DE102009059862B4

DE102009059862B4 - Ladekabel mit Controller

Info

Publication number: DE102009059862B4
Application number: DE102009059862.6A
Authority: DE
Inventors: Robert L. Vitale; Jonas Bereisa; Raymond A. Beaufait; Gery J. Kissel; Craig R. Markyvech
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2025-05-22
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: US20100174667A1; US9457791B2; CN101811446B; CN101811446A; DE102009059862A1

Abstract

Ladekabel (100), welches ausgebildet ist, um eine Fahrzeugbatterie (16) mit einer Netzstromquelle (170) elektrisch zu koppeln, umfassend:
einen Fahrzeugverbinder (122), der ausgebildet ist, um eine Verbindung mit einem Ladeport (12) an einem Fahrzeug (10) herzustellen;
ein Datenmodul (104), das ausgebildet ist, um Netzdaten von der Netzstromquelle (170) zu empfangen und um Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug (10) zu empfangen;
ein Steuermodul (102), das mit dem Datenmodul (104) kommunikativ gekoppelt ist, wobei das Steuermodul (104) ausgebildet ist, um die Netzstromquelle (170) mit dem Ladeport (12) auf der Basis sowohl der Netzdaten als auch der Fahrzeugdaten zu verbinden;
ein Datenkommunikationssystem, welches ausgebildet ist, um mit einem Heimbereichsnetzwerk zu kommunizieren, und ausgebildet ist, um mit dem Fahrzeug (10) zu kommunizieren; und
eine Benutzerschnittstelle, welche ausgebildet ist, um einen Ladestatus der Fahrzeugbatterie (16) anzuzeigen, und ausgebildet ist, um eine Benutzereingabe anzunehmen;
wobei die Netzdaten Netztarife umfassen, welche die Kosten der Elektrizität auf der Basis eines Netztarifschemas enthalten, das Änderungen in den Netztarifen auf der Basis eines oder mehrerer der folgenden Faktoren umfasst: einer Tageszeit, einer Jahreszeit und eines Spitzenbedarfsverbrauchs;
wobei die Fahrzeugdaten ein Ladeniveau der Fahrzeugbatterie (16) umfassen; und
wobei das Steuermodul (102) ausgebildet ist, die Netzstromquelle (170) mit dem Ladeport (12) auf der Basis sowohl des Ladeniveaus der Fahrzeugbatterie (16) als auch reduzierter Ladekosten auf der Basis des Netztarifschemas in Kombination mit einem oder mehreren der folgenden Faktoren zu verbinden: einer Tageszeit, einer Jahreszeit und eines Spitzenbedarfsverbrauchs.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein Ladekabel für Elektro- und Elektrohybridfahrzeuge und speziell ein Ladekabel, welches ausgebildet ist, um eine Fahrzeugbatterie mit einer Netzstromquelle zu koppeln.
Hintergrund
In vielen Elektrofahrzeugen einschließlich Einsteck-Elektrohybridfahrzeugen wird eine Fahrzeugbatterie von einer Netzstromquelle wie z. B. einem öffentlichen oder privaten Ausgang geladen, der Elektrizität von einem elektrischen Netz empfängt. Ein Ladekabel wird verwendet, um die Fahrzeugnetzstromquelle mit der Fahrzeugbatterie zu verbinden.
Ladekabel verbinden ein Ladesystem in dem Elektrofahrzeug mit einem Stromnetz. Nach dem Verbinden beginnt das Fahrzeugladesystem typischerweise mit dem Laden der Fahrzeugbatterie, bis die Batterie vollständig geladen ist. Um Kosten zu reduzieren, kann ein Benutzer mit dem Einstecken eines Fahrzeuges warten, bis die Netztarife reduziert sind, wie z. B. während der Nachtzeit, wobei jedoch wahrscheinlich ist, dass dies zu Situationen führt, in denen das Fahrzeug nicht geladen wird, wenn der Benutzer vergisst oder nicht in der Lage ist, das Ladekabel zur richtigen Zeit einzustecken.
Bei einem aus der US 2002/0158749 A1 bekannten Leistungsverbrauchs-Managementsystem wird über eine Hochspannungsleitung elektrische Energie von einem Kraftwerk an einen Stromanschluss geliefert, mit dem ein mit einem Elektrofahrzeug verbindbarer mobiler Stecker koppelbar ist. Für einen Signalaustausch zwischen dem mobilen Stecker und dem Stromanschluss und einem Signalaustausch zwischen dem beweglichen Stecker und einem fernen Serversystem der Kraftwerksgesellschaft ist jeweils eine Kommunikationsverbindung vorgesehen. Der Stromanschluss steuert die Abgabe elektrischer Energie auf der Basis eines Codeschlüssels. Dabei empfängt der mobile Stecker zunächst einen Identifikationscode des Stromanschlusses vom Stromanschluss, den er zusammen mit seinem eigenen Identifikationscode an das Serversystem der Kraftwerksgesellschaft übermittelt, um von diesem den entsprechenden Codeschlüssel anzufordern. Daraufhin wird im Serversystem der Kraftwerksgesellschaft der Identifikationscode des mobilen Steckers mit vorab im Serversystem gespeicherten Nutzerdaten verglichen. Bei vorliegender Übereinstimmung gibt das Serversystem der Kraftwerksgesellschaft den angeforderten Codeschlüssel an den mobilen Stecker, der diesen Codeschlüssel dann an den Stromanschluss übermittelt. Mit dem korrekten Codeschlüssel wird der Stromanschluss schließlich zur Abgabe elektrischer Energie freigeschaltet. Zur automatischen Berechnung des Stromverbrauchs werden den jeweiligen Stromverbrauch betreffende Informationen über die betreffende Kommunikationsverbindung vom mobilen Stecker an das Serversystem der Kraftwerksgesellschaft übermittelt.
In der EP 1 059 190 A1 ist ein Stromversorgungssystem für Elektrofahrzeuge beschrieben, das dazu ausgelegt ist, die jeweils aktuell noch zur Verfügung stehende Kapazität einer betreffenden wiederaufladbaren Fahrzeugbatterie zu bestimmen.
In der US 2008 / 0 039 989 A1 ist ein Stromversorgungssystem mit einer Vielzahl von an ein Stromnetz angeschlossenen Verbrauchern, wie beispielsweise Elektrofahrzeugen, beschrieben, bei dem die Verbraucher über eine jeweilige Kommunikationsverbindung mit einem ferner Stromfluss-Controller verbunden sind, der mit Stromflussmessung versehen ist, über die der Stromfluss zu und von den Verbrauchern erfassbar ist.
Weitergehender Stand der Technik ergibt sich ferner aus der DE 696 02 739 T2 . Konkret gehen daraus Vorrichtungen und ein Verfahren zum raschen Wiederaufladen der Batterien eines Elektrofahrzeugs hervor, wobei der Kostenaspekt des Aufladens und der Ladezustand beim Laden der Batterie thematisiert wird.
