用于充电过程的能量核实的方法和系统及用于该系统的服务器装置与流程

1.本发明涉及一种用于核实充电过程的方法，通过该充电过程在可电驱动的车辆和电的充电站之间传输电能。此外，可评估车辆以及电气的充电站的使用质量。本发明也包括一种系统，借助于该系统可实施该方法，本发明也包括一种可用作系统的组成部分的服务器装置。


背景技术：

2.在具有电气的充电站和待由充电站供电的车辆的系统中，已核实的准确的以kwh为单位的被传输的能量值是用于在充电时正确的货币结算的重要基础(kwh
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千瓦时)。通常，仅仅在相应的充电站中校准的测量装置能保证核实的能量确定。但是缺点是，用于这种充电设施的系统成本高。
3.从专利文献wo 2020/009 666 a1中已知，在充电过程之后可借助于加密的货币进行支付。此外描述了，车辆自身可测量，从充电站中接收了多少能量。然而，充电站和车辆在不同的测量点上测量能量，由此在测量值中可能出现差异。在此没有明确说明应如何避免。
4.从专利文献de 10 2018 112 118 a1中已知，将区块链用于为多个用户提供数据，而不必单独地证明数据的真伪，因为区块链自身保证真伪。
5.从专利文献wo 2019/057 330 a1中已知，在充电过程期间，车辆的控制装置也可用作车辆外部的计算网络的节点或结点。


技术实现要素：

6.本发明的目的是，提供成本适宜的且低开销的充电设施，以用于为车辆供给电能。
7.该目的通过独立权利要求所述的主题实现。通过从属权利要求、以下描述以及附图得到本发明的有利的实施方式。
8.通过本发明，作为解决方案，提供一种用于核实充电过程的方法，其中，通过充电过程在可电驱动的车辆和电的充电站之间传输电能，在此通过充电站的测量电路产生充电站侧的对充电过程的测量数据并且通过服务器装置从充电站中接收充电站侧的测量数据。这相应于从充电站减少的被传输的能量的测量，即例如被输出的能量。但是，该测量也可涉及由充电站接收的能量，例如这可设置在所谓的反馈中，即，当车辆通过充电站从车辆的电蓄能器中将电能输入到电的供给网络或电流网络中时。即，概念“充电过程”不仅可涉及车辆的电蓄能器的充电而且涉及其放电。
9.该方法的突出之处在于，附加地通过车辆的控制电路产生对同一充电过程的车辆侧的充电数据，通过服务器装置从车辆中接收车辆侧的充电数据，并且服务器装置运行预定的共识算法，以根据测量数据和充电数据产生共识值，共识值一致地描述不仅用于充电站而且用于车辆的充电过程。即，换句话说，不仅通过充电站而且通过车辆获取或测量传输的能量，即，尤其是通过两个不同的测量电路，即充电站侧的和车辆侧的测量电路。
10.此外，方法包括，对于共识算法以信号表示成功获取共识值的情况(即当发现了共识值时)，服务器装置触发和/或继续预定的用于继续充电过程和/或继续处理共识值的后续措施。否则的话(即，当共识算法以信号表示未成功获取共识值时)，服务器装置触发用于中断充电过程的预定的中断措施。换句话说，车辆和充电站可用作测量对象，测量对象彼此监控，因为测量对象用作用于相同的传输的能量的功率源和功率阱/功率接收部(leistungssenke)，从而测量对象的测量电路应当产生相同的测量值。这通过独立的服务器装置检查并且通过共识算法处理或补偿测量偏差。共识值可表示对所有参与者负责的对所传输的能量的表述。由此，以这种方式，可在没有校准的情况下使用测量电路，因为测量对象(车辆和充电站)中的任一个都不必信任另一个的测量数据，而是在共识算法中给予独自的测量数据。
