Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug in einer Ladesäule mit den Verfahrensschritten Registrieren eines ersten Initialvorganges, Evaluieren des ersten Initialvorganges, Start des Ladevorganges in Abhängigkeit des Evaluationsergebnisses, wobei der erste Initialvorgang verschieden ist von einem Startbefehl eines Nutzers zum Start eines Ladevorganges, sowie eine Ladesäule zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Derzeit benötigen Ladevorgänge zur Aufladung von Elektrofahrzeugen, die mit einem Elektromotor betrieben werden, einen im Vergleich zur Betankung von Fahrzeugen, die mit einem Flüssigkraftstoff (v.a. Benzin- oder Dieselkraftstoff) betrieben werden, verhältnismäßig langen Zeitaufwand. Dies liegt zum Teil an einer geringen Ladeleistung einer Ladevorrichtung, z.B. einer Ladesäule.

Ein weiterer Grund ist der verhältnismäßig lange Zeitaufwand, den ein Nutzer für den Anschluss eines Ladekabels, die Authentifizierung und den Bezahlvorgang des Ladevorgangs aufwenden muss. Außerdem ist gerade in Bereichen, die eine geringe Dichte von Lademöglichkeiten zur Verfügung stellt, bei den derzeitigen langen Standzeiten eines Elektrofahrzeugs an eben jenen Lademöglichkeiten eine nicht belegte

Lademöglichkeit schwer auffindbar, was den Ladevorgang nochmals verlängert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für Elektrofahrzeuge bereitzustellen, mit dem ein Elektrofahrzeug schneller und für einen Nutzer komfortabler aufgeladen werden kann. Es ist ebenfalls die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladesäule für die Aufladung von Elektrofahrzeugen zur Verfügung zu stellen, mit der ein Elektrofahrzeug schneller und für einen Nutzer komfortabler aufgeladen werden kann.

Die Aufgabe wird mittels des Verfahrens zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Das Verfahren zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug weist drei Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt wird ein erster Initialvorgang registriert. Der erste Initialvorgang kann durch eine aktive Nutzereingabe in unmittelbarer Nähe der Ladevorrichtung registriert werden. Möglich ist z.B. eine Eingabe in eine HMI- Einheit an der Ladevorrichtung. Denkbar ist auch eine Eingabe z.B. über ein Smartphone aus einer räumlichen Distanz zur Ladevorrichtung. Der erste Initialvorgang kann aber vorteilhafterweise auch ohne aktive Nutzereingabe registriert werden, z.B. durch Abstellen eines zu ladenden Elektrofahrzeugs in unmittelbar oder mittelbarer Umgebung der Ladevorrichtung. Im zweiten Verfahrensschritt wird der erste Initialvorgang evaluiert. Insbesondere wird ein Zeitpunkt und/oder ein Zeitfenster evaluiert, in dem ein Ladevorgang stattfinden wird. Zusätzlich können Parameter für den eigentlichen Ladevorgang ermittelt werden. Im dritten Verfahrensschritt wird der Ladevorgang in Abhängigkeit des Evaluationsergebnisses gestartet.

Erfindungsgemäß ist der erste Initialvorgang verschieden von einem Startbefehl eines Nutzers zum Start eines Ladevorgangs. Ein Startbefehl eines Nutzers im Rahmen dieser Schrift ist eine aktive Eingabe des Nutzers in ein oder mehrere Bedienelemente an der Ladesäule und/oder eine aktive Eingabe in ein mit der Ladesäule verbundenes Kommunikationsgerät, z.B. ein Smartphone. Eine Übertragung elektrischer Energie von der Ladesäule zum Elektrofahrzeug erfolgt unmittelbar nach dem Startbefehl eines Nutzers. Im Rahmen dieser Schrift wird unter dem Start eines Ladevorgangs neben der Abgabe von elektrischer Energie an ein Elektrofahrzeug auch der Start und/oder die Beendigung der Abgabe von elektrischer Energie an ein Elektrofahrzeug verstanden.

Ebenfalls im Sinne dieser Schrift wird unter dem Start eines Ladevorgangs insbesondere der Start einer Energiekonversion, z.B. von einem flüssigen und/oder gasförmigen Energieträger in elektrische Energie, der eigentliche Vorgang der Energiekonversion und die Beendigung der Energiekonversion verstanden.