Zusammenfassung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ladekabel der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein bequemes Laden der Fahrzeugbatterie bei jeweils reduzierten Netztarifen gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Ladekabel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ladekabels ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Das erfindungsgemäße Ladekabel ist ausgebildet, um eine Fahrzeugbatterie mit einer Netzstromquelle elektrisch zu koppeln. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Ladekabel einen Fahrzeugverbinder, der ausgebildet ist, um eine Verbindung mit einem Ladeport an einem Fahrzeug herzustellen; ein Datenmodul, das ausgebildet ist, um Netzdaten von der Netzstromquelle zu empfangen und um Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug zu empfangen; und ein Steuermodul, das mit dem Datenmodul kommunikativ gekoppelt ist, wobei das Steuermodul ausgebildet ist, um die Netzstromquelle mit dem Ladeport auf der Basis sowohl der Netzdaten als auch der Fahrzeugdaten zu verbinden; wobei die Netzdaten Netztarife umfassen, welche die Kosten der Elektrizität auf der Basis eines Netztarifschemas enthalten, das Änderungen in den Netztarifen auf der Basis eines oder mehrerer der folgenden Faktoren umfasst: einer Tageszeit, einer Jahreszeit und eines Spitzenbedarfsverbrauchs; die Fahrzeugdaten ein Ladeniveau der Fahrzeugbatterie umfassen; und das Steuermodul ausgebildet ist, die Netzstromquelle mit dem Ladeport auf der Basis sowohl des Ladeniveaus der Fahrzeugbatterie als auch reduzierter Ladekosten auf der Basis des Netztarifschemas in Kombination mit einem oder mehreren der folgenden Faktoren zu verbinden: einer Tageszeit, einer Jahreszeit und eines Spitzenbedarfsverbrauchs.
Aufgrund dieser Ausbildung ist nicht nur ein bequemes Laden der Fahrzeugbatterie gewährleistet. Es ist auch sichergestellt, dass das Laden der Fahrzeugbatterie bei den jeweils reduzierten Netztarifen erfolgt.
Bevorzugt umfasst das Ladekabel ein Kommunikationsmodul, welches kommunikativ mit dem Datenmodul gekoppelt ist, wobei das Kommunikationsmodul ausgebildet ist, um die Netzdaten und die Fahrzeugdaten über ein Netzwerk zu senden und zu empfangen.
Beschreibung der Zeichnungen
Ein umfassenderes Verständnis des Gegenstandes kann durch Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung und Ansprüche bei Betrachtung in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren erlangt werden, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen, und

1 eine graphische Darstellung ist, die ein Elektrofahrzeug und ein beispielhaftes Ladekabel veranschaulicht;
2 ein Blockdiagramm ist, das ein beispielhaftes Ladekabel veranschaulicht;
3 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Ladekabels ist;
4 eine graphische Darstellung ist, die ein beispielhaftes Ladekabel als Teil eines Netzwerkes veranschaulicht; und
5 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Laden eines Fahrzeuges ist.

Detaillierte Beschreibung
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur. Des Weiteren besteht nicht die Absicht einer Eingrenzung durch irgendeine zum Ausdruck gebrachte oder implizierte Theorie, die in dem/der oben angeführten technischen Gebiet, Hintergrund, Kurzzusammenfassung oder der nachfolgenden detaillierten Beschreibung präsentiert ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Ladekabel für ein Elektrofahrzeug ein Steuermodul, welches ausgebildet ist, um eine elektrische Kopplung in einem Modul des Ladekabels auf der Basis von Netztarifen zu steuern, um geringere Kosten für ein Laden des Elektrofahrzeuges zu erzielen. Das beispielhafte Ladekabel kann auch mit der Netzstromquelle wie z. B. einem Netzstromversorger kommunizieren, um Netztarifinformationen zu empfangen und Kundenenergieverbrauchsdaten zu überwachen, aufzuzeichnen und sie an den Netzstromversorger oder einen anderen Empfänger zu übertragen. In einer Ausführungsform des Ladekabels bestimmt das Steuermodul in dem Kabel ein Ladeschema für reduzierte Ladekosten in Übereinstimmung mit den Netztarifen. Das Steuermodul weist dann die elektrische Kopplung an, das Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Ladeschema zum Laden zu verbinden oder das Fahrzeug von der Netzstromquelle zu trennen. Details von mehreren beispielhaften Ausführungsformen werden nun unter spezieller Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren präsentiert.
1 zeigt ein Ladekabel 100 mit einem Netzende 110 und einem Fahrzeugende 120. 1 zeigt auch ein Fahrzeug 10 mit einem Ladeport 12, einem Fahrzeugladesystem 14 und einer Fahrzeugbatterie 16. Das Fahrzeug 10 ist in einer Garage mit einer Netzstromsteckdose 172 veranschaulicht, welche mit einer Netzstromquelle 170 verbunden ist. Das Fahrzeug 10 kann ein beliebiges Einsteck-Elektrofahrzeug einschließlich eines Einsteck-Elektrohybridfahrzeuges sein. Das Fahrzeugende 120 des Ladekabels 100 in der beispielhaften Ausführungsform ist ausgebildet, um eine Verbindung mit dem Ladeport 12 herzustellen, um das Fahrzeugladesystem 14 und die Fahrzeugbatterie 16 elektrisch mit der Netzstromquelle 170 zu koppeln, wenn das Netzende 110 mit der Netzstromquelle 170 über die Netzstromsteckdose 172 verbunden ist.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Ladekabels 100 mit einem Steuersystem 105. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst das Steuersystem ein Steuermodul 102, welches einen Prozessor, ein Datenmodul 104, ein Messmodul 106, ein Kommunikationsmodul 130 mit einem Empfänger 132 und einem Sender 134, ein Anzeigemodul 140 mit einer Benutzerschnittstellenanzeige, ein Benutzereingabemodul 150 mit einer Benutzereingabevorrichtung und eine elektrische Kopplung 160 umfasst. In alternativen Ausführungsformen können Module vom Steuersystem 105 getrennt sein und entsprechend mit dem Steuersystem 105 gekoppelt sein. Das Steuersystem 105 kann in einem Gehäuse am Netzende 110 oder Fahrzeugende 120 oder in einem separaten Gehäuse untergebracht sein, das mit dem Ladekabel 100 verbunden ist. Alternativ kann das Steuersystem 105 Module aufweisen, die in verschiedenen Gehäusen untergebracht sind, welche entsprechend mit dem Ladekabel 100 verbunden sind und kommunikativ gekoppelt sind.
