Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladesystem und ein Verfahren zur Steuerung optimaler Ladevorgänge von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen.

Elektrofahrzeuge, beispielsweise elektrisch betriebene Zweiräder und Roller, insbesondere aber auch Elektroautos mit zumindest unterstützendem Elektroantrieb sind bekannt. So sind Mikro- Mild- und Vollhybridfahrzeuge bekannt, die parallele, leistungsverzweigte, serielle

Hybridantriebskonzepte realisieren. Insbesondere sind Plug-In-Hybride bekannt, bei denen die elektrischen Energiespeicher - wie bei rein elektrischen Antriebskonzepten - über das

Stromnetz aufgeladen werden können.

Die zunehmende Elektrifizierung der Mobilität bezogen auf Elektrofahrzeuge, deren

Energiespeicher zumindest teilweise über das Stromnetz aufgeladen werden können, sowie die Tatsache, dass längst keine zufriedenstellende Infrastruktur von Stromtankstellen zur Verfügung steht, bedeutet für die Nutzer von Elektrofahrzeugen, insbesondere von rein elektrisch betriebenen Elektroautos (Battery Electric Vehicle, BEV) sowie von Plug-In-Hybriden (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV), dass sie sich in ihrem persönlichen, privaten Umfeld um das Laden des entsprechenden Energiespeichers kümmern müssen. Somit sehen sich die Nutzer damit konfrontiert, eine private Stromquelle - z.B. eine Haushaltssteckdose oder eine private Wandladestation bzw. Wallbox - zum Laden des Elektrofahrzeuges zu verwenden. Allerdings unterliegen private Stromquellen einer Vielzahl von Schwankungen. Beispielsweise muss eine maximale Stromauslastung des Haushalts mit Bezug auf einen aktuellen Stromverbrauch im Haushalt durch andere Stromverbraucher (Hauslast) jeweils für jeden Ladevorgang

berücksichtig werden. So kann es vorkommen, dass aufgrund einer aktuell sehr hohen Hauslast ein Ladevorgang des Energiespeichers aus Sicherheitsgründen verschoben werden muss. Dies kann dazu führen, dass der Ladevorgang des Energiespeichers vergessen wird. Aufgrund der hohen Ladedauer von Elektrofahrzeugen an Haushaltssteckdosen bzw. privaten

Wandladestationen kann es daher vorkommen, dass der Nutzer nicht in der Lage ist, eine geplante Fahrt anzutreten. Zudem finden häufig Schwankungen in Stromtarifen statt, wie z.B. Tag- und Nachtstromtarifen. Es existieren aber auch viel dynamischere Stromtarife bzw.

zeitvariable Tarife die sich an schwankenden Einspeiseleistungen von Wind- und

Sonnenenergie dynamisch anpassen. Ein Beispiel dafür ist ein Time-of-Use-Tarif, der individuell an historische oder aktuelle Lastkurven im Tages- Wochen- und/oder Saisonverlauf angepasst l wird. Time-of-Use-Tarife bieten in einigen Märkten sogar eine monetäre Rückerstattung bei Stromabnahme zu Zeiten, in denen eine Überkapazität (z.B. aus Windkraftanlagen) vorherrscht, an. Eine manuelle Berücksichtigung schwankender Stromtarife durch den Nutzer des

Elektrofahrzeugs ist umständlich und von der Bedienung unkomfortabel.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine Lösung zu schaffen, die insbesondere eine automatische Berechnung und Steuerung zeit- und kostenoptimaler Ladevorgänge von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Ladesystem zum Steuern eines optimalen Ladevorgangs eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs bereitgestellt. Das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug weist dabei einen Energiespeicher auf. Das Ladesystem umfasst zumindest eine Stromquelle, mit welcher der Energiespeicher verbunden und geladen werden kann. Bei der Stromquelle kann es sich um eine handelsübliche

Haushaltssteckdose bzw. Schuko-Steckdose oder um eine Wand-Ladestation bzw. Wallbox handeln.

Darüber hinaus umfasst das Ladesystem zumindest einen Backend-Server, der automatisch einen optimalen Ladeplan zum Laden des Energiespeichers basierend zumindest auf technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug und einem Stromtarif, welcher der Stromquelle zugeordnet ist, ermitteln kann. Beispielsweise kann der Nutzer des Fahrzeugs über ein

Endgerät - z.B. PC oder Laptop -, ein mobiles Endgerät - z.B. Smartphone, aber auch andere mobile Telefone bzw. Handys, Personal Digital Assistants (PDAs), Tablet PCs etc. die mit einer Technologie zum Laden und Ausführen von Apps ausgestattet sind - oder eine im Fahrzeug angebrachte Bedieneinheit - beispielsweise über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eines Bordcomputers des Fahrzeugs - einen zum Haushalt der Stromquelle zugehörigen Stromtarif eingeben, der in einer Speichereinheit, z.B. einer Datenbank, des Backend-Servers hinterlegt wird. Die o.g. Geräte können mit dem Backend-Server über eine geeignete

Kommunikationsschnittstelle wie z.B. ein mobiles Netzwerk, lokale Netzwerke bzw. Local Area Networks (LANs), wie z.B. Wireless Fidelity (WiFi), oder über Weitverkehrsnetze bzw. Wide Area Networks (WANs) wie z.B. Global System for Mobile Communication (GSM), General Package Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), High Speed Downlink/Uplink Packet Access (HSDPA, HSUPA), Long-Term Evolution (LTE), oder World Wide Interoperability for Microwave Access (WIMAX) kommunizieren. Die Hinterlegung des Stromtarifs ist nur einmalig bzw.

zusätzlich beim Wechsel des Stromanbieters und/oder Stromtarifs notwendig.

Wenn der Energiespeicher an die Stromquelle angeschlossen wird, werden automatisch die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug an den Backend-Server übermittelt. Beispielsweise können ein oder mehrere Steuergeräte nach Erkennung des Anschlusses des Energiespeichers an die Stromquelle die entsprechend relevanten technischen Zustandsdaten des Fahrzeugs aus ein oder mehrerer im Fahrzeug befindlicher Speichereinheiten auslesen und über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle (siehe oben) an den Backend-Server senden. In einem weiteren Beispiel können die technischen Zustandsdaten nach jeder Fahrtbeendigung an den Backend-Server übermittelt werden. In einem weiteren Beispiel kann eine zyklische Übertragung der Zustandsdaten vom Fahrzeug an den Backen-Server, beispielsweise alle X Minuten, stattfindet. Dabei ist X eine vordefinierte oder vordefinierbare Zahl.

Wenn der Backend-Server die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug empfängt, ermittelt dieser den optimalen Ladeplan unter Berücksichtigung der technischen Zustandsdaten und des entsprechenden, zum Haushalt der Stromquelle zugehörigen Stromtarifs. Darüber hinaus kann der Backend-Server den Ladevorgang des Energiespeichers entsprechend dem optimalen Ladeplan steuern. In dem Falle der zyklischen Übertragung der Zustandsdaten ist der Plug-inZeitpunkt Auslöser für die Ermittlung des optimalen Ladeplans, wobei die zuletzt empfangenen technische Zustandsdaten für die Berechnung des optimalen Ladeplans maßgeblich sein kann.

Vorzugsweise kann ein Fahrer des Fahrzeugs einen gewünschten Abfahrtszeitpunkt und/oder einen gewünschten Ladezustand des Energiespeichers am Ende des Ladevorgangs festlegen. Bei dem gewünschten Ladezustand des Energiespeichers kann es sich um eine

Mindestreichweite handeln, die der Energiespeicher am Ende des Ladevorgangs aufweisen soll. Die Eingabe des Abfahrtszeitpunkts kann über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle des

Fahrzeugs bzw. über eine Bedieneinheit im Fahrzeug oder über das Endgerät des Fahrers erfolgen. Vorteilhafter Weise kann sich dadurch der Fahrer des Fahrzeugs darauf verlassen, dass der Backend-Server einen optimalen Ladeplan berechnet und seine Durchführung initiiert bzw. steuert, so dass zum Gewünschten Abfahrtszeitpunkt ein größtmöglicher und gleichzeitig kostenoptimierter Ladezustand des Energiespeichers erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil des Ladesystems liegt darin, dass die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug automatisch an den Backend-Server übermittelt werden und dass der Backend-Server automatisch unter Berücksichtigung der technischen Zustandsdaten und eines zum Haushalt der Stromquelle zugehörigen Stromtarifs zeit- und kostenoptimal einen Ladeplan für einen Nutzer des Fahrzeugs ermittelt und den zum Ladeplan zugehörigen Ladevorgang des

Energiespeichers automatisch steuert. So muss der Nutzer des Fahrzeugs vorteilhafter Weise den Energiespeicher lediglich mit der Stromquelle verbinden und kann sicher sein, dass der Energiespeicher zeit- und kostenoptimal geladen wird, auch wenn der Ladevorgang

unterschiedliche, disjunkte Zeitspannen zum Laden des Energiespeichers beinhaltet.