Ebenfalls im Sinne dieser Schrift wird unter dem Start eines Ladevorgangs der Start eines Abrechnungsprozesses, m.a.W. der Bezahlvorgang der abgegebenen elektrischen Energie an ein Elektrofahrzeug, der Abrechnungsprozess und die Beendigung eines Abrechnungsprozesses verstanden.

Weiterhin wird im Sinne dieser Schrift unter dem Start eines Ladevorgangs die Ansteuerung einer elektrischen Komponente verstanden, die Teil des Energieversorgungsstranges zwischen dem Anschluss für das Ladekabel und dem Anschluss der Ladesäule an ein Stromnetz und/oder einer Energiekonversionseinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für den Ladevorgang ist. Dies kann beispielsweise ein Pufferspeicher für zur Aufladung von Elektrofahrzeugen bestimmter elektrischer Energie, ein Wechsel- und/oder Gleichrichter, ein Netzteil und/oder ein Spannungswandler sein.

Eine Energiekonversion im Sinne dieser Schrift kann z.B. durch Photovoltaik, Konversion von Windkraft zu elektrischer Energie, durch eine Brennstoffzelle und/oder einen Verbrennungsmotor mit angeschlossenem Generator erfolgen oder auch die Konversion von Wechselstrom zu Gelichstrom oder umgekehrt sein. Ein Elektrofahrzeug im Sinne dieser Schrift ist ein Kraftfahrzeug, das zumindest teilweise durch einen Elektromotor angetrieben wird, der zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mit Strom aus einem im Kraftfahrzeug angeordneten elektrischen Energiespeicher versorgt werden muss. Derartige Elektrofahrzeuge sind z.B. reine Elektrofahrzeuge (BEV), außerdem Plug-In-Hybridfahrzeuge, E-Scooter, E-Roller, E-Bikes.

Insbesondere wird der erste Initialvorgang vor dem Startbefehl eines Nutzers zum Start eines Ladevorgangs registriert. Der Ladevorgang beginnt daher also, bevor ein Nutzer einen Startbefehl gibt. Dadurch wird die Zeit eines Ladevorgangs zur Aufladung eines Elektrofahrzeugs deutlich reduziert, indem verschiedene Schritte einer Energieübertragung zwischen Ladesäule und Elektrofahrzeug vor dem eigentlichen Startbefehl eines Nutzers zum Start eines Ladevorgangs durchgeführt werden. Insbesondere ist zu nennen der Startvorgang einer Energiekonversion von einem flüssigen und/oder gasförmigen Energieträger in elektrische Energie, der üblicherweise viel Zeit in Anspruch nimmt.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der erste Initialvorgang der Empfang eines Sensorsignals. Mittels des Sensorsignals wird im einfachsten Fall erkannt, dass sich ein Elektrofahrzeug zur Aufladung in unmittelbarer Nähe einer Ladevorrichtung befindet. Alternativ oder zusätzlich kann das Sensorsignal Informationen über den Zeitpunkt des Beginns des Ladevorgangs liefern. Optional kann auch die Näherung eines Nutzers an die Ladesäule als Initialvorgang detektiert werden.

In einerweiteren Gestaltung der Erfindung wird das Sensorsignal von einer Steuerungseinheit in der Ladesäule evaluiert. Die Steuerungseinheit ist ein in der Ladesäule angeordneter Computer mit entsprechender Software/App, die eine Evaluierung des Sensorsignals ermöglichen.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfolgt der erste Initialvorgang durch eine erste Eingabe eines Nutzers. Der erste Initialvorgang kann durch eine aktive Nutzereingabe in unmittelbarer Nähe der Ladevorrichtung registriert werden. Möglich ist z.B. eine Eingabe in eine HMI-Einheit an der Ladevorrichtung. Denkbar ist auch eine Eingabe z.B. über ein Smartphone aus einer räumlichen Distanz zur Ladevorrichtung.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die erste Eingabe des Nutzers durch eine erste Eingabe an einem Element der Ladesäule. Der erste Initialvorgang wird durch eine Nutzereingabe in unmittelbarer Nähe der Ladevorrichtung registriert. Das Element zur Nutzereingabe kann eine Tastatur, ein Fingerprint- und/oder Gesichtserkennungs-Sensor sein und/oder ein Kartenlesegerät.

In einerweiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt die erste Eingabe des Nutzers an einem Element der Ladesäule durch eine erste Eingabe am Bedienfeld. Die erste Eingabe eines Nutzers dient insbesondere der Reservierung der Ladevorrichtung und zur Initialisierung des Abrechnungsprozesses.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die erste Eingabe des Nutzers durch die Entnahme und/oder den Anschluss eines Ladekabels. Im Ladekabel ist üblicherweise zusätzlich zur Stromleitung für eine Energieübertragung von der Ladevorrichtung zum Elektrofahrzeug auch eine Datenleitung angeordnet. Darüber werden Parameter des zu ladenden Elektrofahrzeugs an die Ladevorrichtung übertragen, z.B. ob das Elektrofahrzeug mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom geladen werden muss. Ebenfalls kann eine Authentifizierung von Fahrzeug und/oder Nutzer über die Datenleitung erfolgen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung erfolgt die erste Eingabe des Nutzers über ein Netzwerk zur Ladesäule, z.B. über ein Smartphone oder das Fahrzeug selbst aus einer räumlichen Distanz zur Ladevorrichtung. Dazu kann die Ladesäule an ein Netzwerk angeschlossen sein, mit dem eine Mehrzahl von Ladesäulen verbunden ist. Ein Nutzer kann so eine bestimmte Ladesäule und/oder die für das Elektrofahrzeug und für den gewählten Zeitpunkt geeignete Ladesäule reservieren. In einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die erste Eingabe des Nutzers durch eine Voranmeldung des Nutzers per App/Internet, z.B. über ein Smartphone, das eine entsprechende App aufweist. Ein Nutzer kann so eine bestimmte Ladesäule und/oder die für das Elektrofahrzeug und für den gewählten Zeitpunkt geeignete Ladesäule reservieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der erste Initialvorgang durch die Detektion eines Fahrzeuges auf dem Ladestellplatz. Dazu verfügt die Ladesäule vorteilhafterweise über eine Sensoreinheit. Der Ladevorgang wird gestartet, ohne dass eine aktive Eingabe eines Nutzer erfolgt.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt der erste Initialvorgang durch die Authentifizierung des Nutzers. Die Authentifizierung kann über verschiedene Möglichkeiten erfolgen, z.B. über eine Eingabe eines Passwortes, Fingerprint- oder Gesichtserkennung oder ein Kartenlesegerät. Denkbar ist auch eine Authentifizierung des zu ladenden Elektrofahrzeugs, das über eine entsprechende Einrichtung verfügt. Die Authentifizierung dient insbesondere zur Validierung des Ladevorgangs und zu dessen Abrechnung.

In einerweiteren Gestaltung der Erfindung umfasst der Start des Ladevorganges ein Wake-up aus einem Ruhezustand. Die Ladevorrichtung befindet sich üblicherweise zwischen zwei Ladevorgängen in einem Ruhezustand (Stand-By). Dies mindert insbesondere den Energieverbrauch der Ladevorrichtung selbst.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Start des Ladevorganges ein Starten der Energiekonversion. Je nach Ausführung der Ladevorrichtung benötigt eine Energiekonversion einen zeitlichen Vorlauf, um bei einem Ladevorgang maximale Stromleistung an das Elektrofahrzeug abgeben zu können. So ist z.B. die Vorlaufzeit einer Energiekonversion von Licht zu Strom durch z.B. eine Solarzelle geringer als die Vorlaufzeit einer Energiekonversion eines flüssigen und/oder gasförmigen Energieträgers durch z.B. einen Verbrennungsmotor. Durch geeignete Wahl des Startzeitpunktes einer Energiekonversion mittels eines Verbrennungsmotors wird der Ladevorgang für einen Nutzer deutlich verringert.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Start des Ladevorganges einen Energietransfer zu einem Elektrofahrzeug. Die Ladevorrichtung gibt aufgrund des erfahrungsgemäßen Verfahrens während des Ladevorgangs elektrische Energie mit der aufgrund der Evaluierung des ersten Initialvorgangs mit optimal gewählten Parametern an das Elektrofahrzeug ab. Das Elektrofahrzeug ist während des Ladevorgangs über ein Ladekabel mit der Ladevorrichtung verbunden.

