DATENAUSTAUSCH ZWISCHEN EINER TANKSTELLE UND EINEM CLIENT , STEUERUNG ZUM STEUERN DER WASSERSTOFF -HERSTELLUNG UND/ODER

WASSERSTOFF-AUFBEREITUNG, SYSTEM ZUM STEUERN DER WASSERSTOFFHERSTELLUNG UND/ODER WASSERSTOFF -AUFBEREITUNG SOWIE COMPUTE RPROGRAMM

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betri f ft ein computerimplementiertes Verfahren zum Datenaustausch zwischen einer Tankstelle und einem Client , ein computerimplementierten Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Betankungsvorgangs eines Fahrzeugs , ein computerimplementiertes Verfahren zum Erfassen eines Client- Betankungsmusters , ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung sowie ein System zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstof f . Ferner betri f ft die vorliegende Erfindung einen Remote Server ( cloudbasierten Server ) , ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium .

Stand der Technik

In j üngster Zeit steigt aufgrund politischer und ökologischer Gründe das Interesse an elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen oder Kraftfahrzeugen, insbesondere von Fahrzeugen die zur Bereitstellung elektrischer Energie mit einer Batterie ausgestattet ist . Bei Nutz fahrzeugen, Flugzeugen oder Schi f fen ist aufgrund des hohen Gewichts der Einsatz von Batterien oft unpraktikabel . Deshalb setzt hier die Industrie mehr auf Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieben. Auch im Bereich der Automobile setzten einige Autohersteller langfristig auf den Wasserstoff antrieb . Hierbei werden die Fahrzeuge zur Bereitstellung elektrischer Energie mit einer Brennstoffzelle ausgerüstet, wobei Wasserstoff als Energieträger für die Brennstoffzellen verwendet wird. Hierzu wird der Wasserstoff in Hochdruckspeichertanks, die in dem Fahrzeug fest verbaut sind, unter einem Druck von bis zu 700 bar gespeichert. Zukünftig sind Drucke von bis zu 1000 bar denkbar. Es wird derzeitig auch an der Speicherung von kryogenem Wasserstoff unter Druckwerten in einem Bereich von bis zu 350 bar geforscht.

Um die Akzeptanz von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Automobilen, bei den Verbrauchern zu steigern, ist es jedoch notwendig, Wasserstoff flächendeckend verfügbar zu machen sowie die Betankung (Befüllung) der Fahrzeuge mit Wasserstoff zu vereinfachen. Unabhängig davon ob der Wasserstoff in kryogener Form oder gasförmig zur Verfügung bzw. getankt wird, wird der Wasserstoff an Wasserstoff-Tankstellen mit einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser in den fahrzeugseitigen Hochdruckspeicher (Wasserstoff tank) eingebracht bzw. eingefüllt. Hinsichtlich der Betankung bzw. Befüllung von Kraftfahrzeug-Drucktanks mit gasförmigem Wasserstoff unter einem Druck von bis zu 700 bar wurde der SAE Standard J2601 eingeführt, wonach der von der Wasserstoff-Tankstelle zu dem Fahrzeug, insbesondere dem fahrzeugseitig verbauten Hochdruckspeicher, gelieferte Wasserstoff in Abhängigkeit von einer oder mehreren Randbedingungen konditioniert wird. Hierbei ist es insbesondere notwendig, den Wasserstoff auf eine Temperatur zwischen minus 20°C und minus 40°C zu kühlen, um zu verhindern, dass der Wasserstoff während der Betankung, insbesondere während des Einleitens in den Hochdruckspeicher kritische Temperaturen im Bereich von 90°C bis 100°C erreicht, was zu einer Beschädigung des Hochdruckspeichers führen könnte. Dies ist nur erreichbar, wenn der Wasserstoff durch die Tankstelle geeignet vorkonditioniert, insbesondere gekühlt, wird. Hierbei sei angemerkt, dass auch Wasserstoff in kryogenem Zustand einer Vorkonditionierung bedarf. Sollte kein ausreichend kalter Wasserstoff (minus 40°C bis 0°C, bevorzugt minus 40°C bis minus 20°C) vorhanden sein, kann lediglich eine Langsambetankung durchgeführt werden. Bei PKWs spricht man von einer Langsambetankung wenn diese zwischen 10 bis 15 Minuten dauert und eine Wasserstoffmenge von ungefähr 3 bis 5 kg betankt wird. Eine Normalbetankung hingegen dauert etwa 3 Minuten, in welcher ebenfalls zwischen 3 bis 5 kg Wasserstoff in das Fahrzeug eingefüllt werden.

Derzeitig findet kein Datenaustausch zwischen wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen und Wasserstoff-Tankstellen statt, entsprechend wird an den jeweiligen Wasserstoff- Tankstellen relativ viel Wasserstoff prophylaktisch vorgehalten, um ausreichend Wasserstoff für die Betankung möglicher Kunden vorhanden zu haben, was zu einem hohen Energieaufwand seitens der Wasserstoff tanksteilen und somit hohen Preis für den bereitgestellten Wasserstoff führt. Was sich negativ auf die Akzeptanz von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen auswirkt. Andererseits, wenn seitens der Tankstellen versucht wird die Menge an prophylaktisch vorgehaltenem Wasserstoff minimal zu halten, um Energie zu sparen, kann dies einerseits zu unnötig langen Wartezeiten der Kunden führen, falls nicht ausreichend viel Wasserstoff vorhanden ist, andererseits kann dies zu der Notwendigkeit führen, dass der vorhandene Wasserstoff schneller komprimiert oder gekühlt werden kann, als andernfalls möglich, was zu einem höheren Energieaufwand führt.

Daher besteht ein großer Bedarf an Maßnahmen, die es den Wasserstoff-Tankstellen ermöglichen, den vorzuhaltenden Wasserstoff, insbesondere in konditionierter Form, präziser prognostizieren zu können, um den Energieaufwand für die Herstellung des benötigten Wasserstoffs und somit den Preis für den bereitzustellenden Wasserstoff reduzieren zu können. Darstellung der Erfindung

Vor dem Hintergrund des oben beschriebenen Bedarfs liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein computerimplementiertes Verfahren zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und einem Client , insbesondere einem mobilen Endgerät , einer elektronischen Kommunikationseinrichtung eines Fahrzeugs , einem Smartphone und dergleichen, ein computerimplementiertes Verfahren zum Erfassen eines Client-Verbrauchsmusters und/oder Client- Betankungsmusters , insbesondere eines Fahrzeugführers eines bevorzugt durch Wasserstof f angetriebenen Fahrzeugs , ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug, insbesondere seitens einer Wasserstof f-Tankstelle , sowie ein System zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstof f zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug, einen Remote Server ( cloudbasierten Server ) , ein Computerprogram sowie ein computerlesbares Speichermedium bereitzustellen, die in der Lage sind, den seitens einer Tankstelle , insbesondere Wasserstof f- Tankstelle , vorzuhaltenden Wasserstof f , insbesondere Wasserstof f in konditionierter Form, präziser prognosti zieren zu können, um den Energieaufwand für die Herstellung des benötigten Wasserstof fs und somit den Preis für den bereitzustellenden Wasserstof f reduzieren zu können .

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein computerimplementiertes Verfahren zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und einem Client nach Anspruch 1 , einem computerimplementierten Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Betankungsvorgangs eines Fahrzeugs nach Anspruch 28 , einem computerimplementiertes Verfahren zum Erfassen eines Client-Verbrauchsmusters und/oder eines Client-Betankungsmusters nach Anspruch 32 , einem computerimplementiertes Verfahren zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug nach Anspruch 35 , einer Steuerung zum Steuern und/oder Regeln der Wasserstof f- Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug nach Anspruch 37 , einem System zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstof f zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug nach Anspruch 38 , einem Remote Server ( cloudbasierten Server ) nach Anspruch 40 , einem Computerprogramm nach Anspruch 41 und einem computerlesbaren Speichermedium nach Anspruch 42 . Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei die Verfahrensmerkmale der die computerimplementierten Verfahren betref fenden Ansprüche in den j eweiligen anderen computerimplementierten Verfahren, der Steuerung, dem System, dem Remote Server sowie dem Computerprogram zum Einsatz kommen können und umgekehrt .

