以下发明涉及一种用于在多个公共充电站处对多个机动车辆、尤其是混合动力/电动车辆充电的方法和系统。
背景技术：
存在可充电的机动车辆、尤其是混合动力/电动车辆，其电池、尤其是牵引电池可由固定的公共充电站充电。由于技术原因（technischbedingt），机动车辆在充电站处的充电过程通常需要几个小时。
由于长的充电持续时间和当前有限数量的公共充电站，在充电站处经常发生拥堵。这导致对机动车辆的效率低的使用。另一方面，尽管当前有限数量的充电站，仍发生的是：一些充电站（例如由于对于驾驶员而言不利的位置）而很少被使用。这导致对公共充电站的效率低的使用。
因此，本发明的任务在于，提供一种在使用可充电的机动车辆和公共充电站的情况下提高效率的可能性。
技术实现要素：
该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的构型是从属权利要求的主题。
根据本发明的第一方面，提供一种用于在多个公共充电站处对多个机动车辆、尤其是混合动力/电动车辆充电的方法。
根据该方法，确定释放时间点，其中各自充电站在所述释放时间点被释放用于（对紧接着的机动车辆）充电。如果充电站未被机动车占用，则所述充电站的释放时间点例如是当前时间。如果充电站被机动车辆占用并且当前对所述机动车辆充电，则相应的释放时间点是各自机动车辆（预测）将完成充电的时间点。
根据该方法，此外确定到达时间点，其中各自机动车辆能够在所述到达时间点（预测）到达各自充电站。到达时间点基于当前时间和各自机动车辆能够（预测）到达各自充电站需要的持续时间被计算。持续时间尤其根据要行驶的路段、必要时结合在所述路段中的交通状况和交通标志、诸如速度限制被计算。
根据该方法，此外计算在各自的所确定的释放时间点与各自的所确定的到达时间点之间的时间间隔作为用于在各自充电站处对各自机动车辆充电的需要的等待时间，其中各自机动车辆将会必须等待所述等待时间用于在各自充电站处充电。
随后，根据所计算的等待时间决定：各自机动车辆将驶向所述充电站中的哪一个用于充电。在此，将所计算的等待时间互相进行比较，并且从中确定所有机动车辆在各自充电站处的最小需要的总等待时间。于是选择构成最小总等待时间的那些等待时间。确定出机动车辆到相应充电站的分配，从中确定先前选择的等待时间。然后将机动车辆分派给相同的所确定出的分配的相应充电站并且由所述充电站充电。
本发明所基于的认识是，如果相应的充电站正好空闲用于充电，则为了在对机动车辆、尤其混合动力/电动车辆充电时提高经济和生态效率，机动车辆中的每一个为了充电正好应该到达在地理上彼此远离的充电站。在大量要充电的机动车辆和相对较小数量的被占用的或可供使用的充电站的情况下，在此需要的可互操作的解决方案（而不是迄今已知的孤立解决方案），其中根据用于将要充电的机动车辆分配给各自充电站的统一决定算法考虑大量要充电的机动车辆和所有被占用和未占用的在地理上彼此远离的充电站。因此，机动车辆和充电站形成共同的网络，其中机动车辆和充电站相互定期地交换数据，并且由此可以鉴于总经济和生态效率而优化机动车辆的充电过程。由此应该/能够避免多个机动车辆为了充电驶向同一个（被占用的）充电站，或一个或其他充电站在长的时间上保持不被使用，这在已知的孤立解决方案情况下情况如此。
在本发明的范围中，此外已经认识到，对于可互操作的解决方案，释放时间点和到达时间点是相关的，其中各自充电站在所述释放时间点被释放用于充电，各自机动车辆可以在所述到达时间点到达各自充电站。
基于这些认识，提供了先前描述的方法。
计算用于在各自充电站处对各自机动车辆充电的等待时间于是创造决定基础，其中各自机动车辆将会必须等待所述等待时间用于在各自充电站处充电，基于所述决定基础以及根据统一决定算法于是可以鉴于可充电的机动车辆和所有充电站的总经济和生态效率决定：机动车辆中的哪些应该行驶到充电站中的哪些用于充电，以便提高效率。
在此，在最小化实际总等待时间的条件下作出机动车辆中的哪一个将驶向充电站中的哪一个用于充电的决定，所述实际总等待时间构成可充电的机动车辆在公共充电站处的实际等待时间的总和，其中机动车辆实际驶向了所述公共充电站用于充电并且在所述公共充电站处实际被充电。