Vorzugsweise umfassen die technischen Zustandsdaten einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers sowie Positionsdaten des Fahrzeugs.

Beispielsweise können über ein oder mehrere im Fahrzeug befindliche Steuergeräte Global Positioning System (GPS)-Positionsdaten des Fahrzeugs sowie Daten über einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers aus ein oder mehreren im Fahrzeug befindlichen

Speichermodulen ausgelesen und an den Backend-Server über eine geeignete

Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden. In einem anderen Beispiel kann über eine Power Line Communication (PLC) bei Anbindung des Energiespeichers an die Stromquelle (z.B. eine Wallbox) über ein geeignetes Ladekabel eine Übertragung von Positionsdaten bzw.

Identifikationsdaten der Wallbox an das Fahrzeug stattfinden. Über die PLC können auch weitere Daten übertragen werden, wie beispielsweise zur Verfügung stehende Ladeverfahren (Wechselstrom (AC), Gleichstrom (DC)), Stromstärke- und Spannungsgrenzen (min, max), eine maximale Anschlussleistung über die Zeit, etc. Diese Daten können auch vom Fahrzeug an den Backend-Server gesendet werden. Der Backend-Server kann dann den optimalen Ladeplan auch unter Berücksichtigung dieser von der PLC übertragenen Daten berechnen. Zudem kann ein im Fahrzeug befindliches Steuergerät die entsprechenden Daten über einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers aus einem im Fahrzeug befindlichen Speichermodul auslesen und über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle an den Backend-Server senden. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei der Stromquelle um eine so genannte "intelligente" Wallbox handeln, welche zumindest eine Speichereinheit und ein Steuergerät umfasst und in der Lage ist, sich mit anderen verteilten Geräten zu vernetzen. Bei Anschluss des Energiespeichers des Fahrzeugs mit der "intelligenten" Wallbox über ein geeignetes Ladekabel kann das Steuergerät dieser über die PLC GPS-Positionsdaten sowie den aktuellen

Ladezustand des Energiespeichers von ein oder mehreren im Fahrzeug befindlichen

Speichereinheiten auslesen und über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle an den Backend-Server senden. Alternativ dazu kann die„intelligente" Wallbox den aktuellen

Ladezustand des Energiespeichers von ein oder mehreren im Fahrzeug befindlichen

Speichereinheiten auslesen und eigene Positionsdaten (hinterlegt bzw. über ein eigenen GPS- Modul ermittelt) oder eine eigene Identifikationsnummer (die z.B. im Backend-Server in einem Speichermodul, z.B. Datenbank) zusammen mit den ausgelesenen Daten über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle an der Backend-Server senden. Darüber hinaus kann die „intelligente" Wallbox eigene Zustandsdaten an den Backend-Server senden, wie z.B.

persönliche Einstellungen des zur Wallbox zugehörigen Haushalts, sowie eigene

Spannungsgrenzen, Stromstärkegrenzen und Leistungsgrenzen (min, max).

Anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs/der Wallbox bzw. anhand der Identifikationsdaten der Stromquelle, die an eine bestimmte Position gekoppelt ist (z.B. mit der Position im

Speichermodul des Backend-Servers hinterlegt), kann der Backend-Server erkennen, um welchen zur Stromquelle zugehörigen Haushalt es sich bei dem Ladevorgang handelt und so einen - z.B. zuvor hinterlegten - Stromtarif zur Berechnung des optimalen Ladeplans identifizieren (z.B. aus dem Speichermodul des Backend-Servers auslesen). Zudem kann der Backend-Server unter Berücksichtigung des aktuellen Ladezustands des Energiespeichers und einer maximalen Ladekapazität des Energiespeichers (kann auch mit den technischen

Zustandsdaten an den Backend-Server übermittelt werden oder bereits für jedes Fahrzeug in einer Speichereinheit des Backend-Servers hinterlegt sein) eine elektrische Ladegröße ermitteln (Ladebedarf), welche Basis für die Berechnung des optimalen Ladeplans darstellt.

Vorzugsweise umfasst das Ladesystem zudem einen digitalen Stromzähler, der einen aktuellen Stromverbrauch eines zur Stromquelle zugehörigen Haushalts erfassen kann, wobei der Backend-Server den optimale Ladeplan zudem basierend dem aktuellen Stromverbrauch sowie einer maximalen Stromkapazität des zugehörigen Haushalts berechnen kann.

Bei einem digitalen Stromzähler bzw. Smart Meter handelt es sich um einen digitalen

Energiezähler, der in ein Kommunikationsnetz eingebunden ist und in der Lage ist, Daten über einen tatsächlichen Energieverbrauch des zur Stromquelle zugehörigen Haushalts sowie eine tatsächliche Nutzungszeit zu ermitteln und die ermittelten Daten automatisch an eine Dritte Einheit, in diesem Fall an den Backend-Server, zu übermitteln. Alternativ dazu kann der Backend-Server die erhobenen Daten auch über Polling bzw. einen Sendeaufruf vom Smart Meter erlangen. In einem weiteren Beispiel kann der Backend-Server auf Basis vergangener Daten des zur Stromquelle zugehörigen Haushalts, die er vom Smart Meter empfangen hat, ein Stromverbrauchsprofil des Haushalts erstellen und das Stromverbrauchsprofil zur Berechnung des optimalen Ladeplans nutzen. Die maximale Stromkapazität des zugehörigen Haushalts kann z.B. in der Speichereinheit des Backend-Servers für jeden Haushalt hinterlegt sein.

Ein Vorteil der Einbindung des aktuellen Stromverbrauchs des zur Stromquelle zugehörigen Haushalts sowie der maximalen Stromkapazität des Haushalts in die Berechnung des optimalen Ladeplans liegt darin, dass Überlastsituationen im Haushalt vermieden werden, indem bei einem hohen Stromverbrauch im Haushalt die Ladeleistung für den Ladevorgang des Energiespeichers durch den Backend-Server entsprechend angepasst werden kann, wobei gleichzeitig der zeit- und kostenoptimale Ladeplan unter Berücksichtigung der angepassten Ladeleistung erstellt werden kann.

Vorzugsweise kann der Backend-Server Änderungen im für die Berechnung des optimalen Ladeplans relevanten Stromverbrauch erfassen und unter Berücksichtigung dieser Änderungen im Stromverbrauch eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans durchführen.

Beispielsweise kann der Backend-Server während des Ladezeitraums bzw. der Ladezeiträume des berechneten optimalen Ladeplans in regelmäßigen Abständen vom Smart Meter Daten hinsichtlich des aktuellen Stromverbrauchs anfragen (Polling). Falls der aktuelle Stromverbrauch sich über einen vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Schwellenwert hinaus verändert, kann der Backend-Server eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans vornehmen. Der Backend- Server kann den Ladevorgang des Energiespeichers entsprechend der Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans steuern.

Ein Vorteil der Erfassung von Änderungen des Stromverbrauchs liegt darin, dass der optimale Ladeplan hinsichtlich der maximalen Strom kapazität des Haushalts bei Änderungen des aktuellen hohen Stromverbrauchs dynamisch anpassen kann, wodurch bei Erhöhung des aktuellen Stromverbrauchs eine Überlastungssituation des Haushalts vermieden wird und bei Verringerung des aktuellen Stromverbrauchs der Ladeplan hinsichtlich der Zeit und Kosten für den Ladevorgang dynamisch weiter optimiert werden kann.

Vorzugsweise kann der Backend-Server bei der Erstellung des optimalen Ladeplans zudem zur Stromquelle zugehörige, intelligente Haushaltsgeräte derart steuern, dass ein optimaler

Stromverbrauch im zur Stromquelle zugehörigen Haushalt während für den Ladevorgang berechneter Ladezeiten vorherrscht.

Zum Beispiel kann der Smart Meter mit intelligenten Haushaltsgeräten - beispielsweise entsprechend ausgerüstete Waschmaschinen und Spülmaschinen - vernetzt sein. Der

Backend-Server kann über den Smart Meter die vernetzten intelligenten Haushaltsgeräte derart steuern, dass sie während der für den Ladevorgang berechneten Ladezeiten ausgeschaltet bzw. nicht erst eingeschaltet werden und nach den für den Ladevorgang berechneten Ladezeiten (wieder) eingeschaltet werden.