Hierbei ist einer der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und zumindest einem Client bereitzustellen, mittels dem eine Übermittlung einer Betankungsanfrage von dem zumindest einen Client an die zumindest eine Tankstelle sowie die Generierung von zumindest zwei (unterschiedlichen) Betankungsvorschlägen seitens der zumindest einen Tankstelle in Reaktion auf die Betankungsanfrage des zumindest einen Client , welche an den Client übermittelt werden, ermöglicht wird, wobei sich die zumindest zwei erzeugten und/oder übermittelten Betankungsvorschläge zumindest in einem Vorschlag-Betankungsparameter voneinander unterscheiden . Hierbei können die zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Vorschlag-Betankungsparameter ausgewählt werden aus der Gruppe : Betankungsuhrzeit , Betankungsdauer, maximale Befüllmenge , maximale Befüllgeschwindigkeit ( 1/ s ) , notwendiger Energieaufwand für die Betankung, Preis des Wasserstof fs , Wartezeit bis zur Betankung, verwendete Energieart für die Erzeugung des zu betankenden Wasserstof fs und dergleichen . Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein computerimplementiertes Verfahren zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle, insbesondere Wasserstoff- Tankstelle und einem Client, insbesondere einem mobilen Endgerät, einer elektronischen Kommunikationseinrichtung oder Fahrzeugsteuerung eines Fahrzeugs, einem Smartphone und dergleichen auf:

Übermittlung einer Betankungsanfrage vom Client an die zumindest eine Tankstelle über eine drahtlose Datenübermittlung,

Empfang von zumindest zwei Betankungsvorschlägen von der zumindest einen Tankstelle für die Betankungsanfrage des Clients über die drahtlose Datenübermittlung, wobei sich die zumindest zwei übermittelten Betankungsvorschläge zumindest in einem Vorschlag- Betankungsparameter voneinander unterscheiden, ausgewählt aus der Gruppe: Betankungsuhrzeit, Betankungsdauer, maximale Befüllmenge (Betankungsmenge an Wasserstoff) , maximale Befüllgeschwindigkeit (1/s) , notwendiger Energieaufwand für die Betankung und/oder Bereitstellung des Wasserstoffs seitens der Tankstelle, Preis des Wasserstoffs, Wartezeit bis zur Betankung, verwendete Energieart für die Erzeugung des zu betankenden Wasserstoffs (z.B. grauer, blauer oder grüner Wasserstoff, CO2 Zertifikat, Umweltzertifikat und dergleichen .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „Fahrzeug" oder „Verkehrsmittel" oder andere ähnliche Begriffe wie nachfolgend genutzt Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie Passagierautomobile umfassend Sports Utility Vehicles (SUV) , Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge umfassend verschiedene Boote und Schiffe, Flugzeuge und dergleichen, Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-Fahrzeuge und andere alternative Fahrzeuge (z.B. Treibstoffe welche aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) . Wie hier angeführt, ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug mit zwei oder mehreren Energieträgern, zum Beispiel benzinbetriebene und gleichzeitig elektrisch betriebene Fahrzeuge. Auch umfasst sind Drohnen wie Uberwachungsdrohnen, Transportdrohnen oder Passagierdrohnen.

Ferner ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „Client" jeglicher Nutzer zu verstehen, der in der Lage ist, über eine drahtlose Verbindung, wie beispielsweise digitalen Mobilfunk, drahtloses lokales Netzwerk (W-LAN, im Englischen „Wireless Local Area Network", Bluetooth und dergleichen, über einen Server bzw. ein Serverprogramm mit anderen Clients oder einem Host kommunizieren kann. Im vorliegenden Fall stellt im kleinsten Netzwerk (Client - Tankstelle) die zumindest eine Tankstelle den Host dar.

Die zumindest eine Tankstelle (der „Host") stellt die notwendige Datenbank (Datenserver) für den Datenaustausch bereit. Falls ein größeres Netzwerk, umfassend mehrere Tankstellen sowie mehrere Clients, kann ein unabhängiger Datenserver (Remote Server oder cloudbasierter Server) bereitgestellt werden, über welchen die Vielzahl an Tankstellen und Clients miteinander kommunizieren können. In diesem Fall stellt der unabhängige Datenserver oder Remote Server den Host dar.

Gemäß einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann das computerimplementierte Verfahren ferner aufweisen:

Vorauswahl von zumindest einem Wunsch- Betankungsparameter («Wunsch) ausgewählt aus der Gruppe: Betankungsuhrzeit, Betankungsdauer, maximale Befüllmenge (Betankungsmenge an Wasserstoff) , maximale Befüllgeschwindigkeit (1/s) , maximaler notwendiger Energieaufwand für die Betankung (seitens der Tankstelle) , Preis des Wasserstoffs, Wartezeit bis zur Betankung, verwendete Energieart für die Erzeugung des zu betankenden Wasserstoffs (z.B. grauer, blauer oder grüner Wasserstoff) , es wird ein CO2-Zertigikat oder Umweltzertifikat gewünscht und dergleichen durch den Client , insbesondere durch einen Benutzer des Clients , vor Übermittlung der Betankungsanfrage vom Client an die zumindest eine Tankstelle .

Hierbei kann die Betankungsanfrage bevorzugt den zumindest einen Wunsch-Betankungsparameter («Wunsch) umfassen .

Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass die zumindest zwei übermittelten Betankungsvorschläge den zumindest einen Wunsch-Betankungsparameter miteinander gemeinsam haben, und sich zumindest in einem der verbleibenden Vorschlag- Betankungsparameter («Vorschlag) voneinander unterscheiden, wobei die Vorschlag-Betankungsparameter («Vorschlag) bevorzugt unter Berücksichtigung der Wunsch- Betankungsparameter («Wunsch) ermittelt werden .

Mit anderen Worten, wünscht der Client zum Beispiel , dass eine maximale Wartezeit von 10 Minuten gewünscht ist , die angefragte Tankstelle j edoch zu dem Zeitpunkt , an dem der Client diese frühestens zum Tanken anfahren könnte , bereits stark ausgelastet ist und somit erfahrungsgemäß keine Betankung innerhalb einer Wartezeit von 10 Minuten möglich ist , schlägt die Tankstelle oder ein Verwaltungssystem ( System) dem Client eine spätere Uhrzeit vor, wo eine Betankung innerhalb einer Wartezeit von 10 Minuten sicherlich erfolgen kann .

Andererseits , sollte der Client einen bestimmten maximal Preis für den Wasserstof f wünschen, und dieser derzeitig seitens der Tankstelle nicht angeboten werden oder aufgrund starker Auslastung der Tankstelle nicht möglich sein, so kann seitens der Tankstelle oder dem Verwaltungssystem dem Client eine andere Uhrzeit , beispielsweise nachts , wenn die Strompreise und somit die Kosten für die Erzeugung des Wasserstof fs geringer sind, vorschlagen . Es kann j edoch auch sein, dass aufgrund von starkem Wind oder an einem sehr sonnigen Tag Überschuss an regenerativer Energie wie beispielsweise Solarenergie vorhanden ist , in diesem Fall kann seitens der Tankstelle oder dem Verwaltungssystem den Clients aktiv ein reduzierter Wasserstof fpreis angeboten werden, um die Nachfrage an gewünschten Betankungen zu steigern .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass das computerimplementierte Verfahren ferner aufweist :

Auswahl eines der zumindest zwei übermittelten Betankungsvorschläge , wobei bevorzugt eine Viel zahl von Betankungsvorschlägen übermittelt werden, durch den Client insbesondere durch einen Benutzer des Clients , und

Übermittlung einer Bestätigung des gewählten Betankungsvorschlags von dem Client an die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem über die drahtlose Datenübermittlung, wobei die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem basierend auf der empfangenen Bestätigung bevorzugt einen entsprechenden Betankungsvorgang reserviert und dem Client die Reservierung bestätigt .