Die Aufgabe wird außerdem mittels der Ladesäule gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den auf Anspruch 15 folgenden Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Ladesäule, die zur Aufladung von Elektrofahrzeugen geeignet ist, weist eine Energiekonversionseinheit, eine Leistungs- und HMI-Einheit sowie eine Steuerungseinheit zur Steuerung des Ladevorgangs auf. Mittels der HMI-Einheit kann ein Nutzer die Ladesäule bedienen. Die HMI-Einheit weist dazu Anzeige- und Bedienelemente auf, die an und/oder in der Nähe der Ladesäule angeordnet sind. Die HMI-Einheit dient insbesondere zur Eingabe und/oder Erfassung von Nutzerdaten. Diese können z.B. über eine Tastatur, mit einem Fingerprint-Sensor, einem Sensor zur Gesichtserkennung sowie einem Kartenlesegerät eingegeben und erfasst werden. Erfindungsgemäß weist die Ladesäule eine Sensoreinheit auf. Die Sensoreinheit kann unterschiedliche Sensoren wie Radar-Ultraschall-Sensoren und/oder eine Kamera aufweisen und/oder mit diesen verbunden sein. Die Sensoreinheit kann auch als Kommunikationsvorrichtung ausgebildet sein, mit der Daten über z.B. ein Netzwerk empfangen und/oder gesendet werden können. In einerweiteren Gestaltung der Erfindung ist die Sensoreinheit mit der Steuerungseinheit in der Ladesäule gekoppelt. Die Steuerungseinheit ist ein in der Ladesäule angeordneter Computer mit entsprechender Software/App, die eine Evaluierung eines Sensorsignals ermöglichen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoreinheit geeignet, ein Fahrzeug auf einem der Ladesäule zugeordneten Ladestellplatz zu erkennen. Der Ladevorgang wird gestartet, ohne dass eine aktive Eingabe eines Nutzers erfolgt.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Sensoreinheit geeignet, die Entnahme und/oder den Anschluss eines Ladekabels zu erkennen. Im Ladekabel ist üblicherweise zusätzlich zur Stromleitung für eine Energieübertragung von der Ladevorrichtung zum Elektrofahrzeug auch eine Datenleitung angeordnet. Darüber werden Parameter des zu ladenden Elektrofahrzeugs an die Ladevorrichtung übertragen, z.B. ob das Elektrofahrzeug mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom geladen werden muss.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Aufladung von Elektrofahrzeugen und der erfindungsgemäßen Ladesäule sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 : Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug

Fig. 2: Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur

Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug, erster Initialvorgang mittels Ladekabel registriert Fig. 3: Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur

Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug, erster Initialvorgang mittels Authentifizierung eines Nutzers durch die Anzeige- und Bedieneinrichtung registriert

Fig. 4: Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur

Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug, erster Initialvorgang mittels Customer Device eines Nutzers registriert

Fig. 5: Ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Verfahrens zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug

Fig. 6: Ein bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom für ein Elektrofahrzeug

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100, das mittels einer Sensoreinheit 4 das zu ladende Elektrofahrzeug 10 registriert. Die Ladesäule 1 weist die Leistungs- und HMI-Einheit 2 sowie eine Energiekonversionseinheit 3 auf. Die Energiekonversionseinheit 3 erzeugt einen primären Ladestrom. Bevorzugt ist eine Energiekonversion aus einem flüssigen und/oder gasförmigen Energieträger in einen Ladestrom, z.B. mittels eines Verbrennungsmotors oder einer Brennstoffzelle. Die Energiekonversionseinheit 3 kann aber auch eine Solarzelle sein, die Licht in einen Strom konvertiert. Möglich ist auch die Erzeugung eines Ladestroms durch Windkraft. Mittels der Leistungs- und HMI-Einheit 2 wird Stromstärke und Spannung des primären Stroms geändert und ggf. ein Wechselstrom in einen Gleichstrom umgewandelt bzw. umgekehrt.

