Conexión entre estación de carga y vehículo eléctrico.

Procedimiento para la conexión de un vehículo (4) eléctrico con una estación (2) de carga que comprende,

a) recibir sobre un primer conductor (6b) piloto conectado con una estación (2) de carga una señal decomunicación que comprende una petición en el lado de la estación de carga para la comunicación deparámetros de carga primarios, caracterizado por

b) comunicar sobre un conductor (6a) de energía conectado con la estación (2) de carga al menos unaseñal de parámetros de carga que comprende al menos información sobre parámetros de cargacomplementarios,

c) provocar una liberación de una corriente de carga que fluye a través del conductor (6a) de energía segúnlos parámetros de carga complementarios comunicados según b).

Conexión entre estación de carga y vehículo eléctrico Sector de la técnica El objeto se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la conexión de una estación de carga con un vehículo eléctrico.

Estado de la técnica

El uso de vehículos eléctricos promete dar solución a muchos de los problemas actuales del transporte individual: la corriente necesaria para su propulsión puede producirse de manera respetuosa con el medio ambiente, no se producen gases de escape en el propio vehículo, se reduce la contaminación acústica y la propia electropropulsión permite en principio un rendimiento mayor que en el caso de un motor que se basa en la combustión de combustibles fósiles.

Sin embargo, para el uso masivo generalizado de vehículos eléctricos también debe crearse una posibilidad sencilla y global de carga de energía de manera análoga a la red de estaciones de servicio conocida para carburante líquido. Para ello debe darse respuesta también a cuestiones sobre la liquidación de un pago por una carga de este tipo. En este momento, si bien existe al menos de manera global la infraestructura para un suministro de corriente, sin embargo el consumo de energía por ejemplo en un enchufe no puede desglosarse y determinarse rápidamente sin más por el respectivo consumidor, dado el caso delimitarse y facturarse in situ.

Para hacer viables estaciones de servicio de corriente que puedan utilizarse por cualquier persona, es decir estaciones de carga que puedan utilizarse públicamente, éstas también deben ser sin embargo tan fáciles de usar como los surtidores para carburante líquido y posibilitar también una delimitación y una liquidación posible de manera análoga de la carga. Por tanto, desde el punto de vista del usuario del vehículo debería cambiarse lo menos posible.

En la actualidad se están realizando esfuerzos para crear una normativa para la comunicación entre un vehículo eléctrico y una estación de carga. En particular van a normalizarse parámetros de carga primarios, tales como señalización de una disponibilidad de carga por la estación de carga, señalización de una disponibilidad de carga por el vehículo eléctrico y señalización de un valor de medición del suministro de corriente por la estación de carga al vehículo eléctrico. Así, existe un borrador de la norma DIN IEC 61851-1, que describe los requisitos generales en sistemas de carga conductores para vehículos eléctricos.

Los vehículos eléctricos según esta norma sólo pueden recibir información sobre una corriente de medición continua máxima de la estación de carga, transmitiéndose esta información por medio de una modulación por anchura de impulso (PWM) del factor de control por impulsos de la señal. En reacción a una señal de este tipo, el vehículo eléctrico puede comunicar a la estación de carga, que está listo para la recepción de la corriente de carga, tras lo cual se libera la corriente de carga por la estación de carga. Esta comunicación entre estación de carga y vehículo eléctrico se realiza a través de un conductor piloto, que preferiblemente es sin potencia y sólo puede transmitir información.

A partir de la publicación US 5.548.200 A se conoce un procedimiento en el que entre una estación de carga y un vehículo eléctrico se intercambia información con respecto a una operación de carga. Esta información se intercambia según esta publicación sobre un trayecto conductor previsto para ello entre el vehículo y la estación de carga.

A partir de la publicación WO 2009/052447 A2 se conoce intercambiar a través de un conductor de energía un parámetro de carga. En este caso, al inicio de una operación de carga, se intercambia un parámetro de carga entre el vehículo y la estación de carga.