Dies hat den Vorteil, dass der Ladeplan für den Ladevorgang des Energiespeichers noch zeit- und kostenoptimaler erstellt werden kann, wobei gleichzeitig Überlastungssituationen im zur Stromquelle zugehörigen Haushalt vermieden werden. Darüber hinaus können Daten

hinsichtlich des vergangenen Stromverbrauchs zur Stromquelle zugehörigen Haushalt in einer vom Backend-Server zugänglichen Speichereinheit (z.B. Datenbank) hinterlegt sein

(Stromverbrauchsprofil). Das Stromverbrauchsprofil kann bei der Berechnung des optimalen Ladeplans berücksichtigt werfen. Dies hat den Vorteil, dass Regulierungen, die während der Durchführung des optimalen Ladeplans aufgrund von Abweichungen zum optimalen Ladeplan durchgeführt werden müssen, minimiert werden. Dadurch kann der optimale Ladeplan auch optimal umgesetzt werden, so dass zum durch den Fahrer gewünschten Zeitpunkt das Fahrzeug den gewünschten Ladezustand aufweist.

Vorzugsweise umfasst das Ladesystem zudem eine Photovoltaikanlage, die in einen zur Stromquelle zugehörigen Haushalt Strom einspeisen kann, wobei der Backend-Server den optimalen Ladeplan zudem unter Berücksichtigung einer aktuellen Stromeinspeisung berechnen kann.

Unter dem Begriff„aktuelle Stromeinspeisung" ist ein für den Ladevorgang relevanter Zeitraum der Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage zu verstehen. Beispielsweise kann der Nutzer des Fahrzeugs zunächst einmalig Leistungsdaten und Zustandsdaten der

Photovoltaikanlage am Backend-Server über eine geeignete Schnittstelle (z.B. Human-Machine- Interface, HMI) hinterlegen. Die Zustandsdaten umfassen die Ausrichtung, Neigung, etc. der Photovoltaikanlage. Vor jeder Berechnung des optimalen Ladeplans kann der Backend-Server von einem entsprechenden Service Provider bzw. Dienstanbieter aktuelle Wetterdaten sowie eine Wetterprognose erfragen (request-response). Dabei kann der Service Provider der Backend-Server selbst sein. Alternativ dazu kann der Service Provider ein beliebiger, über das Internet aufrufbarer Server sein. Unter Berücksichtigung der Leistungsdaten und der Zustandsdaten der Photovoltaikanlage, einer zum Plug-in Zeitpunkt erfragten Stromeinspeisung, der erfragten Wetterdaten sowie der aktuellen Wetterprognose kann der Backend-Server die voraussichtliche Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage während des für den Ladevorgang relevanten Zeitraums (aktuelle Stromeinspeisung) berechnen. Der Backend-Server kann dann diese aktuelle Stromeinspeisung bei der Berechnung des optimalen Ladeplans berücksichtigen.

Vorzugsweise kann der Backend-Server Änderungen in der Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage erfassen und unter Berücksichtigung dieser Änderungen in der

Stromeinspeisung eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans durchführen. Der Backend- Server kann den Ladevorgang des Energiespeichers entsprechend der Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans steuern.

Beispielsweise kann der Backend-Server in regelmäßigen Abständen während des für den Ladevorgang relevanten Zeitraums Änderungen in der Wetterprognose erfassen oder starke Abweichungen zwischen der prognostizierten Stromeinspeisung und einer vom einem digitalen Stromzähler erfassten Stromeinspeisung erkennen und somit eine Neu-Berechnung der aktuellen Stromeinspeisung durchführen. Unterscheidet sich die neu berechnete aktuelle Stromeinspeisung von der zuvor berechneten aktuellen Stromeinspeisung (die bei der

Berechnung des aktuellen optimalen Ladeplans berücksichtigt wurde) über einen vordefinierten bzw. vordefinierbaren Schwellenwert hinaus, berechnet der Backend-Server den optimalen Ladeplan unter Berücksichtigung der neu berechneten aktuellen Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage neu. Der Backend-Server steuert dann den Ladevorgang des

Energiespeichers entsprechend des neu berechneten optimalen Ladeplans. Vorzugsweise ist die Stromquelle eine Wandladestation bzw. Wallbox, die den berechneten, optimalen Ladeplan vom Backend-Server empfangen und die Ausführung des optimalen Ladeplans steuern kann. Beispielsweise kann es sich bei der Wandladestation um eine so genannte intelligente

Wandladestation handeln, die z.B. über das Wireless Local Area Network (W-LAN) mit dem Internet verbunden werden kann. So kann die Wandladestation den optimalen Ladeplan vom Backend-Server erhalten und die Ausführung des optimalen Ladeplans steuern. Dies hat den Vorteil, dass eine Vielzahl an intelligenten Wandladestationen mit dem Backend- Server verbunden werden kann. Nachdem der Backend-Server die entsprechenden optimalen Ladepläne errechnet, kann er diese an die entsprechenden Wandladestationen senden, die dann die Ausführung steuern. Somit ist eine zentrale Verwaltung durch den Backend-Server möglich.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern eines optimalen Ladevorgangs eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs gelöst, wobei das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug einen Energiespeicher (1 12, 212) aufweist. Das Verfahren umfasst:

Bereitstellen zumindest einer Stromquelle, mit welcher der Energiespeicher verbunden und geladen werden kann; und

Bereitstellen zumindest eines Backend-Servers, der automatisch einen optimalen

Ladeplan zum Laden des Energiespeichers basierend zumindest auf technischen

Zustandsdaten vom Fahrzeug und einem Stromtarif, welcher der Stromquelle zugeordnet ist, ermitteln kann,

automatisches Übermitteln der technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug an den

Backend-Server wenn der Energiespeicher an die Stromquelle angeschlossen wird;

automatisches Ermitteln des optimalen Ladeplans durch den Backend-Server nachdem dieser die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug empfängt; und

Steuern, durch den Backend-Server, des Ladevorgangs des Energiespeichers entsprechend dem optimalen Ladeplan.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Zeichnungen verdeutlich. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.

Fig. 1 zeigt ein Ladesystem zum Steuern eines optimalen Ladevorgangs;

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ladesystem zum Steuern eines optimalen Ladevorgangs;

Fig. 3 zeigt beispielhafte Schritte zur Hinterlegung von Stromtarifen durch einen

Nutzer;

Fig. 4 zeigt beispielhafte Schritte zur Berechnung und Steuerung des optimalen

Ladeplans;

Fig. 5 zeigt beispielhafte Schritte zur Berechnung der aktuellen Stromeinspeisung der

Photovoltaikanlage;

Fig. 6 zeigt einen beispielhaften Ladeplan. Figuren 1 und 2 zeigen jeweils beispielhafte Ladesysteme 100, 200 zum Steuern eines optimalen Ladevorgangs eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs 1 10, 210. Das zumindest teilweise elektrisch betriebene Fahrzeug 1 10, 210 weist dabei einen

Energiespeicher 1 12, 212 auf. Das Ladesystem 100, 200 umfasst zumindest eine Stromquelle 122, 222, mit welcher der Energiespeicher 1 12, 212 verbunden und durch welche er geladen werden kann. Bei der Stromquelle 122 (Figur 1 ) kann es sich um eine handelsübliche

Haushaltssteckdose bzw. Schuko-Steckdose oder um eine Wand-Ladestation bzw. Wallbox handeln, bei der Stromquelle 222 (Figur 2) handelt es sich um eine "intelligente" bzw.„vernetzte" Wallbox, die z.B. über W-LAN mit dem Backend-Server 130, 230 und weiteren vernetzten Geräten verbunden werden kann, mit diesen kommunizieren kann und insbesondere in der Lage ist, vom Backend-Server 130, 230 den optimalen Ladeplan zu empfangen und die

Ausführung 470 des optimalen Ladeplans beispielsweise mithilfe eines Steuergeräts 224 zu steuern. Darüber hinaus umfasst das Ladesystem 100, 200 zumindest einen Backend-Server 130. 230, der automatisch einen optimalen Ladeplan zum Laden des Energiespeichers 1 12, 212 basierend zumindest auf technischen Zustandsdaten des Fahrzeugs 1 10, 210 und einem Stromtarif, welcher der Stromquelle 122, 222 zugeordnet ist, ermitteln kann. Beispielsweise kann der Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 über ein Endgerät 152, 252 oder eine im Fahrzeug 1 10, 210 angebrachte Bedieneinheit 1 16, 216 einen zum Haushalt 120, 220 der Stromquelle 122, 222 zugehörigen bzw. für dessen Stromabrechnung relevanten Stromanbieter und/oder Stromtarif eingeben, wie weiter unten mit Bezug auf Figur 3 näher erläutert. Der eingegebene Stromanbieter und/oder Stromtarif kann in einer Speichereinheit 132, 232, z.B. einer Datenbank, des Backend-Servers 130, 230 hinterlegt werden. Das Endgerät 152, 252 bzw. die Bedieneinheit 1 16, 216 können mit dem Backend-Server 130, 230 über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle wie z.B. ein mobiles Netzwerk lokale Netzwerke bzw. Local Area Networks (LANs), wie z.B. Wireless Fidelity (WiFi), oder über Weitverkehrsnetze bzw. Wide Area Networks (WANs) wie z.B. Global System for Mobile Communication (GSM), General Package Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), High Speed Downlink/Uplink Packet Access (HSDPA, HSUPA), Long-Term Evolution (LTE), oder World Wide Interoperability for Microwave Access (WIMAX) kommunizieren. Die Eingabe des Stromtarifs muss nur einmalig bzw. zudem bei Stromtarif-/Stromanbieterwechsel erfolgen.