Des Weiteren kann das computerimplementierte Verfahren ferner aufweisen :

Erfassen eines Zustands und/oder Betriebsparameters der zumindest einen Tankstelle , bevorzugt durch die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem, aufweisend zumindest einen Parameter ausgewählt aus der Gruppe : Menge an gespeichertem Wasserstof f , Temperatur des gespeicherten Wasserstof fs , Druck des gespeicherten Wasserstof fs , Anzahl an freien Tanksäulen, Anzahl an laufenden Betankungsvorgängen, Auslastung der Tankstelle , Energiepreis , Verfügbarkeit von regenerativer oder grüner Energie , Anzahl an geplanten ( anstehenden oder bestätigten) Betankungsvorgängen innerhalb eines bestimmten Zeitraums , Kosten der reservierten Betankungen in Abhängigkeit der Betankunsdauer , welche der Kund vorgibt ( Langsambetankung ( „Siow filling" ) , Normalbetankung ( „Normal filling" ) oder Schnellbetankung ( „Cold filling" ) , Logistik für Wasserstof f (wieviel Wasserstof f kann der Tankstelle über Transportwerge wie LKWs oder Pipelines zur Verfügung gestellt werden) und dergleichen,

Berücksichtigung der seitens des Clients übermittelten Wunsch-Betankungsparameter («wünsch) und/oder des erfassten Zustands und/oder Betriebsparameters der zumindest einen Tankstelle bei der Ermittlung der zumindest zwei Betankungsvorschläge , insbesondere durch die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das computerimplementierte Verfahren ferner aufweisen :

Erfassen von Daten, die zumindest einen geplanten (noch nicht reservierten) oder reservierten Betankungsvorgang darstellen, umfassend Daten ausgewählt aus der Gruppe : Betankungsuhrzeit , berechnete Betankungsdauer, maximale Befüllmenge (Betankungsmenge an Wasserstof f ) , maximale Befüllgeschwindigkeit ( 1/ s ) , maximaler notwendiger Energieaufwand für die Betankung ( seitens der Tankstelle ) , berechneter Preis des Wasserstof fs , verwendete Energieart für die Erzeugung des zu betankenden Wasserstof fs ,

Erzeugen einer Betankungsprognose , insbesondere prognosti zierten Betankungs zeitplan, über einen vorbestimmten ersten Zeitraum ( tl ) , durch Anwenden eines Betankungs zeitplan-Prognose-Algorithmus auf die erfassten Daten .

Des Weiteren ist es vorteilhaft , dass der Betankungs zeitplan- Prognose-Algorithmus trainiert wurde auf :

Verlaufsdaten (history data ) oder Datensammlung ( en) ( data collection ( s ) ) , die eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen, Anzahl und Profile einzelner Betankungsvorgängen, die über einen zweiten vorbestimmten Zeitraum durchgeführt wurden, darstellen, und Betankungsuhrzeit oder Tageszeit des jeweiligen

Betankungsvorgangs innerhalb des zweiten vorbestimmten

Zeitraums .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann sich der zweite vorbestimmte Zeitraum über eine Zeitdauer von 10 Tagen, 30 Tagen, 60 Tagen, 90 Tagen, 180 Tagen, einem Jahr oder zwei Jahre erstrecken.

Ferner ist es bevorzugt, dass der Betankungszeitplan- Prognose-Algorithmus trainiert wurde auf:

Wochentag, an dem der jeweilige Betankungsvorgang innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) durchgeführt wurde, und/oder

Tag des Jahres und/oder Woche des Jahres und/oder Monat des Jahres, an dem der jeweilige Betankungsvorgang innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) durchgeführt wurde, und/ oder

Witterungsbedingungen, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) , und/oder

Außentemperatur, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) , und/oder

Urlaubs- oder Reisezeit, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) , und/oder

Energiepreis, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) , und/oder

Verfügbarkeit von grüner Energie, insbesondere von Wind- und/oder Solarenergie, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) , und/oder geografische Lage der zumindest einen Tankstelle (201, 202) , an welcher der jeweilig durchgeführte Betankungsvorgang innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) erfolgte, und/ oder

Anzahl an gleichzeitig an der zumindest einen Tankstelle (201, 202) , an welcher der jeweilig durchgeführte Betankungsvorgang innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) erfolgte, durchgeführten Tankvorgänge, und/ oder

Leistungsdaten der zumindest einen Tankstelle (201, 202) , an welcher der jeweilig durchgeführte Betankungsvorgang innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraums (t2) erfolgte, wobei die Leistungsdaten bevorzugt zumindest einen Leistungsparameter umfassen, ausgewählt aus der Gruppe: maximale Wasserstoff-Speichermenge (an komprimierten und gekühlten Wasserstoff) , Wasserstoff erzeugungsrate (Nm ³ /h (bei 30bar) (Elektrolyseur) , Wasserstoff komprimierungsrate (Nm ³ /h (bei 30bar auf 700bar) , Wasserstoff rückkühlleistung (Nm ³ /h oder KW) , Wasserstoff-Zwischenspeichermenge (beispielsweise bei 300 bar) , maximale Einspeiseleistung an grüner Energie (KW) , Kosten der reservierten Betankungen in Abhängigkeit der Zeit (Betankungsdauer) , welche der Kund vorgibt (Langsambetankung (Slow filling) , Normalbetankung (Normal filling) oder Schnellbetankung (Cold filling) ) , Logistik für Wasserstoff (wieviel Wasserstoff kann der Tankstelle über Transportwerge wie LKWs oder Pipelines zur Verfügung gestellt werden)

Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der Betankungszeitplan- Prognose-Algorithmus bei der Erzeugung oder Bestimmung der Betankungsprognose auch Metadaten berücksichtigt, wobei die Metadaten ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Anzahl an Tanksäulen, durchschnittliche Abgabeleistung pro Tanksäule, geographische Lage, insbesondere Ballungsraum, ländliche Lage, Nähe zu einem Verkehrsknotenpunkt, Nähe zu einem Industriegebiet und dergleichen, durchschnittliche jährliche Abgabeleistung an Wasserstoff und dergleichen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Betankungs zeitplan-Prognose-Algorithmus ferner aufweisen :

Zuordnen der zumindest einen Tankstelle zu einem vorbestimmten Cluster oder Gruppe basierend auf zumindest einem Metadatenwert ,

Bestimmen eines Betankungs zeitplan-Prognose-Sub- Algorithmus basierend auf dem zugewiesenen Cluster oder der Gruppe , wobei der Betankungs zeitplan-Prognose-Sub-Algorithmus vorzugsweise auf den Daten einer Viel zahl von unterschiedlichen Tankstellen, insbesondere Wasserstof f- Tankstellen, trainiert wurde , welche zumindest einen gleichen oder gemeinsamen Metadatenwert aufweisen .

Hierbei ist es ferner vorteilhaft , dass der Betankungs zeitplan-Prognose-Algorithmus ein Algorithmus , insbesondere ein Zeitserien-Forecast-Algorithmus ( im Englischen „time-series- forecast-algorithm" ) , ist , der auf Historie (n) oder Datensammlung ( en) trainiert ist , welche eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen (Anzahl und Profil von Betankungsvorgängen) über den zweiten vorbestimmten Zeitraum t2 darstellen, und Betankungs zeitplan- Prognosen unter Verwendung von einem oder mehreren maschinellen Lernalgorithmen (machine-learning-algorithms ) bestimmt oder definiert .