In einer beispielhaften Ausführungsform weist das Ladekabel 100 einen Netzverbinder 112 und eine Erdschlussunterbrecher (GFCI von „ground fault current interrupt)-Vorrichtung 114 in dem Netzende 110 auf. Der Netzverbinder 112 ist ausgebildet, um eine Verbindung mit der Netzstromsteckdose 172 herzustellen (1). Die Netzstromsteckdose 172 kann als ein beliebiger Typ von Netzsteckdose, z. B. 110 Volt oder 220 Volt, ausgebildet sein. Der Netzverbinder 112 kann ausgebildet sein, um eine Verbindung mit einem Standardtyp von Netzsteckdose herzustellen oder kann ausgebildet sein, um Adapter zum Verbinden mit mehr als einem Typ von Netzsteckdose anzunehmen. In einer Ausführungsform enthält das Netzende 110 ein Messmodul 106, welches den Spannungspegel detektiert, der an der Netzsteckdose verfügbar ist. Das Ladekabel 100 kann mit Netzsteckdosen verwendet werden, welche ausgebildet sind, um 110 V Wechselstrom oder 220 V Wechselstrom sowie auch weitere Spannungen zu liefern wie z. B. eine beliebige Netzstromspannung, die in den USA oder international verfügbar ist.
Das Steuermodul 102 kann ein Modul sein, das auf einer Leiterplatte implementiert ist und kann mit einem Prozessor implementiert sein. In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Steuermodul 102 ein Ladeschema für eine Fahrzeugbatterie auf der Basis eines Spannungspegels der Netzspannung, des Fahrzeugbatterieniveaus, der Netzstromtarife und einer Ladegeschwindigkeit. Es können weitere Faktoren verwendet werden, um ein Ladeschema für eine Fahrzeugbatterie zu bestimmen, einschließlich einer vorausberechneten Zeit bis zum Erreichen einer vollständigen Ladung. Die Information, welche verwendet wird, um das Ladeschema zu bestimmen, kann in dem Datenmodul 104 gespeichert sein. In der beispielhaften Ausführungsform beschafft das Steuermodul 102 Netzdaten von dem Stromversorger oder einer anderen Netzversorgungsquelle und beschafft auch Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug.
In der beispielhaften Ausführungsform umfassen die Netzdaten Netztarife, welche die Kosten der Elektrizität auf der Basis eines Schemas umfassen, das Änderungen in den Netztarifen auf der Basis vieler verschiedener Faktoren wie z. B. der Tageszeit, der Jahreszeit, des Spitzenbedarfsverbrauchs für ein Gebiet oder einen Haushalt und des Spitzenbedarfsverbrauchs für den Stromversorger umfasst. Die Netzdaten können auch Information umfassen, die von dem Stromversorger empfangen werden und sich auf die aktuellen Bedingungen eines Stromversorgungsnetzes beziehen, mit dem das Ladekabel 100 verbunden ist. In der beispielhaften Ausführungsform umfassen die Fahrzeugdaten das Fahrzeugbatterieniveau und weitere Information in Bezug auf die Fahrzeugbatterie und das Fahrzeug. Das Steuermodul 102 kann Fahrzeugdaten, Netzdaten und weitere Daten wie z. B. Information von einem Messmodul 106 verwenden, um ein Ladeschema mit niedrigeren Kosten für das Laden zu bestimmen. In einer alternativen Ausführungsform kann das Steuermodul 102 ein Ladeschema auf der Basis eines Netz-Spitzenverbrauches und -bedarfes bestimmen, und kann das Ladeschema regelmäßig auf der Basis von neuen empfangenen Daten in Bezug auf den Spitzenverbrauch und -bedarf von der Netzstromquelle aktualisieren.
In der beispielhaften Ausführungsform ist das Steuermodul 102 kommunikativ gekoppelt, um die elektrische Kopplung 160 anzuweisen, den an das Fahrzeugladesystem 14 gelieferten Strom zu steuern. In einer Ausführungsform ist die elektrische Kopplung 160 ein Schalter, der den Netzstrom zwischen den Enden des Ladekabels 100 verbindet und zulässt, dass Strom zum Laden der Fahrzeugbatterie 16 fließt. Die elektrische Kopplungssteuervorrichtung 160 kann ein beliebiger Typ von Schalter, z. B. ein Relais oder ein Transistor sein, der durch das Steuermodul 102 gesteuert ist. In einer Ausführungsform steuert die elektrische Kopplung 160 den durch das Ladekabel 100 fließenden Strom und kann einen Strombegrenzungsschalter oder eine andere Vorrichtung zum Steuern des Stroms umfassen.
Das Datenmodul 104 ist ein beliebiges Modul, welches ausgebildet ist, um Daten zu speichern. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Datenmodul als Direktzugriffsspeicher implementiert. Verschiedene Typen von Speichern wie z. B. ein Direktzugriffsspeicher, ein Flash-Speicher, ein Nur-Lese-Speicher, ein Trommelspeicher, ein Magnetkernspeicher, ein Blasenspeicher, ein Twistorspeicher und/oder weitere Typen von magnetischem oder nichtmagnetischem Datenspeicher kann/können für das Datenmodul 104 verwendet werden.
Das Messmodul 106 ist ein beliebiges Hardware- und/oder Softwaremodul mit der Fähigkeit, die elektrischen Kenndaten des Stroms, der an der Netzstromsteckdose 172 vorhanden ist, und des Stroms, der durch das Ladekabel 100 fließt, zu messen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Messmodul 106 Schaltungen zum Messen des Spannungspegels des Wechselstroms an der Netzstromsteckdose 172 wie z. B. ein Spannungsmessgerät oder eine Spannungskomparatorschaltung und umfasst auch Schaltungen zum Messen des Stroms, der durch das Ladekabel 100 zu dem Fahrzeug 10 fließt, wie z. B. ein Strommessgerät. Die auf die gemessenen Werte bezogenen Daten sind in dem Datenmodul 104 gespeichert. In einer Ausführungsform verwendet das Steuermodul 102 den Wert des Netzspannungspegels und den Wert des durch das Ladekabel 100 fließenden Stroms, um die Energie zu berechnen, die zum Laden der Fahrzeugbatterie 16 verwendet wurde, wie z. B. die gesamten verbrauchten Watt oder Kilowatt. Das Steuermodul 102 kann auch die Kosten der verwendeten Energie auf der Basis der Netztarife wie z. B. der Kosten für Kilowatt/Stunde berechnen, um die durchschnittlichen Kosten zum Laden des Fahrzeuges zu bestimmen. In einer Ausführungsform empfängt das Datenmodul auch Tachometerstandinformation von dem Fahrzeug 10 und berechnet die Kosten für das Laden der Fahrzeugbatterie 16 pro Meile.
