DE102010002237A1 - Method and device for electrical power distribution - Google Patents

Method and device for electrical power distribution Download PDF

Info

Publication number
DE102010002237A1
DE102010002237A1 DE102010002237A DE102010002237A DE102010002237A1 DE 102010002237 A1 DE102010002237 A1 DE 102010002237A1 DE 102010002237 A DE102010002237 A DE 102010002237A DE 102010002237 A DE102010002237 A DE 102010002237A DE 102010002237 A1 DE102010002237 A1 DE 102010002237A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy
local network
network
power
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010002237A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Dr. 55268 Ebbes
Bernd Dr. 55131 Reifenhäuser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gip Ag De
Original Assignee
GIP AG 55130
GIP AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GIP AG 55130, GIP AG filed Critical GIP AG 55130
Priority to DE102010002237A priority Critical patent/DE102010002237A1/en
Priority to PCT/EP2011/052577 priority patent/WO2011104219A2/en
Publication of DE102010002237A1 publication Critical patent/DE102010002237A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q9/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/64Optimising energy costs, e.g. responding to electricity rates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/65Monitoring or controlling charging stations involving identification of vehicles or their battery types
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66Data transfer between charging stations and vehicles
    • B60L53/665Methods related to measuring, billing or payment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L55/00Arrangements for supplying energy stored within a vehicle to a power network, i.e. vehicle-to-grid [V2G] arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00004Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the power network being locally controlled
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H02J3/322Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/70Interactions with external data bases, e.g. traffic centres
    • B60L2240/72Charging station selection relying on external data
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58The condition being electrical
    • H02J2310/60Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/30Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wired architecture
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12Remote or cooperative charging
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Verfahren zur elektrischen Energieverteilung auf mehrere Energieverbraucher (0000) in einem lokalen Netz (2000), von denen mindestens einer eine Station zum Laden des Energiespeichers und/oder der Entnahme von Energie aus dem Energiespeicher mindestens eines Fahrzeuges ist, wobei für das lokale Netz eine begrenzte maximale Leistung von einem übergeordneten Versorgungsnetz (4000) zur Verfügung gestellt wird und/oder in dieses eingespeist werden kann und das lokale Netz mehrere interne Anschlüsse aufweist, wobei die Anschlusswerte aller Verbraucher (0000) an den internen Anschlüssen des lokalen Netzes in der Summe die für das lokale Netz (2000) verfügbare maximale Leistung übersteigen, sowie eine entsprechende Vorrichtung. Um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrischen Energieverteilung zu schaffen, welche in der Lage sind, die maximal verfügbare Gesamtenergie in optimaler Weise auf die einzelnen angeschlossenen Verbraucher zu verteilen, ohne dass es zu Überschreitungen irgendwelcher Grenzwerte, sei es des lokalen Netzes oder des Versorgungsnetzes, oder zur Überschreitung eines vorgegebenen Kostenrahmens kommt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass an bzw. hinter der Schnittstelle zu dem Versorgungsnetz in dem lokalen Netz eine intelligente Steuereinrichtung (3000) mit einem Steuereingang und mindestens einem Steuerausgang vorgesehen ist, welche auf Basis mindestens vorgebbaren Steuerparameters die Energiezufuhr zu den Anschlüssen und/oder die Energieabgabe über die Anschlüsse des lokalen Netzes nach einem vorgebbaren Energieverteilungsplan derart ein- und abschaltet oder begrenzt, dass die Summe der an den einzelnen Anschlüssen des lokalen Netzes bereitgestellten Leistungen die verfügbare und/oder einspeisbare maximale Leistung nicht überschreitet, wobei mindestens ein vorgebbarer Steuerparameter dem Energiebedarf des zu ladenden Energiespeichers des mindestens einen Fahrzeuges entsprichtMethod for distributing electrical energy to a plurality of energy consumers (0000) in a local network (2000), at least one of which is a station for charging the energy store and / or extracting energy from the energy store of at least one vehicle, a limited one for the local network maximum power is provided by a higher-level supply network (4000) and / or can be fed into it and the local network has several internal connections, the connection values of all consumers (0000) on the internal connections of the local network adding up to those for the local network (2000) exceed available maximum power, as well as a corresponding device. In order to create a method and a device for electrical energy distribution which are able to optimally distribute the maximum available total energy to the individual connected consumers without causing any limit values to be exceeded, be it the local network or the supply network, or if a predetermined budget is exceeded, it is proposed according to the invention that an intelligent control device (3000) with a control input and at least one control output is provided at or behind the interface to the supply network in the local network, said control device providing the energy supply on the basis of at least predefinable control parameters switches on and off or limits the connections and / or the energy output via the connections of the local network in accordance with a predeterminable energy distribution plan such that the sum of the services provided on the individual connections of the local network PORTABLE does not exceed and / or einspeisbare maximum power, wherein at least a predeterminable control parameter corresponds to the energy requirement of the energy storage device to be charged the at least one vehicle