利用上述方法，因此提供在使用可充电的机动车辆和公共充电站的情况下总计地提高效率的可能性。
优选地，此外确定各自机动车辆的能量需求，其中所述能量需求对于各自机动车辆驶向各自充电站是需要的。所确定的能量需求随后被相互比较。根据比较结果决定各自机动车辆将驶向充电站中的哪一个用于充电。在此，能量需求优选地根据各自机动车辆与各自充电站的距离以及各自机动车辆的消耗值来计算。机动车辆中的哪一个将驶向充电站中的哪一个用于充电的决定在此此外在最小化实际总能量需求的条件下作出，所述实际总能量需求构成机动车辆为了实际驶向相应的充电站将会消耗的实际能量需求的总和。
优选地，对所确定的能量需求和先前确定的等待时间进行加权并且进行决定算法。根据生态或经济相关性，能量需求和等待时间可以不同地被加权。如果生态相关性高于经济相关性，则能量需求可以比等待时间更高地被加权。相反地，如果生态相关性低于经济相关性，则能量需求可以比等待时间更低地被加权。经加权的能量需求和经加权的等待时间根据机动车辆或充电站成对地被合并或相加成各自决定基础值。根据所述决定基础值，于是在生态或经济方面决定：机动车辆中的哪一个将驶向充电站中的哪一个用于充电。
优选地，此外确定各自机动车辆的续驶里程（reichweiten）。例如，根据各自机动车辆的牵引电池的剩余充电状态来确定续驶里程。根据所确定的续驶里程决定：各自机动车辆将驶向充电站中的哪一个用于充电。机动车辆中的哪一个将驶向充电站中的哪一个用于充电的决定在此此外在各自机动车辆的续驶里程是否足以驶向各自充电站的条件下作出。因此，只有在各自充电站对于相应的机动车辆而言基于其各自的续驶里程也是可达的时，才作出关于等待时间或能量需求的决定。
优选地，此外确定至行驶目的地的可能的行驶路线，其中各自机动车辆当前必须驶向所述行驶目的地。例如，根据由驾驶员输入的目的地结合导航数据确定所述行驶路线。根据所确定的行驶路线，随后决定各自机动车辆将驶向充电站中的哪一个用于充电。机动车辆中的哪一个将驶向充电站中的哪一个用于充电的决定因此此外在充电站是否位于各自机动车辆的所确定的行驶路线中或至少位于这些行驶路线的附近的条件下作出。如果一个或其他充电站不处于所确定的行驶路线中或不在所确定的行驶路线附近，则这些充电站对于相应的机动车辆在上述决定时不能被考虑。
根据本发明的另一方面，提供用于在多个公共充电站处对多个机动车辆、尤其是混合动力/电动车辆充电的系统。
该系统包括第一确定装置，该第一确定装置被设立用于确定释放时间点，其中各自充电站在所述释放时间点被释放用于（对紧接着的机动车辆）充电。
该系统此外包括第二确定装置，该第二确定装置被设立用于确定到达时间点，其中各自机动车辆可以在所述到达时间点到达各自充电站。
该系统此外包括计算装置，该计算装置被设立用于计算在各自的所确定的释放时间点和各自的所确定的到达时间点之间的时间间隔作为需要的等待时间，其中各自机动车辆将会必须等待所述等待时间用于在各自充电站处充电。
该系统此外包括决定装置，所述决定装置被设立用于根据（如上所述的那样）所计算的等待时间来决定各自机动车辆将驶向充电站中的哪一个用于充电。
在此，该系统是先前列出的装置的联合，所述装置分散地分布式布置在充电站和车辆以及公共或私人公司交通控制/服务中心、诸如协调点中用于对混合动力/电动车辆充电。在此，这些装置用于执行上述方法，并且从而构成形成上面提到的系统的单元。
上述方法的有利构型（只要可能）可转用到上面提到的系统上，也可被视为系统的有利构型。
附图说明
下面将参考附图更详细地阐述本发明的示例性实施方式。在此：
图1以示意图示出根据本发明的一种实施方式的用于在多个公共充电站处对多个电动车辆充电的系统；和
图2以示意性流程图示出根据图1中的实施方式的用于在充电站处对电动车辆充电的方法。
具体实施方式
图1以示意图示出具有至各自行驶目的地z1、z2的相应行驶路线r1、r2的两个电动车辆fz1、fz2，其中各自电动车辆fz1、fz2不久应该行驶到所述行驶目的地。电动车辆fz1、fz2分别包括导航装置na1、na2，其中至各自行驶目的地z1、z2的各自行驶路线r1、r2利用所述导航装置来确定。