Das Kommunikationsmodul 130 ist eine beliebige Vorrichtung, welche ausgebildet ist, um Daten zu senden und/oder zu empfangen. In einer Ausführungsform ist das Kommunikationsmodul 130 eine Vorrichtung, welche ausgebildet ist, um Signale unter Verwendung eines Standards zur drahtlosen Kommunikation wie z. B. eines beliebigen von verschiedenen IEEE-Standards oder weiterer Standards drahtlos zu senden und zu empfangen. In weiteren Ausführungsformen ist das Kommunikationsmodul 130 eine Vorrichtung, welche ausgebildet ist, um Daten über eine kabelgebundene Verbindung wie z. B. das Stromkabel, ein Netzwerkkabel oder ein weiteres Datenkabel zu senden. Das Kommunikationsmodul 130 kann Vorrichtungen verwenden, um eine Verbindung mit einem Netzwerk wie z. B. einem persönlichen Nahbereichsnetzwerk, einem Heimbereichsnetzwerk, einem Fernbereichsnetzwerk und/oder weiteren Netzwerken herzustellen. In einer Ausführungsform sendet das Kommunikationsmodul 130 Daten an eine Fahrzeugkommunikationsvorrichtung in dem Fahrzeug 10 wie z. B. einem Funkfrequenz-Sender/Empfänger, welcher Daten über ein Netzwerk sendet. Das Kommunikationsmodul 130 kann Daten wie z. B. Energieverbrauchsdaten über ein Netzwerk an die Netzquelle senden. In einer Ausführungsform, in einem Vollduplexmodus, sendet und empfängt das Kommunikationsmodul 130 die Daten gleichzeitig. In weiteren Ausführungsformen sendet und empfängt das Kommunikationsmodul 130 die Daten im Halbduplexmodus. In einer alternativen Ausführungsform sendet das Kommunikationsmodul 130 Daten über ein Netzwerk an einen Prozessor, der ein Ladeschema für die Fahrzeugbatterie 16 bestimmt, und sendet das Ladeschema als Netzdaten an das Kommunikationsmodul 130. Das Kommunikationsmodul 130 kann verwendet werden, um Daten über ein Netzwerk zu senden und zu empfangen, um eine Benutzerschnittstelle zu ermöglichen. Ein Benutzer kann Information in Bezug auf den Energieverbrauch des Fahrzeuges 10 empfangen und eine Eingabe zum Anpassen des Ladeschemas bereitstellen.
In der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, kann eine Benutzerschnittstelle Teil eines Steuersystems 105 sein, welches eine Anzeigevorrichtung 140 und eine Benutzereingabevorrichtung 150 umfasst. Die Anzeige 140 ist eine beliebige Vorrichtung, die eine Information in einer visuellen Form weiterleitet. In einer Ausführungsform kann die Anzeige 140 z. B. ein LCD-Feld sein, das in der Lage ist, verschiedene Zeichen wie von dem Steuermodul 102 angewiesen anzuzeigen. Die Benutzereingabevorrichtung 150 kann eine beliebige Vorrichtung sein, die es einem Benutzer gestattet, Daten in das Steuersystem 105 einzugeben.
In der Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, umfasst eine Benutzerschnittstelle die Anzeige 140, die Leuchtdioden (LEDs) 141 -147 umfasst, und die Benutzerschnittstellenvorrichtung 150, die einen Übersteuerungsknopf 124 umfasst. Ein Stromkabel 101 und ein Kommunikationskabel 103 können zwischen dem Netzende 110 und dem Fahrzeugende 120 gekoppelt sein. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst das Ladekabel 100 an beiden Enden des Ladekabels 100 eine Anzeigevorrichtung in der Form von Leuchtdioden. Weitere Anzeigevorrichtungen können in einem oder beiden Enden des Ladekabels 100 wie auch in weiteren Gehäusen, die mit dem Ladekabel 100 verbunden sind, verwendet werden. Das Netzende 110 kann verschiedene Dioden umfassen, um unterschiedliche Zustände anzugeben. Zum Beispiel kann eine erste LED 141 angeben, ob Strom an der Netzstromsteckdose 172 vorhanden ist. Eine zweite LED 142 kann z. B. angeben, ob in der Netzstromsteckdose 172 ein entsprechender geerdeter Stromkreis detektiert ist, und eine dritte LED 143 kann den Status des Ladeschemas angeben. Weitere Ausführungsformen können einen beliebigen weiteren Typ von Information in einer beliebigen Weise angeben.
In beispielhaften Ausführungsformen, in denen Leuchtdioden verwendet werden, können die LEDs einen Status angeben, indem sie Licht mit sich ändernden Farben emittieren, Licht als ein Gleichlicht emittieren, Licht als ein blinkendes Licht emittieren und/oder Licht auf verschiedenen Helligkeitsniveaus emittieren. Die erste LED 141 und die zweite LED 142
emittieren in der beispielhaften Ausführungsform ein Gleichlicht, um anzugeben, dass korrekte elektrische Verbindungen an der Netzstromsteckdose 172 detektiert sind, und sind ausgeschaltet, um anzuzeigen, dass solche elektrischen Verbindungen nicht detektiert sind. Wenn in einer Ausführungsform an der Netzstromsteckdose 172 ein Strom detektiert ist, und ein nicht korrekter Masseanschluss detektiert ist, zeigt die zweite LED 142 ein blinkendes Licht an, um den nicht korrekten Masseanschluss anzugeben. In der beispielhaften Ausführungsform gibt die dritte LED 143 mit einem blinkenden grünen Licht an, dass die Fahrzeugbatterie 16 gerade geladen wird, und gibt mit einem grünen Gleichlicht an, dass das Laden abgeschlossen ist. Die dritte LED 143 kann ein blinkendes bernsteinfarbenes Licht emittieren, um anzugeben, wenn das Laden auf der Basis des Ladeschemas verzögert ist. In weiteren Ausführungsformen können LEDs und weitere Anzeigevorrichtungen Zustände und den Status mithilfe weiterer Verfahren und Strukturen angeben.
In der beispielhaften Ausführungsform umfasst das Fahrzeugende 120 des Ladekabels 100 drei LEDs (vierte LED 145, fünfte LED 146 und sechste LED 147), die denselben Status in derselben Weise angeben wie die erste, die zweite und die dritte LED. Die Anzeigen können an beiden Enden des Kabels angeordnet sein, um dieselbe Statusinformation an zwei Orten anzuzeigen. Weitere Anzeigen können dieselbe Information oder verschiedene Information an einem oder mehreren Orten angeben.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Ladekabel 100 Sicherheitsvorrichtungen wie z. B. eine Erdschlussunterbrechungsvorrichtungs (GFCI)-Schaltung. Eine GFCI-Schaltung kann in dem Netzende 110 untergebracht sein und kann einen GFCI-Prüfknopf 116 und einen GFCI-Rücksetzknopf 118 umfassen. Die GFCI-Schaltung vergleicht den Strom an den Wechselstromleitungen. Ein Ungleichgewicht zwischen den Wechselstromleitungen gibt einen Erdschluss an und die Schaltung wird geöffnet, wie wenn z. B. ein Masseschluss auftritt.
