Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Ladens einer Gruppe von Fahrzeugen sowie ein entsprechendes Steuersystem.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Laden der Energiespeicher einer Gruppe bzw. eines Pools von elektrisch antreibbaren Fahrzeugen über ein Steuersystem derart zu steuern, dass auch Anforderungen des Betreibers des zum Laden verwendeten Stromnetzes im Hinblick auf Überlasten bzw. Überkapazitäten berücksichtigt werden. Mit anderen Worten kann bei entsprechender Anforderung des Stromnetzbetreibers das Laden bestimmter Fahrzeuge des Fahrzeugpools bei einer Überlast unterbrochen oder verzögert werden, um hierdurch die Leistungsaufnahme im Stromnetz zu vermindern. Analog kann bei entsprechender Anforderung des Stromnetzbetreibers das Laden bestimmter Fahrzeuge des Pools ausgelöst werden, so dass die überschüssige Leistung bei einer Überkapazität im Stromnetz vollständig oder möglichst weitgehend durch die Fahrzeuge verbraucht wird.

Beim gesteuerten Laden von Fahrzeugen eines Fahrzeugpools sind in den einzelnen Fahrzeugen oftmals Ladezeitfenster festgelegt, in denen das Laden des fahrzeugseitigen Energiespeichers bevorzugt erfolgen soll. Dem Steuersystem, welches das Laden des Fahrzeugpools steuert, ist dabei zwar das Ladezeitfenster bekannt, jedoch nicht der genaue Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug den Ladevorgang im Ladezeitfenster beginnt.

Aus dem Stand der Technik gibt es Ansätze, welche das Laden von Fahrzeugen eines Fahrzeugpools mittels einer Kostenfunktion ermöglichen. Die Kostenfunktion legt über unterschiedliche Kostenwerte für verschiedene Zeitabschnitte des Ladevorgangs fest, in welchen Zeitabschnitten priorisiert geladen werden soll. Mit anderen Worten werden die Zeitabschnitte eines Ladevorgangs in aufsteigender Reihenfolge der Kostenwerte festgelegt. Die bekannten Kostenfunktionen berücksichtigen dabei keine Kriterien im Hinblick auf einen Zeitraum mit Überlast oder Überkapazität im Stromnetz oder im Hinblick auf die Tatsache, dass fahrzeugseitige Energiespeicher einer signifikanten Degradation unterliegen können, so dass sie am Ende des Ladevorgangs nur noch mit verminderter Leistung geladen werden können. Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorgang des Ladens einer Gruppe von Fahrzeugen derart zu steuern, dass Überkapazitäten in einem Stromnetz effizient durch Ladevorgänge von Fahrzeugen aus der Gruppe vollständig oder möglichst weitgehend abgebaut werden können.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung des elektrischen Ladens einer Gruppe von Fahrzeugen. Die jeweiligen Fahrzeuge sind an ein Stromnetz zum Laden eines fahrzeugseitigen Energiespeichers zum Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs angeschlossen. Die Fahrzeuge sind somit elektrisch antreibbare Fahrzeuge, wie z.B. reine Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge. In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein zentrales Steuersystem mit den jeweiligen Fahrzeugen der Gruppe sowie mit einem Server des Stromnetzbetreibers kommunizieren. Unter einem zentralen Steuersystem ist dabei ein Steuersystem bzw. eine Steuereinrichtung zu verstehen, welche das Laden aller Fahrzeuge der Gruppe steuert. Dieses Steuersystem ist insbesondere über Software auf einem entsprechenden Server realisiert. Das zentrale Steuersystem wählt basierend auf einem bei ihm empfangenen Ladebefehl, der vom Server des Stromnetzbetreibers stammt und einen (zukünftigen) Ladezeitraum spezifiziert, eine Anzahl von Fahrzeugen aus der Gruppe (d.h. zumindest einen Teil der Fahrzeuge der Gruppe) aus, welche ihren fahrzeugseitigen Energiespeicher über das Stromnetz im Ladezeitraum laden sollen. Diese Auswahl erfolgt basierend auf vorbestimmten Kriterien, die festlegen, welche Fahrzeuge zum Laden in Frage kommen.