Hierbei ist es ferner vorteilhaft , dass basierend auf dem Betankungs zeitplan-Prognose-Sub-Algorithmus ein individueller Betankungs zeitplan-Prognose-Algorithmus entwickelt wird, indem der voreingestellte Betankungs zeitplan-Prognose-Sub- Algorithmus basierend auf erfassten Verlaufsdaten (history data ) oder Datensammlung ( en) ( data collection ( s ) ) , die eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen (Anzahl und Profil von Betankungsvorgängen) über einen dritten vorbestimmten Zeitraum ( t3 ) , welcher sich nach dem zweiten vorbestimmten Zeitraum erstreckt oder an diesen anschließt , darstellen, trainiert wird, wobei sich der dritte Zeitraum (t3) bevorzugt über 1 Tag, 2 Tage, 10 Tage, 30 Tage, 60 Tage, 90 Tage, 180 Tage, ein Jahr oder kontinuierlich erstreckt.

Gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann das computerimplementierte Verfahren ferner aufweisen :

Erfassen (S10) von Daten, die zumindest einen durch den Client durchgeführten Betankungsvorgang, bevorzugt eine Vielzahl an durch den Client durchgeführten Betankungsvorgängen, darstellen, aufweisend Daten ausgewählt aus der Gruppe: Betankungsuhrzeit, Betankungsdauer,

Befüllmenge (Betankungsmenge an Wasserstoff) , maximale Befüllgeschwindigkeit (1/s) , benötigter Energieaufwand für die Betankung (seitens der Tankstelle) , Preis des Wasserstoffs, verwendete Energieart für die Erzeugung des getankten Wasserstoffs, innerhalb eines vierten Zeitraums (t4) ,

Erzeugen (S20) einer Historie oder Datensammlung der erfassten Daten über den vierten Zeitraum (t4) ,

Erzeugen (S30) eines Client-Betankungsmusters von Wasserstoff durch Anwenden eines Client-Betankungsmuster- Bestimmungsalgorithmus auf die erzeugte Historie oder die Datensammlung der erfassten Daten, wobei der Client-Betankungsmuster-Bestimmungsalgorithmus ein Algorithmus, insbesondere ein Zeitserien-Forecast- Algorithmus (im Englischen „time-series-forecast-algorithm" ) , ist, der auf einer Historie oder Datensammlung bzw. Historien oder Datensammlungen trainiert ist, welche eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen (Anzahl und Profil von Betankungsvorgängen) über einen fünften vorbestimmten Zeitraum (t5) darstellen, und Client-Betankungsmuster unter Verwendung von einem oder mehreren maschinellen Lernalgorithmen (machine-learning-algorithms) bestimmt oder definiert .

Ferner ist es vorteilhaft, dass der vierte Zeitraum (t4) sich über ein Jahr, 6 Monate, 3 Monate, 1 Monat, zwei Wochen oder 1 Woche erstreckt, und/oder der fünfte Zeitraum (t5) sich über 30 Tage, 60 Tage, 90 Tage, 180 Tage, ein Jahr oder zwei Jahre erstreckt.

Hierbei kann es ferner bevorzugt sein, dass der Client- Betankungsmuster-Bestimmungsalgorithmus trainiert wurde auf:

Verlaufsdaten (history data) oder Datensammlung ( en) (data collection ( s ) ) , die eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen (Anzahl und Profil von Betankungsvorgängen) über den fünften Zeitraum (t5) darstellen, und

Betankungsuhrzeit oder Tageszeit des jeweiligen Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) .

Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der Client- Betankungsmuster-Bestimmungsalgorithmus ferner trainiert wurde auf :

Wochentag, an dem der jeweilige Betankungsvorgang innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) durchgeführt wurde, und/oder

Tag des Jahres und/oder Woche des Jahres und/oder Monat des Jahres, an dem der jeweilige Betankungsvorgang innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) durchgeführt wurde, und/oder

Witterungsbedingungen, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) , und/oder

Außentemperatur, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) , und/oder

Urlaubs- oder Reisezeit, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) , und/oder

Energiepreis, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) , und/oder Verfügbarkeit von grüner Energie, insbesondere von Wind- und/oder Solarenergie, während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) , und/oder geografische Lage der zumindest einen Tankstelle (201, 202) , an welcher der jeweilig durchgeführte Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) erfolgte, und/oder

Anzahl an gleichzeitig an der zumindest einen Tankstelle (201, 202) , an welcher der jeweilig durchgeführte

Betankungsvorgang innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) erfolgte, durchgeführten Tankvorgänge, und/ oder

Menge an getanktem Wasserstoff während des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) , und/oder Betankungsgeschwindigkeit bei der Durchführung des jeweilig durchgeführten Betankungsvorgangs innerhalb des fünften (vorbestimmten) Zeitraums (t5) .

Gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann der Client-Betankungsmuster-

Bestimmungsalgorithmus bei der Erzeugung oder Bestimmung des Client-Betankungsmusters auch Metadaten berücksichtigen, wobei die Metadaten ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Fahrzeugtyp, Tankvolumen des Fahrzeugs, Wasserstoffverbrauch (kg/km) , Alter des Fahrers oder der Fahrer, Anzahl an Fahrer, Anzahl an Familienmitgliedern, geographische Lage, insbesondere Ballungsraum oder ländliche Lage, täglicher Arbeitsweg, durchschnittlicher monatlicher

Wasserstoffverbrauch und dergleichen.

Ferner ist es bevorzugt, dass der Client-Betankungsmuster- Bestimmungsalgorithmus ferner aufweist:

Zuordnen des zumindest einen Client, insbesondere Fahrer eines Fahrzeugs, zu einem vorbestimmten Cluster oder Gruppe basierend auf zumindest einem Metadatenwert, Bestimmen eines Client-Betankungsmuster-Bestimmungs-Sub- Algorithmus basierend auf dem zugewiesenen Cluster oder der Gruppe , wobei der Client-Betankungsmuster-Bestimmungs-Sub- Algorithmus vorzugsweise auf den Daten einer Viel zahl von (unterschiedlichen) Clients , insbesondere Fahrern von Fahrzeugen, trainiert wurde , welche zumindest einen gleichen oder gemeinsamen Metadaten aufweisen .

Hierbei kann bei dem computerimplementieren Verfahren in vorteilhafterweise zumindest ein Client , bevorzugt eine Viel zahl an Clients , das bestimmte oder definierte ( ermittelte ) Client-Betankungsmuster an die zumindest eine Tankstelle oder Verwaltungssystem über die drahtlose Datenübermittlung übermittelt , und die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem bevorzugt das erhaltene Client-Betankungsmuster bei der Erstellung der Betankungsprognose , insbesondere des prognosti zierten Be tankungs Zeitplans , berücksichtigen .

Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass die zumindest eine Tankstelle und/oder das Verwaltungssystem bei der Erstellung der Betankungsprognose basierend auf einer Viel zahl von erhaltenen Client-Betankungsmustern ein Tankstellen- Betankungsmuster ( Zeitplan einer Viel zahl von geplanten Betankungsvorgängen über einen vorbestimmten Zeitraum umfassend die j eweiligen Betankungsprofile ) erzeugt .

Ferner kann das computerimplementierte Verfahren aufweisen :

Anlegen eines Standard-Wunsch-Betankungsprofil durch den Client , insbesondere eines Bedieners des Clients , umfassend zumindest einen Wunsch-Betankungsparameter («Wunsch) ausgewählt aus der Gruppe : Betankungsuhrzeit , Betankungsdauer, maximale Befüllmenge , maximale Befüllgeschwindigkeit ( 1/ s ) , maximaler notwendiger Energieaufwand für die Betankung, Preis des Wasserstof fs , Wartezeit bis zur Betankung, verwendete Energieart für die Erzeugung des zu betankenden Wasserstof fs .

Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, dass die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem basierend auf der erzeugten Betankungsprognose eine Auslastung der zumindest einen Tankstelle ermittelt , insbesondere über einen vorbestimmten Zeitraum, und falls die ermittelte Auslastung der Tankstelle unterhalb von 80 % , bevorzugt unterhalb von 60% , liegt , die Tankstelle oder das Verwaltungssystem den zumindest einen Client eine Nachricht sendet , enthaltend zumindest eine Information (Betankungsparameter ) ausgewählt aus der Gruppe : Betankung ohne Wartezeit möglich, Betankung mit hoher Befüllgeschwindigkeit möglich, reduzierter Preis des Wasserstof fs und dergleichen .

Gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann, wenn der zumindest eine übermittelte Wunsch- Betankungsparameter («Wunsch) des Clients die Betankung mit grünem Wasserstof f ist , die zumindest eine Tankstelle oder das Verwaltungssystem sicherstellen, dass der zu betankende Wasserstof f lediglich unter Verwendung von erneuerbaren Energien wie Sonnenenergie , Windenergie , Biomasse , Wasserkraft und/oder Geothermie hergestellt wird oder wurde , und dem Client nach Durchführung der Betankung dies bevorzugt protokollieren, insbesondere mittels eines Klimazerti fikats ( CO2-Zerti f ikat ) bestätigen .

Des Weiteren kann das computerimplementierte Verfahren aufweisen :

Sammeln von seitens einer Viel zahl von Clients übermittelten Betankungsanfragen in einer Datenbank eines cloudbasierten Servers (Remote Server ) ,

Sammeln von Zuständen und/oder Betriebsparametern und/oder Betankungsprognosen einer Viel zahl von Tankstellen ( 201 , 202 ) in der Datenbank, Übermittlung von zumindest zwei Betankungsvorschlägen von der Datenbank oder dem Verwaltungssystem an zumindest einen der Clients , wobei bei der Erstellung der Betankungsvorschläge die gesammelten Zustände und/oder Betriebsparameter und/oder Betankungsprognosen der einzelnen Tankstellen und/oder die übermittelten Betankungsanfragen der Viel zahl von Clients berücksichtigt werden .

Hierbei kann es ferner vorteilhaft sein, dass basierend auf den gesammelten Zuständen und/oder Betriebsparametern und/oder Betankungsprognosen der einzelnen Tankstellen und/oder den übermittelten Betankungsanfragen der Viel zahl von Clients und/oder Client bezogenen Parametern ausgewählt aus der Gruppe : Entfernung zu den j eweiligen Tankstellen, verbleibende Wasserstof fmenge im Fahrzeug ( des j eweiligen Clients ) , geplante Reiseroute oder Fahrstrecke des j eweiligen Clients , optimierte Betankungsvorschläge ermittelt werden, wobei die Betankungsvorschläge bevorzugt hinsichtlich der Entfernung zur ausgewählten Tankstelle , Befüllgeschwindigkeit , Wartezeit , Preis des Wasserstof fs , Auslastung der Tankstelle und dergleichen optimierbar sind oder werden .

Gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann in Abhängigkeit vom Füllstand im Hochdruckspeicher des Fahrzeugs und/oder einer vorgegebenen Fahrstrecke dem Client ein Befüllvorgang und/oder eine entsprechend geeignet liegende Tankstelle vorgeschlagen werden .

Des Weiteren ist es vorteilhaft , dass die drahtlose Datenübermittlung digitaler Mobil funk ist .

Ferner betri f ft die vorliegende Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Betankungsvorgangs eines Fahrzeugs und/oder Clients , wobei das Verfahren aufweist : Prüfen ob zumindest ein Betankungsparameter ( Daten) über zumindest einen bereits an dem Fahrzeug oder Client oder einem Client-Typ ( Fahrzeugtyp oder Cluster ) durchgeführten Betankungsvorgang vorliegen, ausgewählt aus der Gruppe : Betankungsdauer, Befüllmenge , maximale Befüll- geschwindigkeit , Temperaturverlauf des eingefüllten Wasserstof fs , Temperaturverlauf des in den fahrzeugseitigen Hochdruckspeicher eingefüllten Wasserstof fs , Betankungskurven ( Delta P - Temperatur-Kurve ) , Liegt zumindest ein Betankungsvorgangsparameter über das zu betankende Fahrzeug und/oder Client und/oder Client-Typ vor, wird dieser während der Betankung oder des Befüllvorgangs berücksichtigt und/oder optimiert .

Hierbei ist unter Client-Typ, insbesondere Fahrzeugtyp oder Cluster, zu verstehen, dass Clients oder Fahrzeuge vom gleichen Typ, wie beispielsweise Mercedes GLC F-Cell , BMW X5 i Hydrogen, Toyota Mirai und dergleichen, ein gleiches Wasserstof f system wie beispielsweise Hochdruckspeicherbehälter, Ventiltechnik, Wasserstof f Speichersystem,

Wasserstof f- Inj ektor und dergleichen aufweisen . Entsprechend können zur Betankung von unterschiedlichen Client-Typen oder Fahrzeugen unterschiedliche Betankungsparameter notwendig sein . Weist beispielsweise ein Fahrzeugtyp zwei 2 , 5 kg Wasserstof f-Hochdruckspeicher auf und ein anderer Fahrzeugtyp zehn 0 . 5 kg Wasserstof f-Hochdruckspeicher auf , kann es sein, dass der zweite Fahrzeugtyp schneller befüllt werden kann, da sich die eingeleitete Wasserstof fmenge auf die fünf fache Anzahl an Speicherbehälter verteilt . Andererseits kann in dem Fall , dass ein Fahrzeugtyp ein modernes Wasserstof f system, wie beispielsweise einen Inj ektor mit Drallerzeugung, aufweist , so kann auch trotz einer geringeren Anzahl an Hochdruckspeichern eine schnellere Betankung möglich sein als bei älteren Systemen mit einer höheren Anzahl an Wasserstof ftanks . Entsprechend kann es vorteilhaft sein, dass das computerimplementierte Verfahren vor Durchführung der Betankung den Fahrzeugtyp des Fahrzeugs oder Clients abfragt , dies kann über einem am Fahrzeug angebrachten Code , insbesondere QR-Code , oder über Datenaustausch mittels einer drahtlosen Datenübermittlung erfolgen .

Des Weiteren ist es vorteilhaft , dass das computerimplementierte Verfahren ferner aufweist :

Erstellen einer Betankungskurve , insbesondere Delta P- Temperatur-Kurve , basierend auf Betankungsparametern des zumindest einen bereits an dem Fahrzeug oder Client oder einem Client-Typ durchgeführten Betankungsvorgangs .

Hierbei ist es vorteilhaft , wenn Betankungsparameter und/oder Betankungsdaten über eine Viel zahl an einem Fahrzeug oder Client oder Client-Typ durchgeführten Betankungsvorgängen vorliegen, auf diese Weise können einerseits Durchschnittswerte ermittelt werden, andererseits kann die basierend auf den gesammelten Betankungsparametern und/oder Betankungsdaten erstellte Betankungskurve optimiert werden .

Dabei kann bevorzugt basierend auf : vorliegenden Betankungsparametern ausgewählt aus der

Gruppe : Betankungs-dauer , Befüllmenge , Temperaturverlauf des eingefüllten Wasserstof fs , Temperaturverlauf des in den fahrzeugseitigen Hochdruckspeicher (n) eingefüllten Wasserstof fs ( Starttemperatur <-> Endtemperatur ) , Druckanstieg in dem fahrzeugseitigen Hochdruckspeicher (n) und erreichter Füllgrad, und/oder

Zustands- und/oder Betriebsparametern einer Befüllvorrichtung, insbesondere Wasserstof f-Tankstelle ( 201 , 202 ) , die zur Betankung des Fahrzeugs und/oder Clients gesteuert und/oder geregelt wird, ausgewählt aus der Gruppe : Temperatur des gespeicherten (vorrätigen) Wasserstof fs , Druck des gespeicherten Wasserstof fs , Anzahl an laufenden Betankungsvorgängen, Auslastung der Tankstelle , Energiepreis , Verfügbarkeit von regenerativer oder grüner Energie und Anzahl an geplanten (ausstehenden oder bestätigten) Betankungsvorgängen innerhalb eines bestimmten Zeitraums, die Betankungskurve erstellt und/oder optimiert wird.