此外，图1示出在两个电动车辆fz1、fz2的行驶路线r1、r2中的两个公共充电站ls1、ls2，其中其他电动车辆fz3、fz4、fz5电连接在所述公共充电站上用于充电。
充电站ls1、ls2分别具有带有两个充电端子的充电柱，其中两个电动车辆fz3、fz4能够经由充电线缆同时被连接在所述充电端子上并且被充电。此外，充电站ls1、ls2分别包括两个停车位，电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5在充电时可以被停放在所述停车位上。
在此，充电站的ls1、ls2的数量（如在现实中那样）显著小于必须利用充电站ls1、ls2充电的电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5的数量。如果充电站ls1、ls2正好被进行充电的电动车辆、诸如fz3、fz4、fz5占用，并且其他电动车辆、诸如fz1、fz2到达用于充电，则随后到来的电动车辆fz1、fz2必须等待较长的时间，直至正好进行充电的电动车辆fz3、fz4、fz5完成充电为止。
另一方面，多个电动车辆、诸如fz1、fz2可能同时到达一个或其他空闲的充电站、诸如ls2，这可能导致电动车辆中的一些、诸如fz1、fz2的不必要的驶来。
与此相比，一个或其他充电站、诸如ls2可能空闲较长时间，因为电动车辆、诸如fz1、fz2、fz3、fz4所有都不利地驶近相同的（被占用的）充电站、诸如ls1。
从而，一方面浪费现有资源。另一方面，电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5的充电过程在能量/时间消耗方面变得效率低。
为了抵抗这些缺点，设置系统s，对电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5利用有限数量的充电站ls1、ls2的充电可以能量和时间高效地利用所述系统s执行。
在此，系统s是不同的、以分散方式实施的、随后要描述的装置ea11、ea12、ea21、ea22、sa11、sa12、sa21、sa22、sa3、na1、na2、ba、ea的联合，所述装置在其侧又分散地分布式布置或实施在充电站ls1、ls2中以及在电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5中以及在集中式或分散式构造的协调点ks中用于对电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5充电，但是被构造用于执行相同的任务、即用于在经济上和生态上高效地对电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5充电。
该系统s包括第一确定装置ea11、ea12，其分别布置在所述两个充电站ls1、ls2之一处，并且被设立用于确定预测的释放时间点tf11、tf12；tf21、tf22，其中各自充电站ls1、ls2的各自充电端子在所述释放时间点被释放用于对紧接着的电动车辆充电。为此，第一确定装置ea11、ea12根据为了充电所连接的各自机动车辆fz3、fz4、fz5的当前充电状态以及当前充电功率来确定预测的充电持续时间。基于当前时间和预测的充电持续时间，第一确定装置ea11、ea12于是确定各自的预测的释放时间点tf11、tfl2；tf21、tf22。
该系统s此外包括续驶里程确定装置ra1、ra2，其布置在各自电动车辆fz1、fz2中并且被设立用于基于各自电动车辆fz1、fz2的牵引电池的充电状态以对于本领域技术人员已知的方式确定相应电动车辆fz1、fz2的续驶里程。
该系统s此外包括先前提到的车辆侧导航装置na1、na2，其此外被设立用于确定在各自电动车辆fz1、fz2的行驶路线r1、r2中的充电站ls1、ls2，其中各自电动车辆fz1、fz2利用剩余的电荷仍然可以到达所述充电站。