Wenn der Energiespeicher 1 12, 212 des Fahrzeugs 1 10, 210 an die Stromquelle 122, 222 angeschlossen wird, werden automatisch technische Zustandsdaten vom Fahrzeug 1 10, 210 an den Backend-Server 130, 230 übermittelt. Die technischen Zustandsdaten umfassen zumindest einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 sowie Positionsdaten des

Fahrzeugs 1 10, 210. Beispielsweise können ein oder mehrere Steuergeräte 1 14, 214 die entsprechend relevanten technischen Zustandsdaten des Fahrzeugs 1 10, 210 aus ein oder mehrerer im Fahrzeug 1 10, 210 befindlicher Speichereinheiten (nicht gezeigt) auslesen und über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle (siehe oben) an den Backend-Server 130, 230 senden.

Wenn der Backend-Server 130, 230 die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug 1 10, 210 empfängt, ermittelt dieser den optimalen Ladeplan unter Berücksichtigung der technischen Zustandsdaten und dem entsprechenden, zum Haushalt 120, 220 der Stromquelle 122, 222 zugehörigen Stromtarif (der, wie oben erwähnt, in der Speichereinheit 132, 232 hinterlegt sein kann). Darüber hinaus kann der Backend-Server 130, 230 den Ladevorgang des

Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend dem optimalen Ladeplan steuern.

Ein Vorteil des Ladesystems 100, 200 liegt darin, dass die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug 1 10, 200 automatisch an den Backend-Server 130, 230 übermittelt werden. Der Backend-Server 130, 230 ermittelt automatisch unter Berücksichtigung der technischen

Zustandsdaten und einen dem Haushalt 120, 220 der Stromquelle 122, 222 entsprechenden Stromtarif einen zeit- und kostenoptimalen Ladeplan für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212. Zudem steuert der Backend-Server 130, 230 vorteilhafter Weise den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 automatisch. So muss ein Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 den Energiespeicher 1 12, 212 lediglich mit der Stromquelle 122, 222 verbinden und kann sicher sein, dass der Energiespeicher 122, 222 zeit- und kostenoptimal geladen wird. Dabei kann Ladevorgang unterschiedliche, disjunkte Zeitspannen zum Laden des Energiespeichers 1 12, 212 beinhalten (wie weiter unten mit Bezug auf Figur 6 näher erläutert).

Darüber hinaus kann der Fahrer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 einen gewünschten

Abfahrtszeitpunkt angeben. So kann der Fahrer 150, 250 etwa über die Bedieneinheit 1 16, 216 des Fahrzeuges 1 10, 210 oder über das Endgerät 152, 252 eine gewünschte regelmäßige Abfahrtszeit eingeben wie z.B. morgens immer zur gleichen Uhrzeit. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann der Fahrer einen einmaligen gewünschten Abfahrtszeitpunkt eingeben, beispielsweise am nächsten Morgen um 5 Uhr. Diese Eingabe kann über eine entsprechende GUI erfolgen, die z.B. ein Datums- und Uhrzeit- Feld bereitstellt. Der Fahrer 150, 250 kann dann mittels einer Kalender- und Uhrzeit- Funktion den gewünschten Abfahrtszeitpunkt, welcher ein gewünschtes Abfahrtsdatum und eine gewünschte Abfahrtsuhrzeit umfassen kann, eingeben. Alternativ dazu ist jede andere Eingabemethode des gewünschten Abfahrtszeitpunkts zum gewünschten Abfahrtsdatum und zur gewünschten Abfahrtsuhrzeit mittels einer

entsprechenden, die benötigte Funktionalität bereitstellenden GUI über die Bedieneinheit 1 16, 216 oder das Endgerät 152, 252 möglich. Der gewünschte Abfahrtszeitpunkt wird dann bei der Berechnung des optimalen Ladeplans durch den Backend-Server 130, 230 berücksichtigt.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Fahrer 150, 250 einen gewünschten Ladezustand bzw. Mindestladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 am Ende des Ladevorgangs festlegen. Beispielsweise kann der Fahrer 150, 250 über eine entsprechende GUI über die Bedieneinheit 1 16, 216 des Fahrzeuges 1 10, 210 oder über das Endgerät 152, 252 festlegen, dass nach dem Ladevorgang eine Mindestreichweite in Kilometern gewährleistet wird. Wenn der Nutzer bzw. Fahrer 150, 250 keinen gewünschten Ladezustand bzw. Mindestladezustand des

Energiespeichers 1 12, 212 eingibt, kann der Backend-Server 130, 230 standardmäßig einstellen, dass ein vollgeladener bzw. maximal geladener Energiespeicher 1 12, 212 erwünscht ist.

Darüber hinaus kann der Nutzer 150, 250 über die Bedieneinheit 1 16, 216, über das Endgerät 152, 252 oder über die intelligente Wallbox 222 eingeben, ob er zum Abfahrtszeitpunkt eine Vorklimatisierung des Fahrzeugs 1 10, 210 wünscht. Die Vorklimatisierung kann dabei Heizen oder Kühlen des Fahrzeuginnenraums auf eine vom Nutzer eingegebene, gewünschte

Fahrzeuginnenraumtemperatur umfassen. Da eine genaue Fahrzeugklimatisierung zum

Abfahrtszeitpunkt nur möglich ist, wenn diese unmittelbar vor dem gewünschten

Abfahrtszeitpunkt liegt, kann der Backend-Server 130, 230 die Vorklimatisierung unmittelbar vor dem gewünschten Abfahrtszeitpunkt unabhängig von zu diesem Zeitpunkt vorherrschenden Stromkosten des Stromtarifes bzw. einer Stromeinspeisung einer Photovoltaikanlage 126, 226 (siehe unten) erfolgen (wie weiter unten mit Bezug auf Figur 6 erläutert).

Der optimale Ladeplan wird dann zeitoptimal unter Berücksichtigung des gewünschten

Abfahrtszeitpunkts und/oder des gewünschten Ladezustands sowie kostenoptimal unter Berücksichtigung des dem Haushalt 120, 220 der Stromquelle entsprechenden Stromtarifs vom Backend-Server 130, 230 berechnet und die Ausführung des Ladeplans wird gesteuert.

Ein Vorteil des Ladesystems 100, 200 liegt darin, dass die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug 1 10, 210 automatisch an den Backend-Server 130, 230 übermittelt werden und dass der Backend-Server 130, 230 automatisch unter Berücksichtigung der technischen

Zustandsdaten und eines zum Haushalt 120, 220 der Stromquelle 122, 222 zugehörigen Stromtarifs zeit- und kostenoptimal für einen Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 ermittelt und den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 automatisch steuert. So muss der Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 den Energiespeicher 1 12, 212 lediglich mit der Stromquelle 122, 222 verbinden und kann sicher sein, dass der Energiespeicher 1 12, 212 zeit- und kostenoptimal geladen wird, auch wenn der Ladevorgang unterschiedliche, disjunkte

Zeitspannen zum Laden des Energiespeichers 1 12, 212 beinhaltet (vgl. Figur 6). Beispielsweise kann im beispielhaften Ladesystem 100 wie in Figur 1 beschrieben der

Backend-Server 130 ein im Fahrzeug 1 10 befindliches, vernetztes Steuergerät 1 14 veranlassen, den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12 zu der bzw. zu den im optimalen Ladeplan festgelegten Zeitpunkten (wie weiter unten mit Bezug auf Figur 6 beschrieben) durchzuführen. Alternativ dazu kann der Backend-Server 130 den optimalen Ladeplan an das vernetzte

Steuergerät 1 14 senden, so dass die Steuerung des optimalen Ladeplans vom Steuergerät 1 14 aus erfolgt. Bei dem vernetzten Steuergerät 1 14 kann es sich um ein eigenes, die

entsprechende Funktionalität bereitstellendes Steuergerät 1 14 handeln. Alternativ dazu kann das Steuergerät 1 14 zusätzlich noch weitere Funktionalitäten (wie zum Beispiel weiter unten beschrieben) beinhalten.