Für ein oder mehrere spezifische Fahrzeuge der Anzahl von Fahrzeugen und insbesondere für alle Fahrzeuge dieser Anzahl sind vorab jeweils ein Ladezeitfenster, ein Abfahrtszeitpunkt und ein Sollladezustand des fahrzeugseitigen Energiespeichers zum Abfahrtszeitpunkt festgelegt. Vorzugsweise entspricht der Sollladezustand einem Ladezustand von 100 %. Für ein jeweiliges spezifisches Fahrzeug wird die Dauer des Ladevorgangs bis zum Erreichen des Sollladezustands geschätzt. Die Schätzung kann durch das jeweilige Fahrzeug selbst vorgenommen werden. Ebenso ist es möglich, dass die Schätzung durch das Steuersystem durchgeführt wird. In diesem Fall kann der geschätzte Ladevor- gang (d.h. dessen geschätzte Dauer) an das jeweilige Fahrzeug übermittelt werden oder das jeweilige Fahrzeug kann die Schätzung des Ladevorgangs auch selbst durchführen. Für die spezifischen Fahrzeuge liegt der Ladezeitraum vor dem Abfahrtszeitpunkt bzw. endet am Abfahrtszeitpunkt.

Erfindungsgemäß verteilt das jeweilige spezifische Fahrzeug den (geschätzten) Ladevorgang gemäß einer Kostenfunktion, welche für verschiedene Zeitabschnitte bis zum Abfahrtszeitpunkt unterschiedliche Kostenwerte festlegt, in aufsteigender Reihenfolge der Kostenwerte auf die Zeitabschnitte. Das Laden des jeweiligen spezifischen Fahrzeugs erfolgt dann in den Zeitabschnitten, auf welche der Ladevorgang basierend auf der Kostenfunktion verteilt wurde. Im Sinne der Erfindung stellt ein Kostenwert einen Wert auf einer Skala dar, für welche die Relationen„gleich ",„größer" und„kleiner" definiert sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kostenwert um einen Zahlenwert.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kostenfunktion für ein jeweiliges spezifiziertes Fahrzeug durch das zentrale Steuersystem basierend auf den nachfolgend beschriebenen Schritten a) bis g) festgelegt. Durch die Bezeichnung der einzelnen Schritte mit Buchstaben wird deren Referenzierung erleichtert. Die Buchstaben implizieren keine Reihenfolge, in der die Schritte durchgeführt werden.

Gemäß Schritt a) wird im Falle, dass der Ladezeitraum oder ein Teil des Ladezeitraums innerhalb des Ladezeitfensters liegt, dem Ladezeitraum oder dem Teil des Ladezeitraums innerhalb des Ladezeitfensters ein erster Kostenwert zugeordnet.

Gemäß Schritt b) wird im Falle, dass das Ladezeitfenster oder ein Teil des Ladezeitfensters zeitlich hinter dem Ende des Ladezeitraums liegt, dem Ladezeitfenster oder dem Teil des Ladezeitfensters hinter dem Ende des Ladezeitraums ein zweiter Kostenwert zugeordnet, welcher höher als der erste Kostenwert ist, falls ein erster Kostenwert zugeordnet wird.

Gemäß Schritt c) wird im Falle, dass das Ladezeitfenster oder ein Teil des Ladezeitfensters zeitlich vor dem Anfang des Ladezeitfensters liegt, dem Ladezeitfenster oder dem Teil des Ladezeitfensters vor dem Anfang des Ladezeitraums ein dritter Kostenwert zugeordnet, welcher höher als alle zugeordneten Kostenwerte aus der Menge bestehend aus dem ersten und zweiten Kostenwert ist. Hier und im Folgenden bezieht sich der Begriff „alle zugeordneten Kostenwerte" immer nur auf diejenigen Kostenwerte der entsprechend definierten Menge, welche bei der Durchführung des Verfahrens tatsächlich Zeitabschnitten zugeordnet wurden.

Gemäß Schritt d) wird im Falle, dass der Ladezeitraum oder ein Teil des Ladezeitraums zeitlich hinter dem Ladezeitfenster liegt, dem Ladezeitraum oder dem Teil des Ladezeitraums hinter dem Ladezeitfenster ein vierter Kostenwert zugeordnet, welcher höher als alle zugeordneten Kostenwerte aus der Menge bestehend aus dem ersten bis dritten Kostenwert ist.

