DE102019000957A1

DE102019000957A1 - Charging device using the power connection of an infrastructure facility in public space

Info

Publication number: DE102019000957A1
Application number: DE102019000957.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Zangs Maximilian Johannes Dr De
Priority date: 2019-02-10
Filing date: 2019-02-10
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung unter Nutzung eines Stromanschlusses einer Infrastruktureinrichtung im öffentlichen Raum (z.B. einer Straßenlaterne). Sie ermöglicht es, den gesamten über ein Stromnetz bezogenen Strom bzw. die Kombination der Bezugsströme von Endverbrauchern, die über Ladevorrichtungen an das Stromnetz angeschlossen sind, so zu kontrollieren, dass ein Höchststrom der Stromnetzinfrastruktur nicht überschritten wird. Somit wird eine Überlastung der genutzten Stromnetzinfrastruktur vermeiden und die Integrität der genutzten Stromnetzinfrastruktur gesichert.The invention relates to a charging device using a power connection of an infrastructure facility in public space (e.g. a street lamp). It makes it possible to control all of the electricity drawn from a power grid or the combination of the drawn flows from end consumers who are connected to the electricity grid via charging devices in such a way that the maximum current of the electricity grid infrastructure is not exceeded. This avoids overloading the power grid infrastructure used and safeguards the integrity of the power grid infrastructure used.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Als Antwort auf die wachsende Nachfrage nach einem flächendeckenden Ladenetz für neue Endverbraucher, wie beispielsweise elektrisch betriebene Fahrzeuge im Straßenverkehr, werden neue Lademöglichkeiten auf Straßen, Parkplätzen und anderen öffentlich zugängigen Orten bereitgestellt. Um einen kostspieligen Ausbau der Infrastruktur zur Stromverteilung zu vermeiden, wurde beispielsweise in DE 10 2007 038 245 A1 eine Straßenlaterne, bzw. dessen Netzanschluss als Anschlusspunkt zum Laden genutzt. Ebenso können die Netzanschlüsse von Ampeln oder anderen, elektrisch betriebenen Infrastruktureinrichtungen im öffentlichen Raum mit einem vergleichbaren Ladesystem ausgestattet werden.In response to the growing demand for a comprehensive charging network for new end users, such as electrically powered vehicles in road traffic, new charging options are being made available on streets, parking lots and other publicly accessible places. In order to avoid an expensive expansion of the infrastructure for power distribution, for example DE 10 2007 038 245 A1 a street lamp or its mains connection is used as a connection point for charging. Likewise, the network connections of traffic lights or other electrically operated infrastructure facilities in public spaces can be equipped with a comparable charging system.

Straßenlaternen scheinen sich besonders zu eignen, da sie in vielen Gemeinden vor geraumer Zeit aufgestellt wurden und die damals verwendeten Leuchten einen deutlich höheren Stromverbrauch als modernere Leuchten hatten. Somit bleibt heutzutage ein Teil der Kapazität der verlegten Stromnetzinfrastruktur der Straßenlaternen frei und für ein Ladenetz nutzbar.Street lights seem to be particularly suitable as they were installed in many communities a long time ago and the lights used at the time had a significantly higher power consumption than more modern lights. Thus, nowadays, part of the capacity of the laid electricity network infrastructure of the street lamps remains free and can be used for a charging network.

Jedoch sind die Kapazität und Ladestrom von elektrisch betriebenen Fahrzeugen erheblich angestiegen, weshalb eine geringe Anzahl von gleichzeitig ladenden Fahrzeugen die Kapazität der Stromnetzinfrastruktur von Straßenlaternen überschreiten kann. Deshalb ergibt sich das technische Problem, wie das gleichzeitige Laden, bzw. das gleichzeitige Anschließen von Endverbrauchern umgesetzt werden kann, ohne die Integrität der genutzten Stromnetzinfrastruktur zu gefährden. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das besagte technische Problem zu lösen.However, the capacity and charging current of electrically powered vehicles have increased significantly, which is why a small number of vehicles charging at the same time can exceed the capacity of the power grid infrastructure of street lamps. Therefore, the technical problem arises of how the simultaneous charging or the simultaneous connection of end consumers can be implemented without endangering the integrity of the power grid infrastructure used. The invention is therefore based on the object of solving the aforementioned technical problem.

LÖSUNG DES TECHNISCHEN PROBLEMSSOLUTION OF THE TECHNICAL PROBLEM

Der Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche löst das technische Problem, während die abhängigen Patentansprüche weitere Ausführungsformen beschreiben. Dieser Gegenstand bezieht sich auf eine Ladevorrichtung, die unter Nutzung eines Stromanschlusses einer Infrastruktureinrichtung im öffentlichen Raum bereitgestellt ist, wobei die Ladevorrichtung einen eigenen Laderegler umfasst, der ausgebildet ist, eine elektrische Kopplung zwischen einem Endverbraucher und dem Stromanschluss bereitzustellen und eine eigene Steuereinheit umfasst, die ausgebildet ist, eigene Daten über den Betriebszustand des eigenen Ladereglers an eine andere Steuereinheit zu übertragen und andere Daten über den Betriebszustand eines anderen Ladereglers von der anderen Steuereinheit zu erhalten, wobei die Ladevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinheit nach Erhalt der anderen Daten, bei Feststellung, dass ein kombinierter Strom des eigenen und des anderen Ladereglers einen voreingestellten Höchststrom eines Stromnetzes, das den Stromnetzanschluss bereitstellt, überschreitet, den eigenen Laderegler auf einen niedrigeren Bezugsstrom begrenzt, der nicht größer ist als ein Nennstrom des eigenen Ladereglers und/oder dem Endverbraucher befiehlt, einen Ladestrom einzustellen, mit dem der niedrigere Bezugsstrom erhalten wird.The subject matter of the independent patent claims solves the technical problem, while the dependent patent claims describe further embodiments. This subject matter relates to a charging device that is provided using a power connection of an infrastructure facility in public space, the charging device comprising its own charge controller, which is designed to provide an electrical coupling between an end user and the power connection and includes its own control unit which is designed to transmit its own data about the operating state of its own charge controller to another control unit and to receive other data about the operating state of another charge controller from the other control unit, the charging device being characterized in that the control unit, after receiving the other data, at Finding that a combined current of your own and the other charge controller exceeds a preset maximum current of a power grid that provides the power grid connection, limits your own charge controller to a lower reference current, which is nic ht is greater than a nominal current of its own charge controller and / or commands the end user to set a charging current with which the lower reference current is obtained.

Somit ist es möglich, den kombinierten Strom, also die Kombination der Bezugsströme von an das Stromnetz angeschlossenen Endverbrauchern, kontrolliert zu begrenzen, um somit eine Überladung der genutzten Stromnetzinfrastruktur zu vermeiden und dadurch die Integrität der genutzten Stromnetzinfrastruktur zu sichern.This makes it possible to limit the combined electricity, i.e. the combination of the reference currents from end consumers connected to the electricity grid, in a controlled manner in order to avoid overloading the electricity grid infrastructure used and thereby ensure the integrity of the electricity grid infrastructure used.

FigurenlisteFigure list

. 1A to 1D show schematically exemplary embodiments of the invention.
2A and 2 B show exemplary applications of embodiments of the invention.
3A and 3B show flow charts of methods of the invention.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Zur detaillierten Schilderung des Gegenstands der Patentansprüche werden im Folgenden Ausführungsformen mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Zeichnungen erklärt.For a detailed description of the subject matter of the claims, embodiments are explained below with the aid of the drawings described above.