Das Ladekabel 100 kann eine Benutzereingabevorrichtung wie z. B. einen Übersteuerungsknopf 124 umfassen. Der Übersteuerungsknopf 124 wird verwendet, um eine Ladeverzögerung zu übersteuern. In einer Ausführungsform, wenn ein Benutzer das Fahrzeugende 120 mit dem Fahrzeugverbinder 122 mit dem Ladeport 12 (1) verbindet, um die Fahrzeugbatterie 16 zu laden, kann das Steuersystem 105 (2) bestimmen, ob korrekte Verbindungen mit dem Netzstrom über die Netzstromsteckdose 172 (1) und mit dem Fahrzeugladesystem 14 hergestellt sind. Das Steuermodul 102 (2) kann dann Signale an die Anzeige 140 senden, um den Status der elektrischen Verbindungen anzugeben. Das Steuermodul 102 kann auf der Basis eines Ladeschemas bestimmen, dass eine Verzögerung beim Laden einen vorteilhaften Kostennutzen mit sich bringen würde. In diesem Beispiel sendet das Steuermodul 102 ein Signal an die Anzeige 140, um anzugeben, dass das Laden verzögert ist. Wenn der Benutzer nicht wünscht, das Laden zu verzögern, jedoch die Verzögerung übersteuern und sofort mit dem Laden beginnen möchte, kann der Benutzer den Übersteuerungsknopf 124 drücken. Das Steuermodul 102 wird dann ein Signal von dem Übersteuerungsknopf 124 empfangen und ein Signal an die elektrische Kopplungsvorrichtung 160 (2) senden, um mit dem Laden zu beginnen. Das Steuermodul 102 kann auch ein Signal an die Anzeige 140 senden, um anzugeben, dass die Fahrzeugbatterie 16 gerade geladen wird. In weiteren Ausführungsformen können weitere Benutzereingabevorrichtungen wie z. B. ein Touch-Screen, mehrere Knöpfe, Einstellräder, Schalter, und/oder Schlüssel verwendet werden. In einer Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, kann eine Benutzereingabevorrichtung ein Computer 180 sein, der mit dem Kommunikationsmodul 130 über ein Netzwerk 200 verbunden ist.
4 zeigt ein Ladekabel 100, das mit dem Netzwerk 200 über einen Datenübertragungsabschnitt 202 verbunden ist. Die Netzstromquelle 170, der Computer 180, das Fahrzeug 10 und/oder der Stromerzeuger 190 können ebenfalls mit dem Ladekabel 100 über Datenübertragungsabschnitte 202 verbunden sein, welche mit dem Netzwerk 200 verbunden sind. Weitere Vorrichtungen, z. B. ein Heim-Energiemanagementsystem, können über das Netzwerk 200 ebenfalls eine Verbindung mit dem Ladekabel 100 herstellen. Das Netzwerk 200 kann ein Netzwerk sein, wie in der beispielhaften Ausführungsform von 4 gezeigt. Alternativ kann das Netzwerk 200 mehrere Netzwerke umfassen. Die mit dem Netzwerk 200 verbundenen Vorrichtungen können zusätzliche Datenübertragungsabschnitte 202 zwischen den Vorrichtungen oder weniger Datenübertragungsabschnitte 202 aufweisen als jene, die in 4 gezeigt sind.
Die Netzstromquelle 170 ist ein beliebiger Teil eines Stromversorgungssystems, das Information senden und/oder empfangen kann. In einer Ausführungsform ist die Netzstromquelle 170 ein Stromzähler, der Information über den Zustand des elektrischen Netzes empfängt und weiterleitet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Netzstromquelle 170 eine zentrale Steuerung für einen Teil des Stromnetzes. Die Netzstromquelle 170 kann Information mit dem Ladekabel 100 für verschiedene Zwecke austauschen. In einer Ausführungsform empfängt die Netzstromquelle 170 z. B. Verbrauchsdaten in Bezug auf den zum Laden der Fahrzeugbatterie 16 verwendeten Strom (1) und formatiert die Information zur Anzeige an den Kunden. Die Kommunikation mit dem Ladekabel 100 kann auch verwendet werden, um den Stromverbrauch und den Spitzenstromverbrauch über das Versorgungsnetz zu verwalten. Die Netzstromquelle 170 kann z. B. einen Zustand des Stromnetzes bei oder nahe an der Produktionskapazität detektieren und kann mit dem Ladekabel 100 kommunizieren, um das Laden der Fahrzeugbatterie zu verzögern, oder den an die Fahrzeugbatterie 16 gelieferten Strom verringern, um die vorliegende Stromlast an dem Versorgungsnetz zu verringern. Die Netzstromquelle 170 kann Information in Bezug auf das aktuelle Ladeschema empfangen, die eine vorausberechnete Beendigungszeit umfasst, und das Ladeschema anpassen, um die Last an dem Stromversorgungsnetz zu verwalten. Die Netzstromquelle 170 kann zu weiteren Zwecken und für weitere Funktionen mit dem Ladekabel 100 über das Kommunikationsmodul 130 kommunizieren.
In einer Ausführungsform empfängt das Ladekabel 100 Information in Bezug auf einen aktuellen geographischen Standort des Ladekabels 100 und des Fahrzeuges 10. Der aktuelle geographische Standort kann über das Netzwerk 200 oder über eine Kommunikation mit einer Vorrichtung im Fahrzeug 10 wie z. B. einem GPS-Empfänger oder einem anderen drahtlosen Empfänger empfangen werden. Der aktuelle geographische Standort kann verwendet werden, um zu bestimmen, welcher Stromerzeuger 190 Strom liefert, und die Tarifstruktur des Stromerzeugers 190 zu bestimmen. In einer alternativen Ausführungsform bestimmt das Ladekabel 100 den aktuellen geographischen Standort auf der Basis der Netzwerkverbindung des Netzwerks 200. Zum Beispiel kann das Ladekabel 110 mithilfe einer Netzwerkverbindung eine Verbindung mit einem Heimbereichsnetzwerk herstellen, wenn das Fahrzeug 10 am Wohnsitzstandort geladen wird, und kann eine Verbindung mit einer weiteren Netzwerkverbindung herstellen, wenn das Fahrzeug 10 an einem Bürostandort geladen wird. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst das Ladekabel 100 Fernladeeinstellungen zum Laden des Fahrzeuges 10, wenn während des Ladens des Fahrzeuges 10 keine aktuelle geographische Standortinformation empfangen wird. Das Ladekabel 100 kann auch eine Fernladeinformation vom Laden an einem entfernten Standort speichern und kann die Fernladeinformation für Abrechnungszwecke an den Stromversorger übermitteln. Dies kann ein Abrechnen des beteiligten Stromversorgers mit dem Fahrzeugbesitzer unabhängig von dem Ladestandort und/oder dem Versorgungsnetz erleichtern.