Hierbei ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „optimieren" im Zusammenhang mit der „Betankungskurve" zu verstehen, dass basierend auf vorliegenden Daten (z.B. Betankungsparametern, Zustands- und/oder Betriebsparametern der Wasserstoff-Tankstelle) versucht wird, die Betankungskurve (Delta-P-Temperatur-Kurve derart anzupassen, dass ein gewünschter Endpunkt der Befüllung (Soll-Hochdruckspeicherdruck, Soll-

Hochdruckspeichertemperatur, Soll-Einfüllmenge an

Wasserstoff) möglichst genau getroffen wird. Hierbei können über eine Vielzahl von durchgeführten Betankungsvorgängen einzelnen Betankungsparameter wie beispielsweise Delta-P und/oder Temperatur des eingefüllten Wasserstoffs über die Betankungsdauer verändert werden, um den gewünschten Endpunkt genauer zu treffen.

Andererseits können die gewonnen Daten genutzt werden, verschiedene Betankungsmodi anzubieten, ausgewählt aus der Gruppe: Langsambetankung (Slow filling) , Normalbetankung

(Normal filling) und Schnellbetankung (Cold filling) , wobei das Delta-P entsprechend der längeren Betankungsdauer (z.B. bei der Langsambetankung) verringert wird und entsprechend weniger stark gekühlter Wasserstoff (im Bereich von minus 20°C bis plus 20°C, bevorzugt im Bereich von 0°C bis plus 20°C) betankt werden kann, wodurch der Energiebedarf für den Betankungsvorgang verringert werden kann.

Des Weiteren ist es bevorzugt, dass bei dem computerimplementierten Verfahren die die Betankungsdauer eines geplanten Betankungsvorgang eines Fahrzeugs und/oder Clients um einen vorbestimmten oder ermittelten Wert gekürzt wird, falls bei der Prüfung der Betankungsparameter bereits durchgeführter Betankungsvorgänge an demselben Fahrzeug, Client und/oder Client-Typ festgestellt wird, dass eine maximal zulässige Hochhdruckspeichertemperatur am Ende der durchgeführten Betankungsvorgänge nicht erreicht wurde .

Ferner betri f ft die vorliegende Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zum Erfassen eines Benutzerverbrauchsmusters und/oder Benutzertankmusters , insbesondere eines Fahrzeugführers eines bevorzugt durch Wasserstof f angetriebenen Fahrzeugs , wobei das Verfahren aufweist :

Erfassen S 10 von Daten, die zumindest einen, bevorzugt eine Viel zahl an, durch einen Client durchgeführten Betankungsvorgang darstellen, umfassend Daten ausgewählt aus der Gruppe : Betankungsuhrzeit , Betankungsdauer, Befüllmenge (Betankungsmenge an Wasserstof f ) , maximale Befüllgeschwindigkeit ( 1/ s ) , benötigter Energieaufwand für die Betankung seitens der Tankstelle , Preis des Wasserstof f s zu gegebenem Zeitpunkt , verwendete Energieart für die Erzeugung des getankten Wasserstof fs , innerhalb eines vierten Zeitraums t4 ,

Erzeugen S20 einer Historie oder Datensammlung der erfassten Daten über den vierten Zeitraum t4 ,

Erzeugen S30 eines Client-Betankungsmusters von Wasserstof f durch Anwenden eines Client-Betankungsmuster- Bestimmungsalgorithmus auf die erzeugte Historie oder die Datensammlung der erfassten Daten, wobei der Client-Betankungsmuster-Bestimmungsalgorithmus ein Algorithmus , insbesondere ein Zeitserien-Forecast- Algorithmus ( im Englischen „time-series- forecast-algorithm" ) , ist , der auf Historie (n) oder Datensammlung ( en) trainiert ist , welche eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen (Anzahl und Profil von Betankungsvorgängen) über einen fünften vorbestimmten Zeitraum ( t5 ) darstellen, und Client- Betankungsmuster unter Verwendung von einem oder mehreren maschinellen Lernalgorithmen (machine-learning-algorithms) bestimmt oder definiert.

Gemäß einer weiteren Aus führungs form der vorliegenden Erfindung kann sich der vierte Zeitraum t4 über ein Jahr, 6 Monate, 3 Monate, 1 Monat, zwei Wochen oder 1 Woche erstreckt, und/oder der fünfte Zeitraum (t5) sich über 30 Tage, 60 Tage, 90 Tage, 180 Tage, ein Jahr oder zwei Jahre erstrecken .

Hierbei ist es vorteilhaft, dass der Client-Betankungsmuster- Bestimmungsalgorithmus trainiert wurde auf:

Verlaufsdaten (history data) oder Datensammlung ( en) (data collection ( s ) ) , die eine Ansammlung von einzelnen Betankungsvorgängen (Anzahl und Profil von Betankungsvorgängen) über den fünften Zeitraum t5 darstellen, und

Betankungsuhrzeit oder Tageszeit des jeweiligen Betankungsvorgangs innerhalb des fünften vorbestimmten Zeitraums t5.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zum Steuern der Wasserstoff-Herstellung und/oder Wasserstoff-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug mittels einer Wasserstoff-Tankstelle, wobei das Verfahren aufweist:

Erstellen eines Tankstellen-Betankungsmusters , wobei das Tankstellen-Betankungsmusters bevorzugt durch das zuvor beschriebene computerimplementierte Verfahren zum Datenaustausch zwischen einer Tankstelle und einem Client erstellt wird/wurde,

Erfassen eines Zustands und/oder Betriebsparameters der Wasserstoff-Tankstelle, aufweisend zumindest einen Parameter ausgewählt aus der Gruppe: Menge an gespeichertem Wasserstoff, Temperatur des gespeicherten Wasserstoffs, Druck des gespeicherten Wasserstoffs, Anzahl an freien Tanksäulen, Anzahl an laufenden Betankungsvorgängen, Auslastung der Tankstelle , Energiepreis , Verfügbarkeit von regenerativer oder grüner Energie , Anzahl an geplanten ( anstehenden oder bestätigten) Betankungsvorgängen innerhalb eines bestimmten Zeitraums , Kosten der reservierten Betankungen in Abhängigkeit der Betankungsdauer, welche der Kund vorgibt ( Langsambetankung ( „Siow filling" ) , Normalbetankung ( „Normal filling" ) oder Schnellbetankung ( „Cold filling" ) und Logistik für Wasserstof f (wieviel Wasserstof f kann der Tankstelle über Transportwerge wie LKWs oder Pipelines zur Verfügung gestellt werden) ,

Steuern und/oder Regeln der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f aufbereitung unter Berücksichtigung des erstellen Tankstellen-Betankungsmusters und des erfassten Zustands und/oder Betriebsparameters der Wasserstof f- Tankstelle .

Des Weiteren kann das computerimplementierte Verfahren aufweisen :

Ermitteln einer notwendigen Wasserstof f- Bevorratungsmenge basierend auf dem erstellten Tankstellen- Betankungsmusters , wobei die Menge an bevorratetem Wasserstof f , die Kühltemperatur des bevorrateten Wasserstof fs sowie der Druck des bevorrateten Wasserstof fs basierend auf dem erstellten Tankstellen-Betankungsmusters , insbesondere den j eweiligen Betankungsprofilen ( Delta-P-Temperatur-Kurve ) der geplanten Betankungsvorgänge , ermittelt werden, wobei bevorzugt die Wasserstof f-Bevorratungsmenge , die Kühltemperatur des bevorrateten Wasserstof fs sowie der Druck des bevorrateten Wasserstof fs so gering wie möglich gehalten werden, in etwa in einem Bereich von 10% bis 20% mehr als einem basierend auf dem Tankstellen-Betankungsmuster ermittelten Bedarf .