1A bis 1D zeigen schematisch vier Ausführungsformen der Ladevorrichtung 10. Hierbei umfasst die Ladevorrichtung 10 einen Laderegler 11 und eine Steuereinheit 12, die den Laderegler 11 steuert. Die Ladevorrichtung 10 ist unter Nutzung eines Stromanschlusses einer Infrastruktureinrichtung 1 im öffentlichen Raum (im Folgenden „öffentliche Infrastruktureinrichtung“ 1 genannt) bereitgestellt. Hierbei ist die öffentliche Infrastruktureinrichtung 1 mit Stromnetzanschluss eine Straßenlaterne 1a (bzw. 1a-1 und 1a-2), eine Ampel 1b, eine Parkuhr 1c (bzw. 1c-1, 1c-2), eine elektrische Litfaßsäule, eine elektrische Werbeanzeige und/oder eine elektrisch betriebene Beschilderung, die über ein Stromkabel 4, das als Stromnetzanschluss dient, mit einem Stromnetz verbunden ist. Wesentlich ist hierbei allerdings nicht, dass sich die Ladevorrichtung 10 innerhalb oder an der öffentlichen Infrastruktureinrichtung 1 befindet, sondern nur, dass die Ladevorrichtung 10 denselben Stromnetzanschluss der öffentlichen Infrastruktureinrichtung 1 nutzt, bzw. über deren Stromkabel 4 mit dem Stromnetz verbunden ist. 1A to 1D schematically show four embodiments of the charging device 10 . This includes the charging device 10 a charge controller 11 and a control unit 12th who have favourited the charge controller 11 controls. The loading device 10 is using a power connection of an infrastructure facility 1 in public space (hereinafter "public infrastructure facility" 1 called) provided. Here is the public infrastructure facility 1 a street lamp with power supply 1a (or. 1a-1 and 1a-2 ), a traffic light 1b , a parking meter 1c (or. 1c-1 , 1c-2 ), an electric advertising pillar, an electric advertisement and / or an electrically operated signage that has a power cable 4th that serves as a power grid connection is connected to a power grid. However, it is not essential here that the charging device 10 within or at the public infrastructure facility 1 located, but just that the charger 10 the same power grid connection of the public infrastructure facility 1 uses, or via their power cable 4th is connected to the power grid.

Der Laderegler 11 ist so ausgebildet, dass er eine elektrische Kopplung zwischen einem Anschluss 20 für einen Endverbraucher 2, wie beispielsweise einem elektrisch betriebenen Fahrzeug, und dem Stromanschluss der öffentlichen Infrastruktureinrichtung 1 bereitstellt. In seiner einfachsten Ausführungsform ist der Laderegler 11 eine Relaiseinheit zwischen einem Anschluss 20 und einem Stromkabel 4 des Stromnetzes, also dem Stromanschluss der öffentlichen Infrastruktureinrichtung 1. Hierbei kann ein Endverbraucher 2 über ein Ladekabel 3 an den Anschluss 20 zum Laden mit einem gewissen Bezugsstrom angeschlossen werden. Hierbei steuert die Steuereinheit 12 lediglich den Zustand des Ladereglers als Relaiseinheit, indem eine elektrische Verbindung oder Kopplung geöffnet oder geschlossen wird. The charge controller 11 is designed so that there is an electrical coupling between a connector 20th for an end user 2 such as an electrically powered vehicle and the power connection of the public infrastructure facility 1 provides. In its simplest embodiment is the charge controller 11 a relay unit between a port 20th and a power cord 4th the power grid, i.e. the power connection of the public infrastructure facility 1 . Here, an end user 2 via a charging cable 3 to the connection 20th be connected for charging with a certain reference current. The control unit controls this 12th only the state of the charge controller as a relay unit by opening or closing an electrical connection or coupling.

Eine fortgeschrittene Ausführungsform des Ladereglers 11 ist ein Spannungswandler, der sowohl Gleichstrom und/oder Wechselstrom auf Gleichstrom und/oder Wechselstrom einer anderen Amplitude und/oder Frequenz transformieren bzw. wandeln kann. Die Amplitude und/oder Frequenz der erzeugten Ausgangsspannung am Anschluss 20 ist entsprechend dem Ladebetreib des Anschlusses 20 eingestellt.An advanced embodiment of the charge controller 11 is a voltage converter that can transform or convert both direct current and / or alternating current to direct current and / or alternating current of a different amplitude and / or frequency. The amplitude and / or frequency of the output voltage generated at the connector 20th is according to the charging mode of the connection 20th set.

Beispielsweise kann der Laderegler 11 für einen Schutzkontakt („SCHUKO“) Stecker (nicht in 1A bis 1D abgebildet) eine Nennspannung von 230V bereitstellen, um somit eine Leistung bis einschließlich 3.7kW bereitzustellen.For example, the charge controller 11 for a protective contact ("SCHUKO") plug (not in 1A to 1D shown) provide a nominal voltage of 230V in order to provide power up to and including 3.7kW.

Alternativ oder zusätzlich kann der Laderegler 11 für mit der Norm IEC 62196 kompatible Anschlüsse, wie beispielsweise dem Stecker Typ 2 (in 1A bis 1D abgebildet), der drei Außenleiterkontakte L1, L2 und L3, einen Kontakt für den Neutralleiter NL und einen Kontakt für den Schutzkontakt PE besitzt, verschiedene Nennspannungen oder Spannungsbereiche für den Wechselstrom- oder Gleichstrombetrieb bereitstellen. Somit kann bei einer Nennspannung von 230V oder 400V beim Wechselstrombetrieb eine Leistung von 3kW bis 22kW, bei einem Spannungsbereich von 200V bis 450V beim Gleichstrombetrieb eine Leistung bis 36kW oder 90kW und bei einem Spannungsbereich von 200V bis 600V beim Gleichstrombetrieb eine Leistung bis 240kW bereitgestellt werden.Alternatively or additionally, the charge controller 11 for connections compatible with the IEC 62196 standard, such as the connector type 2 (in 1A to 1D shown), of the three outer conductor contacts L1 , L2 and L3 , has a contact for the neutral conductor NL and a contact for the protective contact PE, provide different nominal voltages or voltage ranges for AC or DC operation. Thus, with a nominal voltage of 230V or 400V in AC operation, an output of 3kW to 22kW can be provided, with a voltage range of 200V to 450V in direct current operation up to 36kW or 90kW and with a voltage range of 200V to 600V in direct current operation an output of up to 240kW.

Die Steuereinheit 12 ist so ausgebildet, dass sie Daten über den Betriebszustand des Ladereglers 11 (von nun an als „eigene Daten“, „eigener Laderegler“ und „eigene Steuereinheit“ bezeichnet) an eine andere Steuereinheit 12 übertragen kann und Daten über den Betriebszustand eines Ladereglers 11 der anderen Steuereinheit 12 (von nun an als „andere Daten“ und „anderer Laderegler“ bezeichnet) von der anderen Steuereinheit erhalten kann. Diese eigenen (und anderen) Daten umfassen beispielsweise Daten bezüglich Bezugsstrom, Ladestrom, Effizienz des Ladereglers, Ladezeit, Ladeenergie und Bezugsenergie. Falls der Endverbraucher 2 über den Anschluss 20 mit dem Laderegler 2 Daten über den Endverbraucher 2 bereitstellen kann, können diese Endverbraucherdaten in den eigenen (und anderen) Daten enthalten sein. Endverbraucherdaten sind beispielswese Daten über den Ladezustand eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, die geschätzte Restladezeit, Angaben über Möglichkeiten zur endverbraucherseitigen Drosselung des Ladestroms und Daten über den Nutzer der Ladeeinrichtung 10.The control unit 12th is designed in such a way that it provides data on the operating status of the charge controller 11 (from now on referred to as "own data", "own charge regulator" and "own control unit") to another control unit 12th can transmit and data about the operating status of a charge controller 11 the other control unit 12th (from now on referred to as "other data" and "other charge regulator") from the other control unit. These own (and other) data include, for example, data on reference current, charging current, efficiency of the charge controller, charging time, charging energy and reference energy. If the end user 2 over the connection 20th with the charge controller 2 Data about the end user 2 can provide, this end-user data can be included in your own (and others) data. End-user data are, for example, data about the state of charge of an electrically operated vehicle, the estimated remaining charging time, information about possibilities for end-user-side throttling of the charging current and data about the user of the charging device 10 .

Zur Übertragung eigener Daten und zum Erhalten anderer Daten kann, wie in 1A gezeigt, eine Antenne 30a genutzt werden, um Daten per Funk zu übertragen und zu erhalten. Die Antenne 30a kann genutzt werden, um direkt mit einer anderen Steuereinheit 12, bzw. unter Nutzung dessen Antenne 30a, zu kommunizieren. Die Antenne 30a kann auch ein Funknetz bereitstellen oder eine Verbindung mit einem vorab bereitgestellten Funknetz aufzunehmen, um Daten über das Funknetz an die andere Steuereinheit 12, die auch mit dem Funknetz in Verbindung steht, zu übertragen. Die Direktverbindung und das Funknetz können hierbei sowohl lizenzierte und/oder lizenzfreie Frequenzspektren zur Datenübertragung nutzen.To transmit your own data and to receive other data, as in 1A shown an antenna 30a used to transmit and receive data by radio. The antenna 30a can be used to work directly with another control unit 12th , or using its antenna 30a , to communicate. The antenna 30a can also provide a radio network or establish a connection with a previously provided radio network in order to send data to the other control unit via the radio network 12th , which is also connected to the radio network. The direct connection and the radio network can use both licensed and / or license-free frequency spectra for data transmission.