11.基于此的充电站尤其是可为充电桩，例如充电桩可竖立在道路边缘上或者停车场上。充电站的测量电路尤其是可包括在充电站的充电接头上的能量表。测量数据尤其是可描述能量和/或电参数(例如电压和/或电流强度)和/或功率。运行共识算法的服务器装置尤其是可包括一个或多个服务计算机。共识算法尤其是可实现成具有程序结构的软件。由共识算法产生的共识值尤其是可描述在充电过程中传输的能量。车辆的控制电路尤其是可为车辆的控制装置。由车辆产生的充电数据尤其是以车辆侧的测量电路的车辆侧的测量数据为基础，测量电路获取与充电站侧的测量数据对应的电参数。
12.本发明也包括得到附加的优点的实施方式。
13.在充电站和车辆中，不能精确地测量相同的测量值，但是尽管如此可在预定的容差下进行充电过程。一种实施方式规定，共识算法获取在至少一个不仅通过测量数据而且通过充电数据量化的测量参数之间的相应的差异。测量参数尤其是可为电功率和/或电能和/或时间和/或电压和/或电流强度。例如，该差异可为测量值与测量参数的差值。对于该差异满足预定的容差标准的情况，借助于预定的共识值确定规则从测量数据中计算共识值，例如作为平均值。相反地，如果所述差异不满足容差标准，即，例如所述差异大于预设的阈值或容差值，以信号表示未成功获取共识值。容差标准描述所有这样的情况，即，在其中测量对象中的至少一个不大可能认可与自身测得的测量值不同的共识值，因为可能出现过大的不一致。容差标准尤其是可预设用于差异的值的容差范围。即，换句话说，从用于相同的测量参数的例如两个不同测量值(例如能量或充电时间)中计算唯一的共识值，该共识值应同样对车辆和充电站负责。由此，以有利的方式消除了由于测量精度引起的差异。尤其是，共识值确定规则可规定计算平均值。
14.一种实施方式规定，中断措施包括，产生请求命令，通过请求命令通过至少一个输出装置输出有关在充电过程中的故障和/或测量数据有误的指示/提示。换句话说，可为车辆的用户和/或充电站的运营商指出在充电数据和测量数据之间的不一致。以有利的方式，可为将来的充电过程采取用于防止其它不一致的数据的预防措施。输出装置尤其是可包括屏幕和/或产生e
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mail。
15.如果充电站和车辆的测量电路产生不同的测量值，应尽可能早地中断充电过程。一种实施方式规定，在充电过程期间反复更新共识值并且中断措施包括，将复位命令发送给充电站和/或将中断命令发送给车辆，并且由此中断在充电过程中继续传输能。换句话说，在充电过程期间多次在不同时刻，即，连续地或间隔地，在共识值方面检查充电过程。以
有利的方式，可避免例如在否则可能由于继续进行充电过程产生的更大的损失或更大的缺点。复位命令尤其是可触发充电站的开关打开。中断命令尤其是可停止车辆的充电设备的电压转换器。
16.如果在车辆中例如在电蓄能器上测量接收的能量，在能量再充电时该测量值系统上小于充电站的对应的测量值，因为没有一起测量在线路上的电损耗。一种实施方式规定，为了获取充电数据，在车辆中的控制装置运行损耗模型，损耗模型描述在将充电站与车辆相连接的联接装置中的和/或在车辆的能量网之内的电损耗。在此，联接装置尤其是可包括充电线和/或感应线圈，通过感应线圈传输能。车辆的能量网可包括车载电路线路和/或开关转换器。换句话说，在车辆中的测量电路不必直接在充电接头上(即在与联接装置的连接部位上)，而是可使用例如可存在于蓄能器(即例如电池)中的测量电路。尽管如此，为了在再充电时获取全部从充电站中提取的能，借助于损耗模型计算在传输时在车辆中和/或在联接装置中出现的电损耗。即，根据在车辆侧获取的并且受到电损耗影响的测量数据并且根据损耗模型，计算充电数据。以有利的方式，防止在车辆的充电数据和充电站的测量数据之间的系统化不一致或系统化差异，这例如可由于不同的测量点或测量部位产生。损耗模型尤其是可为数学的和/或数字的模型。