Die Ladesäule 1 befindet sich zwischen den einzelnen Ladevorgängen in einem Ruhezustand. Dabei findet eine Energiekonversion in der Energiekonversionseinheit 3 nicht oder nur in derart eingeschränktem Maße statt, dass die Stromversorgung der in der Ladesäule 1 angeordneten Komponenten wie beispielsweise Sensoreinheit 4, Steuerungseinheit 9 und ggf. Starteinrichtung der Energiekonversionseinheit 3 oder Leistungs- und HMI-Einheit 2 gewährleistet ist. Die Sensoreinheit 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Nahbereich-Sensor 5.2 auf, der in einem definierten Winkel oder in einem Vollkreis um die Ladesäule 1 das Elektrofahrzeug 10 in einer Entfernung von einigen wenigen Metern erfasst. Dieser Sensor 5.2 kann ein Ultraschall-, Laser- oder Radarsensor oder auch eine Kamera sein, wie er in Kraftfahrzeugen z.B. zur Abstandserkennung eingebaut wird. Ein derartiger Sensor 5.2 ist daher verfügbar und kostengünstig. Zusätzlich ist an der Oberseite der Ladesäule 1 eine Kamera 5.1 angeordnet, die einen Nutzer und/oder das zu ladende Elektrofahrzeug 10 erfasst. Ein weiterer Sensor 5.3, eine induktive Schleife, ist im Belag des der Ladesäule 1 zugeordneten Ladestellplatzes angeordnet und erfasst das auf dem Stellplatz stehende Elektrofahrzeug 10. Bei der Registrierung des ersten Initialvorgangs 200 wird das zu ladende Elektrofahrzeug 10 auf dem der Ladesäule 1 zugeordneten Ladestellplatz abgestellt. Das Elektrofahrzeug 10 wird mittels der in der Ladesäule 1 angeordneten Sensoreinheit 4 geortet.

Die Sensoreinheit 4 ist mit der Steuerungseinheit 9 verbunden. Die Steuerungseinheit 9 evaluiert 300 den ersten Initialvorgang 200 in diesem Ausführungsbeispiel derart, dass eine Ankunft eines zu ladenden Elektrofahrzeugs 10 auf einem der Ladesäule 1 zugeordneten Stellplatz registriert wird. Danach wird der Ladevorgang 400 gestartet. Zunächst wird dazu die Ladesäule 1 durch ein Wake-up 350 aus dem Ruhezustand in einen regulären Betriebszustand versetzt. Die Energiekonversionseinheit 3 wird gestartet und erzeugt einen Ladestrom. Ein Nutzer gibt einen Startbefehl und kann mittels des an der Anschlussvorrichtung 7 angeordneten Ladekabels 8 das Elektrofahrzeug 10 laden. Dabei wird elektrische Energie von der Ladesäule 1 an das Elektrofahrzeug 10 abgegeben. Nach Beendigung des Ladevorgangs 400 wird die Ladesäule 1 wieder in einen Ruhezustand versetzt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Fig. 2. Der erste Initialvorgang 200 wird durch die Entnahme des Ladekabels 8 von der Anschlussvorrichtung 7 durch einen Nutzer registriert. Die Ladesäule 1 weist die Leistungs- und HMI-Einheit 2 sowie eine Energiekonversionseinheit 3 auf. Die Ladesäule 1 befindet sich zu Beginn des Verfahrens wiederum in einem Ruhezustand. Zur io Registrierung des ersten Initialvorgangs 200 wird das Ladekabel 8 mit dem zu ladenden Elektrofahrzeug 10 verbunden, d.h. mittels einer Steckverbindung werden Ladesäule 1 und Elektrofahrzeug 10 durch das Ladekabel 8 verbunden.

Die Steuerungseinheit 9 evaluiert 300 im nächsten Verfahrensschritt diesen ersten Initialvorgang 200. Dazu werden über das Ladekabel 8 sowohl von der Ladesäule 1 als auch vom Elektrofahrzeug 10 Ladeparameter übermittelt und von diesen empfangen. Abhängig von den Ladeparametern steuert die Steuerungseinheit 9 den folgenden Ladevorgang 400. Die Ladeparameter beinhalten insbesondere die von der Ladesäule 1 an das Elektrofahrzeug 10 abgegebene Stromleistung (Stromstärke und Stromleistung). Die Ladedauer kann ebenfalls berechnet und einem Nutzer angezeigt werden.

Außerdem kann je nach Auslegung der Ladesäule 1 und des zu ladenden Elektrofahrzeugs 10 evaluiert 300 werden, ob das Elektrofahrzeug 10 mit Wechselstrom oder Gleichstrom geladen werden muss. Beispielsweise kann das zu ladende Elektrofahrzeug 10 mit einem Gleichrichter versehen sein, was durch die Steuerungseinheit 9 festgestellt wird. In diesem Fall wird das Elektrofahrzeug 10 mit einem Wechselstrom aufgeladen.