该系统s此外包括第二确定装置ea21、ea22，其布置在各自电动车辆fz1、fz2（fz3、fz4、fz5）处，并且被设立用于确定预测的到达时间点ta11、ta12；ta21、ta22，其中各自电动车辆fz1、fz2可以在所述到达时间点到达各自充电站ls1、ls2。
充电站ls1、ls2以及电动车辆fz1、fz2此外分别包括信号发送/接收装置sa11、sa12；sa21、sa22，充电站ls1、ls2以及电动车辆fz1、fz2可以经由所述信号发送/接收装置互相或与协调点ks交换数据。
协调点ks包括相应的信号发送/接收装置sa3，协调点ks经由所述信号发送/接收装置与充电站ls1、ls2和电动车辆fz1、fz2交换数据。
系统s此外包括计算装置ba、决定装置ea，其布置在协调点ks中。
计算装置ba被设立用于以随后要描述的方式计算在各自的所确定的释放时间点tf11、tf12;tf21、tf22与各自的所确定的到达时间点ta11、ta12；ta21、ta22之间的时间间隔作为需要的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8并且将所计算的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8转发给下游的决定装置ea。
该决定装置ea被设立用于根据所传送的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8和其他随后要描述的决定基础来决定：各自电动车辆fz1、fz2应该驶向充电站ls1、ls2中的哪一个用于充电。
在根据图1描述了用于对电动车辆fz1、fz2、fz3、fz4、fz5充电的系统s之后，随后根据图2更详细地描述其作用原理：
尤其是当各自充电站ls1、ls2被占用并且对电动车辆fz3、fz4、fz5充电时，各自充电站ls1、ls2的第一充电站侧确定装置ea1根据方法步骤s110定期地确定释放时间点tf11、tf12；tf21、tf22。在此，第一确定装置ea1基于当前时间和相应充电站ls1、ls2的各自充电端子的剩下的充电持续时间确定释放时间点tf11、tf12;tf21、tf22。
充电站ls1、ls2然后根据另一方法步骤s120经由各自充电站侧发送/接收装置sa11、sa12将关于所确定的释放时间点tf11、tf12;tf21、tf22的数据和必要时关于相应充电站ls1、ls2的坐标、诸如地址的数据传送给协调点ks。
与此无关地，车辆侧续驶里程确定装置ra1、ra2根据另一方法步骤s210以规则的时间间隔、尤其是当相应电动车辆fz1、fz2的各自牵引电池的充电状态降低到预先给定的充电状态阈值之下时，基于各自牵引电池的充电状态以本领域技术人员已知的方式确定各自电动车辆fz1、fz2的续驶里程并且将所确定的续驶里程输送给相应电动车辆fz1、fz2的各自下游的导航装置na1、na2。
导航装置na1、na2根据另一方法步骤s220基于当前的先前确定的行驶路线r1、r2和所获得的续驶里程确定充电站ls1，ls2，其中所述充电站的坐标或地址由导航装置nal、na2已知，以及各自电动车辆fz1、fz2利用各自的剩余电荷状态仍能够到达所述充电站。
如果发现可达的充电站ls1、ls2，则第二车辆侧确定装置ea2根据另一方法步骤s230确定到达时间点ta11、ta12；ta21、ta22，其中各自电动车辆fz1、fz2可以在所述到达时间点到达各自的被发现的充电站ls1、ls2（也就是说只要这些电动车辆将会驶向相应的充电站）。第二确定装置ea2基于当前时间和各自电动车辆fz1、fz2到各自充电站ls1、ls2的预测的行驶持续时间确定到达时间点ta11、ta12；ta21、ta22，其中第二确定装置ea2根据各自电动车辆fz1、fz2的导航装置na1、na2的导航数据以本领域技术人员已知的方式确定预测的行驶持续时间。