17.充电站的测量数据和/或车辆的充电数据例如也可能受噪声干扰或有缺陷，这同样可用于，监控用于系统的测量对象(车辆/充电站)的合格性/资格。一种实施方式规定，在服务器装置中在共识算法之前连接数据评估算法，并且通过数据评估算法根据质量标准获取测量数据(来自充电站)和充电数据(来自车辆)的数据质量和/或获取预定的充电干扰(充电中断)的次数，并且如果不符合质量标准，激活中断措施。换句话说，仅仅如果满足质量标准，才进行后续措施。尤其是，数据评估算法可为具有程序结构的软件。质量标准尤其是可描述通过测量数据或充电数据描述的测量信号的噪声和/或易变性。这种类型的数据质量尤其是可通过在噪声和/或易变性方面的质量或者与预定的理想值的偏差描述。充电干扰尤其是可为能的能量流的中断。使用质量尤其是可给出通过充电干扰引起的充电延迟的量化。为了从数据评估算法中间接地激活中断措施，例如可随后使通过共识算法获取的共识值被标记为无效。
18.尽管如此，如果在系统中存在具有已校准的测量装置的充电站，则当然可使用由此保证的测量质量，以核实或检查其它测量对象(车辆)。一种实施方式规定，对于针对充电站以信号表示充电站具有校准的测量装置的配置数据的特别情况，仅仅根据测量数据获取共识值。换句话说，该方法可用于多个不同的充电站，并且在这些充电站的一个或几个中可能出现所述特别情况。在另一实施方式中，不仅用于产生测量数据的充电站而且用于产生充电数据的车辆使用相应的未校准的测量装置。换句话说，仅仅使用未校准的测量装置，在结构变化(例如在新的车辆系列中)时不必再次由官方校准该测量装置。以有利的方式，不必进行高成本的测量装置认可。如果在系统中存在多个充电站，则尽管如此当存在校准的测量装置时，将该测量装置用作标准。测量装置给出的配置数据尤其是可储存在服务器装置中和/或通过充电站和/或服务器由其运营商给出。校准的测量装置尤其是可为官方校准的测量仪。
19.测量对象的评估(在利用测量对象获取共识值和/或获取不正常的有噪声的测量数据/充电数据方面)可用于将来的充电过程。此外，在一种实施方式中，通过服务器装置对
充电站和车辆分别获取评估数据，并且通过共识算法在获取共识值时通过评估数据确定充电站侧的测量数据和车辆侧的充电数据的相应的部分，其中，评估数据描述由充电站提供的测量数据和/或由车辆提供的充电数据的数据质量和/或数据可用性和/或使用质量。换句话说描述，可预测充电站和/或车辆的怎样的预定的质量特征。以有利的方式，可为充电过程的规划有目的地选择合适的充电站和/或为充电站的运营商提供用于在充电站处允许的车辆的选择标准。即，换句话说，可决定，哪个充电站和/或哪个车辆将来还允许参与在系统中。评估数据尤其是可储存在服务器装置的数据存储器中。尤其是可以通过权重系数(根据评估数据调整权重系数)以额外加权计算所述部分。数据质量尤其是可描述所描述的噪声和/或所描述的变化或易变性。数据可用性尤其是可描述由测量数据和/或充电数据描述的测量参数。使用质量尤其是可给出用于充电中断的频率或可能性。
20.为了获取可靠的评估数据，该评估数据始终应考虑多个充电过程或者基于多个充电过程。一种实施方式规定，借助于用于多个充电过程的预定的测量对象评估算法，可随着每次充电过程根据相应的测量数据和充电过程的充电数据特定于车辆地并且特定于充电站地更新评估数据。换句话说，在多个充电过程上观察充电站和/或车辆，以获取由车辆提供的充电数据和/或由充电站提供的测量数据如何可靠。以有利的方式，评估数据可描述统计学的平均值并且由此形成更可靠的评估标准。测量对象评估算法尤其是可以所描述的方式使用用于获取评估数据的数据评估算法和/或共识值算法。