Gemäß Schritt e) wird im Falle, dass der Ladezeitraum oder ein Teil des Ladezeitraums zeitlich vor dem Ladezeitfenster liegt, dem Ladezeitraum oder dem Teil des Ladezeitraums vor dem Ladezeitfenster ein fünfter Kostenwert zugeordnet, welcher höher als alle zugeordneten Kostenwerte aus der Menge bestehend aus dem ersten bis vierten Kostenwert ist.

Gemäß Schritt f) wird jedem Zeitabschnitt, der weder innerhalb des Ladezeitraums noch innerhalb des Ladezeitfensters liegt und sich zeitlich hinter dem Ende des Ladezeitraums befindet, ein sechster Kostenwert zugeordnet, welcher höher als alle zugeordneten Kostenwerte aus der Menge bestehend aus dem ersten bis fünften Kostenwert ist.

Gemäß Schritt g) wird jedem Zeitabschnitt, der weder innerhalb des Ladezeitraums noch innerhalb des Ladezeitfensters liegt und sich zeitlich vor dem Anfang des Ladezeitraums befindet, ein siebter Kostenwert zugeordnet, welcher höher als alle zugeordneten Kostenwerte aus der Menge bestehend aus dem ersten bis sechsten Kostenwert ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass niedrige Kostenwerte für Zeitabschnitte umfassend das Ladezeitfenster und den Ladezeitraum spezifiziert werden. Hierdurch wird zum einen den Anforderungen des Stromnetzbetreibers nach Abbau von Überkapazitäten und zum anderen den Anforderungen von Fahrzeugnutzern im Hinblick auf günstige Ladezeitfenster Rechnung getragen. Darüber hinaus wird mit der erfindungsgemäß festgelegten Kostenfunktion auch ein Laden zu späten Zeitpunkten bevorzugt, wodurch seltener der Fall auftritt, dass beim Laden innerhalb des Ladezeitraums eine signifikante Degradation des Energiespeichers auftritt und hierdurch die Anforderungen des Stromnetzbetreibers zum Abbau von Überkapazitäten nur noch teilweise erfüllt werden können. Wie bereits oben erwähnt, sind die Kostenwerte gemäß der Kostenfunktion vorzugsweise Zahlenwerte. In einer besonders bevorzugten Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um ganzzahlige und insbesondere positive Werte.

In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die ersten bis siebten Kostenwerte unabhängig davon, welche dieser Kostenwerte Zeitabschnitten zugeordnet werden, fest vorgegeben. Mit anderen Worten sind vor der Durchführung des Verfahrens die Werte der ersten bis siebten Kostenwerte bereits vorgegeben und werden nicht mehr verändert, auch wenn nur ein Teil der Kostenwerte entsprechenden Zeitabschnitten zugewiesen werden. Diese Variante des Verfahrens kann sehr einfach realisiert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zugeordneten ersten bis siebten Kostenwerte in Abhängigkeit davon festgelegt, welche der ersten bis siebten Kostenwerte Zeitabschnitten zugeordnet werden. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass zwar feste mögliche Werte für die Kostenwerte vorgegeben werden, diese Werte jedoch in Abhängigkeit von der Zuordnung zu Zeitabschnitten immer dem nächst höheren Kostenwert zugewiesen werden, wodurch sich für unterschiedliche Zuordnungen verschiedene erste bis siebte Kostenwerte ergeben.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle, dass der Abfahrtszeitpunkt innerhalb des Ladezeitfensters des jeweiligen spezifischen Fahrzeugs liegt, das Ladezeitfenster verkürzt, so dass der Abfahrtszeitpunkt mit dem Ende des Ladezeitfensters zusammenfällt. Ebenso wird in einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens im Falle, dass der Zeitpunkt der Festlegung der Kostenfunktion nach dem Anfang des Ladezeitfensters liegt, das Ladezeitfenster derart verkürzt, dass dessen Anfang mit diesem Zeitpunkt zusammenfällt.

