformationen eine Ladestromkennlinie festlegt sein, welche über die Zeitdauer eines Ladevorgangs, bei welchem der elektrische Ladestrom von der Ladesäule zu dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug fließt, die zuvor genannten Parameter des elektrischen Ladestroms festlegen kann.

Die Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise eine Radiofrequenzidentifikations- (RFID)-Schnittstelle nach dem Standard ISO/IEC 14443 oder ISO/IEC 18000-3 sein. Weiterhin kann die Kommunikationsschnittstelle eine Nahfeldkommunikations-(NFC)-Schnittstelle nach dem Standard ISO/IEC 14443 oder ISO/IEC 18092 sein. Andere drahtlose Kommunikationstechnologien, welche zur Kommunikation mit der Kommunikationsschnittstelle genutzt werden können, umfassen Bluetooth, ZigBee (IEEE 802.15.4), Wireless LAN (IEEE 802.1 1 ),Wi MAX (IEEE 802.16), 5G, UMTS, Ultra-Wideband (UWB), DECT und IrDA. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine direkte Verbindung mit dem Informationsträger aufbauen oder über ein Kommunikationsnetzwerk mit dem Informationsträger kommunizieren.

Der Informationsträger kann Betriebsparameter und/oder eine Information zur Auswahl des Betriebszustands oder eines Betriebsparameters der Ladesäule umfassen. Beispielsweise weist die Ladesäule einen ersten Betriebszustand mit vorbestimmten ersten Betriebsparametern und/oder einen zweiten Betriebszustand mit vorbestimmten zweiten Betriebsparametern auf. Der erste und/oder zweite Betriebszustand können über die Information zur Auswahl des Betriebszustands ausgewählt werden.

Insbesondere kann die Ladesäule einen aktiven Ladezustand, in welchem die Ladesäule elektrische Energie bereitstellt und einen passiven Bereitschaftszustand aufweisen, in welchem die Ladesäule auf den Anschluss des Energiespeichers an die Ladesäule und/oder das Auslesen des Informationsträgers wartet. Dadurch kann vorteilhafterweise der Energieverbrauch der Ladesäule reduziert werden, da ausschließlich die Funktion eines Erfassens eines Anschlusses des Energiespeichers und/oder eines Erfassens eines Informationsträgers aktiv sein kann.

In einer Ausführungsform ist die Reichweite einer Kommunikationsverbindung zwischen der Ladesäule und dem Informationsträger räumlich beschränkt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Zustandekommen einer Kommunikationsverbindung zwischen der Ladesäule und dem Informationsträger auf eine vorbestimmte maximale Entfernung beschränkt sein kann. Weiterhin kann mit einer Annäherung des Informationsträgers an die Kommunikationsschnittstelle der Ladesäule, insbesondere automatisch eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Informationsträger und der Ladesäule hergestellt werden.

Zusätzlich kann über die NFC- oder RFID-Kommunikationsverbindung neben der Autorisierungsinformation, elektrische Energie übertragen werden, welche genutzt werden kann um die Kommunikationsschnittstelle und/oder den Prozessor mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Energieversorgung der Kommunikationsschnittstelle und/oder des Prozessors durch die Ladesäule nicht notwendig sein kann. Die Ladesäule kann eine Ladeenergiequelle zur Bereitstellung von elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug aufweisen, welche insbesondere durch einen Energieversorgungsnetzanschluss gebildet sein kann. Eine Energieversorgung für die Kommunikationsschnittstelle und/oder den Prozessor kann von der Ladeenergiequelle, beispielsweise in dem Ladeverbinder abgezweigt werden, wobei typischerweise ein Spannungswandler und/oder eine Schutzschaltung zwischengeschaltet wird, um der Kommunikationsschnittstelle und/oder dem Prozessor eine geeignete Spannung zuzuführen und/oder die Kommunikationsschnittstelle und/oder den Prozessor vor einer Überlastung durch elektrische Ströme, welche von der Ladeenergiequelle zu dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug fließen, zu schützen. In nachteiliger Weise kann sich durch diese Ausführung der Bauteil- und/oder Herstellungsaufwand für die Ladesäule erhöhen. Zur Autorisierung des Benutzers an der Ladesäule kann die elektrische Verbindung zwischen der Kommunikationsschnittstelle der Ladesäule und der Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers kontaktbehaftet ausgebildet sein. Die Ladesäule und der Informationsträger können mit zueinander unterschiedlichen elektrischen Potentialen beaufschlagt sein, sodass bei einem Kontakt zwischen der Kommunikationsschnittstelle und dem Informationsträger eine Potentialdifferenz besteht, sodass ein elektrischer Strom zwischen der Kommunikationsschnittstelle und dem Informationsträger fließen kann. Dieser Stromfluss kann durch eine drahtlose Kommunikationsverbindung vorteilhaft unterbunden werden.