Vorteile dieser Ausführungsform sind, dass WLAN und Mobilfunkstandards flächendeckende Kommunikation über Funk ermöglichen und somit eine Verlegung von Netzwerkkabeln vermieden werden kann.Advantages of this embodiment are that WLAN and mobile radio standards enable area-wide communication via radio and thus the laying of network cables can be avoided.

Es kann auch, wie in 1B gezeigt, eine Stromnetzkommunikationseinrichtung 30b genutzt werden, um Signale auf die Leitung des Stromnetzes über das Stromkabel 4 zu modulieren und demodulieren. Die Stromnetzkommunikationseinrichtung 30b kann genutzt werden, um direkt mit einer anderen Steuereinheit 12, bzw. unter Nutzung dessen Stromnetzkommunikationseinrichtung 30b, zu kommunizieren. Hierbei dient die Leitung bzw. dienen die Stromkabel 4 des Stromnetzes als Kommunikationsbus, an den die Stromnetzkommunikationseinrichtung 30b angeschlossen ist.It can also, as in 1B shown, a power network communication device 30b used to send signals to the power line via the power cord 4th to modulate and demodulate. The power network communication device 30b can be used to work directly with another control unit 12th , or using its power network communication facility 30b , to communicate. The line or the power cables serve here 4th of the power grid as a communication bus to which the power grid communication device 30b connected.

Vorteile dieser Ausführungsform sind, dass die Datenübertragung sich ausschließlich auf den Bereich des Stromnetzes erstreckt und dessen Stromkabel 4 als Netzwerkkabel nutzt. Trotz eventuell eingeschränkter Übertragungsgeschwindigkeit kann somit eine sichere und robuste Netzwerkverbindung aufgebaut werden.Advantages of this embodiment are that the data transmission extends exclusively to the area of the power grid and its power cables 4th uses as a network cable. In spite of a possibly restricted transmission speed, a secure and robust network connection can be established.

Es kann auch, wie in 1C gezeigt, ein Netzwerkkabel 30c genutzt werden. Das Netzwerkkabel 30c kann genutzt werden, um direkt mit einer anderen Steuereinheit 12, bzw. unter Nutzung deren Netzwerkkabel 30c, zu kommunizieren. Das Netzwerkkabel 30c kann auch eine Verbindung zu einem größeren Computernetzwerk bereitstellen, um Daten über das Computernetzwerk an die andere Steuereinheit 12, die auch mit dem Computernetzwerk in Verbindung steht, zu übertragen.It can also, as in 1C shown a network cable 30c be used. The network cable 30c can be used to directly contact a other control unit 12th , or using their network cable 30c , to communicate. The network cable 30c can also provide a connection to a larger computer network in order to transfer data over the computer network to the other control unit 12th which is also connected to the computer network.

Vorteile dieser Ausführungsform sind, dass die genutzten Netzwerkkabel hohe Übertragungsgeschwindigkeiten erzielen können und weniger rausch- oder störanfällig sind als die Datenübertragung über Funk oder Stromkabel 4.Advantages of this embodiment are that the network cables used can achieve high transmission speeds and are less susceptible to noise or interference than data transmission via radio or power cables 4th .

Es kann auch, wie in 1D gezeigt, eine optische (oder akustische) Kommunikationseinrichtung 30d genutzt werden, um Daten als optische Signale (bzw. akustische Signale) zu übertragen und zu erhalten. Die optische Kommunikationseinrichtung 30a kann genutzt werden, um direkt mit einer anderen Steuereinheit 12, bzw. unter Nutzung dessen optischer Kommunikationseinrichtung 30a, zu kommunizieren.It can also, as in 1D shown, an optical (or acoustic) communication device 30d can be used to transmit and receive data as optical signals (or acoustic signals). The optical communication device 30a can be used to work directly with another control unit 12th , or using its optical communication facility 30a , to communicate.

Vorteile dieser Ausführungsform sind, dass Kosten reduziert werden können und die optischen (bzw. akustischen) Signale wahrnehmbar sind. Somit kann ein Benutzer der . Ladevorrichtung 10 dessen Datenübertragung mitverfolgen und ggf. darauf reagieren (beispielsweise bei einer Fehlermeldung: z.B. rote Leuchte oder Alarm-Ton). Advantages of this embodiment are that costs can be reduced and the optical (or acoustic) signals can be perceived. Thus, a user of the. Loading device 10 track its data transmission and react to it if necessary (for example in the event of an error message: e.g. red light or alarm tone).

Für die Funktion der eigenen Steuereinheit 12 ist jedoch nicht erheblich, wie die Kommunikation zu der anderen Steuereinheit 12 umgesetzt wird, sondern, dass die eigene und andere Steuereinheit 12 grundsätzlich eigene und andere Daten übertragen und erhalten, bzw. austauschen können.For the function of your own control unit 12th however, it is not important, as is the communication with the other control unit 12th is implemented, but that the own and other control unit 12th basically transfer and receive or exchange your own and other data.

Ferner ist erheblich, dass die eigene Steuereinheit 12 nach Erhalt der anderen Daten, bei Feststellung, dass ein kombinierter Strom des eigenen und des anderen Ladereglers 10 einen voreingestellten Höchststrom des Stromnetzes, das den Stromnetzanschluss bereitstellt, überschreitet, den eigenen Laderegler 11 auf einen niedrigeren Bezugsstrom begrenzt, der .nicht größer ist als ein Nennstrom des eigenen Ladereglers 11 und/oder dem Endverbraucher 2 befiehlt, einen Ladestrom einzustellen, mit dem der niedrigere Bezugsstrom erhalten wird. Anders gesagt, regelt die eigene Steuereinheit 12 die Ladeleistung bzw. den Bezugsstrom soweit herunter, bis die Kapazität des Stromnetzes nicht mehr durch einen oder mehrere Endverbraucher 2 erschöpft oder überschritten wird. Um den kombinierten Strom, also den gesamten Bezugsstrom aller Endverbraucher 2 einheitlich an den vom Stromnetz bereitstellbaren Höchststrom heranzuführen, können dynamische oder statische Algorithmen oder Rückkopplungssysteme genutzt werden..Das Verfahren nach additivem Anstieg und multiplikativer Reduzierung oder auf Englisch „Additive Increase Multiplicative Decrease“ (AIMD) erzielt zuverlässig eine ausgewogene Verteilung der Kapazität auf alle ladenden Endverbraucher 2 (dieser Algorithmus wurde ursprünglich für bei TCP-IP zur Überlastungsvermeidung genutzt).It is also significant that its own control unit 12th after receiving the other data, when it is determined that a combined current of the own and the other charge controller 10 exceeds a preset maximum current of the power grid that provides the power grid connection, the own charge controller 11 limited to a lower reference current, which is not greater than a nominal current of its own charge controller 11 and / or the end user 2 commands to set a charging current with which the lower reference current is obtained. In other words, it is regulated by its own control unit 12th the charging power or the reference current until the capacity of the power grid is no longer supported by one or more end consumers 2 is exhausted or exceeded. About the combined electricity, i.e. the total reference electricity of all end consumers 2 Dynamic or static algorithms or feedback systems can be used to uniformly bring the maximum current that can be provided by the power grid. The process according to additive increase and multiplicative reduction or in English "Additive Increase Multiplicative Decrease" (AIMD) reliably achieves a balanced distribution of the capacity to all charging Consumer 2 (This algorithm was originally used for TCP-IP to avoid congestion).

Des Weiteren kann die Steuereinheit bei der Feststellung, dass der Bezugsstrom des Endverbrauchers 2 kontinuierlich den niedrigeren Strom, auf den der eigene Laderegler 11 und/oder der Endverbraucher 2 begrenzt wurde/n, überschreitet, die elektrische Kopplung zwischen dem Endverbraucher 2 und dem Stromanschluss zu öffnen. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Reduzierung des Bezugsstroms durch den Endverbraucher 2 und nicht durch den Laderegler 11 umgesetzt werden soll, der Endverbraucher 2 dies aber nicht (rechtzeitig) tut. Um Schädigung der Stromnetzinfrastruktur durch dauerhafte Überlastung oder Lade-Vorteilverschaffung zu vermeiden, kann somit der Endverbraucher 2 komplett vom Stromnetz getrennt werden. Die Trennung kann spätestens beim erneuten Abstecken des Ladekabels 3 aufgehoben werden, um den Endverbraucher 2 bei beispielsweise falsch eingestellten Ladeparametern beim erneuten Anschließen des Ladekabels 3 nicht dauerhaft vom Laden auszuschließen, und um die Ladevorrichtung 10 für andere Endverbraucher 2 bereitzustellen.Furthermore, the control unit can determine that the reference current of the end consumer 2 continuously the lower current to which the own charge controller is used 11 and / or the end user 2 limited, exceeds the electrical coupling between the end user 2 and open the power connector. This is particularly advantageous when the end user is reducing the reference current 2 and not through the charge controller 11 should be implemented, the end user 2 but does not do this (in time). In order to avoid damage to the power grid infrastructure through permanent overload or charging advantages, the end user can 2 completely disconnected from the mains. The separation can take place at the latest when the charging cable is unplugged again 3 be lifted to the end user 2 in the case of incorrectly set charging parameters when reconnecting the charging cable 3 not be permanently excluded from charging, and to the charging device 10 for other end users 2 provide.