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ein zentrales Steuersystem zur Steuerung des elektrischen Ladens einer Gruppe von Fahrzeugen, wobei die jeweiligen Fahrzeuge an ein Stromnetz zum Laden eines fahrzeugseitigen Energiespei- chers zum Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs angeschlossen sind. Das zentrale Steuersystem kann mit den jeweiligen Fahrzeugen der Gruppe sowie mit einem Server des Stromnetzbetreibers kommunizieren. Das zentrale Steuersystem ist dazu eingerichtet, basierend auf einem bei ihm empfangenen Ladebefehl, der vom Server des Strom netzbetrei- bers stammt und einen Ladezeitraum spezifiziert, eine Anzahl von Fahrzeugen aus der Gruppe auszuwählen, welche ihren fahrzeugseitigen Energiespeicher über das Stromnetz im Ladezeitraum laden sollen. Dabei ist für ein oder mehrere spezifische Fahrzeuge der Anzahl von Fahrzeugen vorab jeweils ein Ladezeitfenster, ein Abfahrtszeitpunkt und ein Sollladezustand des fahrzeugseitigen Energiespeichers zum Abfahrtszeitpunkt festgelegt, wobei für ein jeweiliges spezifisches Fahrzeug eine geschätzte Dauer des Ladevorgangs bis zum Erreichen des Sollladezustands vorliegt.

Das jeweilige spezifische Fahrzeug verteilt den Ladevorgang gemäß einer Kostenfunktion, welche für verschiedene Zeitabschnitte bis zum Abfahrtszeitpunkt unterschiedliche Kostenwerte festlegt, in aufsteigender Reihenfolge der Kostenwerte auf die Zeitabschnitte. Das Steuersystem ist zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, bei dem die Kostenfunktion für ein jeweiliges spezifisches Fahrzeug durch das zentrale Steuersystem gemäß den Schritten a) bis g) des Anspruchs 1 festgelegt wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Steuersystem zur Durchführung einer oder mehrerer bevorzugter Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Infrastruktur, in der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird; und Fig. 2A und 2B ein Diagramm, welches die Zuordnung von Zeitabschnitten zu Kostenwerten gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Infrastruktur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ein Kernbestandteil dieser Infrastruktur ist eine zentrale Steuereinheit bzw. ein zentrales Steuersystem CO, das in einem Server SE integriert ist und zur Steuerung des Ladens einer Flotte aus mehreren elektrisch angetriebenen Fahrzeugen (d.h. der Antriebsbatterien dieser Fahrzeuge) dient. Beispielhaft sind aus dieser Fahrzeugflotte drei Elektrofahrzeuge 1 wiedergegeben. Diese Fahrzeuge sind kommunikationstechnisch über ein Portal PT an die Steuereinheit CO angebunden. Das Steuersystem CO hat über ein geeignetes Steuer-Backend (nicht gezeigt) Zugriff auf das Portal PT, welches wiederum mit den einzelnen Fahrzeugen 1 , z.B. über SMS, kommunizieren kann. Mittels des Kommunikationswegs über das Portal PT kann ein Ladezeitfenster von dem Steuersystem CO an die einzelnen Fahrzeuge 1 übermittelt werden, wie weiter unten beschrieben wird.

Zu jedem einzelnen Fahrzeug 1 der Fahrzeugflotte gehört ein Nutzer, der über ein Smartphone 2 verfügt, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein einzelnes Smartphone angedeutet ist. Mit diesem Smartphone kann der Nutzer zum einen über das nicht gezeigte Steuer-Backend mit dem Steuersystem CO und zum anderen über das Portal PT mit seinem Fahrzeug kommunizieren. Insbesondere kann der Nutzer beim Laden der Antriebsbatterie seines Fahrzeugs über ein Stromnetz ein Ladezeitfenster spezifizieren, in dem das Laden besonders günstig ist. Das Laden der Batterie erfolgt dann bevorzugt im Ladezeitfenster. Ebenso kann er einen Abfahrtszeitpunkt sowie den Sollladezustand zum Abfahrtszeitpunkt (in der Regel 100 %) festlegen. Diese Daten werden über das Smartphone 2 sowohl an das zentrale Steuersystem CO als auch das Fahrzeug 1 des Nutzers übermittelt.

Das Steuersystem CO kommuniziert gemäß Fig. 1 auch mit einem Server SE', der zu einem Stromnetzbetreiber gehört, an dessen Stromnetz die Fahrzeuge 1 der Fahrzeugflotte bzw. deren Batterien geladen werden. Darüber hinaus ist in der Infrastruktur der Fig. 1 ein optionales Energiespeichersystem in der Form eines stationären Batteriespeichers SB vorgesehen, der über das Steuersystem CO mittels einer geeigneten Schnittstelle ansteuerbar ist und zu dem Betreiber des Steuersystems CO gehört. Der Betreiber des Steuersystems ist z.B. der Hersteller der Fahrzeuge 1 der Fahrzeugflotte.