此外，第二确定装置ea21、ea22根据另一方法步骤s240根据导航数据以本领域技术人员已知的方式确定能量需求，其中各自电动车辆fz1、fz2预测地必须花费所述能量需求来到达各自的发现的充电站ls1、ls2。
电动车辆fz1、fz然后根据另一方法步骤s250经由各自车辆侧发送/接收装置sa21、sa22将所发现的充电站ls1、ls2的数据、诸如地址、关于各自的可能到达时间点ta11、ta12；ta21、ta22以及关于各自能量需求的数据传送给协调点ks。
协调点ks的计算装置ba根据另一方法步骤s310由从充电站ls1、ls2和电动车辆fz1、fz2获得的数据计算在各自的所确定的释放时间点tf11、tf12；tf21、tf22与各自的所确定的到达时间点ta11、ta12；ta21、ta22之间的时间间隔作为需要的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8，其中各自电动车辆fz1、fz2在各自充电站ls1、ls2处必须等待所述等待时间，直至相应的充电站ls1、ls2被释放用于对所述电动汽车fz1、fz2充电。在此，该计算装置ba根据以下方程式计算等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8：
在此，等待时间tw1是在两个充电站之一ls1的两个充电端子之一的预测的释放时间点tf11与两个电动车辆之一fz1在该充电站ls1处的预测的到达时间点ta11之间的时间间隔。类似地，等待时间tw6是在另外的充电站ls2的两个充电端子之一的预测的释放时间点tf12与另一电动车辆fz2在该充电站ls2处的预测的到达时间点ta21之间的时间间隔。
如果相应的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7或tw8大于0（零），则相应的电动车辆fz1、fz2在相应的充电站ls1、ls2处必须首先等待，直至该相应的电动车辆可以在各自充电站ls1、ls2的相应充电端子处被充电为止。而如果相应的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7或tw8等于或小于0（零），则当相应的电动车辆fz1、fz2到达相应的充电站ls1、ls2时，相应的电动车辆fz1、fz2可以立即被连接在相应的充电端子上，并且由该充电端子充电。
最后，计算装置ba将所计算的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8转发给下游决定装置ea。
决定装置ea将等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8互相进行比较并且根据另一方法步骤s320作出决定，并且在决定装置ea从车辆侧第二确定装置ea21、ea22经由车辆侧和协调点侧发送/接收装置sa21、sa22、sa3获得的能量需求方面决定：电动车辆fz1、fz2中的哪一个应该驶向充电站ls1、ls2中的哪一个用于充电。为此，决定装置ea衡量在各自充电站ls1、ls2处的各自需要的等待时间tw1、tw2、tw3、tw4、tw5、tw6、tw7、tw8和各自电动车辆fz1、fz2为了到达相应的充电站ls1、ls2的相应能量需求，并且作出决定：哪一个在经济和生态角度看是最高效的。
接着，决定装置ea基于先前所作出的决定并且根据另一方法步骤s330借助于协调点侧发送/接收装置sa3将电充车辆fz1、fz2为了充电应该驶向的相应充电站ls1、ls2的数据、诸如地址传送给各自的车辆侧导航装置na1、na2。
如果车辆侧导航装置na1、na2从协调点侧发送/接收装置sa3接收相应充电站ls1、ls2的数据，则该车辆侧导航装置根据另一方法步骤s260将作为中间目的地的相应充电站ls1、ls2的所接收的数据、诸如地址自动输入到各自电动车辆fz1、fz2的行驶路线r1、r2中。
然后，电动车辆fz1、fz2（必要时在相应的驾驶员的所进行的确认之后）行驶到相应的充电站ls1、ls2用于充电。