2A zeigt Ausführungsformen der Ladevorrichtung 10. Hier ist ein Stromkabel 4 eines Stromnetzes mit zwei Laternen 1a (bzw. 1a-1 und 1a-2), einer Ampel 1b und zwei elektrische Parkuhren 1c (bzw. 1c-1 und 1c-2) verbunden. Die Laternen 1a und die Parkuhren 1c haben nach der in 2A gezeigten Ausführungsform die Ladevorrichtung 10 intern verbaut und stellen dadurch die Stromverbindung für die Ladevorrichtung 10 bereit. Als Alternative dazu, ist die Ladevorrichtung 10 der Ampel 1b außerhalb aufgestellt, teilt jedoch den zu der Ampel 1b gehörenden Stromanschluss. Ein elektrisch betriebenes Fahrzeug ist als Endverbraucher 2 über ein Ladekabel 3 mit einer der Parkuhren 1c, bzw. über den Anschluss 20 mit der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 verbunden. Somit kann der Endverbraucher 2 einen gewissen Bezugsstrom während des Ladevorgangs vom Stromnetz beziehen. 2A shows embodiments of the loading device 10 . Here is a power cord 4th a power network with two lanterns 1a (or. 1a-1 and 1a-2 ), a traffic light 1b and two electric parking meters 1c (or. 1c-1 and 1c-2 ) connected. The lanterns 1a and the parking meters 1c have after the in 2A embodiment shown the loading device 10 internally installed and thereby provide the power connection for the charging device 10 ready. As an alternative, there is the loading device 10 the traffic light 1b placed outside, but shares the one to the traffic light 1b associated power connection. An electrically powered vehicle is considered an end user 2 via a charging cable 3 with one of the parking meters 1c , or via the connection 20th with the loading device 10 the one parking meter 1c-1 connected. Thus, the end user can 2 draw a certain reference current from the mains during the charging process.

Hat das Kabel 4 des Stromnetzes beim gleichzeitigen Betrieb der Laternen 1a, der Ampel 1b und der Parkuhren 1c eine freie Stromkapazität von beispielsweise 30A und ist die Nennspannung des Stromnetzes 230V, so kann insgesamt eine maximale Ladeleistung von 6,9kW bezogen werden. Der Höchststrom des Stromnetzes wird entsprechend der freien Stromkapazität auf 30A eingestellt. Der Wert des Höchststroms wird entweder beim Aufstellen bzw. Installieren der Ladevorrichtung 10 eingestellt, oder nachträglich über ein Kommunikationsnetz an die Ladevorrichtung 10 übertragen. Solange der Endverbraucher 2 mit einer Leistung lädt, die einen Bezugsstrom am Stromnetzanschluss des Kabels 4 des Stromnetzes fließen lässt, der nicht größer ist als 30A ist, ist der kombinierte Strom des eigenen Ladereglers 11 und der anderen Laderegler 11 (die in 2A nicht laden) im Normbereich. Daher wird der Ladevorgang nicht von der Steuereinheit 12 beeinflusst. Sobald jedoch der Bezugsstrom 30A überschreitet, also der kombinierte Strom 30A überschreitet, begrenzt die Steuereinheit 12 den Laderegler 11, sodass der Höchststrom nicht mehr überschritten wird. Da in dem Beispiel in 2A nur ein Endverbraucher 2 vorhanden ist, würde der Laderegler 11 auf 30A begrenzt werden, wenn der Endverbraucher 2 mit einer Leistung lädt, die 30A Bezugsstrom überschreitet. Somit kann die dauerhafte Überlastung der Stromnetzinfrastruktur vermieden werden.Got the cable 4th of the power grid with simultaneous operation of the lanterns 1a , the traffic light 1b and the parking meters 1c a free power capacity of, for example 30A and is the nominal voltage of the power grid 230V , a total maximum charging power of 6.9kW can be obtained. The maximum current of the power grid is based on the free power capacity 30A set. The value of the maximum current is determined either when setting up or installing the charging device 10 set, or subsequently via a communication network to the charging device 10 transfer. As long as the end user 2 loads with a power that corresponds to a reference current at the mains connection of the cable 4th of the power grid, which is not larger than 30A is the combined current of its own charge controller 11 and the other charge controller 11 (in the 2A not load) in the normal range. Therefore, the charging process is not carried out by the control unit 12th influenced. However, as soon as the reference current 30A exceeds, i.e. the combined electricity 30A the control unit limits 12th the charge controller 11 so that the maximum current is no longer exceeded. Since in the example in 2A only one end user 2 is present, the charge controller would 11 on 30A be limited if the end user 2 with a performance that loads 30A Reference current exceeds. In this way, permanent overloading of the power grid infrastructure can be avoided.

2B zeigt nun eine Ausführungsform der Ladevorrichtung 10 in der zwei Endverbraucher 2 (bzw. 2-1 und 2-2) Strom von zwei Parkuhren 1c (bzw. 1c-1 und 1c-2) unter Nutzung deren Ladevorrichtungen 11 beziehen wollen. Es wird angenommen, dass die für 2A beschriebenen Angaben des Stromnetzes dieselben sind und dass der nicht in 2A abgebildete (andere) Endverbraucher 2-2 bereits mit einem Ladevorgang von 30A Bezugsstrom an der (anderen) Parkuhr 1c-2 lädt, wenn sich wie im Folgenden beschrieben, der in 2A abgebildete (eine) Endverbraucher 2-1 zum Laden an die (eine) Parkuhr 1c-1 anschließt. In diesem Fall führen die Ladevorrichtungen 10 in den Parkuhren 1c die Schritte des in 3A abgebildeten Verfahrens aus. Obwohl dieses Verfahren auch von den Ladevorrichtungen 10 in den Laternen 1a und der Ampel 1b ausgeführt werden kann, wird zur Vereinfachung der Beschreibung nur auf die zwei Parkuhren 1c Bezug genommen. Immerhin liefern in der in 2B gezeigten Ausführungsform die Laternen 1a und die Ampel 1b keinen wesentlichen Beitrag zum kombinierten Bezugsstrom. 2 B now shows an embodiment of the loading device 10 in the two end users 2 (or. 2-1 and 2-2 ) Electricity from two parking meters 1c (or. 1c-1 and 1c-2 ) using their charging devices 11 want to relate. It is believed that the for 2A the details of the power grid described are the same and that the information not specified in 2A depicted (other) end users 2-2 already with a loading process of 30A Reference current at the (other) parking meter 1c-2 loads when the in 2A pictured end user 2-1 for charging to the parking meter 1c-1 connects. In this case, the charging devices lead 10 in the parking meters 1c the steps of the in 3A illustrated procedure. Although this procedure is also used by the loading devices 10 in the lanterns 1a and the traffic light 1b can only be carried out on the two parking meters to simplify the description 1c Referenced. After all, deliver in the in 2 B embodiment shown the lanterns 1a and the traffic light 1b no significant contribution to the combined reference electricity.

In Schritt S1 prüft die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12) ob ein Endverbraucher 2 angeschlossen ist. Wenn dies nicht der Fall ist (NEIN bei S1), wird die Prüfung wiederholt, bis sich ein Endverbraucher anschließt. Wenn sich ein Endverbraucher 2-1 an die eine Parkuhr 1c-1 angeschlossen hat (JA bei S1), beginnt der Laderegler 11 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall der „eigene Laderegler“ 11) mit dem Ladevorgang und es wird mit Schritt S2 fortgefahren.In step S1 checks the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) whether an end user 2 connected. If this is not the case (NO for S1 ), the test is repeated until an end user joins it. If you are an end user 2-1 to the one parking meter 1c-1 connected (YES for S1 ), the charge controller begins 11 the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own charge controller" 11 ) with the loading process and it will with step S2 proceeded.