Ein Ziel der Infrastruktur der Fig. 1 besteht darin, dass der Stromnetzbetreiber über seinen Server SE' Befehle an das Steuersystem CO im Falle von Überlast oder von Überkapazität in seinem Stromnetz schicken kann. Daraufhin kann das Steuersystem im Falle von Überlast in geeigneter Weise das Laden zumindest eines Teils der gerade ladenden Fahrzeuge 1 für eine vorgegebene Aussetz-Zeitspanne aussetzen, um hierdurch die Last im Stromnetz zu reduzieren. Analog kann das Steuersystem im Falle von Überkapazität entsprechende Fahrzeuge in dem Pool dazu veranlassen, das Laden ihrer Antriebsbatterien beim Auftreten der Überkapazität durchzuführen. Im Rahmen der hier beschriebenen Ausführungsform ist lediglich der Fall der Überkapazität im Stromnetz relevant, so dass der Fall der Überlast nicht weiter beschrieben wird.

Im Falle einer zukünftigen Überkapazität (d.h. zu viel produzierter elektrischer Energie) im Stromnetz wird ein entsprechender Befehl, der u.a. den Zeitpunkt des Auftretens der Überkapazität enthält, von dem Server SE an das Steuersystem CO übermittelt. Dabei ist ferner eine feste Zeitdauer festgelegt, für welche entsprechende Fahrzeuge beim Auftreten der Überkapazität Ladestrom beziehen sollen. Es existiert somit ein fest vorgegebener zukünftiger Ladezeitraum, der in der weiter unten beschriebenen Fig. 2 mit OC (OC = Over Capacity) bezeichnet ist.

Nach Erhalt eines Befehls betreffend eine Überkapazität wählt die Steuereinheit CO vorbestimmte Fahrzeuge aus dem Pool aus, für welche Abfahrtszeitpunkte festgelegt sind, die nach dem Ladezeitraum OC liegen. Die ausgewählten Fahrzeuge haben ferner die Dauer eines Ladevorgangs basierend auf dem aktuellen Ladezustand des fahrzeugseiti- gen Energiespeichers und dem zum Abfahrtszeitpunkt zu erreichenden Sollladezustand geschätzt. Die Anzahl der ausgewählten Fahrzeuge wurde durch das Steuersystem derart festgelegt, dass die gesamte Überkapazität des Stromnetzes durch Laden der entsprechenden fahrzeugseitigen Energiespeicher aufgenommen werden kann.

Das Laden der jeweiligen ausgewählten Fahrzeuge erfolgt basierend auf einer Kostenfunktion, welche für verschiedene Zeitabschnitte zwischen dem aktuellen Zeitpunkt (d.h. dem Zeitpunkt der Festlegung der Kostenfunktion) und dem Abfahrtszeitraum unter- schiedliche Kostenwerte festlegen, welche in der hier beschriebenen Ausführungsform ganzzahlige Werte sind. Mittels der Kostenfunktion verteilt ein jeweiliges Fahrzeug seinen geschätzten Ladevorgang in aufsteigender Reihenfolge der Kostenwerte auf die entsprechenden Zeitabschnitte. Danach erfolgt in den jeweiligen Fahrzeugen das Laden derer Energiespeicher in den über die Kostenfunktion verteilten Zeiträumen. Ziel der Erfindung ist es, die Kostenfunktion derart festzulegen, dass zum einen bevorzugt in dem Zeitraum OC mit Überkapazität sowie im Ladezeitfenster geladen wird und zum anderen das Laden möglichst spät erfolgt. Durch spätes Laden wird mit der Tatsache Rechnung getragen, dass das Laden in dem Zeitraum OC möglichst dann durchgeführt werden soll, wenn noch keine signifikante Degradation des Energiespeichers des betreffenden Fahrzeugs aufgetreten ist. Eine signifikante Degradation führt dazu, dass nicht mehr mit voller Ladeleistung geladen werden kann und somit die Anforderungen des Stromnetzbetreibers im Hinblick auf den Abbau einer Überkapazität nicht mehr erfüllt werden können.