In einer Ausführungsform ist das Ladekabel mit einem ersten Ladekabelende mit einem Energieanschluss der Ladesäule fest verbunden, und wobei der Ladeverbinder an einem zweiten Ladekabelende, welches dem ersten Ladekabelende abgewandt ist, angeordnet ist.

Die Ladesäule kann beispielsweise drei unterschiedliche Lademodi aufweisen, welche sich in der Anordnung des Ladeverbinders und/oder der Befestigung des Ladekabels an der Ladesäule unterscheiden können. Der erste Lademodus entspricht der zuvor genannten Ausführungsform, wobei die Ladesäule, das Ladekabel und der Ladeverbinder eine festverbundene Einheit bilden und der Ladeverbinder steckbar, insbesondere lösbar und/oder verriegelbar mit dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug verbindbar ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein Hersteller und/oder der Betreiber der Ladesäule eine jeweils aufeinander abgestimmte Konfiguration der Ladesäule, des Ladekabels und/oder des Ladeverbinders vornehmen kann, sodass ein Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, eine Wartung der Ladesäule und/oder eine Herstellung der Ladesäule besonders effizient und/oder kostengünstig realisiert sein können.

In einem zweiten Lademodus weist die Ladesäule einen weiteren Ladeverbinder auf, welcher an einem weiteren Ende des Ladekabels angeordnet ist. Der Ladeverbinder und der weitere Ladeverbinder können unterschiedliche Steckformen aufweisen, sodass der Ladverbinder in eine Steckbuchse des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs steckbar sein kann und der weitere Ladeverbinder in eine Steckbuchse der Ladesäule steckbar sein kann. Durch die unterschiedlichen Steckformen kann ein Einstecken des Ladeverbinders in die Steckbuchse der Ladesäule und/oder eine Einstecken des weiteren Ladeverbinders in die Steckbuchse des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs unterbunden werden. Mit dem an beiden Kabelenden steckbar ausgeführten Ladekabel wird der Vorteil erreicht, dass das Ladekabel von dem Betreiber des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs oder dem Betreiber der Ladesäule bereitgestellt sein kann. Insbesondere kann der Fahrer des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs die Ladesäule für einen Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs auswählen, beispielsweise vor einer Anfahrt des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs zu der Ladesäule auswählen, falls ein in dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug mitgeführtes Ladekabel einen zu der Steckbuchse der Ladesäule passenden Ladeverbinder aufweist.

Ferner realisiert eine beidseitig mittels des Ladeverbinders und des weiteren Ladeverbinders realisierte steckbare Fahrzeug-Ladekabel-Verbindung und Ladesäule-Ladekabel-Verbindung den Vorteil, dass das Ladekabel austauschbar ist, sodass inkompatible Steckbuchsen- Ladeverbinder-Kombinationen, welche eine Verbindung zwischen elektrisch betreibbarem Fahrzeug und Ladesäule unterbinden würden, reduziert werden können.

In einem dritten Lademodus bilden das elektrisch betreibbare Fahrzeug, das Ladekabel und der Ladeverbinder eine festverbundene Einheit, wobei der Ladeverbinder steckbar, insbesondere lösbar und verriegelbar mit der Ladesäule verbindbar ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Hersteller und/oder der Betreiber der Ladesäule das Ladekabel an der Ladesäule nicht bereitstellen muss, sodass die Herstellungskosten der Ladesäule vorteilhaft reduziert sein können.