Die technischen Zustandsdaten können einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 sowie Positionsdaten des Fahrzeugs 1 10, 210, aber auch weitere technische Daten des Fahrzeuges 1 10, 210, die geeignet sind, einen Ladezeitraum für den Energiespeicher 1 12, 212 zu optimieren, umfassen. Beispielsweise können über ein oder mehrere im Fahrzeug 1 10, 210 befindliche Steuergeräte Global Positioning System (GPS)-Positionsdaten des Fahrzeugs 1 10, 210 sowie Daten über einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 aus ein oder mehreren im Fahrzeug 1 10, 210 befindlichen Speichermodulen (nicht gezeigt) ausgelesen und an den Backend-Server 130, 230 über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden.

In einem anderen Beispiel eines Ladesystems 200 wie mit Bezug auf Figur 2 beschrieben kann über eine Power Line Communication (PLC) bei Anbindung des Energiespeichers 212 an die Stromquelle 222 (z.B. eine intelligente Wallbox) über ein geeignetes Ladekabel eine

Übertragung von Positionsdaten des Fahrzeugs 210 an die intelligente Wallbox 222 oder den Backend-Server 230 bzw. von Identifikationsdaten der intelligenten Wallbox 222 an das

Fahrzeug 210 stattfinden. Zudem kann ein im Fahrzeug 210 befindliches Steuergerät 214 die entsprechenden Daten über einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 212 aus einem im Fahrzeug 210 befindlichen Speichermodul (nicht gezeigt) auslesen und über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle an den Backend-Server 230 senden. Bei der Stromquelle kann es sich um eine so genannte "intelligente" Wallbox 222 handeln, welche zumindest eine

Speichereinheit (nicht gezeigt) und ein Steuergerät 224 umfasst und in der Lage ist, sich mit anderen verteilten Geräten zu vernetzen. Bei Anschluss des Energiespeichers 212 des

Fahrzeugs 210 an die "intelligente" Wallbox 222 über ein geeignetes Ladekabel kann das Steuergerät 224 der Wallbox 222 GPS-Positionsdaten sowie den aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 212 empfangen bzw. erfassen und über eine geeignete

Kommunikationsschnittstelle an den Backend-Server 230 senden. Alternativ dazu kann die „intelligente" Wallbox 222 den aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 212 von ein oder mehreren im Fahrzeug 210 befindlichen Speichereinheiten auslesen und eigene Positionsdaten (hinterlegt bzw. über ein eigenen GPS-Modul ermittelt) oder eine eigene Identifikationsnummer (die z.B. im Backend-Server 230 zusammen mit einer bestimmten Position in einem

Speichermodul 232 hinterlegt ist) zusammen mit den ausgelesenen Daten über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle an der Backend-Server 230 senden. Bei der intelligenten Wallbox 222 können sämtliche hierin beschriebenen Einstellungen statt über die Bedieneinheit 1 16, 216 oder über das Endgerät 152, 252 auch über eine entsprechende Eingabevorrichtung an der Wallbox 222 durchgeführt werden.

Anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs 210 /der Wallbox 222 bzw. anhand der

Identifikationsdaten der Stromquelle 222, die an eine bestimmte Position gekoppelt ist, kann der Backend-Server 230 erkennen, um welchen zur Stromquelle 222 zugehörigen Haushalt 220 es sich bei dem Ladevorgang handelt und so einen - z.B. zuvor hinterlegten (vgl. Figur 3) - Stromtarif zur Berechnung des optimalen Ladeplans identifizieren. Zudem kann der Backend- Server 230 unter Berücksichtigung des aktuellen Ladezustands des Energiespeichers 212 und einer maximalen Ladekapazität des Energiespeichers 212 (kann auch mit den technischen

Zustandsdaten an den Backend-Server 230 übermittelt werden oder bereits für jedes Fahrzeug 210 in einer Speichereinheit 232 des Backend-Servers 230 hinterlegt sein) eine elektrische Ladegröße ermitteln (Ladebedarf), welche die Basis für die Berechnung des optimalen

Ladeplans darstellt.

Das Ladesystem 100, 200 kann zudem einen digitalen Stromzähler 125, 225 umfassen, der einen aktuellen Stromverbrauch eines zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220 erfassen kann. In diesem Fall kann der Backend-Server 130, 230 den optimale Ladeplan zudem unter Berücksichtigung des aktuellen Stromverbrauchs sowie einer maximalen

Stromkapazität des zugehörigen Haushalts 120, 220 berechnen.

Bei einem digitalen Stromzähler bzw. Smart Meter 125, 225 handelt es sich um einen digitalen Energiezähler, der in ein Kommunikationsnetz eingebunden ist und in der Lage ist, Daten über einen tatsächlichen Energieverbrauch des zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220 sowie eine tatsächliche Nutzungszeit zu ermitteln und die ermittelten Daten automatisch an eine dritte verteilte und vernetzte Einheit, in diesem Fall an den Backend-Server 130, 230, zu übermitteln. Alternativ dazu kann der Backend-Server 130, 230 die erhobenen Daten auch über Polling bzw. einen Sendeaufruf vom Smart Meter 125, 225 erlangen. In einem weiteren Beispiel kann der Backend-Server 130, 230 auf Basis vergangener Daten des zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220, die es vom Smart Meter 125, 225 empfangen hat, ein Stromverbrauchsprofil des Haushalts 120, 220 erstellen und das

Stromverbrauchsprofil zur Berechnung des optimalen Ladeplans nutzen. Ein Vorteil der Einbindung des aktuellen Stromverbrauchs des zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220 sowie der maximalen Stromkapazität des Haushalts 120, 220 in die Berechnung des optimalen Ladeplans liegt darin, dass Überlastsituationen vermieden werden indem bei einem hohen aktuellen Stromverbrauch im Haushalt 120, 220 die

Ladeleistung der Stromquelle 122, 222 für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 durch den Backend-Server 130, 230 entsprechend angepasst wird, wobei gleichzeitig der zeit- und kostenoptimale Ladeplan entsprechend der angepassten Ladeleistung der Stromquelle 122, 222 erstellt werden kann. Darüber hinaus wird eine Anzahl benötigter Regulierungen, die während der Durchführung des optimalen Ladeplans aufgrund von Abweichungen zum optimalen Ladeplan durchgeführt werden müssen, minimiert. Dadurch kann der optimale Ladeplan auch optimal durchgeführt werden, so dass zum durch den Fahrer 150, 250 gewünschten Zeitpunkt (optional) das Fahrzeug 1 10, 210 den gewünschten Ladezustand aufweist.

Vorzugsweise kann der Backend-Server 130, 230 Änderungen im für die Berechnung des optimalen Ladeplans relevanten Stromverbrauch erfassen und unter Berücksichtigung dieser Änderungen im Stromverbrauch eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans durchführen.

Beispielsweise kann der Backend-Server 130, 230 während des Ladezeitraums bzw. der Ladezeiträume des berechneten optimalen Ladeplans in regelmäßigen Abständen vom Smart Meter 125, 225 Daten hinsichtlich des aktuellen Stromverbrauchs anfragen (Polling). Falls der aktuelle Stromverbrauch sich über einen vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Schwellenwert hinaus verändert, kann der Backend-Server 130, 230 eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans vornehmen. Der Backend-Server 130, 230 kann den Ladevorgang des

Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend der Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans steuern (entweder aktiv, oder indem der Ladeplan an das Steuergerät 1 14 des Fahrzeugs 210 bzw. an das Steuergerät 224 der Wallbox 222 gesendet und von dort aus die Ausführung gesteuert wird). Ein Vorteil der Erfassung und Berücksichtigung von Änderungen des Stromverbrauchs des zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220 liegt darin, dass der optimale Ladeplan hinsichtlich der maximalen Stromkapazität des Haushalts 120, 220 dynamisch an relevante Änderungen des Stromverbrauchs anpassen kann. So können bei Erhöhung des aktuellen Stromverbrauchs Überlastungssituationen vermieden werden und bei Erniedrigung des aktuellen Stromverbrauchs der Ladeplan hinsichtlich der Zeit und Kosten für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 dynamisch optimiert werden.