Um die obigen Umstände zu berücksichtigen, wird die Kostenfunktion in der hier beschriebenen Ausführungsform entsprechend den Schritten a) bis g) des Anspruchs 1 festgelegt. Dies wird anhand der nachfolgenden Fig. 2 näher beschrieben. Fig. 2 bezieht sich auf die Festlegung einer Kostenfunktion für ein einzelnes ausgewähltes Fahrzeug, wobei die Kostenfunktion in anderen ausgewählten Fahrzeugen in gleicher Weise durch das Steuersystem CO festgelegt wird.

In dem Szenario der Fig. 2A und Fig. 2B wird davon ausgegangen, dass die Kostenfunktion den ersten Kostenwert k1 , den zweiten Kostenwert k2, den dritten Kostenwert k3, den vierten Kostenwert k4, den fünften Kostenwert k5, den sechsten Kostenwert k6 sowie den siebten Kostenwert k7 umfasst. Diese Werte können beispielsweise wie folgt festgelegt werden: k1 = 0, k2 = 1 , k3 = 2, k4 = 3, k4 = 3. k5 = 4, k6 = 5, k7 = 6.

Die Kostenwerte können auch anders definiert werden, sofern die Kostenwerte vom ersten bis zum siebten Kostenwert ansteigen.

Gemäß Fig. 2A und Fig. 2B sind dreizehn Fälle F1 bis F13 gezeigt, welche jeweils die Zeitachse t wiedergeben und unterschiedliche Szenarien der relativen Lage des Ladezeit- raums OC zu dem Ladezeitfenster LF des betrachteten Fahrzeugs repräsentieren. In den einzelnen Fällen F1 bis F13 ist der Ladezeitraum OC mit der Überkapazität durch einen schraffierten Balken wiedergegeben, dessen Anfang mit OCS und dessen Ende mit OCE bezeichnet ist. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurden die Bezugszeichen OCS und OCE nur für den Fall F1 der Fig. 2A wiedergegeben. Darüber hinaus ist ein Ladezeitfenster LF mit entsprechendem Anfang LFS und Ende LFE dargestellt. Ferner ist der Abfahrtszeitpunkt AZ des betreffenden Fahrzeugs wiedergegeben. Durch entsprechende Bezugszeichen k1 bis k7 unterhalb der Zeitachse t werden die Kostenwerte für unterschiedliche Zeitabschnitte angedeutet. Ein Kostenwert bezieht sich auf den darüber liegenden Zeitabschnitt, der immer an der nächsten Zeitgrenze endet (je nach Fall gegeben durch Grenzen des Ladezeitfensters und/oder des Ladezeitraums und/oder durch den Abfahrtszeitpunkt).

Gemäß dem Fall F1 liegt der Ladezeitraum OC vollständig innerhalb des Ladezeitfensters LF. Demzufolge wird dem gesamten Zeitraum OC der niedrigste Kostenwert k1 zugeordnet. Da ein spätes Laden innerhalb des Ladezeitfensters zu bevorzugen ist, wird dem Abschnitt des Ladezeitfensters rechts von dem Ladezeitraum OC der niedrigere Kostenwert k2 und dem Bereich des Ladezeitfensters LF links von dem Ladezeitraum OC der höhere Kostenwert k3 zugewiesen. Für Bereiche außerhalb des Ladezeitfensters LF wird das Laden wiederum zu einem späten Zeitpunkt präferiert. Deshalb wird dem Bereich nach dem Ende LFE des Ladezeitfensters bis zum Abfahrtszeitpunkt AZ der niedrigere Kostenwert k6 und dem Bereich vor dem Anfang LFS des Ladezeitfensters der höhere Kostenwert k7 zugewiesen. Im Fall F1 treten nicht die in Schritten d) und e) spezifizierten Bedingungen auf, wonach der Ladezeitraum OC teilweise vor oder nach dem Ladezeitfenster LF liegt. Demzufolge werden der vierte und fünfte Kostenwert k4 und k5 nicht vergeben.

Gemäß Fall F2 der Fig. 2A liegt der Zeitraum OC direkt am Ende LFE des Ladezeitfensters LF. Dies hat zur Folge, dass es keinen Bereich des Ladezeitfensters LF rechts neben dem Ende OCE des Ladezeitraums OC gibt. Das heißt, die Bedingung gemäß Schritt b) des Anspruchs 1 tritt nicht auf, so dass kein zweiter Kostenwert k2 vergeben wird.