In einer Ausführungsform ist der Prozessor in dem Ladeverbinder oder in einem Ladesäulengehäuse, von welchen sich das Ladekabel erstreckt, angeordnet.

Bei einer Anordnung in dem Ladesäulengehäuse kann der Vorteil realisiert werden, dass der Prozessor eine funktionale Einheit mit der Kommunikationsschnittstelle bilden kann, sodass kombinierte elektronische Geräte, insbesondere System-on-a-Chip-(SoC)-Geräte, welche den Prozessor und die Kommunikationsschnittstelle umfassen, genutzt werden können. Dadurch können vorteilhafterweise die Herstellungskosten für die Ladesäule reduziert sein.

Eine Anordnung des Prozessors in dem Ladesäulengehäuse realisiert eine vorteilhafte Reduzierung der elektronischen Bauteile in dem Ladeverbinder, sodass insbesondere der Ladeverbinder kostengünstiger herstellbar sein kann. Da der Ladeverbinder durch die Steckvorgänge in eine Ladebuchse einer höheren Abnutzung als die übrigen Komponenten der Ladesäule ausgesetzt sein kann, kann ein kostengünstig herstellbarer Ladeverbinder die Wartungskosten der Ladesäule vorteilhaft reduzieren. Beispielsweise können die Kosten für einen Austausch des Ladeverbinders im Rahmen einer Wartung der Ladesäule reduziert sein. Das Ladesäulengehäuse kann ferner ausgebildet sein, den Prozessor und/oder die Kommunikationsschnittstelle vor äußeren Einflüssen zu schützen. Insbesondere kann das Ladesäulengehäuse einen Schutz der Schutzarten IP1 1 bis IP69K, einschließlich eines Schutzes vor Berührung, dem Eindringen von Wasser und/oder Staub realisieren und eine Wärmeisolierung bilden.

In einer Ausführungsform ist der Prozessor in einem Ladesäulengehäuse angeordnet, wobei die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, die Autorisierungsinformation an den Prozessor über eine Steuerleitung der Ladesäule, insbesondere über eine Control-Pilot- Steuerleitung oder über eine Proximity-Pilot-Steuerleitung, auszusenden.

Der Ladeverbinder kann ein standardisierter IEC 62196 Typ 2 oder Typ 3 Ladestecker sein, welcher die Proximity-Pilot-Steuerleitung (PP) und die Control-Pilot-Leitung (CP) aufweist. Über die CP-Steuerleitung kann das elektrisch betreibbare Fahrzeug mit der Ladesäule kommunizieren und beispielsweise eine Ladefreigabe signalisieren. Weiterhin kann über die PP-Steuerleitung ein Ladestrom begrenzt werden, welcher über eine Ladeleitung von der Ladesäule zu dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug fließt, um beispielsweise eine Überlastung des Ladekabels mit dem Ladeverbinder, einer Ladeelektronik des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, eines elektrischen Energiespeichers des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs und/oder der Ladesäule zu vermeiden.

Durch das Aussenden der Autorisierungsinformation über die PP- und/oder die CP- Steuerleitung wird der Vorteil realisiert, dass bereits vorhandene und beispielsweise durch einen Standard vorgeschriebene elektrische Leitung, insbesondere die PP- und/oder die CP- Leitung zusätzlich die Autorisierung eines Ladevorgangs realisiert sein kann. So kann der Herstellungsaufwand insbesondere für das Ladekabel und/oder den Ladeverbinder vorteilhaft reduziert werden.

In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, die ausgelesene Autorisierungsinformation an den Prozessor drahtlos, insbesondere über WLAN oder Bluetooth, oder drahtgebunden auszusenden.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Autorisierungsinformation effizient an den Prozessor übermittelt werden kann. Insbesondere die Nutzung von WLAN oder Ethernet ermöglicht eine abgesicherte Kommunikation zwischen der Kommunikationsschnittstelle und dem Prozessor, sodass die Autorisierungsinformation während des Übermitteins an den Prozessor vor unbefugtem Zugriff geschützt sein kann. Ferner können Funktechnologien wie Bluetooth Low Energy (BT-LE) verwendet werden, wodurch ein energieeffizientes Übermitteln der Autorisierungsinformation realisiert sein kann.