In einer Ausführungsform erleichtert das Ladekabel 100 das Spitzenstromlastmanagement an dem elektrischen Versorgungsnetz durch ein Variieren der Ladebeginnzeit. Dies kann nützlich sein, wenn viele verschiedene Fahrzeuge oder andere elektrische Vorrichtungen derart eingestellt sind, dass sie automatisch beginnen, Strom abzunehmen, wenn sich die Netztarife ändern und dadurch eine Stromspitze zu erzeugen, wenn sich die Netztarife ändern. Das Ladekabel 100 kann z. B. einen Zufallszahlengenerator umfassen, um den Beginn des Ladens vom Beginn der reduzierten Netztarife an zu verzögern, und dennoch gleichzeitig ein vollständiges Laden der Fahrzeugbatterie bei reduzierten Netztarifen zuzulassen. Wenn in der beispielhaften Ausführungsform ein wesentlicher Anteil der Vorrichtungen eine zufällige Verzögerung verwendet, kann die Stromspitze reduziert werden. Alternativ kann eine Lastmanagement durch eine Kommunikation mit dem Stromerzeuger 190 oder einer weiteren Steuerquelle für die Netzstromquelle 170 mithilfe von Befehlen bewerkstelligt sein, um das Laden des Fahrzeuges 10 zu festgelegten Zeiten zu reduzieren oder zu verzögern.
Der Computer 180 ist ein beliebiger Computer, der von einer Person bedient sein kann. In einer Ausführungsform kommuniziert der Computer 180 mit dem Ladekabel 100, um das Ladeschema anzupassen. Wenn z. B. ein Benutzer ein regelmäßiges Ladeschema verändern möchte, sodass das Laden zu verschiedenen Zeiten an verschiedenen Tagen abgeschlossen sein würde, kann eine Ausführungsform zulassen, dass der Benutzer das Schema mithilfe des Computers 180 anpasst. Das Ladekabel 100 kann Daten wie z. B. Netzdaten und Fahrzeugdaten sammeln und die Daten an den Computer 180 zum Anzeigen an den Benutzer übertragen.
Der Stromerzeuger 190 ist ein beliebiges Unternehmen, das Strom liefert, der zum Laden der Fahrzeugbatterie 16 verwendet wird. Der Stromerzeuger 190 kann mit dem Ladekabel 100 kommunizieren und kann Daten von dem Ladekabel 100 empfangen, die für Abrechnungszwecke oder andere Zwecke verwendet werden. In einer Ausführungsform überträgt der Stromerzeuger 190 Netztarifinformationen über das Netzwerk 200. Die Netztarifinformationen werden von dem Ladekabel 100 zur Verwendung in einem Ladeschema empfangen.
5 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem beispielhaften Verfahren 500 zum Laden einer Fahrzeugbatterie. Das beispielhafte Verfahren 500 beginnt bei Schritt 510. Wenn in der beispielhaften Ausführungsform der Netzverbinder 112 (2) mit der Netzstromsteckdose 172 (1) verbunden ist, zeigt das Ladekabel 100 den Netzstromstatus an (Schritt 512). Der Netzstatus kann an einem oder mehreren Orten angezeigt werden wie z. B. an dem Fahrzeugende 120 und dem Netzende 110 (3). Mit dem angezeigten Netzstatus kann ein Benutzer schnell bestimmen, ob der Netzstrom zum Laden der Fahrzeugbatterie 16 verfügbar ist (1). Das Ladekabel kann mit dem Ladeport 12 verbunden sein, bevor oder nach eine Verbindung mit der Netzstromquelle 170 hergestellt wurde.
Nachdem in dem beispielhaften Verfahren 500 der Strom korrekt mit dem Ladekabel 100 verbunden wurde, kann das Ladekabel mit dem Fahrzeugverbinder 122 verbunden werden, der mit dem Ladeport 12 an dem Fahrzeug 10 verbunden ist (1). In der beispielhaften Ausführungsform bildet das Verbinden des Fahrzeugverbinders 122 mit dem Fahrzeug 10 eine Datenübertragungskopplung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Steuermodul 102 (2). In weiteren Ausführungsformen wird die Datenübertragung mit dem Fahrzeug 10 mithilfe einer drahtlosen Datenübertragung gebildet. In der beispielhaften Ausführungsform, in der das Steuermodul 102 mit dem Fahrzeug 10 kommunikativ gekoppelt ist, empfängt das Steuermodul 102 Fahrzeugdaten (Schritt 514). Die Fahrzeugdaten können in dem Datenmodul 104 (2) gespeichert sein und können den Zustand der Ladeinformation für die Fahrzeugbatterie 16 wie auch weitere Daten umfassen.
In Schritt 516, wie in dem beispielhaften Verfahren 500 von 5 gezeigt, empfängt das Steuermodul 102 Netzdaten. Die Netzdaten können eine Netztarifschema umfassen, das verschiedene Tarife für einen Elektrizitätsverbrauch zu verschiedenen Zeitpunkten aufweist. Zum Beispiel können die Netztarife während der Nachtzeit, z. B. von 21:00 Uhr bis 7:00 Uhr, niedriger sein. Die Netztarife können sich auf der Basis vieler Faktoren ändern. In einer Ausführungsform umfassen die Netzdaten auch Information in Bezug auf eine Spitzenlast in dem Stromversorgungsnetz. Die Netzdaten können von dem Stromerzeuger 190 (4) über ein beliebiges Verfahren zur Datenübertragung wie z. B. dem Internet oder durch ein Telefonsystem mit einem Mobilfunknetz empfangen werden. In der beispielhaften Ausführungsform speichert das Ladekabel 100 die Netzdaten in dem Datenmodul 104 (2).