A partir de la publicación US 6.373.380 B1 se conoce asimismo una comunicación entre una estación de carga y un vehículo eléctrico. Esto es aplicable también a la publicación EP 2 048 762 A1, que describe igualmente una comunicación entre un vehículo y una estación de carga.

Sin embargo, para las empresas de suministro de energía así como para los usuarios de vehículos eléctricos no sólo es importante la simple recepción y conexión de la corriente de carga, sino que debe intercambiarse información adicional, los denominados parámetros de carga complementarios, entre el vehículo y la estación de carga, que posibilitan una liquidación asociada al usuario. Además debe ser posible estipular diferentes parámetros de carga, como por ejemplo diferentes intensidades de corriente y diferentes tarifas de referencia entre el vehículo eléctrico y la estación de carga. Además entre la estación de carga y el vehículo eléctrico debe poder intercambiarse información sobre la identidad del vehículo eléctrico o el usuario del vehículo eléctrico así como información sobre la identidad de la estación de carga. El intercambio de estos datos no está previsto según el borrador de la norma.

Objeto de la invención Partiendo de las desventajas que se derivan de lo anterior se obtiene como objeto el objetivo de garantizar una comunicación entre vehículos eléctricos y estaciones de carga para estipular parámetros de carga complementarios a través del conductor de energía.

Este objetivo se soluciona según el objeto mediante un procedimiento para la conexión de un vehículo eléctrico con una estación de carga, que comprende:

a) recibir sobre un primer conductor piloto conectado con una estación de carga una señal de comunicación que comprende una petición en el lado de la estación de carga para la comunicación de parámetros de carga primarios,

b) comunicar sobre un conductor de energía conectado con la estación de carga al menos una señal de parámetros de carga que comprende al menos información sobre parámetros de carga complementarios,

c) provocar una liberación de una corriente de carga a través del conductor de energía según los parámetros de carga complementarios comunicados según b) .

Los suministradores de energía pretenden conectar denominadas estaciones de carga “inteligentes” con vehículos “inteligentes”. A este respecto se produce una comunicación de parámetros de carga complementarios a través del conductor de energía. Sin embargo este planteamiento es problemático en el sentido de que los vehículos que funcionan exclusivamente según la norma no dominan una comunicación de este tipo a través del conductor de energía. Esto lleva a que tales vehículos no puedan conectarse a estaciones de carga “inteligentes”, dado que estos vehículos no dominan la estipulación de parámetros de carga complementarios a través del conductor de energía.

Se ha reconocido que el intercambio de parámetros de carga primarios, en particular el intercambio de un valor de medición del suministro de corriente desde la estación de carga al vehículo eléctrico, no es suficiente para permitir una liquidación segura de la corriente de carga recibida. En particular, con este planteamiento siempre debe indicarse en el lado de la estación de carga por el usuario al menos una información de pago. Esto no es deseable por motivos de comodidad. Más bien la información de pago debe intercambiarse entre el vehículo eléctrico y la estación base esencialmente de manera independiente de las entradas de datos del usuario.

Si ahora un vehículo eléctrico no está preparado para comunicar tales parámetros de carga complementarios, se propone que entre el vehículo eléctrico y la estación de carga esté previsto un dispositivo que esté conectado en el lado de la estación de carga con el conductor de energía y el primer conductor piloto. En el lado del vehículo, este dispositivo está conectado con un segundo conductor piloto y un conductor de energía. Por medio del dispositivo así conectado entre la estación base y el vehículo, tras la recepción de los parámetros de carga primarios en el dispositivo, puede intercambiarse mediante el dispositivo sobre el conductor de energía información sobre parámetros de carga complementarios con la estación de carga. El vehículo eléctrico no participa activamente en esta comunicación de parámetros de carga complementarios.

El vehículo eléctrico puede obtener a través de un segundo conductor piloto desde el dispositivo únicamente información acerca de que la corriente de carga dado el caso se ha liberado o está lista para liberarse y dado el caso información sobre el valor de medición del suministro de corriente. Esto puede producirse en forma de un parámetro de carga primario, que se transmite sobre el segundo conductor piloto al vehículo eléctrico.