In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle eine aktive Nahfeld- Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, ein elektromagnetisches Feld zur Aktivierung einer Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers zu erzeugen, um die Autorisierungsinformation aus dem Informationsträger auszulesen.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Informationsträger eine passive Nahfeld- Kommunikationsschnittstelle aufweisen kann, sodass der Informationsträger ohne eine zusätzliche Stromversorgung von der aktiven Nahfeld-Kommunikationsschnittstelle ausgelesen werden kann. Weiterhin kann dadurch ein Informationsträger realisiert sein, welcher die Autorisierungsinformation ohne eine in dem Informationsträger angeordnete Stromversorgung auslesbar bereitstellen kann. Mit der Erzeugung des elektrischen Feldes können eine Kommunikationsverbindung zwischen der aktiven Nahfeld- Kommunikationsschnittstelle und der Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers und/oder eine Übertragung von elektrischer Energie von der aktiven Nahfeld- Kommunikationsschnittstelle zu der Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers realisiert sein.

In einer Ausführungsform weist der Informationsträger, insbesondere ein Smartphone, eine Kommunikationsschnittstelle auf, wobei die Kommunikationsschnittstelle der Ladesäule ausgebildet ist, die Autorisierungsinformation des Benutzers über die Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers aus dem Informationsträger auszulesen.

In einer Ausführungsform weist die Kommunikationsschnittstelle eine Kommunikationsantenne für die drahtlose Kommunikation mit einer Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers auf, welche in dem Gehäuse angeordnet oder eingebettet, insbesondere an dem Gehäuse stoffschlüssig angeordnet oder durch einen Gehäusekunststoff umspritzt ist.

Das elektromagnetische Feld kann von der Kommunikationsantenne erzeugbar sein, wobei das elektromagnetische Feld die Kommunikationseinheit des Informationsträgers durchsetzt, um elektrische Energie zwischen der Kommunikationsschnittstelle der Ladesäule und der Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers zu übertragen und/oder eine Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationsschnittstelle der Ladesäule und der Kommunikationsschnittstelle des Informationsträgers herzustellen. Die Kommunikationsantenne kann insbesondere eine Flachantenne sein, welche sich durch eine geringe Bauhöhe auszeichnet und dadurch vorteilhafterweise in eine Seitenwand des Gehäuses integrierbar, insbesondere in der Seitenwand versenkbar sein kann. Die Kommunikationsantenne kann durch das Gehäuse mechanisch verstärkt sein, sodass eine Verformung der Antenne beispielsweise durch Druck-, Biege- und/oder Torsionskräfte unterbunden werden kann. Um die mechanische Verstärkung der Kommunikationsantenne durch das Gehäuse zu verbessern, kann die Kommunikationsantenne stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuse verbunden sein.

Durch die Wahl eines Kunststoffs als Herstellungsmaterial für das Gehäuse, wird der Vorteil erreicht, dass das Gehäuse durchlässig gegenüber dem elektromagnetischen Feld und/oder Funksignalen sein kann. Insbesondere werden von der Kommunikationsantenne ausgesandte Funksignale nicht oder nur in geringem Maße durch das Gehäuse gedämpft. Weiterhin kann das Gehäuse die Kommunikationsantenne vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Feuchtigkeit, Staub und/oder Temperaturschwankungen schützen. Die Kommunikationsantenne kann auf das Gehäuse geklebt sein, wobei die Klebeverbindung lösbar ausgebildet sein kann, um einen Austausch der Kommunikationsantenne zu vereinfachen. Ferner kann die Kommunikationsantenne auf einer Außenfläche des Gehäuses angeordnet sein, um den minimal möglichen Abstand zwischen Informationsträger und Kommunikationsantenne zu verkleinern. Dadurch kann der Vorteil erreicht werden, dass der Signal-Rausch-Abstand einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Informationsträger und der Kommunikationsschnittstelle erhöht werden kann.