21.根据评估数据，例如可避免，为一个充电过程使用有故障的充电站，或者在一个充电站上为具有测量电路有故障的车辆服务。一种实施方式规定，借助于评估数据如下控制至少一个将来的充电过程的充电规划，即，在此仅仅其相应的评估数据满足预定的允许标准的充电站和/或车辆被允许用于至少一个将来的充电过程，和/或根据其评估数据制定充电站和/或车辆的优先级。换句话说，从系统中排除其充电数据不导致共识值的不合适的车辆和/或其测量数据不导致共识值的充电站。以有利的方式，可自动地排除或阻断不合适的参与者。尤其是对于将来的行程(对于该行程已经获取了行驶路线)，充电规划可获取至少一个用于为车辆的蓄能器再充电的充电站。允许标准尤其是可表示用于系统的参与者(合适的充电站和合适的车辆)的允许限制。
22.一种实施方式规定，在使用多个车辆(群车辆数据)的充电过程的情况下将用于多个充电站的评估数据组合成充电桩地图，并且在充电规划中使用，以沿着预设的路线选择用于将来的充电过程的充电站。换句话说，可将群数据(即来自多个车辆的数据)用于，获取以统计学为基础的评估数据。以有利的方式，可根据充电桩的可用性和充电功率控制全组织的充电规划。充电桩地图尤其是可设计成说明在评估数据中给出的值的所谓的热力图。
23.一种实施方式规定，服务器装置包括多个服务计算机，其中每个计算机与相应其它的服务计算机无关地控制充电过程，并且从分布式账本技术dlt中请求评估数据，和/或通过dlt使其可用于其它服务计算机。换句话说，不是集中地储存评估数据，而是服务计算机通过dlt交换评估数据，从而通过dlt保证评估数据的真伪。以有利的方式，可提供通过补充服务计算机事后扩展的、可在没有中央集中控制的情况下运行的测量数据核实。相应的服务计算机尤其是可为用于计算机云的云计算机或用于虚拟网络的网络计算机。dlt尤其是可包括以区块链为基础的数据存储器。
24.一种实施方式规定，后续措施包括，借助于分布式账本技术dlt，尤其是区块链储
存共识值，并且a)触发dlt的智能合约，和/或b)将通过共识值描述的能量和充电过程的相关联的时间戳存储到车辆的蓄能器的支票记录中和/或充电凭证数据存储器中。换句话说，将共识值用于智能合约的例如结算过程，和/或用于记录蓄能器的损耗。以有利的方式，在充电过程期间在充电站中和/或在车辆中进行的测量可以紧凑的形式用作共识值。智能合约尤其是可作为与dlt相关联的或者在包含dlt中的评估程序(具有与共识值相关的程序流程)。时间戳尤其是可给出日期和/或时间。支票记录尤其是可设计成数字数据组，例如可由蓄能器的制造商管理该数字数据组。蓄能器尤其是可设计成高压电池(高压
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大于60伏的，尤其是大于100伏的电压)。
25.为了提供充电设施，本发明也提出一种具有所述服务器装置和多个充电站和多个车辆的系统，其中，该系统设定成，执行根据本发明的方法。换句话说，车辆和充电站是共同的系统的参与者，在该系统中，不需要校准的测量装置，因为在每次充电过程时，发电站和车辆可彼此检查。以有利的方式，可提供具有更低的材料成本或制造成本的系统作为需要校准的测量装置的系统。
26.一种实施方式规定，服务器装置具有至少一个服务计算机，服务计算机分别设定成，执行根据本发明的方法的涉及服务器装置的步骤。为此，服务计算机可具有处理器装置，其设定成，执行根据本发明的方法的实施方式的涉及服务器装置的步骤。处理器装置为此可具有至少一个微处理器和/或至少一个微控制装置和/或至少一个fpga(现场可编程门阵列)和/或至少一个dsp(数字信号处理器)。此外，处理装置可具有程序码，程序码设定成，在通过处理器装置运行时进行方法的步骤。程序码可储存在处理器装置的数据存储器中。
27.相应的车辆优选地设计成汽车，尤其是乘用车或载重货车，或者公共汽车或摩托车。
28.本发明也包括其中所描述的实施方式中的不同实施方式相互组合的实现方案，只要这些实施方式没有明确地阐述成备选方案。
附图说明
29.接下来描述本发明的实施例。其中：