Des Weiteren betri f ft die vorliegende Erfindung eine Steuerung zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug, insbesondere seitens einer Wasserstof f-Tankstelle , umfassend eine Steuereinheit und Mittel zur Aus führung der Schritte des oben beschriebenen computerimplementierten Verfahrens zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug .

Ferner betri f ft die vorliegende Erfindung ein System zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstof f zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug, insbesondere Wasserstof f- Tankstelle , aufweisend : eine Steuerung, insbesondere die oben beschriebene Steuerung zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug, und Mittel zur Aus führung der Schritte des oben beschriebenen computerimplementierten Verfahrens zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug .

Ferner kann das System zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstof f zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug aufweisen : zumindest eine Betankungsanlage , zumindest einen Wasserstof f-Hochdruckspeicher, zumindest einen Dispenser, und bevorzugt zumindest einen Elektrolyseur .

Des Weiteren betri f ft die vorliegende Erfindung ein System oder Verwaltungssystem zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und zumindest einem Client aufweisend : zumindest eine Tankstelle , insbesondere Wasserstof f- Tankstelle , zumindest einen Client , insbesondere ein mobiles Endgerät , eine elektronische Kommunikationseinrichtung eines Fahrzeugs , ein Smartphone oder dergleichen, einen Remote Server oder cloudbasierten Server, der dazu eingerichtet ist , Daten zwischen der zumindest einen Tankstelle , dem zumindest einen Client und/oder dem remote Server oder cloudbasierten Server über eine drahtlose Datenübermittlung aus zutauschen, und

Mittel zur Aus führung der Schritte des oben beschriebenen computerimplementierten Verfahrens zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und zumindest einem Client .

Die vorliegende Erfindung betri f ft ferner einen Remote Server ( oder cloudbasierten Server ) , aufweisend : einen Speicher ( Datenspeicher, eine Kommunikationsschnittstelle die dazu eingerichtet ist , Daten zwischen zumindest einer Tankstelle , insbesondere Wasserstof f-Tankstelle und zumindest einem Client , insbesondere ein mobiles Endgerät , eine elektronische Kommunikationseinrichtung eines Fahrzeugs , ein Smartphone oder dergleichen, über eine drahtlose Datenübermittlung aus zutauschen, und einen Prozessor ( Computer-Prozessor ; CPU) , der dazu eingerichtet ist , dass er das oben beschriebene computerimplementierte Verfahren zum Datenaustausch zwischen zumindest der einen Tankstelle und zumindest dem einen Client aus führt .

Ferner betri f ft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, insbesondere eine Anwendungssoftware (App ) , aufweisend Befehle , die bei der Aus führung durch einen Computer, insbesondere eines Computers eines Clients ausgewählt aus der Gruppe : Fahrzeugsteuerung, mobiles Endgerät , Smartphone oder dergleichen, diesen veranlassen, das oben beschriebene computerimplementierte Verfahren zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und zumindest einem Client , das computerimplementierte Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Betankungsvorgangs , das computerimplementierte Verfahren zum Erfassen eines Benutzerverbrauchsmusters und/oder Benutzertankmusters und/oder das computerimplementierte Verfahren zum Steuern der Wasserstof f-Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug aus zuführen .

Des Weiteren betri f ft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, aufweisend Befehle , die bei der Aus führung durch einen Computer, insbesondere eines Computers eines Clients ausgewählt aus der Gruppe : Fahrzeugsteuerung, mobiles Endgerät , Smartphone oder dergleichen, diesen veranlassen, das oben beschriebene computerimplementierte Verfahren zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und zumindest einem Client , das computerimplementierte Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Betankungsvorgangs , das computerimplementierte Verfahren zum Erfassen eines Benutzerverbrauchsmusters und/oder Benutzertankmusters und/oder das computerimplementierte Verfahren zum Steuern der Wasserstof f- Herstellung und/oder Wasserstof f-Aufbereitung zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug aus zuführen .

Kurze Beschreibung der Figuren

Weitere Merkmale und Vorteile einer Vorrichtung, einer Verwendung und/oder eines Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungs formen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren . Von diesen Figuren zeigt :

Fig . 1 schematisch den Aufbau eines Systems zum Datenaustausch zwischen einem Fahrzeug und einer Tankstelle ,

Fig . 2 schematisch den Aufbau eines Systems zum Datenaustausch zwischen einer Viel zahl von Clients und Tankstellen gemäß einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung,

Fig . 3 ein Blockdiagramm, das eine Signalverarbeitungshardware des in Fig . 2 gezeigten Systems gemäß einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung zeigt , und Fig. 4 schematisch ein neuronales Netz mit künstlichen Neuronen mit einem Input Layer, Hidden Layer und Output Layer.

Beschreibung von Aus führungs formen

Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Systems 100 zum Datenaustausch zwischen einem Fahrzeug 102, insbesondere einem Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug, und einer Tankstelle, wobei das Fahrzeug 102 durch einen Elektromotor 106 und einen elektrischen Speichermechanismus, zum Beispiel eine Batterie 104a angetrieben wird. Die elektrische Energie kann hierbei durch eine Brennstoffzelle (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, welche durch einen Wasserstoff Speicher 104b mit Wasserstoff versorgt wird. Hierbei kann der Wasserstoff Speicher 104b einen Wasserstoffspeichersensor 108 zur Erfassung des Wasserstoffpegels aufweisen.

Das dargestellte System umfasst ferner eine Fahrzeug- Energiestation 110, wie eine Wasserstoff-Tankstelle, welche über eine Wasserstoffversorgungsleitung 112 das Fahrzeug mit frischem Wasserstoff (Kraftstoff) befüllen oder auftanken kann. Hierbei wird die Fahrzeug-Energiestation 110 über eine Wasserstoff-Steuerung derart gesteuert, dass diese falls notwendig vor Ort Wasserstoff produziert. Die Wasserstoff- Steuerung 120 weist zusätzlich eine Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) auf, über welche die Steuerung 120 mit einer oder mehreren Komponenten, wie beispielsweise dem Fahrzeug 102, über ein drahtloses Kommunikationsnetz (Netzwerk) 116 kommunizieren kann. Hierbei kann zum Beispiel die Wasserstoff-Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie von dem Remote Server ( cloudbasierten Server) oder dem Fahrzeug 102 Mitteilungen empfängt , die für die Produktion von Wasserstof f verwendet werden . Hierbei kann die Erzeugung von Wasserstof f derart gesteuert werden, dass Wasserstof f in Wasserstof f-Speichern 122 bevorratet wird .

Das gezeigte System weist ferner eine Energieerzeugungsbestimmungs-Anwendung 118 auf , die basierend auf einer Ankunft an Fahrzeugen 102 an die Tankstelle 110 die Menge an zu bereitstellenden Wasserstof f ermittelt und entsprechend erzeugt . Ferner weist das System eine Utility- Computer- Infrastruktur 124 auf , die ein oder mehrere Computergeräte (nicht dargestellt ) umfassen kann, und mittels welcher die Fahrzeug-Energiestation ( Tankstelle ) mit Stromlieferanten kommuni zieren kann und basierend auf dem ermittelten Wasserstof fbedarf den notwendigen Energiebedarf ( Strombedarf ) bei unterschiedlichen Stromanbietern anfragt und in Auftrag gibt .

Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Systems 300 zum Datenaustausch zwischen einer Viel zahl von Clients 301 , 310 und Tankstellen 201 , 202 gemäß einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung .

Das dargestellte System 300 oder Verwaltungssystem weist eine stationäre Tankstelle 201 , eine mobile Tankstelle 202 , einen ersten Client 301 in Form eines Smartphones und einen zweiten Client 310 in Form eines Fahrzeugs auf . Ferner umfasst das dargestellte System 300 einen Remote Server 350 oder cloudbasierten Server, der dazu dient , Daten zwischen den beiden Wasserstof f-Tankstellen 201 , 202 und den beiden Clients 301 , 310 aus zutauschen, insbesondere über eine drahtlose Datenübermittlung in Form von digitalem Mobil funk, Bluetooth oder WLAN . Ferner weisen der Remote Server 350 , die beiden Tankstellen 201 , 202 und/oder die beiden Clients 301 , 310 Mittel , insbesondere Computerprogramme (welche im Fall von mobilen Endgeräten wie Smartphones als Apps ausgeführt sein können) und Datenbanken, auf , die zur Aus führung der Schritte des oben beschriebenen computerimplementierten Verfahrens zum Datenaustausch zwischen zumindest einer Tankstelle und zumindest einem Client eingerichtet sind.

Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Signalverarbeitungshardware des in Figur 2 gezeigten Systems 300 gemäß einer Aus führungs form der vorliegenden Erfindung zeigt, die so konfiguriert werden kann, dass sie als Steuerung einer der beiden in Fig. 2 gezeigten Tankstellen 201, 202 oder als Steuerung oder Anwendungssoftware eines der in Fig. 2 gezeigten Clients funktioniert .

Die programmierbare Signalverarbeitungshardware 200 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 210 zum Empfangen der oben beschriebenen Betankungsanfragen oder Betankungsvorschläge, der Zustände oder Betriebsparameter, zum Erzeugen der Anweisungen für das System 300 zum Datenaustausch zwischen einer Vielzahl von Clients 301, 310 und einer Vielzahl von Tankstellen 201, 202, die Steuerung der zumindest einen Tankstelle 201, 202, insbesondere die Steuerung der Herstellung und/oder Aufbereitung von Wasserstoff durchzuführen, und dergleichen. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 200 umfasst ferner einen Prozessor, Steuereinheit (z. B. eine Zentraleinheit, CPU, oder eine Grafikverarbeitungseinheit, GPU) 220, einen Arbeitsspeicher 230 (z. B. einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und einen Befehlsspeicher 240, in dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das die computerlesbaren Anweisungen/Bef ehle umfasst, die, wenn sie von dem Prozessor 220 ausgeführt werden, den Prozessor 220 veranlassen, verschiedene Funktionen, einschließlich derjenigen des Systems 300 zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstoff zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug, und optional einen Anzeigesteuersignalgenerator durchzuführen oder zu steuern. Der Befehlsspeicher 240 kann ein ROM (z.B. in Form eines elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeichers (EEPROM) oder eines Flash- Speichers ) umfassen, der mit den computerlesbaren Befehlen vorgeladen ist . Alternativ kann der Befehlsspeicher 240 ein RAM oder einen ähnlichen Speichertyp umfassen, und die computerlesbaren Befehle des Computerprogramms können in diesen von einem Computerprogrammprodukt eingegeben werden, wie z . B . von einem nicht transitorischen, computerlesbaren Speichermedium 250 in Form einer CD-ROM, DVD-ROM usw . oder einem computerlesbaren Signal 260 , das die computerlesbaren Befehle beinhaltet . In j edem Fall veranlasst das Computerprogramm, wenn es vom Pro zessor ausgeführt wird, den Prozessor, mindestens eines der hier beschriebenen computerimplementierten Verfahren aus zuführen . Es sollte j edoch beachtet werden, dass die erfindungsgemäße Steuerung alternativ auch in nicht programmierbarer Hardware , wie einem anwendungsspezi fischen integrierten Schaltkreis (AS IC ) , implementiert sein kann .

In der vorliegenden Aus führungs form der vorliegenden Erfindung ist eine Kombination 270 der in Figur 3 gezeigten Hardwarekomponenten, die den Prozessor 220 , den Arbeitsspeicher 230 und den Befehlsspeicher 240 umfasst , so konfiguriert , dass sie Funktionen des Systems 300 zum Herstellen und/oder Aufbereiten von Wasserstof f zur Betankung von zumindest einem Fahrzeug aus führt , wobei diese Funktionen nachfolgend im Einzelnen beschrieben werden . In Aus führungs formen wie der vorliegenden Aus führungs form der vorliegenden Erfindung, in denen das System 300 einen Anzeigesteuersignalgenerator umfasst , kann die Funktionalität dieser optionalen Komponente auch durch die Kombination 270 der Hardwarekomponenten zusammen mit der Kommunikationsschnittstelle 210 bereitgestellt werden .

Wie aus der folgenden Beschreibung der von der erfindungsgemäßen Steuerung und/oder dem System 300 der vorliegenden Aus führungs form durchgeführten Vorgänge ersichtlich wird, verarbeitet die Steuerung und/oder das System 300 automatisch Betankungsanfragen, Betankungsvorschläge , Zustände und Betriebsparameter der Tankstellen, Wunsch-Betankungsparameter, Betankungsprognosen, Umwelteinflüsse wie Witterungsbedingungen, Außentemperatur, Wochentag, Urlaubs- oder Reisezeit , Energiepreise , Verfügbarkeit von grüner Energie , Anzahl an geplanten Betankungsvorgängen, die von entsprechenden Sensoren erfasst oder seitens der Clients übermittelt werden, um eine sehr genaue Betankungs zeitplan-Prognose und damit verbunden Wasserstof f- und/oder Energiebedarfsprognose zu bestimmen .

Figur 4 zeigt schematisch ein neuronales Netz mit künstlichen Neuronen aufweisend einen Input Layer, einen Hidden Layer und einen Output Layer .

Der oben beschriebene Zeitserien-Forecast-Algorithmus ( im Englischen „time-series- forecast-algorithm" ) kann, wie in der vorliegenden Aus führungs form, ein neuronales Netz sein . Neuronale Netze erzeugen automatisch identi fi zierende Merkmale , indem sie die Eingangsdaten, wie die von der zumindest einen Tankstelle erfassten Zustände ( Zustandsdaten) und/oder Betriebsberater, die von den Clients übermittelten Betankungsanfragen ohne j egliche Vorkenntnisse verarbeiten .

Wie in Abbildung 4 dargestellt , besteht ein neuronales Netz im Allgemeinen aus einer Eingabeschicht ( im Englischen „Input Layer" ) und einer Ausgabeschicht ( im Englischen „Output Layer" ) sowie aus mehreren verborgenen Schichten ( im Englischen „Hidden Layer ( s ) " . Jede dieser Schichten besteht aus einer Viel zahl künstlicher Neuronen ( in Abbildung 4 mit A bis F bezeichnet ) , und j ede Schicht kann verschiedene Arten von Trans formationen an ihren Eingaben vornehmen . Jedes künstliche Neuron kann mit mehreren künstlichen Neuronen in benachbarten Schichten verbunden sein . Die Ausgabe j edes künstlichen Neurons wird durch eine nichtlineare Funktion der Summe seiner Eingaben berechnet . Künstliche Neuronen und die Verbindungen zwischen ihnen haben in der Regel entsprechende Gewichtungen (WAD, WAE usw. in Abbildung 4) , welche die Stärke des Signals an einer bestimmten Verbindung bestimmen. Diese Gewichtungen werden im Laufe des Lernprozesses angepasst, wodurch sich die Ausgabe des neuronalen Netzes ändert. Die Signale wandern von der ersten Schicht (der Eingabeschicht) bis zur letzten Schicht (der Ausgabeschicht) und können die Schichten mehrfach durchlaufen.

Bezugszeichenliste

200 Signalverarbeitungs Vorrichtung

201 Wasserstoff-Tankstelle

202 Mobile Wasserstoff-Tankstelle

210 I/F Schnittstelle

215 Anzeige

220 Prozessor

230 Arbeitsspeicher

240 Befehlsspeicher

250 computerlesbares Speichermedium

260 computerlesbares Signal (Programm)

270 Kombination

300 System

301 Smartphone (Client I)

310 Fahrzeug (Client II)

311 elektronische Kommunikationseinrichtung

320 drahtlose Datenübermittlung

350 Remote Server ( cloudbasierter Server)