In einer Ausführungsform weist die Ladesäule ferner eine weitere Kommunikationsschnittstelle auf, welche ausgebildet ist, die ausgelesene Autorisierungsinformation zur Autorisierung des Benutzers an einen entfernten Autonsierungsserver über ein Kommunikationsnetzwerk, insbesondere über ein drahtloses oder drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk, auszusenden, und, ansprechend auf das Aussenden der Autorisierungsinformation, von dem entfernten Autonsierungsserver eine Autorisierungsnachricht zu empfangen, und wobei der Prozessor ausgebildet ist, den Benutzer zu autorisieren, falls die Autorisierungsnachricht die Autorisierung des Benutzers anzeigt.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Ladesäule jeden Benutzer respektive jede Autorisierungsinformation, welche dem entfernten Autonsierungsserver bekannt ist, nutzen kann, um eine Ladefreigabe auf Basis der Autorisierungsinformation zu initiieren. Eine lokal, in der Ladesäule gespeicherte und/oder zu aktualisierende Datenbank zum Abgleich der Autonsierungsinformation kann entfallen. Dadurch können vorteilhafterweise die Herstellungskosten der Ladesäule reduziert werden.

Weiterhin kann die Sicherheit der Autonsierungsinformation vorteilhaft erhöht sein, da die Autonsierungsinformation nicht lokal von der Ladesäule verarbeitet wird. Insbesondere kann die Autonsierungsinformation verschlüsselt sein und/oder verschlüsselt an den entfernten Autorisierungsserver übertragen werden. Ferner kann die Autorisierung des Benutzers auf Grundlage der Autonsierungsinformation effizienter, insbesondere schneller durchgeführt werden, da der entfernte Autorisierungsserver im Vergleich zu dem Prozessor der Ladesäule einen leistungsfähigeren Prozessor und/oder einen leistungsfähigeren Speicher aufweisen kann.

In einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, die Autonsierungsinformation oder eine aus der Autonsierungsinformation ableitbare Information, insbesondere einen Hash-Wert, mit einer Referenzinformation zu vergleichen, um den Benutzer zu autorisieren, und die Autorisierung des Benutzers bei einer Übereinstimmung der Autonsierungsinformation oder der aus der Autonsierungsinformation ableitbaren Information mit dem Referenzinformation zu festzustellen.

Die aus der Autonsierungsinformation ableitbare Information kann eine Pseudonymisierung, insbesondere eine Anonymisierung des Benutzers gegenüber der Ladesäule realisieren, sodass eine Autorisierung ohne Bekanntgabe der Identität des Benutzers des Informationsträgers realisiert sein kann. Mit dem Feststellen der Übereinstimmung der Autonsierungsinformation oder der aus der Autonsierungsinformation ableitbaren Information mit der Referenzinformation durch der Prozessor kann der Benutzer des Informationsspeichers gegenüber dem Betreiber der Ladesäule für einen Bezug von elektrischer Energie über die Ladesäule autorisiert werden, sodass ein Steckvorgang des Ladeverbinders in eine Ladebuchse des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs und/oder ein Transport von elektrischer Energie von der Ladesäule zu dem über das Ladekabel angeschlossene elektrisch betreibbare Fahrzeug realisiert sein kann.

In einer Ausführungsform ist die Referenzinformation eine in der Ladesäule vorgespeicherte Referenzinformation, oder die Ladesäule ist ausgebildet, die Referenzinformation von einem entfernten Informationsserver abzurufen.

Zur Speicherung der Referenzinformation kann die Ladesäule einen Speicher aufweisen, welcher insbesondere ein elektrisch löschbarer Nur-Lese-Speicher sein kann. In diesem Speicher können Informationen, insbesondere die Referenzinformation nichtflüchtig gespeichert werden, wobei die Informationen elektrisch gelöscht werden können. Insbesondere kann der Speicher ein EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) sein.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein vorbestimmter Satz an Konfigurationsdaten und/oder Betriebsparametern in den Speicher geschrieben und/oder zur Konfiguration der Ladesäule genutzt werden können. Beispielsweise kann der Benutzer der Ladesäule eine benutzerspezifische Konfiguration mittels des Informationsträgers an die Ladesäule übermitteln. So können insbesondere während des Betriebs der Ladesäule Betriebsparameter geändert werden. Insbesondere kann eine Konfiguration mittels eines NFC-fähigen Informationsträgers automatisch durch eine Annäherung des Informationsträgers an die Ladesäule realisiert sein. Dadurch kann eine Veränderung der Konfiguration und/oder des Betriebszustands der Ladesäule insbesondere ohne ein Eingreifen eines Sachverständigen und/oder des Herstellers der Ladesäule realisiert sein.