El dispositivo asume... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la conexión de un vehículo (4) eléctrico con una estación (2) de carga que comprende,

a) recibir sobre un primer conductor (6b) piloto conectado con una estación (2) de carga una señal de comunicación que comprende una petición en el lado de la estación de carga para la comunicación de parámetros de carga primarios, caracterizado por

b) comunicar sobre un conductor (6a) de energía conectado con la estación (2) de carga al menos una señal de parámetros de carga que comprende al menos información sobre parámetros de carga complementarios,

c) provocar una liberación de una corriente de carga que fluye a través del conductor (6a) de energía según los parámetros de carga complementarios comunicados según b) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de comunicación contiene una petición para la comunicación en serie de parámetros de carga a través del primer conductor (6b) piloto.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la señal de comunicación está modulada por anchura de impulso, y/o porque, en el factor de control por impulsos de la señal de comunicación, la petición de comunicación está codificada.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la señal de comunicación

presenta un primer nivel de tensión continua y porque, en reacción a la señal de comunicación, se provoca 25 un segundo nivel de tensión continua sobre el primer conductor (6b) piloto.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las etapas a) - c) se realizan mediante una unidad (12) de comunicación separada espacialmente de la estación (2) de carga y/o del vehículo (4) eléctrico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque al producirse una comunicación satisfactoria de información sobre parámetros de carga complementarios según la etapa b) , se introduce la etapa c) , y/o porque en caso de producirse una comunicación no satisfactoria de información sobre parámetros de carga complementarios según la etapa b) , de manera alternativa a la etapa c) se emite

sobre un segundo conductor (6c) piloto conectado con el vehículo (4) eléctrico una señal de carga que comprende un valor de medición para un suministro de corriente.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al recibirse una señal de carga que comprende un valor de medición para un suministro de corriente sobre el primer conductor (6b) piloto, se emite una señal de carga correspondiente sobre un segundo conductor (6c) piloto.

8. Dispositivo que comprende:

- medios (26) de recepción dispuestos para recibir una señal de comunicación que comprende una petición

en el lado de la estación de carga para la comunicación de parámetros de carga primarios a través de un primer conductor (6b) piloto,

- caracterizado por medios (30) de comunicación dispuestos para comunicar al menos una señal de parámetros de carga que comprende al menos información sobre parámetros de carga complementarios sobre un conductor (6a) de energía conectado eléctricamente con una estación (2) de carga, de tal manera que pueda provocarse una liberación de una corriente de carga que fluye a través del conductor (6a) de energía según los parámetros de carga comunicados.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque los medios (26) de recepción pueden conectarse 55 con el primer conductor (2b) piloto.

10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque pueden conectarse medios (28) de emisión con un segundo conductor (6b) piloto que puede conectare con un vehículo (4) eléctrico.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 8 a 10, caracterizado porque unos medios (30) de control controlan los medios (32) de comunicación para la modulación de señales sobre el conductor (6a) de energía.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque los medios (32) de comunicación

y los medios (26) de recepción están dispuestos en una carcasa separada de la estación (2) de carga y del vehículo (4) eléctrico.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque el conductor (6a) de energía en la carcasa se guía desde un primer contacto (14a) de enchufe hasta un segundo contacto (14b) de enchufe.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 8 a 13, caracterizado porque el conductor (6a) de energía forma parte de un conductor (6) de una o varias fases, estando construido el conductor (6a) de energía para la transmisión de energía entre la estación (2) de carga y el vehículo (4) eléctrico.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 8 a 14, caracterizado porque el primer conductor

(6b) piloto y el conductor (6a) de energía están dispuestos en una primera funda de cable, y/o porque el segundo conductor (6c) piloto y un conductor de energía están dispuestos en una segunda funda de cable, y/o porque el conductor (6a) de energía está acoplado en la carcasa con los medios (32) de comunicación de tal manera que pueden acoplarse señales en el conductor (6a) de energía.