In Schritt S2 (dem „Übertragungsschritt“) überträgt die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12) eigene Daten über den Betriebszustand des Ladereglers 11 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall der „eigene Laderegler“ 11) an die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der anderen Parkuhr 1c-2 (in diesem Fall die „andere Steuereinheit“ 12).In step S2 (the "transfer step") transfers the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) own data about the operating status of the charge controller 11 the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own charge controller" 11 ) to the control unit 12th the loading device 10 the other parking meter 1c-2 (in this case the "other control unit" 12th ).

Abstrakter gesagt, der Übertragungsschritt S2 dient der Übertragung eigener Daten über den Betriebszustand eines eigenen Ladereglers 11 der Ladevorrichtung 10 an eine andere Steuereinheit 12 einer anderen Ladevorrichtung 10.More abstractly, the transfer step S2 is used to transfer your own data about the operating status of your own charge controller 11 the loading device 10 to another control unit 12th another loading device 10 .

Diese Übertragung geschieht unter Nutzung mindestens einer der in Bezug auf 1A bis 1D beschriebenen Kommunikationseinrichtungen. Somit werden allen anderen Steuereinheiten der Bezugsstrom des Ladereglers 11 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr, 1c-1 (in diesem Fall der „eigene Laderegler“ 11) mitgeteilt. Danach wird mit Schritt S3 fortgefahren.This transfer is done using at least one of the in relation to 1A to 1D communication facilities described. This means that the reference current of the charge controller is used by all other control units 11 the loading device 10 the one parking meter, 1c-1 (in this case the "own charge controller" 11 ) communicated. Then with step S3 proceeded.

Da der andere Endverbraucher 2-2 bereits lädt, überträgt die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der anderen Parkuhr 1c-2 (in diesem Fall die „andere Steuereinheit“ 12) bereits Daten. In Schritt S3 (dem „Erhaltungsschritt“) erhält, im Umkehrschluss zu Schritt S2, die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12) von der Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der anderen Parkuhr lc-2 (in diesem Fall die „andere Steuereinheit“ 12), andere Daten über den Betriebszustand des Ladereglers 11 der Ladeeinheit 10 der anderen Parkuhr 1c-2 (in diesem Fall der „andere Laderegler“ 11).Because the other end user 2-2 is already charging, the control unit transmits 12th the loading device 10 the other parking meter 1c-2 (in this case the "other control unit" 12th ) already data. In step S3 (the "maintenance step"), in reverse of step S2 , the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) from the control unit 12th the loading device 10 the other parking meter lc-2 (in this case the "other control unit" 12th ), other data about the operating status of the charge controller 11 the loading unit 10 the other parking meter 1c-2 (in this case the "other charge controller" 11 ).

Abstrakter gesagt, der Erhaltungsschritt S3 dient zum Erhalten anderer Daten über den Betriebszustand eines anderen Ladereglers 11 der anderen Ladevorrichtung 10.More abstractly, the conservation step S3 is used to obtain other data about the operating status of another charge controller 11 the other loading device 10 .

Danach wird mit Schritt S4 fortgefahren.Then with step S4 proceeded.

In Schritt S4 berechnet die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12) den kombinierten Strom (I_KOMBI) des eigenen und des anderen Ladereglers 11. Es ist erwähnenswert, dass dieser Datenaustausch zwischen der eigenen und der anderen Steuereinheit 12 in regelmäßigen Zeitabständen stattfinden kann. Hierbei kann der Zeitabstand abhängig von der freien Kapazität des Kabels 4 des Stromnetzes im Normalfall mehrere Sekunden oder Millisekunden betragen. Somit können die eigene und die andere Steuereinheit 12 den kombinierten Strom des eigenen und des anderen Ladereglers auch situationsabhängig öfter oder seltener berechnen und somit schneller bei einer Gefahrensituation reagieren, aber im Normalbetrieb nicht unnötig häufig Daten austauschen.In step S4 calculates the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) the combined current (I _KOMBI ) of the own and the other charge controller 11 . It is worth mentioning that this data exchange between your own and the other control unit 12th can take place at regular intervals. The time interval can depend on the free capacity of the cable 4th of the power grid usually take several seconds or milliseconds. This means that your own and the other control unit 12th Calculate the combined current of your own and the other charge controller more or less often, depending on the situation, and thus react faster in a dangerous situation, but not exchange data unnecessarily frequently in normal operation.

In Schritt S5 prüft die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12), ob der kombinierte Strom (I_KOMBI) größer als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) ist. Wenn der kombinierte Strom (I_KOMBI) nicht größer als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) ist, wird zu Schritt S1 zurückgekehrt. Wenn jedoch der kombinierte Strom (I_KOMBI) größer als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) ist, wird mit Schritt S6 fortgefahren. In step S5 checks the control unit 12th the loading device of a parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) Whether the combined current (I _COMBI) than the preset maximum current (I _LIMIT) is greater. If the combined current (I _COMBI) is not greater than the preset maximum current (I _LIMIT), is to step S1 returned. However, if the combined current (I _COMBI) is greater than the preset maximum current (I _LIMIT), is initiated with step S6 proceeded.

In Schritt S6 (dem „Reduzierungsschritt“) steuert die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12) den Laderegler 11 der Ladevorrichtung der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall den „eigenen Laderegler“ 11) so an, dass er auf einen niedrigeren Bezugsstrom (I_BEZUG) begrenzt wird, der nicht größer als der Nennstrom des Ladereglers 11 ist, und/oder dass dem einen Endverbraucher 2-1 befohlen wird (z.B. durch Kommunikation über Funk oder über den Anschluss 20), einen Ladestrom (I_LADE) einzustellen, mit dem der niedrigere Bezugsstrom erhalten wird. Um den dem niedrigeren Bezugsstrom (I_BEZUG) entsprechenden Ladestrom (I_LADE) zu erhalten, kann beispielsweise angenommen werden, dass die Bezugsleistung (P_BEZUG) und Ladeleistung (P_LADE) mit einer Effizienz (η_LADE) zwischen null und eins proportional zueinander sind. Unter Nutzung der Eingangs- und Ausgangsspannungen (jeweils V_BEZUG und V_LADE) ließe sich der einzustellende Ladestrom (I_LADE) anhand der folgenden Formel berechnen: $I_{LADE} = η_{LADE} \cdot \frac{P_{BEZUG}}{V_{LADE}} = η_{LADE} \cdot \frac{V_{BEZUG} \cdot I_{BEZUG}}{V_{LADE}}$

In step S6 (the "reduction step") controls the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) the charge controller 11 the loading device of a parking meter 1c-1 (in this case the "own charge controller" 11 ) so that it is limited to a lower reference current (I _REFERENCE ) that is not greater than the rated current of the charge controller 11 is, and / or that the one end user 2-1 is commanded (e.g. by communication via radio or via the connection 20th ) to set a charging current (I _LADE ) with which the lower reference current is obtained. In order to obtain the charging current (I _LADE ) corresponding to the lower reference current (I _REFERENCE ), it can be assumed, for example, that the reference power (P _REFERENCE ) and charging power (P _LADE ) are proportional to one another with an efficiency (η _LADE ) between zero and one . Using the input and output voltages (each V _REFERENCE and V _CHARGE ), the charging current to be set (I _CHARGE ) can be calculated using the following formula:

{I.}_{LOAD} = η_{LOAD} \cdot \frac{P_{REFERENCE}}{V_{LOAD}} = η_{LOAD} \cdot \frac{V_{REFERENCE} \cdot {I.}_{REFERENCE}}{V_{LOAD}}

Der Betrag der Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG) vom ursprünglichen (vor Schritt S6 fließenden) auf den niedrigeren Bezugsstrom (I_BEZUG) kann sowohl ein voreingestellter Wert sein, der zu einer stufenartigen Reduzierung durch wiederholte Ausführung des Schritts S6 führt. Alternativ kann die Reduzierung auch multiplikativ im Sinne von AIMD sein. Somit wird bei jeder Ausführung des Schritts S6 der Bezugsstrom (I_BEZUG) nicht um einen konstanten Betrag, sondern um einen von der Größe des Bezugsstroms (I_BEZUG) abhängigen Betrag reduziert.The amount of the reduction in the reference _current (I _REFERENCE ) from the original (before step S6 flowing) to the lower reference _current (I _REFERENCE ) can be a preset value that leads to a step-like reduction through repeated execution of the step S6 leads. Alternatively, the reduction can also be multiplicative in the sense of AIMD. Thus, each time the step is executed S6 the reference _current (I _REFERENCE ) is not _reduced by a constant amount, but by an amount that depends on the size of the reference _current (I _REFERENCE ).