30.图1示出了根据本发明的系统的实施方式的示意图；
31.图2示出了用于说明根据本发明的方法的实施方式的序列图。
具体实施方式
32.以下解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中，所描述的实施方式的组件分别表示单独的、视为彼此独立的本发明的特征，这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此，公开内容也应包括与所示出的实施方式的特征组合不同的组合。此外，也可通过已经描述的本发明的特征中的其它特征补充所描述的实施方式。
33.在图中，相同的附图标记分别表示功能相同的元件。
34.图1示出了系统10，系统可具有服务器装置11，在充电过程中，通过服务器装置可自动地起动、进行、评估和完成充电过程核实和测量对象评估。测量对象12可实施成功率源和功率阱。所示出的测量对象12尤其是为具有电池的蓄能器14的可电驱动的车辆13和电的充电站15。
35.车辆13可为私人的车辆或者属于运营商或车辆租赁商的车队。系统10可包括多个车辆13和/或多个充电站15。充电站15是用于车辆13的充电设施。
36.通过服务器装置11可实现，在其中在车辆13和充电站15之间传输能量19的充电过程18中，自动地以低的成本核实相应的充电站15的测量数据16和相应的车辆13的充电数据17，并且同样可评估充电站15和车辆13的使用质量(例如此外还将结合图2详细描述的那样)。
37.服务器装置11可包括一个或多个服务计算机20，服务计算机可分别运行控制模块21以用于控制或接通车辆13或充电站15的相应的充电过程18，并且在此考虑车辆13及其用户以及充电站15及其运营商的预设。可根据软件的程序数据或程序码实现控制模块21。通过控制模块21可运行存储机制22，以为车辆13和相应的充电站15提供相应的数据存储器。例如，这种存储机制22可构造成分布式账本技术23，例如由多个例如通过校验和或哈希码24相互链接的块b1、b2、b3组成的区块链。在此示例性地示出的三个块b1、b2、b3仅仅是示例性的，可设置n个块，其中，数量n也可大于3个。
38.在存储机制22中储存的数据例如可通过智能合约25处理，可通过相应的服务计算机20自动地运行智能合约的程序码。服务计算机20可作为数据结构彼此交换存储机制22，从而所有服务计算机20提供相同的数据。通过例如借助于相应的车辆13和相应的充电站15的公钥在服务器装置11的存储机制22中不变地储存身份证明，身份证明是服务器装置11的可信的或授权的实例或参与者。
39.一旦在系统10的车辆13和充电站15之间开始或结束充电过程18并且进行有线的或无线的能19的物理的能交换，开始充电过程核实和测量对象评估。测量对象12的校准的或未校准的测量仪26、27获取测量数据，例如电压，电流强度和功率。车辆13的充电数据17可从测量仪26的测量数据28中以及损耗模型29的数据中获取。例如在充电过程18期间在充电线或车辆13的能量网上出现损失。测量数据16通过充电站15的测量仪27得到。通讯电路30、31通过到服务器装置11处的通讯通道32、33将充电数据17或测量数据16传输给控制模块21中的一个。服务器装置11的控制模块21由存储机制22和智能合约25组成，可通过例如区块链的分布式账本技术23实现存储机制。智能合约25包含程序码，程序码通过算法处理接收的数据。充电过程核实包括数据评估算法34和用于自动地确定共识值36的共识算法35。为了评估测量对象12，使用测量对象评估算法37。
40.一旦确定了共识值36，在存储装置22中储存该共识值。在能量核实时，根据共识值进行结算38。