In der beispielhaften Ausführungsform bestimmt das Steuermodul 102 (2) ein Ladeschema (Schritt 518) auf der Basis der Fahrzeugdaten und der Netzdaten. In dem beispielhaften Verfahren 500, das in 5 gezeigt ist, fährt das Ladekabel 100 in Schritt 518 fort, Fahrzeugdaten und Netzdaten zu empfangen und fährt fort, das Ladeschema zu aktualisieren. In einer Ausführungsform werden die Fahrzeugdaten verwendet, um den Strom abzuschätzen, der benötigt wird, um die Fahrzeugbatterie 16 vollständig zu laden. Die Netzdaten können den Spannungspegel, der an der Netzstromsteckdose 172 verfügbar ist, und die maximale Stromstärke für den an die Fahrzeugbatterie gelieferten Strom umfassen. In der beispielhaften Ausführungsform werden der verfügbare Spannungspegel und die maximale Stromstärke verwendet, um eine maximale Ladegeschwindigkeit zu berechnen, und der abgeschätzte Strombedarf wird mit der maximalen Ladegeschwindigkeit verwendet, um eine geschätzte minimale Ladezeit zu bestimmen. Eine Ladebeendigungszeit kann standardmäßig bestimmt sein, wie z. B. der Zeitpunkt, zu dem sich die Netztarife von niedrigen Kosten zu höheren Kosten ändern, oder kann als Eingabe von einem Benutzer empfangen werden. Die Ladebeendigungszeit wird in der beispielhaften Ausführungsform zusammen mit der abgeschätzten minimalen Ladezeit verwendet, um zu bestimmen, wann das Laden beginnt. Das Laden kann vor dem Beginn der reduzierten Netztarife beginnen, z. B. wenn die abgeschätzte Ladezeit länger ist als die Zeitspanne mit niedrigeren Netztarifen. In weiteren Ausführungsformen werden weitere Faktoren verwendet, um das Ladeschema zu bestimmen und zu aktualisieren, z. B. eine Benutzereingabe, die über das Netzwerk 200 (4) oder über die Benutzereingabevorrichtung 150 (2) empfangen werden kann. In einer Ausführungsform wird das Ladeschema ignoriert, wenn ein Benutzer eine Eingabe zum Übersteuern des Ladeschemas bereitstellt, sodass das Laden bei der höchsten verfügbaren Nennleistung beginnt, unabhängig von den Kosten oder weiteren Faktoren. Die Ladebeendigungszeit kann auch auf Basis eines Batterie-Ladezustandes (SOC von „State of Charge“) bestimmt werden.
In dem beispielhaften Verfahren 500 verwendet das Steuermodul 102 das Ladeschema, um zu bestimmen, wann das Ladesystem 14 (1) in dem Fahrzeug 10 mit der Netzstromversorgung 170 verbunden werden soll. Das Steuermodul 102 (2) steuert die elektrische Kopplung 160 (Schritt 520) auf der Basis des Ladeschemas für reduzierte Kosten zum Laden der Fahrzeugbatterie 16. Das beispielhafte Verfahren 500 lässt zu, dass ein Fahrzeugbenutzer das Ladekabel 100 zu jeder Zeit bevor die niedrigeren Netztarife verfügbar sind mit dem Fahrzeug 10 verbindet und dennoch in den Genuss der Vorteile niedrigerer Ladekosten kommt. Zum Beispiel kann ein Fahrer eines Fahrzeuges 10 zu Hause oder an einem anderen Ort mit einer Netzstromsteckdose 172 ankommen und das Ladekabel 100 um 17:00 Uhr mit der Netzstromsteckdose 172 und dem Fahrzeugport 12 verbinden. In diesem Beispiel empfängt das Ladekabel 100 dann die Fahrzeugdaten, welche den Ladezustand der Fahrzeugbatterie 16 umfassen, und empfängt auch örtliche Netztarife und bestimmt ein Ladeschema. Das Ladeschema kann abschätzen, dass sechs Stunden notwendig sind, um die Fahrzeugbatterie 16 vollständig zu laden, und kann das Fahrzeugladesystem 14 mit der Netzstromversorgung 170 um 21:00 Uhr verbinden, wenn die Netztarife reduziert sind. In diesem Beispiel würde das Laden andauern bis das Ladesystem 14 angeben würde, dass das Laden abgeschlossen war, was um ca. 03:00 Uhr geschehen kann.
In dem beispielhaften Verfahren 500 verwendet das Steuermodul 102 (2) die Anzeige 140, um den Ladestatus anzuzeigen (Schritt 522). Die Anzeige 140 in der beispielhaften Ausführungsform stellt eine Rückmeldung an einen Benutzer in Bezug auf das Ladeschema und darüber bereit, ob die Fahrzeugbatterie 16 gerade aufgeladen wird oder eine Verzögerung erfolgt. Wenn das Laden verzögert ist und der Benutzer keine Verzögerung wünscht, kann der Benutzer durch eine Benutzereingabe angeben, dass das Laden beginnen soll. Das Ladeschema wird dann aktualisiert werden und das Laden kann beginnen.
In der beispielhaften Ausführungsform weist das Ladekabel 100 (2) auch ein Messmodul 106 auf und misst den elektrischen Stromverbrauch (Schritt 524). Der gemessene elektrische Stromverbrauch kann als Daten in dem Datenmodul 104 gespeichert werden. In der beispielhaften Ausführungsform werden die Daten, welche die elektrischen Stromverbrauchsdaten umfassen, über ein Netzwerk (Schritt 526) an den Stromerzeuger 190 (4) gesendet. In weiteren Ausführungsformen werden die Daten zum Anzeigen und/oder zur Rückmeldungssteuerung an das Fahrzeug 10 und den Computer 180 gesendet. Das beispielhafte Verfahren 500 endet bei 540. Das beispielhafte Verfahren 500, das in 5 gezeigt ist, ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Laden einer Fahrzeugbatterie. Weitere Verfahren können allerdings zusätzliche Schritte oder weniger Schritte umfassen. Die Reihenfolge und Ausführung der Verfahrensschritte kann auch abgewandelt sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ladekabel 100 mit einem Stromkabel 101 (3) hergestellt sein, das integral mit einem Steuermodul und/oder weiteren Modulen verbunden ist. In weiteren Ausführungsformen kann/können ein Steuermodul und/oder weitere Module getrennt von dem Stromkabel 101 hergestellt sein und mit dem Netzende 110 und/oder dem Fahrzeugende 120 verbunden sein. Das Steuersystem 105 (2) kann z. B. in einem Modul untergebracht sein, das zwischen dem Fahrzeugverbinder 122 und dem Ladeport 12 (1) verbunden ist, und/oder in einem Modul, das zwischen dem Netzverbinder 112 (2) und der Netzstromquelle 170 (1) verbunden ist.
Das beispielhafte Verfahren 500 zum Laden einer Fahrzeugbatterie und die beispielhafte Ausführungsform des Ladekabels 100 können auf vielerlei Weise Vorteile und Verbesserungen gegenüber Ladekabeln und Ladeverfahren nach dem Stand der Technik vorsehen. In einer Ausführungsform stellt das Ladekabel 100 für einen Konsumenten ein komfortables System bereit, um die Ladekosten für ein Elektrofahrzeug zu senken. In einer weiteren Ausführungsform versetzt das Ladekabel 100 einen Stromerzeuger in die Lage, ein Lastgleichgewicht zu verwalten. Eine Ausführungsform des Ladekabels 100 versetzt sowohl den Konsumenten als auch den Stromerzeuger in die Lage, eine Rückmeldung in Bezug auf den Stromverbrauch eines Elektrofahrzeuges zu empfangen.