In einer Ausführungsform weist die ausgelesene Autorisierungsinformation zumindest ein Datum, insbesondere einen Namen oder eine Identifikationsangabe oder eine Identifikationsnummer oder einen Code auf, welches dem Benutzer zugeordnet ist.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Benutzer anhand der Autorisierungsinformation identifiziert werden kann, sodass ein Bezug von elektrischer Energie mittels der Ladesäule dem Benutzer in Rechnung gestellt werden kann. Ferner kann ein während der Benutzung der Ladesäule auftretender Schaden dem Benutzer zugeordnet werden.

In einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, den Ladeverbinder bei festgestellter Autorisierung des Benutzers elektrisch mit einem Energieversorgungsnetz für den Bezug der Energie zu verbinden.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Benutzer das elektrisch betreibbare Fahrzeug mit elektrischer Energie versorgen kann, um beispielsweise einen in dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug angeordneten Energiespeicher zu laden. Eine an die erfolgreiche Autorisierung gekoppelte Verbindung des Ladeverbinders mit dem Energieversorgungsnetz, kann die Betriebssicherheit der Ladesäule vorteilhaft erhöhen, da zeitlich vor einer Autorisierung und/oder bei einer fehlgeschlagenen Autorisierung keine Spannung an dem Ladeverbinder anliegen kann. Ferner kann ein Stromfluss durch den Ladeverbinder unterbunden sein. In einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, den Benutzer bei fehlgeschlagener Autorisierung nicht zu autorisieren, wobei die Ladesäule ausgebildet ist, bei fehlgeschlagener Autorisierung des Benutzers einen Energiebezug über das Ladekabel zu unterbinden, insbesondere den Ladeverbinder von einem Energieversorgungsnetz zu trennen oder eine elektrische Verbindung des Ladeverbinders mit einem Energieversorgungsnetz zu unterbinden.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Ladesäule einen unbefugten Abgriff elektrischer Energie über die Ladesäule unterbinden kann. Die Trennung des Ladeverbinders von dem Energieversorgungsnetz kann durch einen Schalter realisiert sein, welcher den Ladeverbinder zumindest von dem elektrischen Kontakt zu dem Energieversorgungsnetz trennt. Das Unterbinden einer elektrischen Verbindung des Ladeverbinders mit einem Energieversorgungsnetz kann durch eine Steuerlogik des Prozessors realisiert sein, welche beispielsweise ein Zusammenschalten des Ladeverbinders mit dem Kontakt des Energieversorgungsnetzes unterbindet.

In einer Ausführungsform ist der Ladeverbinder ein Ladestecker, insbesondere ein Connector.

Der Ladestecker kann insbesondere ein IEC 62196 standardisierter Ladestecker sein, welcher einen Energiebezug mit einem Wechselstrom, einem Gleichstrom oder einem gleichzeitig über verschiedene Leitungen fließenden Wechsel- und Gleichstrom realisiert. Der Ladestecker kann insbesondere lösbar und/oder verriegelbar mit einer Steckbuchse und/oder einer Steckkupplung verbindbar sein.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ladesäule in einer Ausführungsform; und

Fig. 2 eine Ladesäule in einer Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ladesäule 100 zur Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 101 eines Benutzers über ein Ladekabel 103. Die Ladesäule 100 umfasst einen Ladeverbinder 105, welcher an dem Ladekabel 103 angeordnet ist, wobei der Ladeverbinder 105 mit einer Ladeschnittstelle 107 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 101 verbindbar ist. Weiterhin umfasst die Ladesäule 100 ein Gehäuse 109, in welchem der Ladeverbinder 105 gehaust ist; und eine Kommunikationsschnittstelle 1 1 1 , welche zumindest teilweise in dem Gehäuse 109 angeordnet und ausgebildet ist, eine Autorisierungsinformation des Benutzers aus einem Informationsträger 1 13 drahtlos auszulesen. Ferner umfasst die Ladesäule 100 einen Prozessor 1 15, welcher ausgebildet ist, die Autorisierung des Benutzers für die Benutzung der Ladesäule 100 auf der Basis der ausgelesenen Autorisierungsinformation festzustellen.