41.如果没有发现共识值36，可随时通过车辆13和充电站15中断充电过程18以及由此中断能量19的传输。为此，服务器装置11通过通讯通道32将控制命令39发送给车辆13的控制装置40和/或通过通讯通道33将复位命令41发送给充电站15的激活电路42。
42.图2再次说明了主动的或已结束的充电过程18。在步骤s1中，车辆13的充电数据17，并且在步骤s2中充电站15的测量数据16由通讯电路30、31通过通讯通道32、33发送给智能合约25。
43.在步骤s3中，在智能合约25的程序码中进行自动的算法34、35、37。
44.数据评估算法34进行充电数据17以及测量数据16的数据评估43。目的是为了共识值确定根据数据质量满足允许标准。在此，允许标准可为数据可用性以及数据质量。
45.共识算法35进行共识值确定44。共识算法将充电数据17与测量数据16比较。如果数据(例如电压，电流强度)的差在容差范围之内，通过智能合约25形成共同的共识值36。此外，为共识值确定44，或者可将充电数据17或者将测量数据16假设成引导参数。当测量对象12具有合适的使用质量(例如通过校准的测量装置或者在分布式账本技术23的数据存储器中高的测量对象评估)时，是这种情况。核实的共识值36例如可为能量。核实的共识值36(例如能量)可用作用于在充电过程18时结算的基础。由此，该核实的软件确定方法(例如核实的能量确定)可实现或替代校准的软件确定方法。如果未形成共识值，因为可靠性标准不充分，可将共识值36标记为无效。
46.在测量对象评估45中，测量对象评估算法37根据数据评估43和共识值确定44评估测量对象12的使用质量。在测量对象12之间的充电数据差或易变性或充电干扰实现对使用质量的说服力并且相应地给出评估。从评估中得到测量兑现的分级。在负面的评估时，正确地测量信任的充电过程并且由此确定充电数据丢失。由于测量对象的身份证明不可变地储存在服务器装置的分布式账本技术中，可进行充电数据和评估的直接关联。利用不同测量对象的测量对象的测量方法数量越多，测量对象的使用质量的说服力越强。通过给测量对象的优先级和信任，决定测量对象的评价。作为对比，在此提到在在线处理平台中的用户评价(kundenrezessionen)。在此，在多次正面的用户评价中得到更高的信任。在利用群车辆数据的情况下对充电站的评估可用作用于充电桩地图(map)的基础。根据充电桩的可用性和充电功率，可显著改善全组织的充电规划。此外，点对点的充电过程核实实现了将已核实的且由此信任的能量包括时间章无错误地存储到蓄能器支票记录中或者获取充电凭证。此外，可验证车辆的充电功率调节。为了验证最适宜的或可再生的电流使用，这是合理的。
47.评价和评估(也就是说数据评价43和/或共识值确定44和/或测量对象评估45)分别可静态地(也就是说借助于预设的计算公式和/或表格)和/或统计学地和/或以ki为基础(ki
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人工智能)进行。
48.在步骤s4中，智能合约激活具有共识值和测量对象评估的智能合约交易。
49.在步骤s5中，在区块链上进行智能合约交易。在步骤s6中，在共识值有效时，可选地继续处理结算数据46并且激活结算38。在步骤s7中，在共识值36无效时，可选地进行请求命令47。请求命令47可为测量对象或其所有者指出在充电中的故障功能或充电数据误差。也可通过所有者询问测量对象的评价。
50.如果在充电过程中出现故障功能，服务器装置11在步骤s8中给充电站15的激活电路42传输复位命令41或者在步骤s9中给车辆13的控制装置40传输控制命令39。这停止充电过程，随后中断能19的能量传递。可选地，可通过后台服务器50进行该协调。
51.总地来说示例表明，如何通过分散的服务器装置提供用于充电过程的充电过程核实的并且用于充电站或车辆的使用质量评估的方法以及系统。