Abstrakter gesagt, im Reduzierungsschritt S6 wird bei Feststellung (in Schritt S5), dass ein kombinierter Strom (I_KOMBI), der in einem Berechnungsschritt S4 aus Bezugsströmen (I_BEZUG) des eigenen und des anderen Ladereglers 11 berechnet wurde, einen voreingestellten Höchststrom (I_HÖCHST) eines Stromnetzes, der den Stromanschluss bereitstellt, überschreitet, der eigene Laderegler 11 auf einen niedrigeren Bezugsstrom (I_BEZUG) begrenzt und/oder dem Endverbraucher 2 befohlen, einen Ladestrom einzustellen, mit dem der begrenzte Bezugsstrom (I_BEZUG) erhalten wird.In more abstract terms, in the reduction step S6 is determined (in step S5 ) that a combined current (I _KOMBI ), which in one calculation _step S4 from reference _currents (I _REFERENCE ) of _your own and the other charge controller 11 has been calculated, a preset maximum current (I _HIGHEST ) of a power grid that provides the power connection, exceeds the own charge regulator 11 limited to a lower reference _current (I _REFERENCE ) and / or the end user 2 ordered to set a charging current with which the limited reference current (I _REFERENCE ) is obtained.

Nach Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG) in Schritt S6, wird zu Schritt S1 zurückgekehrt.After reducing the reference _current (I _REF ) in step S6 , becomes step S1 returned.

Zur besseren Veranschaulichung wird im Folgenden ein Beispiel des eben beschriebenen Verfahrens anhand konkreter Zahlenwerte geschildert. Angenommen der andere Endverbraucher 2-2 lädt mit 16A Bezugsstrom und der eine Endverbraucher 2-1 wird angeschlossen und beginnt auch mit 16A Bezugsstrom zu laden. Somit werden nach der Feststellung, dass der eine Endverbraucher 2-1 angeschlossen wurde, Daten der Laderegler 11 der Endverbraucher 2-1 und 2-1 in Schritt S2 und S3 ausgetauscht. Nach dem Datenaustausch wird jeweils der kombinierte Strom (I_KOMBI) in Schritt S4, hier 32A, berechnet. Da in Schritt S5 festgestellt wird, dass der kombinierte Strom (I_KOMBI) größer als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) von 30A ist, wird der Bezugsstrom (I_BEZUG) der Laderegler 11 der Ladevorrichtungen 10 der Endverbraucher 2-1 und 2-2 in Schritt S6 reduziert. Dieser Ablauf wird so oft komplett wiederholt., bis der in Schritt S4 berechnete kombinierte Strom (I_KOMBI) nicht mehr größer als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) ist. Wenn beispielsweise der Bezugsstrom (I_BEZUG) in Schritt S6 in kleinen Schritten von jeweils 100mA reduziert wird, sind mehrere Wiederholungen des kompletten Ablaufs nötig. Bei einer größeren Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG) von beispielsweise 1A ist in diesem Beispiel keine Wiederholung des kompletten Ablaufs mehr nötig. Wenn der Bezugsstrom multiplikativ um beispielsweise 10% reduziert wird (also anfangs 1,6A) ist auch keine Wiederholung des kompletten Ablaufs mehr nötig. Der Prozentsatz kann auch dynamisch, basierend auf der Anzahl der ladenden Endverbraucher (die von der Anzahl der erhaltenen Daten abgeleitet werden kann) und/oder basierend auf dem Betrag, um den der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) von dem kombinierten Strom (I_KOMBI) überstiegen wird (also der Differenz zwischen voreingestelltem Höchststrom (I_HÖCHST) und kombiniertem Strom (I_KOMBI)), berechnet werden.For better illustration, an example of the method just described is described below using specific numerical values. Suppose the other end user 2-2 invites with 16A Reference current and the one end consumer 2-1 is connected and also starts with 16A Load reference current. Thus, after finding that the one end user 2-1 connected, data from the charge controller 11 the end user 2-1 and 2-1 in step S2 and S3 exchanged. After the data exchange, the combined current (I _KOMBI ) in step S4 , here 32A , calculated. There in step S5 it is found that the combined current (I _COMBI ) is greater than the preset maximum current (I _HIGH ) of 30A is the reference _current (I _REFERENCE ) of the charge controller 11 of the loaders 10 the end user 2-1 and 2-2 in step S6 reduced. This process is repeated in full until the in step S4 calculated combined current (I _COMBI) is no longer greater than the preset maximum current (I _LIMIT). For example, if the reference _current (I _REF ) in step S6 is reduced in small steps of 100mA each, several repetitions of the complete process are necessary. In the case of a greater reduction in the reference _current (I _REFERENCE ) of, for example, 1A, the entire sequence no longer _{needs to be repeated} in this example. If the reference current is multiplied by, for example, 10% (i.e. initially 1.6A), the entire process no longer needs to be repeated. The percentage can also be dynamic, based on the number of end users charging (which can be derived from the number of data received) and / or based on the amount by which the preset maximum current (I _MAX ) is _derived from the combined current (I _COMBI ) is exceeded ( _i.e. the difference between the preset maximum current (I _HIGHEST ) and the combined current (I _KOMBI )).

Mit der vorstehenden Ausführungsform wird somit eine Überschreitung des Höchststroms des Stromnetzes bzw. der Stromkapazität des Stromkabels vermieden und das gleichzeitige Laden bzw. Beziehen eines Stroms von einem oder mehreren Endverbrauchern ermöglicht.The above embodiment thus avoids exceeding the maximum current of the electricity network or the current capacity of the power cable and enables the simultaneous charging or drawing of electricity from one or more end consumers.

In einer weiteren Ausführungsform kann, bei Feststellung, dass nach Begrenzung des Bezugsstroms und nach erneutem Erhalt der anderen Daten der kombinierte Strom kleiner ist als der Höchststrom des Stromnetzes, die Steuereinheit die Begrenzung des Bezugsstroms aufheben, sodass der Bezugsstrom unbegrenzt, aber nicht größer als ein Nennstrom des eigenen Ladereglers ist oder bis der kombinierte Strom nicht mehr kleiner als der Höchststrom des Stromnetzes ist. Der kombinierte Strom kann beispielsweise kleiner als der Höchststrom des Stromnetzes werden, wenn einer der Endverbraucher 2 seinen Ladevorgang abschließt, wenn einer der Endverbraucher 2 anfängt seinen Ladestrom und somit Bezugsstrom zu drosseln oder wenn der (in Schritt S6) reduzierte Bezugsstrom zu stark reduziert wurde, womit der (in Schritt S4 berechnete) kombinierte Strom (I_KOMBI) kleiner als der Höchststrom (I_HÖCHST) des Stromnetzes wurde.In a further embodiment, if it is determined that after limiting the reference current and after receiving the other data again, the combined current is less than the maximum current of the power grid, the control unit can remove the limitation of the reference current so that the reference current is unlimited, but not greater than one Rated current of its own charge controller or until the combined current is no longer less than the maximum current of the power grid. The combined electricity can, for example, be less than the maximum current of the power grid if one of the end users 2 completes its charging process when one of the end users 2 begins to throttle its charging current and thus reference current or if the (in step S6 ) the reduced reference current was reduced too much, with which the (in step S4 calculated) combined current (I _KOMBI ) was less than the maximum current (I _HÖCHST ) of the power grid.

3B zeigt ein Verfahren der Ladevorrichtung 10, das basierend auf dem in 3A gezeigten Verfahren um zwei Schritte erweitert wurde. Da Schritte S1 bis S6 des Verfahrens nach 3B identisch mit den Schritten des Verfahrens nach 3A sind, wird auf eine ausführliche Beschreibung der Schritte S1 bis S6 verzichtet. Dennoch wird bei der Beschreibung der zusätzlichen Schritte S7 und S8 weiter an die in 2B gezeigte Ausführungsform angeknüpft. 3B Fig. 10 shows a method of the charging device 10 based on the in 3A procedure shown has been extended by two steps. There steps S1 to S6 of the procedure 3B identical to the steps of the procedure below 3A refer to a detailed description of the steps S1 to S6 waived. However, in describing the additional steps S7 and S8 continue to the in 2 B Embodiment shown linked.