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Energieverteilung auf mehrere Energieverbraucher in einem lokalen Netz, von denen mindestens einer eine Station zum Laden des Energiespeichers und/oder zur Energieentnahme aus dem Energiespeicher mindestens eines Fahrzeuges ist, wobei für das lokale Netz eine begrenzte maximale Leistung von einem übergeordneten Verfügungsnetz zur Verfügung gestellt wird und/oder eingespeist werden kann und das lokale Netz mehrere interne Anschlüsse aufweist, wobei die Anschlusswerte aller Verbraucher an den internen Anschlüssen des lokalen Netzes in der Summe die für das lokale Netz verfügbare maximale Leistung übersteigen.The present invention relates to a method for electrical power distribution to a plurality of energy consumers in a local area network, at least one of which is a station for charging the energy storage and / or energy extraction from the energy storage of at least one vehicle, wherein for the local network limited maximum power of is provided to a higher-level disposal network and / or can be fed in and the local network has a plurality of internal connections, wherein the connection values of all consumers at the internal connections of the local network in total exceed the maximum power available for the local network.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch eine entsprechende Vorrichtung zur elektrischen Energieverteilung auf mehrere elektrische Energieverbraucher in einem lokalen Netz, wobei mindestens einer der Energieverbraucher eine Ladestation für den Energiespeicher mindestens eines Fahrzeuges ist und wobei für das lokale Netz eine begrenzte maximale Leistung von einem übergeordneten Versorgungsnetz zur Verfügung gestellt wird und oder eingespeist werden kann und das lokale Netz mehrere interne Anschlüsse für die Energieverbraucher und -Einsgeiser aufweist, wobei die Anschlusswerte aller Verbraucher des lokalen Netzes in ihrer Summe die verfügbare maximale Leistung übersteigen.Likewise, the present invention also relates to a corresponding device for electrical power distribution to a plurality of electrical energy consumers in a local area network, wherein at least one of the energy consumers is a charging station for the energy storage of at least one vehicle and for the local network limited maximum power from a parent power supply to Is provided and / or can be fed and the local area network has several internal connections for the energy consumers and -gegeiser, wherein the connection values of all consumers of the local network in their sum exceed the available maximum power.