Der Backend-Server 130, 230 kann bei der Erstellung des optimalen Ladeplans zudem zur Haushalt 120, 220 der Stromquelle 122, 222 zugehörige, intelligente Haushaltsgeräte (nicht gezeigt) derart steuern, dass ein optimaler Stromverbrauch im zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalt 120, 220 während für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 berechneter Ladezeiten vorherrscht.

Beispielsweise kann der Smart Meter 125, 225 mit intelligenten Haushaltsgeräten - wie z.B. entsprechend ausgerüstete Waschmaschinen und Spülmaschinen - vernetzt sein. Der

Backend-Server 130, 230 kann über den Smart Meter 125, 225 die vernetzten Haushaltsgeräte derart steuern, dass sie während der für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 berechneten Ladezeiten (vgl. Figur 6) ausgeschaltet bzw. nicht erst eingeschaltet werden und nach den für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 berechneten Ladezeiten (wieder) eingeschaltet werden.

Dies hat den Vorteil, dass der Ladeplan noch zeit- und kostenoptimaler erstellt werden kann wobei gleichzeitig Überlastungssituationen des zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220 vermieden werden.

Das Ladesystem 100, 200 kann zudem eine Photovoltaikanlage 126, 226 umfassen, die in einen zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalt 120, 220 Strom einspeisen kann. Der Backend- Server 130, 230 kann den optimalen Ladeplan zudem unter Berücksichtigung einer aktuellen Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 berechnen. Unter dem Begriff „aktuelle Stromeinspeisung" ist ein für den Ladevorgang des

Energiespeichers 1 12, 212 relevanter Zeitraum der Stromeinspeisung (vgl. Figur 6) durch die Photovoltaikanlage 126, 226 zu verstehen. Beispielsweise kann der Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 einmalig Leistungsdaten und/oder Zustandsdaten der Photovoltaikanlage 126, 226 über eine geeignete die Bedieneinheit 1 16, 216 bzw. ein Endgerät 152, 252 an den Backend-Server 130, 230 senden. Der Backend-Server 130, 230 kann die empfangenen Leistungsdaten und/oder Zustandsdaten beispielsweise in einer Speichereinheit 132, 232 hinterlegen. Vor jeder Berechnung des optimalen Ladeplans kann der Backend-Server 130, 230 zunächst von einem digitalen Stromzähler 127, 227 eine zum Plug-in Zeitpunkt vorherrschende Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 in den Haushalt 120, 220 abrufen. Zudem kann der Backend-Server 130, 230 von einem entsprechenden Service Provider bzw. Dienstanbieter 140, 240 aktuelle Wetterdaten sowie eine Wetterprognose erfragen (request- response). Dabei kann der Service Provider 140, 240 der Backend-Server 130, 230 selbst sein. Alternativ dazu kann der Service Provider 140, 240 ein beliebiger, über das Internet aufrufbarer Server sein. Unter Berücksichtigung der hinterlegten Leistungsdaten und/oder Zustandsdaten der Photovoltaikanlage 126, 226, der zum Plug-In-Zeitpunkt vorherrschenden Stromeinspeisung (vom digitalen Stromzähler 127, 227 erfragt), der erfragten Wetterdaten sowie der aktuellen Wetterprognose die voraussichtliche Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 während des für den Ladevorgang relevanten Zeitraums (aktuelle Stromeinspeisung) berechnen. Der Backend-Server 130, 230 kann dann die aktuelle Stromeinspeisung bei der Berechnung des optimalen Ladeplans berücksichtigen. Somit kann über den Backend-Server 130, 230 ein komplexer Ladeplan realisiert werden, der beinhaltet, dass ein Ladevorgang unterbrochen und später fortgesetzt werden kann.

Dazu kann der Nutzer 150, 250 über die Bedieneinheit 1 16, 216 bzw. das Endgerät 152, 252 eingeben, ob er für Ladevorgänge des Energiespeichers 1 12, 212 einen besonders hohen Anteil an durch die Photovoltaikanlage 126, 226 eingespeisten Solarstrom bevorzugt. Diese Präferenz kann in der Speichereinheit 132, 232 des Backend-Servers 130, 230 hinterlegt werden.

Vorteilhafter Weise kann der optimale Ladeplan unter Berücksichtigung dieser Präferenz den Ladevorgang auf besonders umweltfreundliche Weise erstellt werden.

Der Backend-Server 130, 230 kann darüber hinaus Änderungen in der Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 erfassen und unter Berücksichtigung dieser Änderungen in der Stromeinspeisung eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans durchführen. Der Backend- Server 130, 230 kann den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend der Neu- Berechnung des optimalen Ladeplans steuern. Beispielsweise kann der Backend-Server 130, 230 in regelmäßigen Abständen während des für den Ladevorgang relevanten Zeitraums (vgl. Figur 6) Änderungen in der Wetterprognose erfassen (von den ein- oder mehreren Service Providern 140, 240 abrufen bzw. empfangen) und somit eine Neu-Berechnung der aktuellen Stromeinspeisung durchführen. Zudem oder alternativ dazu kann der Backend-Server 130, 230 durch vom digitalen Stromzähler 127, 227 ermittelte tatsächliche Stromeinspeisungsdaten erkennen, ob diese von der„aktuellen Stromeinspeisung" abweichen.

Unterscheidet sich die neu berechnete oder gemessene aktuelle Stromeinspeisung von der zuvor berechneten aktuellen Stromeinspeisung (die bei der Berechnung des aktuellen optimalen Ladeplans berücksichtigt wurde) über einen vordefinierten bzw. vordefinierbaren Schwellenwert hinaus, berechnet der Backend-Server 130, 230 den optimalen Ladeplan unter Berücksichtigung der neu berechneten aktuellen Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 neu. Der Backend-Server 130, 230 steuert dann den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend des neu berechneten optimalen Ladeplans. Vorteilhafter Weise kann dadurch der optimale Ladeplan dynamisch an eine tatsächliche Stromeinspeisung durch die

Photovoltaikanlage 126, 226 angepasst werden.

Vorzugsweise ist die Stromquelle 122, 222 eine Wandladestation bzw. Wallbox, die den berechneten, optimalen Ladeplan vom Backend-Server 130, 230 empfangen und die

Ausführung des optimalen Ladeplans steuern kann.

Beispielsweise kann es sich bei der Wandladestation 122, 222 um eine so genannte intelligente Wandladestation 222 handeln, die sich z.B. über das Wireless Local Area Network (W-LAN) mit anderen verteilten und vernetzten Geräten vernetzen kann. So kann die intelligente

Wandladestation 222 den optimalen Ladeplan vom Backend-Server 230 empfangen und mithilfe eines entsprechenden Steuergeräts 224 die Ausführung des optimalen Ladeplans steuern.

Somit kann eine Vielzahl an intelligenten Wandladestationen 222 mit dem Backend-Server 230 verbunden werden kann. Nachdem der Backend-Server 230 die entsprechenden optimalen Ladepläne berechnet hat, kann er diese an die entsprechenden intelligenten Wandladestationen 222 senden, die dann die Ausführung lokal steuern. Somit wird eine zentrale Erstellung und Verwaltung optimaler Ladevorgänge durch den Backend-Server 230 ermöglicht. Der Nutzer 150, 250 kann vom Backend-Server 130, 230 über die Bedieneinheit 1 16, 216 oder über das Endgerät 152, 252 eine Historie über sämtliche Ladevorgänge und ersparte Kosten durch die automatischen, zeit- und kostenoptimierten Ladevorgänge über die Energiequelle 122, 222 im Vergleich zu konventionellen Ladevorgängen abrufen. Der Nutzer 150, 250 hat die Möglichkeit, den zeit-und kostenoptimalen Ladevorgang durch einen„sofort Laden"- Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 zu überschreiben, der z.B. über die Bedieneinheit 1 16, 216, über das Endgerät 152, 252 oder über die intelligente Wallbox 222 optional ausgewählt werden kann. Beim nächsten Ladevorgang wird dann automatisch wieder die Berechnung und Steuerung des optimalen Ladeplans durch den Backend-Server 130, 230 durchgeführt.

Somit kann das Ladesystem 100, 200 vorteilhafter Weise kurzfristige Stromtarifschwankungen sowie den in den Haushalt 120, 220 eingespeisten Strom einer Photovoltaikanlage 126, 226 berücksichtigen und dynamisch - je nach Einstellung des Nutzers - zeit-, kosten-, und umweltoptimale Ladepläne zum Laden von Energiespeichern 1 12, 212 erstellen.