Im Fall F3 liegt der Ladezeitraum OC unmittelbar am Anfang LFS des Ladezeitfensters LF. Im Unterschied zu Fall F2 wird nunmehr zwar wiederum ein zweiter Kostenwert k2 vergeben, jedoch tritt die Bedingung gemäß Schritt c) des Anspruchs 1 nicht auf, so dass kein dritter Kostenwert k3 vergeben wird.

Im Fall F4 der Fig. 2A liegt der Ladezeitraum OC teilweise nach dem Ladezeitfenster LF. Dies hat zur Folge, dass ein Bereich des Ladezeitraums rechts neben dem Ende LFE des Ladezeitfensters LF existiert. Demzufolge wird ein vierter Kostenwert k4 entsprechend dem Merkmal d) des Anspruchs 1 vergeben. Dieser Kostenwert k4 ist in den vorhergehenden Fällen F1 bis F3 nicht aufgetreten.

In dem Fall F5 liegt der Ladezeitraum OC teilweise vor dem Ladezeitfenster LF. Demzufolge wird dem Ladezeitraum vor dem Ladezeitfenster ein fünfter Kostenwert k5 gemäß dem Merkmal e) des Anspruchs 1 zugeordnet. Ferner wird im Fall F5 dem Teil des Ladezeitfensters, welches sich nicht mit dem Ladezeitraum OC überdeckt, der Kostenwert k2 zugeordnet, wohingegen im Fall F4 diesem Bereich der Kostenwert k3 zugewiesen wurde. Dies liegt daran, dass im Fall F5 der Bereich des Ladezeitfensters ohne Überlappung mit dem Ladezeitraum OC zeitlich hinter dem Ladezeitraum und im Fall F4 zeitlich vor dem Ladezeitraum OC liegt. Demzufolge ist im Fall F5 die Bedingung gemäß Merkmal b) des Anspruchs 1 und im Fall F4 die Bedingung gemäß Merkmal c) des Anspruchs 1 erfüllt.

Im Fall F6 liegt der Ladezeitraum OC komplett hinter dem Ende LFE des Ladezeitraums LF. Demzufolge gibt es zwei Zeitabschnitte, welche die Bedingung g) des Anspruchs 1 erfüllen und denen somit der Kostenwert k7 zugeordnet wird. Diese Zeitabschnitte umfassen den Zeitabschnitt zwischen dem Ende LFE des Ladezeitfensters LF und dem Anfang OCS des Ladezeitraums OC und den Zeitabschnitt links neben dem Anfang LFS des Ladezeitfensters LF.

Im Fall F7 liegt der Ladezeitraum OC komplett vor dem Anfang LFS des Ladezeitfensters LF. Demzufolge gibt es zwei Zeitabschnitte, welche die Bedingung gemäß Schritt f) des Anspruchs 1 erfüllen und denen somit der Kostenwert k6 zugeordnet wird. Diese Zeitabschnitte umfassen den Zeitabschnitt von dem Ende OCE des Ladezeitraums OC bis zum Anfang LFS des Ladezeitfensters LF sowie den Zeitabschnitt von dem Ende LFE des Ladezeitfensters LF bis zu dem Abfahrtszeitpunkt AZ. Gemäß Fall F8 der Fig. 2B grenzt das Ende OCE des Ladezeitraums OC direkt an den Anfang LFS des Ladezeitfensters LF an. Im Unterschied zum Fall F7 gibt es deshalb nur einen Zeitabschnitt mit dem sechsten Kostenwert k6. Im Fall F9 grenzt der Anfang OCS des Ladezeitraums OC direkt an das Ende LFE des Ladezeitfensters LF an. Im Unterschied zum Fall F6 gibt es deshalb nur einen Zeitabschnitt mit dem siebten Kostenwert k7. Im Fall F10 deckt sich der Ladezeitraum OC mit dem Ladezeitfenster LF. Im Unterschied zum Fall F1 gibt es somit keine Zeitabschnitte mit dem zweiten Kostenwert k2 und dem dritten Kostenwert k3.