In Schritt S7 prüft die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12), ob der kombinierte Strom (I_KOMBI) kleiner ist als der Höchststrom . (I_HÖCHST) des Stromnetzes. Wenn der Bezugsstrom (I_BEZUG) kleiner als der Höchststrom (I_HÖCHST) ist, wird mit Schritt S8 fortgefahren. Andernfalls, wenn der Bezugsstrom (I_BEZUG) nicht kleiner als der Höchststrom (I_HÖCHST) ist, wird wie vorstehend beschrieben mit Schritt S5 fortgefahren.In step S7 checks the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ), whether the combined current (I _KOMBI ) is less than the maximum current. (I _HIGH ) of the power grid. If the reference _current (I _REFERENCE ) is less than the maximum _current (I _HIGHEST ), step S8 proceeded. Otherwise, if the reference _current (I _REF ) is not less than the maximum _current (I _MAX ), step as described above S5 proceeded.

Bei den Prüfungen in Schritt S7 und S5 kann ein Strombereich um den Höchststrom (I_HÖCHST) des Stromnetzes so definiert werden, dass in diesem Strombereich keine Erhöhung oder Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG) stattfindet. Die Größe des Strombereichs wird durch einen Offset-Strom (I_OFF) definiert, wenn beispielsweise einer Messungenauigkeit, die die wiederholte Erhöhung und Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG) verursacht, vorgebeugt werden soll.At the exams in step S7 and S5 a current range around the maximum current (I _HIGHEST ) of the power grid can be defined in such a way that there is no increase or reduction in the reference _current (I _REFERENCE ) in this current range. The size of the current range is defined by an offset current (I _OFF ) if, for example, a measurement inaccuracy that causes the repeated increase and _{decrease of} the reference _current (I _REFERENCE ) is to be prevented.

In Schritt S8 (dem „Erhöhungsschritt“) steuert die Steuereinheit 12 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall die „eigene Steuereinheit“ 12) den Laderegler 11 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall der „eigene Laderegler“ 11) so an, dass er seinen Bezugsstrom (I_BEZUG) auf einen Wert über den derzeitigen Bezugsstrom, aber unter dem Nennstrom des Ladereglers 11 der Ladevorrichtung 10 der einen Parkuhr 1c-1 (in diesem Fall der „eigene Laderegler“ 11)erhöht.In step S8 (the "increase step") controls the control unit 12th the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own control unit" 12th ) the charge controller 11 the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own charge controller" 11 ) in such a way that it _sets its reference current (I _REFERENCE ) to a value above the current reference current, but below the nominal current of the charge controller 11 the loading device 10 the one parking meter 1c-1 (in this case the "own charge controller" 11 )elevated.

Abstrakter gesagt, im Erhöhungsschritt S8 wird, bei Feststellung (in Schritt S7), dass, nach Begrenzung des Bezugsstroms (I_BEZUG) und nach erneutem Erhalt der anderen Daten in Schritt (S3), der kombinierte Strom (I_KOMBI) kleiner ist als der Höchststrom (I_HÖCHST) des Stromnetzes, die Begrenzung des Bezugsstroms (I_BEZUG) aufgehoben, sodass der Bezugsstrom (I_BEZUG) entweder unbegrenzt, aber nicht größer als ein Nennstrom des eigenen Ladereglers (11) ist oder bis der kombinierte Strom (I_KOMBI) nicht mehr kleiner als der Höchststrom (I_HÖCHST) des Stromnetzes ist.More abstractly, in the incremental step S8 is determined (in step S7 ) that, after limiting the reference _current (I _REF ) and after receiving the other data again in step ( S3 ), The combined current (I _COMBI) than the maximum current (I _LIMIT) of the power system, the boundary of the reference current (I _REFERENCE) is less lifted, so that the reference current (I _REFERENCE) either unlimited, but not greater than a rated current of the own charge controller ( 11 ) or until the combined current (I _KOMBI ) is no longer less than the maximum current (I _HIGHEST ) of the power grid.

Nach Erhöhung des Bezugsstroms (I_BEZUG) in Schritt S6 wird zu Schritt S1 zurückgekehrt.After increasing the reference _current (I _REF ) in step S6 becomes step S1 returned.

Zur besseren Veranschaulichung wird im Folgenden ein Beispiel des eben beschriebenen Verfahrens zur Erhöhung des Bezugsstroms anhand konkreter Zahlenwerte geschildert. Angenommen beide Endverbraucher 2 laden mit jeweils 14A Bezugsstrom. Somit werden nach der Feststellung, dass der eine Endverbraucher 2-1 angeschlossen ist, Daten der Laderegler 11 der Endverbraucher 2-1 und 2-1 in Schritt S2 und S3 ausgetauscht. Nach dem Datenaustausch wird jeweils der kombinierte Strom (I_KOMBI) in Schritt S4 berechnet, hier 28A. Da in Schritt S7 festgestellt wird, dass der kombinierte Strom (I_KOMBI) kleiner als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) von 30A ist und ggf. außerhalb des Strombereichs (I_HÖCHST-I_OFF) liegt, wird der Bezugsstrom (I_BEZUG) der Laderegler 11 der Ladevorrichtungen 10 der Endverbraucher 2 in Schritt S8 erhöht. Dieser Ablauf wird so oft wiederholt, bis der in Schritt S4 berechnete kombinierte Strom (I_KOMBI) nicht mehr kleiner als der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) ist bzw. im Strombereich (I_HÖCHST-I_OFF) liegt. Wenn beispielsweise der Bezugsstrom (I_BEZUG) in Schritt S8 in kleinen Schritten von jeweils 100mA erhöht wird, sind mehrere Wiederholungen des kompletten Ablaufs nötig. Bei einer größeren Erhöhung des Bezugsstroms (I_BEZUG) von beispielsweise 1A ist in diesem Beispiel keine Wiederholung des kompletten Ablaufs mehr nötig. Wenn der Bezugsstrom multiplikativ um beispielsweise 10% reduziert wird (also anfangs 1,4A), wird der Ablauf zwar nicht mehr mit einer Erhöhung durchgeführt, sondern mit einer Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG), da der bei der nächsten Wiederholung in Schritt S4 berechnete kombinierte Strom (I_KOMBI) einen Wert von 30,8A annehmen wird. Der Prozentsatz kann auch dynamisch, basierend auf der Anzahl der ladenden Endverbraucher (die von der Anzahl der erhaltenen Daten abgeleitet werden kann) und/oder basierend auf dem Betrag, um den der voreingestellte Höchststrom (I_HÖCHST) von dem kombinierten Strom (I_KOMBI) überstiegen wird (also der Differenz zwischen voreingestelltem Höchststrom (I_HÖCHST) und kombiniertem Strom (I_KOMBI)), berechnet werden.For better illustration, an example of the method just described for increasing the reference current is described below with the aid of specific numerical values. Assume both end users 2 charge with 14A reference current each. Thus, after finding that the one end user 2-1 connected, data from the charge controller 11 the end user 2-1 and 2-1 in step S2 and S3 exchanged. After the data exchange, the combined current (I _KOMBI ) in step S4 calculated, here 28A. There in step S7 it is determined that the combined current (I _COMBI ) is less than the preset maximum current (I _HIGH ) of 30A and possibly outside the current range (I _HIGHEST -I _OFF ), the reference _current (I _REFERENCE ) is used by the charge controller 11 of the loaders 10 the end user 2 in step S8 elevated. This process is repeated until the in step S4 calculated combined current (I _COMBI) than the preset maximum current (I _LIMIT) is not less than or is located in the current region (I _MAXIMUM -I _OFF). For example, if the reference _current (I _REF ) in step S8 is increased in small steps of 100mA each, several repetitions of the entire process are necessary. In the case of a greater increase in the reference _current (I _REFERENCE ) of, for example 1A, the complete sequence no longer _{needs to be repeated} in this example. If the reference current is reduced by, for example, 10% multiplicatively (i.e. initially 1.4A), the sequence is no longer carried out with an increase, but with a reduction in the reference _current (I _REFERENCE ), since the next repetition in step S4 calculated combined current (I _KOMBI ) will assume a value of 30.8A. The percentage can also be dynamic, based on the number of loading end users (which can be derived from the number of data received) and / or based on the amount by which the preset maximum current (I _MAX ) is _derived from the combined current (I _COMBI ) is exceeded ( _i.e. the difference between the preset maximum current (I _HIGHEST ) and the combined current (I _KOMBI )).