Figur 3 zeigt beispielhafte Schritte, die bei der Hinterlegung eines Stromtarifs zu einem zur Stromquelle 1 12, 212 zugehörigen Haushalt 120, 220 durch einen Nutzer 150, 250 durchgeführt werden können. Der Nutzer 150, 250 kann über ein entsprechendes Endgerät 152, 252 bzw. eine im Fahrzeug 1 10, 210 vorhandene Bedieneinheit 1 16, 216 beispielsweise eine Postleitzahl (PLZ) bzw. einen Ort eingeben (Schritt 310) über eine entsprechende GUI eingeben. Die eingegebenen Daten werden dann an den Backend-Server 130, 230 gesendet. In Schritt 320 fragt der Backend-Server 130, 230 zur eingegebenen PLZ verfügbare Stromanbieter und/oder Stromtarife über zumindest einen Service Provider 140, 240 an (Request). Beispielsweise kann es sich bei dem Service Provider 140, 240 um einen externen Server handeln, der die entsprechende Funktionalität über das Client-Server Paradigma anbietet. Als Antwort bereitet der Service Provider 140, 240 eine entsprechende Auflistung von verfügbaren Stromanbietern und/oder -tarifen vor (Response, Schritt 330) und sendet diese an den Backend-Server 130, 230. Der Backend-Server 130, 230 leitet die erhaltene Response an das Endgerät 152, 252 bzw. die Bedieneinheit 1 16, 216 weiter (Schritt 340). In der GUI des Endgeräts 152, 252 bzw. der Bedieneinheit 1 16, 216 werden die in der Response enthaltenen Stromanbieter und/oder Stromtarife angezeigt (Schritt 350). Über die GUI kann der Nutzer 150, 250 des Endgeräts 152, 252 bzw. der Bedieneinheit 1 16, 216 einen Stromanbieter und einen entsprechenden, dem Haushalt 120, 220 zugehörigen Stromtarif (der für die Stromabrechnung des Haushalts 120, 220 relevant ist), auswählen (Schritt 360). Diese Auswahl wird an den Backend-Server 130, 230 gesendet und dort in einer Speichereinheit 132, 232 als zu dem Haushalt 120, 220 zugehörig hinterlegt (Schritt 370). Diese Schritte müssen lediglich einmalig bei Registrierung eines zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalts 120, 220 bzw. zusätzlich bei Stromanbieter-/oder Tarifwechsel durchgeführt werden.

Es versteht sich, dass die Übermittlung des zum Haushalt 120, 220 zugehörigen Stromtarifs durch den Nutzer 150, 250 an den Backend-Server 130, 230 auch auf jede andere geeignete Weise erfolgen kann.

Darüber hinaus können Änderungen im zum Haushalt 120, 220 zugehörigen Stromtarif, wie z. B. Kostensteigerungen oder Kostensenkungen, ermittelt werden (Schritt 380). Beispielsweise kann der Service Provider 140, 240 dem Backend-Server 130, 230 bei jeder Änderung hinsichtlich des hinterlegten Stromtarifs eine entsprechende Nachricht senden. In einem anderen Beispiel kann der Backend-Server 130, 230 in regelmäßigen Abständen eine Anfrage an den Service Provider 140, 240 hinsichtlich Änderungen in Stromtarifen senden und von diesem eine entsprechende Antwort erhalten.

Figur 4 zeigt beispielhafte Schritte, die bei der Berechnung des optimalen Ladeplans durchgeführt werden können. Es versteht sich, dass einige Schritte optional durchgeführt werden bzw. einige Schritte in ihrer Reihenfolge geändert ablaufen können.

Wie mit Bezug auf Figuren 1 und 2 erläutert, sendet das Fahrzeug 1 10, 210 bei Anschluss des Energiespeichers 1 12, 212 an die Stromquelle 122, 222 technische Zustandsdaten des

Fahrzeugs 1 10, 210 an den Backend-Server 130, 230 (Schritt 410). Die technischen

Zustandsdaten können einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 des Fahrzeugs 1 10, 210 sowie Positionsdaten des Fahrzeugs 1 10, 210 umfassen. Der Backend- Server 130, 230 kann dann eine Auswertung der technischen Zugangsdaten durchführen (Schritt 420). Beispielsweise kann der Backend-Server 130, 230 aus den Positionsdaten des Fahrzeugs 1 10, 210 sowie des aktuellen Ladezustands des Energiespeichers 1 12, 212 den Ladebedarf ermitteln (wie weiter oben mit Bezug auf Figuren 1 und 2 erläutert). Anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs 1 10/der Wallbox 222 bzw. anhand der Identifikationsdaten der Wallbox 222, die an eine bestimmte Position gekoppelt ist, kann der Backend-Server 130, 230 erkennen, um welchen zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalt 120, 220 es sich bei dem Ladevorgang handelt und so einen - z.B. zuvor hinterlegten - Stromtarif zur Berechnung des optimalen Ladeplans von der Speichereinheit 132, 232 abrufen bzw. abfragen (Schritt 420). Für den Fall, dass zu diesem Haushalt 120, 220 auch eine Photovoltaikanlage 126, 226 hinterlegt ist, kann in einem nächsten Schritt der Backend-Server 130, 230 hinterlegte

Leistungsdaten und/oder Zustandsdaten der Photovoltaikanlage 126, 226 von der

Speichereinheit 132, 232 abrufen bzw. abfragen (Schritt 440). Zudem kann der Backend-Server 130, 230 - falls für den Haushalt 120, 220 z.B. durch den Nutzer 150, 250 hinterlegt - eine aktuellen Hauslast vom digitalen Stromzähler 1 15, 225 abrufen bzw. abfragen oder - wie weiter oben mit Bezug auf Figuren 1 und 2 erläutert, aus dem Stromverbrauchsprofil des Haushalts 120, 220 auslesen (Schritt 445, dieser Schritt wird näher mit Bezug auf Figur 5 erläutert).

Basierend auf den ermittelten Daten kann der Backend-Server 130, 230 den optimalen

Ladeplan berechnen und an das vernetzte Steuergerät 1 14 im Fahrzeug 1 10 bzw. das

Steuergerät 224 in der intelligenten Wallbox 222 senden (Schritt 450). Das entsprechende Steuergerät 1 14 bzw. 224 kann den Ladeplan empfangen (Schritt 460) und die Ausführung des Ladevorgangs des Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend des optimalen Ladeplans steuern (Schritt 470). Alternativ dazu kann der Backend-Server 130, 230 die Ausführung des

Ladevorgangs des Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend des optimalen Ladeplans steuern (Schritt 470). Wie weiter oben beschrieben, kann der Backend-Server 130, 230 Änderungen bzw.

Schwankungen in der Hauslast des Haushalts 120, 220 erkennen (Schritt 480). Beispielsweise kann der Backend-Server 130, 230 während des Ladezeitraums bzw. der Ladezeiträume des berechneten optimalen Ladeplans (vgl. Figur 6) in regelmäßigen Abständen vom Smart Meter 125, 225 Daten hinsichtlich des aktuellen Stromverbrauchs anfragen (Polling). Falls der aktuelle Stromverbrauch sich über einen vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Schwellenwert hinaus verändert, kann der Backend-Server 130, 230 eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans vornehmen (Schritt 490). Der Backend-Server 130, 230 kann den Ladevorgang des

Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend der Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans steuern (entweder aktiv, oder indem der Ladeplan an das Steuergerät 1 14 des Fahrzeugs 1 10 bzw. an das Steuergerät 224 der Wallbox 222 sendet und von dort aus die Ausführung gesteuert wird) (Schritt 470).

Zudem kann der Backend-Server 130, 230 Tarifänderungen (z.B. Preiserhöhungen,

Preissenkungen oder neue/zusätzliche Preisschwankungen über den Tag hinweg) erkennen (Schritt 485). Beispielsweise kann der Service Provider 140, 240 dem Backend-Server 130, 230 bei jeder Tarifänderung eine entsprechende Nachricht senden. In einem anderen Beispiel kann der Backend-Server 130, 230 in regelmäßigen Abständen eine Anfrage an den Service Provider 140, 240 hinsichtlich Tarifänderungen senden und von diesem eine entsprechende Antwort erhalten. Falls der Stromtarif sich über einen vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren

Schwellenwert hinaus verändert, kann der Backend-Server 130, 230 eine Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans vornehmen (Schritt 490). Der Backend-Server 130, 230 kann den

Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 entsprechend der Neu-Berechnung des optimalen Ladeplans steuern (entweder aktiv, oder indem der Ladeplan an das Steuergerät 1 14 des Fahrzeugs 1 10 bzw. an das Steuergerät 224 der Wallbox 222 sendet und von dort aus die Ausführung gesteuert wird) (Schritt 470).