Das Ladekabel 103 ist mit einem ersten Ladekabelende 1 17 mit einem Energieanschluss 1 19 der Ladesäule 100 fest verbunden, und der Ladeverbinder 105 ist an einem zweiten Ladekabelende 121 , welches dem ersten Ladekabelende 1 19 abgewandt ist, angeordnet. Der Prozessor 1 15 ist in einem Ladesäulengehäuse 123 angeordnet, von welchem sich das Ladekabel 103 erstreckt.

Die Kommunikationsschnittstelle 1 1 1 ist ausgebildet, die Autorisierungsinformation an den Prozessor 105 über eine Steuerleitung der Ladesäule 100, insbesondere über eine Control- Pilot-Steuerleitung oder über eine Proximity-Pilot-Steuerleitung 129 auszusenden. Die Proximity-Pilot-Steuerleitung 129 ist innerhalb des Ladekabels 103 angeordnet und ist mit dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug 101 und der Ladesäule 100 elektrisch verbunden.

Der Informationsträger 1 13 weist eine Kommunikationsschnittstelle 127 auf und die

Kommunikationsschnittstelle 1 1 1 der Ladesäule 100 ist ausgebildet, die

Autorisierungsinformation des Benutzers über die Kommunikationsschnittstelle 127 des Informationsträgers 1 13 aus dem Informationsträger 1 13 auszulesen.

Die Kommunikationsschnittstelle 1 1 1 weist eine Kommunikationsantenne 125 für die drahtlose Kommunikation mit der Kommunikationsschnittstelle 127 des Informationsträgers 1 13 auf, welche in dem Gehäuse 109 stoffschlüssig angeordnet ist. Die Kommunikationsantenne 125 ist beispielsweise in dem Gehäuse 109 eingebettet, wobei die Kommunikationsantenne 125 von einem Gehäusekunststoff umspritzt oder umgössen sein kann.

Der Ladeverbinder 105 ist griffförmig geformt mit einem Durchzug, welcher ein zumindest einhändiges Greifen des Ladeverbinders 105 durch einen Benutzer ermöglicht. Das Ladekabel 103 ist aus Sicht des Benutzers unterhalb des Ladeverbinders 105 an den Ladeverbinder 105 angeschlossen. Der Griff und der Anschluss des Ladekabels 103 an den Ladeverbinder 105 sind derart ausgerichtet, dass bei einem Greifen des Ladeverbinders 105 das Steckkontaktbild des Ladeverbinders 105 zu einem Steckkontaktbild der Ladeschnittstelle 107 an dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug 101 ausgerichtet ist. Die Kommunikationsantenne 125 ist mit möglichst geringem Abstand zu einer Außenseite des Gehäuses 109 angeordnet um einen Abstand zwischen der Kommunikationsantenne 125 und dem Informationsträger 1 13 zu minimieren. Je kleiner der Abstand zwischen der Kommunikationsantenne 125 und der Kommunikationsschnittstelle 127 des Informationsträgers desto höher kann der Signal-Rausch-Abstand einer Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationsschnittstelle 1 1 1 der Ladesäule 100 und der Kommunikationsschnittstelle 127 des Informationsträgers 1 13 sein.

Der Prozessor 1 15 kann ausgebildet sein den Ladeverbinder 105 für eine Verbindung mit dem Energieversorgungsnetz vor und/oder nach einem Verbinden des Steckverbinders 1 15 mit der Ladeschnittstelle 107 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 101 freizugeben. Der Benutzer kann eine Autorisierung an dem Ladeverbinder 105 initiieren während der Benutzer den Ladeverbinder 1 15 mit der Ladeschnittstelle 107 verbindet, sodass nach dem Verbinden direkt der Ladevorgang gestartet werden kann, insbesondere automatisch von der Ladesäule 100 gestartet werden kann.