Die oben stehende Beschreibung betrifft Elemente oder Knoten oder Merkmale, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hierin verwendet, bedeutet „verbunden“, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, dass ein Element/Knoten/Merkmal direkt mit eine/m/r weiteren Element, Verbindung oder weiteren Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen entsprechenden Sinn verbunden ist
(oder direkt damit kommuniziert). Ebenso bedeutet „gekoppelt“, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, dass ein/e Element/Verbindung/Merkmal entweder direkt oder indirekt mit eine/m/r weiteren Element, Verbindung oder weiteren Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen entsprechenden Sinn verbunden ist
(oder direkt oder indirekt damit kommuniziert). Der Ausdruck „beispielhaft“ wird im Sinne von „Beispiel“ und nicht „Modell“ verwendet. Des Weiteren, wenngleich die Zeichnungen beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, können in einer praktischen Ausführungsform zusätzliche eingreifende Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten vorhanden sein.

Claims

Ladekabel (100), welches ausgebildet ist, um eine Fahrzeugbatterie (16) mit einer Netzstromquelle (170) elektrisch zu koppeln, umfassend: einen Fahrzeugverbinder (122), der ausgebildet ist, um eine Verbindung mit einem Ladeport (12) an einem Fahrzeug (10) herzustellen; ein Datenmodul (104), das ausgebildet ist, um Netzdaten von der Netzstromquelle (170) zu empfangen und um Fahrzeugdaten von dem Fahrzeug (10) zu empfangen; ein Steuermodul (102), das mit dem Datenmodul (104) kommunikativ gekoppelt ist, wobei das Steuermodul (104) ausgebildet ist, um die Netzstromquelle (170) mit dem Ladeport (12) auf der Basis sowohl der Netzdaten als auch der Fahrzeugdaten zu verbinden; ein Datenkommunikationssystem, welches ausgebildet ist, um mit einem Heimbereichsnetzwerk zu kommunizieren, und ausgebildet ist, um mit dem Fahrzeug (10) zu kommunizieren; und eine Benutzerschnittstelle, welche ausgebildet ist, um einen Ladestatus der Fahrzeugbatterie (16) anzuzeigen, und ausgebildet ist, um eine Benutzereingabe anzunehmen; wobei die Netzdaten Netztarife umfassen, welche die Kosten der Elektrizität auf der Basis eines Netztarifschemas enthalten, das Änderungen in den Netztarifen auf der Basis eines oder mehrerer der folgenden Faktoren umfasst: einer Tageszeit, einer Jahreszeit und eines Spitzenbedarfsverbrauchs; wobei die Fahrzeugdaten ein Ladeniveau der Fahrzeugbatterie (16) umfassen; und wobei das Steuermodul (102) ausgebildet ist, die Netzstromquelle (170) mit dem Ladeport (12) auf der Basis sowohl des Ladeniveaus der Fahrzeugbatterie (16) als auch reduzierter Ladekosten auf der Basis des Netztarifschemas in Kombination mit einem oder mehreren der folgenden Faktoren zu verbinden: einer Tageszeit, einer Jahreszeit und eines Spitzenbedarfsverbrauchs.
Ladekabel nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Kommunikationsmodul (130), welches kommunikativ mit dem Datenmodul (104) gekoppelt ist, wobei das Kommunikationsmodul (130) ausgebildet ist, um die Netzdaten und die Fahrzeugdaten über ein Netzwerk (200) zu senden und zu empfangen.
Ladekabel nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul (102) ferner einen Prozessor umfasst, der ein Ladeschema auf der Basis der Netzdaten und der Fahrzeugdaten bestimmt.
Ladekabel nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Messmodul (106), welches kommunikativ mit dem Datenmodul (104) gekoppelt ist, wobei das Messmodul (106) ausgebildet ist, um einen elektrischen Stromverbrauch zu messen und Verbrauchsdaten zu erzeugen, wobei die Verbrauchsdaten in dem Datenmodul (104) festgehalten sind, und/oder ferner umfassend eine Ladestatusanzeige, welche ausgebildet ist, um einen Ladestatus anzuzeigen, und/oder ferner umfassend eine Netzstromstatusanzeige, welche ausgebildet ist, um einen Netzstromstatus anzuzeigen, und/oder wobei der Netzstromstatus einen Stromverbindungsstatus und einen Masseverbindungsstatus umfasst.
Ladekabel nach Anspruch 4, wobei das Ladekabel (100) ferner ein Messmodul (106) umfasst, welches kommunikativ mit dem Datenmodul (104) gekoppelt ist, wobei das Messmodul (106) ausgebildet ist, um einen elektrischen Stromverbrauch zu messen und Verbrauchsdaten zu produzieren, wobei die Verbrauchsdaten in dem Datenmodul (104) gespeichert sind, wobei das Steuermodul (102) vorzugsweise Verbrauchskosten auf der Basis der Netztarife und der Verbrauchsdaten berechnet, und/oder wobei das Messmodul (106) einen Stromzähler umfasst, welcher ausgebildet ist, um einen elektrischen Strom zu messen, der durch das Ladekabel (100) fließt.
Ladekabel nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul (104) ausgebildet ist, um den an die Fahrzeugbatterie (16) gelieferten Strom auf der Basis der Netzdaten und der Fahrzeugdaten anzupassen.
Ladekabel nach Anspruch 1, wobei das Ladekabel (100) ein Stromkabel (10) umfasst, mit dem ein Netzverbinder (112) verbunden ist, der ausgebildet ist, um eine Verbindung mit einer Netzstromsteckdose (172) herzustellen, und/oder wobei ein Stromkabel (101) des Ladekabels (100) ein Netzende (110) und ein Fahrzeugende (120) umfasst, und wobei das Steuermodul (102) ein erstes Modul an dem Netzende des Kabels (101) und ein zweites Modul an dem Fahrzeugende des Kabels (101) umfasst, wobei das Stromkabel (101) ferner ein Kommunikationskabel (103) umfasst, welches mit dem ersten Modul und dem zweiten Modul kommunikativ gekoppelt ist, und/oder wobei das Ladekabel (100) einen Sender (14) umfasst, der mit dem Steuermodul (102) kommunikativ gekoppelt ist, wobei der Sender (134) ausgebildet ist, um die Fahrzeugdaten zu übertragen.
Ladekabel nach Anspruch 1, wobei das Ladekabel (100) eine Anzeige (140) umfasst, welche mit dem Steuermodul (102) kommunikativ gekoppelt ist, wobei die Anzeige (140) ausgebildet ist, um einen Ladestatus der Fahrzeugbatterie (16) anzuzeigen, wobei die Anzeige (140) vorzugsweise eine Leuchtdiode umfasst.