Die Ladesäule 1 wird nach der Evaluierung 300 durch ein Wake-up 350 aus dem Ruhezustand in einen regulären Betriebszustand versetzt. Danach wird der Ladevorgang 400 gestartet. Die Energiekonversionseinheit 3 wird gestartet und erzeugt einen Ladestrom, der an das Elektrofahrzeug 10 abgegeben wird. Nach Beendigung des Ladevorgangs 400 wird die Ladesäule 1 wieder in einen Ruhezustand versetzt.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100, bei dem der erste Initialvorgang 200 durch Authentifizierung eines Nutzers registriert wird. Die Ladesäule 1 weist die Leistungs- und HMI-Einheit 2 sowie eine Energiekonversionseinheit 3 auf. Die Ladesäule 1 befindet sich zu Beginn des Verfahrens in einem Ruhezustand. Zur Registrierung des ersten Initialvorgangs erfolgt eine erste Eingabe eines Nutzers in die Anzeige- und Bedieneinrichtung 6. Die Anzeige- und Bedieneinrichtung 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Tastatur 6.2 mit einem Fingerprint-Sensor 5.2, einen Sensor zur Gesichtserkennung 5.1 sowie ein Kartenlesegerät 6.3. Der Nutzer authentifiziert sich mittels der Anzeige- und Bedieneinrichtung 6.

Die Steuerungseinheit 9 evaluiert 300 im nächsten Verfahrensschritt diesen ersten Initialvorgang 200. Abhängig von den Ladeparametern steuert die Steuerungseinheit 9 den folgenden Ladevorgang 400. Die Ladeparameter beinhalten insbesondere die von der Ladesäule 1 an das Elektrofahrzeug 10 abgegebene Stromleistung (Stromstärke und Stromleistung). Die Ladedauer kann ebenfalls berechnet und einem Nutzer angezeigt werden.

Die Ladesäule 1 wird nach der Evaluierung 300 durch ein Wake-up 350 aus dem Ruhezustand in einen regulären Betriebszustand versetzt, die Energiekonversionseinheit 3 wird gestartet. Danach wird der Ladevorgang 400 gestartet, indem das Ladekabel 8 mit dem Elektrofahrzeug 10 verbunden wird und der Nutzer einen Startbefehl zum Start des Ladevorgangs 400 gibt. Der von der Ladesäule 1 erzeugte Ladestrom wird an das Elektrofahrzeug 10 abgegeben. Nach Beendigung des Ladevorgangs 400 wird die Ladesäule 1 wieder in einen Ruhezustand versetzt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zeigt Fig. 4. Dabei wird der erste Initialvorgang 200 über eine erste Eingabe eines Nutzers in ein Customer Device 11 registriert. Der erste Initialvorgang 200 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Voranmeldung eines Nutzers, der in einem bestimmten Zeitfenster oder zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort einen Ladevorgang an einer Ladesäule 1 durchführen will. Die Ladesäule 1 weist die Leistungs- und HMI-Einheit 2 sowie eine Energiekonversionseinheit 3 auf. Die Ladesäule 1 befindet sich zu Beginn des Verfahrens im Ruhezustand. Zur Registrierung des ersten Initialvorgangs 200 erfolgt eine erste Eingabe eines Nutzers in das Customer Device 11, z.B. ein Smartphone, Notebook, Notepad, PC, das ein entsprechendes Computerprogramm/App aufweist. Über Internetverbindung ist das Customer Device 11 mit einem Cloud-Speicher C verbunden, der wiederum mit einer Ladesäule 1 verbunden ist. Es ist ebenfalls möglich, dass der Cloud-Speicher C mit einer Mehrzahl von Ladesäulen 1 verbunden ist, um eine geeignete Ladesäule 1 für den für den Nutzer im ersten Initialvorgang 200 gewählten Zeitraum auswählen zu können.