Der Ladeverbinder 1 15 kann ausgebildet sein, bei einer fehlerhaften oder fehlgeschlagenen Autorisierung des Benutzers das Verbinden des Ladeverbinders 1 15 mit der Ladeschnittstelle 107 mechanisch zu blockieren.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ladesäule 100 zur Bereitstellung elektrischer Energie für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 101 eines Benutzers über ein Ladekabel 103. Die Ladesäule 100 umfasst einen Ladeverbinder 105, welcher an dem Ladekabel 103 angeordnet ist, wobei der Ladeverbinder 105 mit einer Ladeschnittstelle 107 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 101 verbindbar ist. Weiterhin umfasst die Ladesäule 100 ein Gehäuse 109, in welchem der Ladeverbinder 105 gehaust ist; und eine Kommunikationsschnittstelle 1 1 1 , welche zumindest teilweise in dem Gehäuse 109 angeordnet und ausgebildet ist, eine Autorisierungsinformation des Benutzers aus einem Informationsträger 1 13 drahtlos auszulesen. Ferner umfasst die Ladesäule 100 einen Prozessor 1 15, welcher ausgebildet ist, die Autorisierung des Benutzers für die Benutzung der Ladesäule 100 auf der Basis der ausgelesenen Autorisierungsinformation festzustellen.

Die Ladesäule 100 weist eine weitere Kommunikationsschnittstelle 201 auf, welche ausgebildet ist, die ausgelesene Autorisierungsinformation zur Autorisierung des Benutzers an einen entfernten Autorisierungsserver 203 über ein Kommunikationsnetzwerk 205, insbesondere über ein drahtloses oder drahtgebundenes Kommunikationsnetzwerk, auszusenden, und, ansprechend auf das Aussenden der Autorisierungsinformation, von dem entfernten Autorisierungsserver 203 eine Autorisierungsnachricht zu empfangen, und wobei der Prozessor 1 15 ausgebildet ist, den Benutzer zu autorisieren, falls die Autorisierungsnachricht die Autorisierung des Benutzers anzeigt.

Der Prozessor 1 15 ist ausgebildet, die Autorisierungsinformation oder eine aus der Autorisierungsinformation ableitbare Information, insbesondere einen Hash-Wert, mit einer Referenzinformation zu vergleichen, um den Benutzer zu autorisieren, und die Autorisierung des Benutzers bei einer Übereinstimmung der Autorisierungsinformation oder der aus der Autorisierungsinformation ableitbaren Information mit dem Referenzinformation festzustellen. Ferner ist der Prozessor 1 15 ausgebildet, den Ladeverbinder 105 bei festgestellter Autorisierung des Benutzers elektrisch mit einem Energieversorgungsnetz für den Bezug der Energie zu verbinden.

Weiterhin ist der Prozessor 1 15 ausgebildet, den Benutzer bei fehlgeschlagener Autorisierung nicht zu autorisieren, wobei die Ladesäule 100 ausgebildet ist, bei fehlgeschlagener Autorisierung des Benutzers einen Energiebezug über das Ladekabel 103 zu unterbinden, insbesondere den Ladeverbinder 105 von einem Energieversorgungsnetz zu trennen oder eine elektrische Verbindung des Ladeverbinders 105 mit einem Energieversorgungsnetz zu unterbinden.

Bezugszeichenliste

100 Ladesäule

101 Fahrzeug

103 Ladekabel

105 Ladeverbinder

07 Ladeschnittstelle

109 Gehäuse

1 1 1 Kommunikationsschnittstelle

1 13 Informationsträger

1 15 Prozessor

1 17 Erstes Ladekabelende

119 Energieanschluss

121 Zweites Ladekabelende

123 Ladesäulengehäuse

125 Kommunikationsantenne

127 Kommunikationsschnittstelle

129 Steuerleitung

201 Weitere Kommunikationsschnittstelle

203 Autorisierungsserver

205 Kommunikationsnetzwerk