Mit der vorstehenden Ausführungsform wird somit eine Überschreitung des Höchststroms (I_HÖCHST) des Stromnetzes bzw. der Stromkapazität dessen Stromkabel 4 vermieden und das gleichzeitige Laden bzw. Beziehen eines Stroms von einem oder mehreren Endverbrauchern 2 mit möglichst hohem Ladestrom (I_LADE) bzw. Bezugsstrom (I_BEZUG) ermöglicht. Eine bevorzugte Ausführungsform der Ladevorrichtung 10 nutzt für die Erhöhung und Reduzierung des Bezugsstroms (I_BEZUG) den AIMD Algorithmus, wobei der Wert des additiven Erhöhens und der Wert des multiplikativen Reduzierens sowohl ab Werk, bei der Installation der Ladevorrichtung 10 oder nachträglich über ein Kommunikationsnetz an die Ladevorrichtung 10 eigestellt wird.With the above embodiment, the maximum _current (I _HIGHEST ) of the power grid or the power capacity is exceeded its power cord 4th avoided and the simultaneous charging or drawing of electricity from one or more end consumers 2 with the _highest possible charging current (I _LOAD ) or reference current (I _REFERENCE ). A preferred embodiment of the loading device 10 uses the AIMD algorithm to increase and _decrease the reference _current (I _REFERENCE ), whereby the value of the additive increase and the value of the multiplicative decrease both ex works, when the charging device is installed 10 or later via a communication network to the charging device 10 is set.

Um einen neuen Höchststrom (I_HÖCHST) und/oder neue AIMD Werte zu enthalten, kann in einer weiteren Ausführungsform eine Ladevorrichtung 10 oder ein gesonderter Computer als Server dienen. Dieser Server überträgt relevante Höchststrom- und/oder AIMD-Daten, sodass sie mit Schritt S3 erhalten werden. Somit können Kapazitätsänderungen im Stromnetz in das Ladeverhalten der Endverbraucher rückgeführt werden. Änderungen können aufgrund Temperaturschwankungen, Leistungsanstiegen oder Fehlern im Stromnetz auftreten.In order to contain a new maximum _current (I _HIGHEST ) and / or new AIMD values, a charging device 10 or a separate computer can serve as a server. This server transmits relevant high-current and / or AIMD data so that they can step S3 can be obtained. This means that changes in capacity in the power grid can be fed back into the charging behavior of end consumers. Changes can occur due to temperature fluctuations, increases in power or errors in the power grid.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt S4 entfallen. Hierfür wird die Ladevorrichtung 10 in einem Ladevorrichtungssystem bereitgestellt, in dem eine Ladevorrichtung 10 oder ein gesonderter Computer als Server zur Berechnung des kombinierten Stroms (I_KOMBI) dient. In dieser Ausführungsform werden (eigene) Daten nicht direkt an die Steuereinheiten 12 der Ladevorrichtungen 10 übertragen, sondern sie werden an den Server übertragen, von dem wiederum (andere) Daten erhalten werden. Diese erhaltenen Daten umfassen dabei mindestens den kombinierten Strom (I_KOMBI), können aber auch zusätzlich die Bezugsströme (I_BEZUG) aller Laderegler 11, einen neuen Höchststrom (I_HÖCHST) und/oder neue AIMD Werte enthalten.In a further embodiment, the step S4 omitted. The loading device 10 provided in a charging device system in which a charging device 10 or a separate computer is used as a server to calculate the combined current (I _KOMBI ). In this embodiment (own) data are not sent directly to the control units 12th of the loaders 10 rather, they are transmitted to the server, from which (other) data is received. These received data include at least the combined current (I _KOMBI ), but can also include the reference _currents (I _REFERENCE ) of all charge controllers 11 , a new maximum _current (I _HIGH ) and / or new AIMD values.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1:1:: Infrastruktureinrichtung im öffentlichen Raum;Infrastructure facility in public space;
1a, 1a-1, 1a-2:1a, 1a-1, 1a-2:: Laterne;Lantern;
1b:1b:: Ampel;Traffic light;
1c, 1c-1, 1c-2:1c, 1c-1, 1c-2:: Parkuhr;Parking meter;
2, 2-1, 2-2:2, 2-1, 2-2:: Endverbraucher;Consumer;
3, 3-1, 3-2:3, 3-1, 3-2:: Ladekabel;Charging cable;
4:4:: Stromkabel (des Stromnetzes);Power cord (of the power grid);
10:10:: Ladevorrichtung;Loading device;
11:11:: Laderegler;Charge regulator;
12:12:: Steuereinheit;Control unit;
20:20:: Anschluss;Connection;
30a:30a:: Antenne;Antenna;
30b:30b:: StromnetzkommunikationseinrichtungPower network communication device
30c:30c:: NetzwerkkabelNetwork cable
30d:30d:: optische Kommunikationseinrichtungoptical communication device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102007038245 A1 [0001]

Claims

Charging device (10) which is provided in public space using a power connection of an infrastructure facility (1), the charging device (10) comprising: its own charge controller (11) which is designed to provide an electrical coupling between a connection (20) for to provide an end user (2) and the power connection; and its own control unit (12), which is designed to transmit its own data about the operating status of its own charge regulator (11) to another control unit (12) and other data about the operating state of another charge regulator (11) of the other control unit (12) to obtain, characterized in that the separate control unit (12), after receiving the other data, in response to determining that a combined current I _combination, of the own and the other load controller (11) a preset maximum current, I _mAXIMUM, a power network, that provides the power connection, limits its own charge controller (11) to a lower reference current and / or commands the end user (2) to set a charging current, I _LADE , with which the limited reference current, I _REFERENCE , is obtained.

The loading device (10) after Claim 1 , with its own control unit (12) determining that after limiting the reference current, IBEZUG, and after receiving the other data again, the combined current, I _KOMBI , is less than the maximum current, I _HOCHST , of the power grid, the limitation of the reference current, I _REFERENCE , so that the reference current, I _REFERENCE , is unlimited, but not greater than a nominal current of its own charge controller (11) or until the combined current, I _COMBI , is no longer less than the maximum current, I _HIGHEST , of the power grid.

The loading device (10) after Claim 1 or 2 Wherein the own control unit (12) upon determining that the charging current of the end user (2) continuously to a reference current, I _REFERENCE leads exceeding the limited reference current I _REFERENCE, the electrical coupling between the terminal (20) for the End consumer (2) and the power connection opens.

The loading device (10) according to one of the Claims 1 to 3 , wherein the own control unit (12) in addition to the other data also includes control data on the maximum _current , I _HIGHEST , of the power grid and / or control data for controlling the increase and / or reduction of the reference _current , I _REFERENCE .

The loading device (10) according to one of the Claims 1 to 4th the own control unit (12) exchanging its own and other data either directly with the other control unit (12) or transmitting its own data to a server and receiving other data from the server; and wherein the own control unit (12) receives the regulation data, the control data and / or the combined current, I _KOMBI , from the server.

The loading device (10) according to one of the Claims 1 to 5 wherein the own control unit (12) for transmitting and receiving the data about the operating status of the own and the other charge controller (11) has an antenna (30a), a power network communication device (30b), a network cable (30c) and / or an optical communication device ( 30d) uses; wherein the own control device (12), when the power network communication device (30b) is used, modulates and demodulates signals on cables (4) of the power network.

The loading device (10) according to one of the Claims 1 to 6 , wherein the infrastructure facility (1) in the public space with a power connection is a street lamp (1a), a traffic light (1b), a parking meter (1c), an electrical advertising column, an electrical advertisement and / or an electrically operated street signage.

A method of a charging device (10), comprising: a transmission step (S2) for transmitting own data about the operating state of a separate charge controller (11) of the charging device (10) to another control unit (12) of another charging device (10); a maintenance step (S3) for obtaining other data about the operating status of another charge controller (11) of the other charging device (10), characterized by a reduction step (S6) which, when it is determined (S5) that a combined current, I _KOMBI , der was calculated in a calculation _step (S4) from reference _currents , I _REFERENCE , of its own and the other charge controller (11), a preset maximum current, I _HÖCHST , of a power grid that provides the power connection, exceeds its own charge controller (11) to a lower one _{Reference current} , I _REFERENCE , is limited and / or commands an end user (2) to set a charging current with which the limited reference current, I _REFERENCE , is obtained.

The process of a loading device according to Claim 8 further comprising: an incrementing step (S8) which, upon determining (S7) that after Limitation of the reference _current , I _REFERENCE , and after receiving the other data (S3) again, the combined current, I _COMBI , is less than the maximum current, I _MAXIMUM , of the power grid, the limitation of the reference _current , I _REFERENCE , is canceled so that the reference _current , I _REFERENCE , is unlimited, but not greater than a nominal current of its own charge controller (11) or until the combined current, I _COMBI , is no longer less than the maximum current, I _HIGHEST , of the power grid.