Figur 5 zeigt beispielhafte Schritte, die bei der Berechnung der aktuellen Stromerzeugung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 durchgeführt werden können.

Zunächst muss der Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 einmalig über das Endgerät 152, 252 bzw. die Bedieneinheit 1 16, 216 Leistungsdaten und/oder Zustandsdaten der

Photovoltaikanlage 126, 226 eingeben. Die eingegebenen Leistungsdaten und/oder werden dann an den Backend-Server 130, 230 gesendet und dort in einem Speichermodul 132, 232 mit Bezug auf den entsprechenden, zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalt 120, 220 hinterlegt (Schritt 505). Der Bezug zum entsprechenden, zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen Haushalt 120, 220 kann beispielsweise eine Hinterlegung aktueller Positionsdaten (z.B. GPS- Daten) des Fahrzeugs 1 10, 210 umfassen. Zu jedem Plug-in-Zeitpunkt, d.h. bei jeder

Verbindung des Energiespeichers 1 12, 212 mit der Stromquelle (Wallbox bzw. Steckdose) 122, 222 (Schritt 510) fragt der Backend-Server 130, 230 über eine Anfrage bzw. Request von einem oder mehrere Service Providern 140, 240 aktuelle Wetterdaten sowie eine

Wetterprognose an (Request, Schritt 520). Der bzw. die Service Provider 140, 240 generiert eine Antwort, die die aktuellen Wetterdaten und eine Wetterprognose enthält und sendet diese an den Backend-Server 130, 230 (Response, Schritt 530). Zudem ruft der Backend-Server 130, 230 von einem digitalen Stromzähler 127, 227 der zur Photovoltaikanlage 126, 226 gehört, Daten hinsichtlich einer zum Plug-In-Zeitpunkt erfolgten Stromeinspeisung durch diese ab (Schritt 540). Die Schritte 520, und 540 können auch gleichzeitig bzw. in umgekehrter

Reihenfolge durchgeführt werden. Basierend auf den hinterlegten Leistungsdaten, der Daten hinsichtlich der zum Plug-In-Zeitpunkt erfolgten Stromeinspeisung, den Wetterdaten und der Wetterprognose berechnet der Backend-Server 130, 230 schließlich die aktuelle

Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 (Schritt 550). Der Begriff„aktuelle Stromeinspeisung" umfasst die während des für den Ladevorgang des Energiespeichers 1 12, 212 relevanten Zeitraums berechnete Stromeinspeisung. Die aktuelle Stromeinspeisung wird bei der Berechnung des optimalen Ladeplans berücksichtigt (Schritt 450).

Insbesondere kann der Nutzer 150, 250 dabei einmalig oder für jeden Ladevorgang des

Energiespeichers 1 12, 212 separat über das Endgerät 152, 252 bzw. die Bedieneinheit 1 16, 216 des Fahrzeugs 1 10, 210 eingeben, ob dieser einen kostenoptimalen Ladevorgang bzw. einen möglichst hohen Photovoltaik-Stromanteil im Ladevorgang bevorzugt.

Figur 6 zeigt einen beispielhaften optimalen Ladeplan, der vom Backend-Server 130, 230 unter Berücksichtigung relevanter Parameter berechnet wurde. Die vertikale Linie 610 zeigt einen Zeitpunkt an, an dem der Energiespeicher 1 12, 212 mit der Stromquelle 122, 222 verbunden wird (Plug-in). Unmittelbar nach diesem Zeitpunkt werden die technischen Zustandsdaten vom Fahrzeug 1 10, 210 an den Backend-Server 130, 230 gesendet. Die vertikale Linie 620 zeigt einen Zeitpunkt an, der dem vom Nutzer 150, 250 des Fahrzeugs 1 10, 210 gewünschten, eingegebenen Abfahrtszeitpunkt entspricht. In diesem Beispiel hat der Nutzer 150, 250 keine Angaben zu einem gewünschten Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 gemacht. Bei fehlenden Angaben zum gewünschten Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 kann der Backend-Server 130, 230 standardmäßig davon ausgehen, dass der Nutzer 150, 250 einen vollgeladenen bzw. maximal möglich geladenen Energiespeicher 1 12, 212 wünscht.

Die Linie 630 zeigt beispielhafte Änderungen in den Kosten/KWh über Zeitraum zwischen dem Plug-in und dem Abfahrtszeitpunkt entsprechend dem zur Stromquelle 122, 222 zugehörigen, dynamischen Stromtarif an.

Kurve 640 zeigt eine voraussichtliche Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226, beispielsweise in KW (aktuelle Stromeinspeisung). Es ist selbstverständlich, dass die voraussichtliche Stromleistung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 in keinerlei Verhältnis zu den Kosten/KWh steht, sondern nur zur besseren Visualisierung der optimalen Auswahl der Ladezeitfenster 650A, 650B, 650C dient. Mit anderen Worten zeigt diese Kurve nicht die

Kosten/KWh an (siehe Beschriftung y-Achse), sondern eine voraussichtliche Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226, beispielsweise in KW.

Die Kurve beginnt nach dem Plug-in bei„0" der y-Achse, beispielsweise weil in diesen bzw. kurz vor diesen Zeitpunkt der Sonnenaufgang fällt (den der Backend-Server 130, 230 von einem oder mehreren Service Providern 140, 240) anfragt. In einem anderen Beispiel kann der Backend- Server 130, 230 entsprechende Daten für einen vorbestimmten Zeitraum abfragen und in der Speichereinheit 132, 232 hinterlegen. In diesem Fall würde die Abfrage der zum Plug-in

Zeitpunkt erfolgten Stromeinspeisung 0 KW betragen bzw. eine Anfrage an den digitalen Stromzähler 127, 227 könnte entfallen. Der Backend-Server 130, 230 kann ein durch die Art und/oder Leistung der Photovoltaikanlage 126, 226 begründete zeitliche Verschiebung zwischen der ersten Sonneneinstrahlung (durch den Sonnenaufgang) und eine tatsächliche Stromgenerierung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 vom Backend-Server 130, 230 berücksichtigen. Die Zeiträume 650 A, 650 B und 650 C zeigen drei beispielhafte Ladezeiträume an, die für das Vollladen des Energiespeichers 1 12, 212 im optimalen Ladeplan durch den Backend-Server 130, 230 ermittelt wurden. Es ist zu erkennen, dass der erste Ladezeitraum 650 A in den Zeitraum fällt, in dem für die Photovoltaikanlage 126, 226 die höchste Stromeinspeisung im Zeitraum zwischen Plug-in 610 und gewünschtem Abfahrtszeitpunkt 620 fällt. Der nächste Ladezeitraum 650 B fällt in einen Zeitraum, in dem die Kosten/KWH in den Zeitraum zwischen Plug-in 610 und gewünschten Abfahrtszeitpunkt 620 am niedrigsten sind und endet, bevor der Zeitraum mit den niedrigsten Kosten endet, da der Energiespeicher 1 12, 212 des Fahrzeugs 1 10, 210 in diesem Beispiel vollgeladen ist. Der dritte Ladezeitraum 650 C fällt unmittelbar vor den Abfahrtszeitpunkt 620. In diesem Beispiel hat der Nutzer 150, 250 über das Endgerät 152, 252 bzw. über die Bedieneinheit 1 16, 216 des Fahrzeugs 1 10, 210 eingegeben, dass er zum Abfahrtszeitpunkt 620 eine Vor-Klimatisierung des Fahrzeugs 1 10, 210 wünscht. Da aufgrund der fehlenden Angaben zum gewünschten Ladezustand des Energiespeichers 1 12, 212 standardmäßig davon ausgegangen wird, dass der Nutzer 150, 250 einen vollgeladenen Energiespeicher 1 12, 212 vorfinden möchte, wird die Energie zur Vorklimatisierung aus der Stromquelle 122, 222 entnommen, ohne dass die zu diesem Zeitpunkt vorherrschenden

Kosten/KWh bzw. die Stromeinspeisung durch die Photovoltaikanlage 126, 226 berücksichtigt wird. In diesem Beispiel wird die Energie für die Vorklimatisierung aus der Stromeinspeisung der Photovoltaikanlage 126, 226 entnommen, da die Kosten/KWh zu diesem Zeitpunkt maximale Kosten im Zeitraum zwischen Plug-in 610 und Abfahrtszeitpunkt 620 darstellen.