Lokale Netze, wie beispielsweise ein Haushaltsnetz oder aber auch ein lokales Netz einer Produktionsanlage oder einer Fabrik, haben in aller Regel zahlreiche Anschlüsse, über welche unterschiedliche Verbraucher mit Strom versorgt werden. Dabei sind einzelne Anschlüsse oder auch Gruppen von Anschlüssen zumeist durch eine gemeinsame Sicherung abgesichert. Das gesamte lokale Netz wiederum ist seinerseits durch eine oder mehrere Hauptsicherungen mit einem Versorgungsnetz verbunden. Bei einem solchen System ist die für das lokale Netz maximal verfügbare Leistung durch den maximalen Strom über die Hauptsicherung oder Hauptsicherungen multipliziert mit der im Allgemeinen fest vorgegebenen Spannung des Versorgungsnetzes gegeben Solche lokalen Netze verfügen demnach zwar über eine sehr große Anzahl von einzelnen Anschlüssen, jedoch sollen diese Anschlüsse, abgesehen von den Anschlüssen fest installierter elektrischer Geräte, im Allgemeinen nur in flexibler Weise die Möglichkeit bieten, elektrische Energie an einem beliebigen Anschluss zu entnehmen, jedoch werden nicht alle Anschlüsse jeweils gleichzeitig von sämtlichen in dem lokalen Netz vorhandenen Energieverbrauchern genutzt.Local networks, such as a household network or even a local network of a production plant or a factory, usually have numerous connections through which different consumers are supplied with electricity. In this case, individual connections or groups of connections are usually secured by a common fuse. In turn, the entire local area network is connected to a utility grid through one or more main fuses. In such a system, the maximum available power for the local grid is given by the maximum current through the main fuse or main fuses multiplied by the generally fixed voltage of the grid. Such local grids, however, have a very large number of individual ports These connections, apart from the terminals of permanently installed electrical appliances, generally provide only flexible means of extracting electrical power at any port, but not all of the ports are each simultaneously used by all the energy consumers present in the local network.

Schon bei der Auslegung der gesamten elektrischen Anlage eines lokalen Netzes einschließlich der gruppenweisen oder individuellen Absicherung von Anschlüssen geht man davon aus, dass die gemäß der individuellen Absicherung maximal mögliche Energieübertragungskapazität nicht gleichzeitig für sämtliche Anschlüsse genutzt wird. Demzufolge übersteigt in aller Regel die Summer der maximalen Ströme, die über die individuellen Sicherungen oder Anschlüsse fließen könnten, den Auslösegrenzwert der zugeordneten Hauptsicherung bei weitem, eben weil unterstellt wird, dass nicht gleichzeitig über sämtliche individuellen Sicherungen parallel die maximale Leistung abgerufen wird.Starting with the design of the entire electrical system of a local network including the group-wise or individual protection of connections, it is assumed that the maximum possible energy transmission capacity according to the individual protection is not used simultaneously for all connections. Consequently, the buzzer of the maximum currents which could flow via the individual fuses or connections generally far exceeds the triggering limit value of the assigned main fuse, precisely because it is assumed that the maximum power is not simultaneously called in parallel over all individual fuses.

Da solche lokalen Netze im Allgemeinen für einen längeren Gebrauch ausgelegt sind, müssen sie auch hinreichend flexibel sein, um sich ändernden Bedingungen Rechnung tragen zu können. Dies führt dazu, dass in der Praxis einzelne Anschlüsse oder Anschlussgruppen mit einer sehr großzügigen Sicherheitsreserve abgesichert werden, die dem möglichen Spitzenbedarf an diesem Anschluss entspricht, jedoch weit über dem durchschnittlichen Stromfluss liegt, der üblicherweise über den betreffenden Anschluss bzw. Anschlussgruppen stattfindet.As such local grids are generally designed for extended use, they must also be flexible enough to accommodate changing conditions. As a result, in practice, individual connections or groups of connections are protected with a very generous safety margin, which corresponds to the potential peak demand at this connection, but which is far above the average current flow which usually takes place via the relevant connection or connection groups.

Eine solche Praxis der sehr großzügigen Absicherung und Bereitstellung von Sicherheitsreserven wird jedoch zunehmend unzweckmäßiger und teurer, wenn der elektrische Energiebedarf des lokalen Netzes sehr groß wird und zum Beispiel den eines typischen Haushaltsnetzes deutlich übersteigt. Bei lokalen Netzen mit großem Strom- bzw. Energiebedarf werden deshalb insbesondere große Energieverbraucher bedarfsgerecht und ohne übermäßige Sicherheitsreserve individuell abgesichert. Dieses ist jedoch nicht möglich für lokale Netze, bei denen die Verbraucher häufig wechseln und welche einen sehr stark schwankenden Energiebedarf haben.However, such a practice of very generous protection and provision of safety reserves is becoming increasingly inappropriate and expensive if the electrical energy demand of the local network becomes very large and, for example, significantly exceeds that of a typical household network. In the case of local grids with a high power or energy requirement, therefore, especially large energy consumers are individually secured on demand and without excessive safety reserve. However, this is not possible for local grids, where consumers often change and which have a very fluctuating energy demand.