Die Steuerungseinheit 9 evaluiert 300 im nächsten Verfahrensschritt diesen ersten Initialvorgang 200 derart, dass die Ladesäule 1 zu dem im ersten Initialvorgang 200 festgelegten Zeitpunkt oder Zeitfenster den Ladevorgang startet. In diesem Ausführungsbeispiel kann ein Nutzer schon zu einem derart frühen Zeitpunkt eine Ladesäule 1 für einen Ladevorgang reservieren, dass bei Eintreffen des Elektrofahrzeugs 10 an der Ladesäule 1 die Energiekonversionseinheit 3 gestartet ist, m.a.W. bei Beginn der Übertragung 500 elektrischer Energie an das Elektrofahrzeug 10 die maximal mögliche Ladeleistung an das Elektrofahrzeug 10 abgegeben werden kann.

Die eigentliche Übertragung von elektrischer Energie 500 von der Ladesäule 1 an das Elektrofahrzeug 10 erfolgt wiederum durch einen Startbefehl eines Nutzers nach Anschluss des Ladekabels 8 an das Elektrofahrzeug 10. Nach Beendigung des Ladevorgangs 400 wird die Ladesäule 1 wieder in einen Ruhezustand versetzt.

Alle diese in diesen vier Ausführungsbeispielen (Fig. 1-4) dargelegten Möglichkeiten zur Registrierung eines ersten Initialvorgangs 200 können auch miteinander kombiniert werden, um eine möglichst schnelle Aufladung eines Elektrofahrzeugs 10 zu erzielen. Fig. 5 zeigt den Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 100. Das erfindungsgemäße Verfahren 100 beginnt mit der Registrierung eines ersten Initialvorgangs 200, wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen dargelegt durch eine Nutzereingabe oder durch den Empfang eines Sensorsignals. Im nächsten Verfahrensschritt wird der erste Initialvorgang evaluiert 300. Insbesondere wird der Zeitpunkt des Beginns des Ladevorgangs 400 sowie weitere Parameter wie z.B. Ladestromleistung und Dauer des Ladevorgangs 400 evaluiert 300. Im nächsten Verfahrensschritt beginnt der Ladevorgang 400 zu dem im vorherigen Verfahrensschritt evaluierten Zeitpunkt mit den evaluierten Parametern. Im letzten Verfahrensschritt erfolgt eine Übertragung 500 von elektrischer Energie von der Ladesäule 1 an ein Elektrofahrzeug 10. Nach Beendigung des Ladevorgangs 400 wird die Ladesäule 1 wieder in einen Ruhezustand versetzt.

Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zeigt Fig. 6. Das erfindungsgemäße Verfahren 100 beginnt mit der Registrierung eines ersten Initialvorgangs 200 durch eine Nutzereingabe oder durch den Empfang eines Sensorsignals. Im nächsten Verfahrensschritt wird der erste Initialvorgang 200 evaluiert 300. Insbesondere wird der Zeitpunkt des Beginns des Ladevorgangs 400 sowie weitere Parameter wie z.B. Ladestromleistung und Dauer des Ladevorgangs 400 evaluiert 300. Danach wird die Ladesäule 1 durch ein Wake-up 350 aus dem Ruhezustand in einen regulären Betriebszustand versetzt 350. Die Energiekonversionseinheit 3 wird gestartet und erzeugt einen Ladestrom. Ein Nutzer gibt einen Startbefehl und kann mittels des an der Anschlussvorrichtung 7 angeordneten Ladekabels 8 das Elektrofahrzeug 10 laden. Im nächsten Verfahrensschritt beginnt der Ladevorgang 400 zu dem evaluierten Zeitpunkt mit den evaluierten Parametern. Dabei wird elektrische Energie von der Ladesäule 1 an das Elektrofahrzeug 10 abgegeben. Nach Beendigung des Ladevorgangs 400 wird die Ladesäule 1 wieder in einen Ruhezustand versetzt. BEZUGSZEICHENLISTE

Ladesäule

Leistungs- und HMI-Einheit

Energiekonversionseinheit

Sensoreinheit

Sensor

Anzeige- und Bedieneinrichtung

Anzeige- und Bedienelement

Anschlussvorrichtung für Ladekabel

Ladekabel

Steuerungseinheit

Elektrofahrzeug

Customer Device

Cloud

Verfahren zur Erzeugung und Abgabe von Ladestrom erster Initialvorgang

Evaluierung

Wake-up Vorgang

Ladevorgang

Übertragung elektrischer Energie