Im Fall F1 1 erstreckt sich der Ladezeitraum OC über das Ende LFE des Ladezeitfensters LF. Im Unterschied zum Fall F10 gibt es nunmehr einen Zeitabschnitt mit dem vierten Kostenwert k4. Im Fall F12 erstreckt sich der Ladezeitraum OC über den Anfang LFS des Ladezeitfensters LF, wohingegen das Ende OCE des Ladezeitraums OC mit dem Ende LFE des Ladezeitfensters LF zusammenfällt. Im Unterschied zum Fall F1 1 gibt es nunmehr keinen Zeitabschnitt mit dem vierten Kostenwert k4, jedoch tritt ein Zeitabschnitt mit dem fünften Kostenwert k5 auf. Im Fall F13 liegt ein Teil des Ladezeitraums OC sowohl links neben dem Anfang LFS des Ladezeitfensters LF als auch rechts neben dem Ende LFE des Ladezeitfensters LF. Somit gibt es sowohl einen Zeitabschnitt mit dem vierten Kostenwert k4 als auch einen Zeitabschnitt mit dem fünften Kostenwert k5.

Nachdem für die jeweiligen Fahrzeuge die Kostenwerte entsprechend dem anhand von Fig. 2A und Fig. 2B erläuterten Verfahren festgelegt wurden, werden diese Kostenwerte mit den zugewiesenen Zeitabschnitten an die jeweiligen ausgewählten Fahrzeuge übermittelt, welche anschließend den geschätzten Ladevorgang gemäß den Kostenwerten verteilen, so dass das Laden in den entsprechend spezifizierten Zeitabschnitten erfolgt.

Der in Fig. 1 gezeigte stationäre Batteriespeicher SB wird in der hier beschriebenen Ausführungsform immer dann verwendet, wenn die durch den Befehl des Servers SE' spezifizierte Überkapazität nicht durch das Laden der Batterien der Fahrzeuge des Fahrzeugpools abgedeckt werden kann. In diesem Fall wird über eine entsprechende Leistungsaufnahme des Batteriespeichers erreicht, dass die gesamte oder möglichst viel Überkapazität des Stromnetzbetreibers abgefangen werden kann. In der soeben beschriebenen Ausführungsform wurden die Kostenwerte k1 bis k6 zu Beginn des Verfahrens fest vorgegeben und hängen nicht davon ab, welche der Kostenwerte tatsächlich Zeitabschnitten zugeordnet werden. In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, dass die Kostenwerte in Abhängigkeit davon festgelegt werden, welche Kostenwerte tatsächlich bei der Verteilung des Ladevorgangs genutzt werden. So kann für die einzelnen Fälle F1 bis F13 ein nächst höherer Zahlenwert für den nächst höheren vorhandenen Kostenwert in aufsteigender Reihenfolge des Index der verwendeten Kostenwerte vorgegeben werden, was zur Folge hat, dass die Kostenwerte für die unterschiedlichen Fälle verschieden sind. In Fig. 2A würde dies z.B. dazu führen, dass der Kostenwert k3 des Falls F2 dem Kostenwert k2 des Falls F1 entspricht, der Kostenwert k6 des Falls F2 dem Kostenwert k3 des Falls F1 und der Kostenwert k7 des Falls F2 dem Kostenwert k6 des Falls F1 entspricht. Demgegenüber sind die Kostenwerte k1 für die beiden Fälle F1 und F2 identisch. Bei dieser Variante führt der Vergleich von Kosten von verschiedenen Fahrzeugen in der Regel zu unterschiedlichen Ergebnissen, was für die Steuerung einer Pooloptimierung genutzt werden kann.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird gemäß einer geeigneten Kostenfunktion ein Laden von fahrzeugseitigen Energiespeichern in einem Fahrzeugpool derart erreicht, dass zum einen bevorzugt in einem (günstigen) Ladezeitfenster und im Zeitraum einer auftretenden Überkapazität geladen wird und zum anderen das Laden möglichst spät erfolgt. Durch das letztere Kriterium wird erreicht, dass die Wahrscheinlichkeit sinkt, dass im Ladezeitraum eine signifikante Degradation des entsprechenden fahrzeugseitigen Energiespeichers auftritt.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeuge

2 Smartphone

CO zentrales Steuersystem

SE, SE' Server

SB stationärer Batteriespeicher

PT Portal

LF Ladezeitfenster

LFS Anfang des Ladezeitfensters

LFE Ende des Ladezeitfensters

OC Ladezeitraum

OCS Anfang des Ladezeitraums

OCE Ende des Ladezeitraums

AZ Abfahrtszeitpunkt

k1 , k2, ... ., k7 Kosten werte

F1 , F2, .. ., F13 Fälle

t Zeit