Starke Bedarfsschwankungen vieler lokaler Netze können unter Umständen auch ein übergeordnetes Versorgungsnetz gefährden. Bekannt ist beispielsweise das Phänomen der elektrischen Verbrauchsspitze am frühen Morgen, zur Mittagszeit und zur Abendzeit, wenn zahlreiche Verbraucher entsprechend allgemeinen Gepflogenheiten mehr oder weniger gleichzeitig elektrische Geräte, wie z. B. Durchlauferhitzer zum Duschen, Elektroherde, oder Fernsehgeräte in Betrieb nehmen.Strong fluctuations in the demand of many local networks may also endanger a higher-level supply network. For example, the phenomenon of electrical peak consumption in the early morning, at noon and at evening time, when many consumers according to general practices more or less simultaneously electrical devices such. B. run water heater for showers, electric stoves, or televisions in operation.

Probleme mit starken Bedarfsschwankungen dürften sich in naher Zukunft noch verschärfen, wenn im Zuge von Maßnahmen gegen den befürchteten Klimawandel eine massive Umstellung des Individualverkehrs auf Elektrofahrzeuge erfolgt. Zwar wird dabei generell ein geringerer Primärenergieverbrauch angestrebt, jedoch wird dies vermutlich dennoch zu einem deutlich höheren Verbrauch an elektrischer Energie führen, da elektrische Maschinen und Geräte oft einen sehr viel höheren Wirkungsgrad haben als entsprechende Geräte und Maschinen, die beispielsweise mit Verbrennungsmotoren betrieben werden und demzufolge künftig bevorzugt Verwendung finden. Die vorherige Umwandlung anderer (thermischer) Energie in elektrische Energie kann in modernen Kraftwerken mit relativ hoher Effizienz erfolgen, so dass auch für die Erzeugung kinetischer Energie (z. B. Kraftfahrzeugverkehr) aus thermischer Energie bzw. aus Verbrennung von Kraftstoffen der Umweg über die Erzeugung von zunächst elektrischer Energie, die dann in kinetische Energie umgewandelt wird, unter Energieeffizienzgesichtspunkten durchaus lohnend ist. Problems with strong fluctuations in demand are likely to worsen in the near future if measures to tackle the feared climate change are followed by massive conversion of individual traffic to electric vehicles. While generally aiming at a lower primary energy consumption, this will presumably nevertheless lead to a significantly higher consumption of electrical energy, since electrical machines and devices often have a much higher efficiency than corresponding devices and machines, which are operated for example with internal combustion engines and consequently will be preferred in the future. The previous conversion of other (thermal) energy into electrical energy can be done in modern power plants with relatively high efficiency, so that also for the generation of kinetic energy (eg motor vehicle traffic) from thermal energy or combustion of fuels, the detour through the generation From initial electrical energy, which is then converted into kinetic energy, is quite worthwhile from an energy efficiency point of view.

Windenergieanlagen, Solarkraftanlagen und auch Biogaskraftwerke stellen in aller Regel ohnehin direkt elektrische Energie für die allgemeinen Versorgungsnetze bereit, so dass auch dadurch das Angebot an elektrischer Energie dem voraussichtlich wachsenden Bedarf angepasst wird.As a rule, wind energy plants, solar power plants and also biogas power plants in any case directly provide electrical energy for the general supply networks, so that the supply of electrical energy is thereby also adapted to the presumably growing demand.

Gerade der Energiebedarf von z. B. Elektrofahrzeugen ist aber relativ hoch und Batterien von Elektrofahrzeugen haben in aller Regel eine Speicherkapazität von mindestens 16 kWh bis herauf zu einigen hundert kWh.Especially the energy needs of z. B. electric vehicles but is relatively high and batteries of electric vehicles usually have a storage capacity of at least 16 kWh up to a few hundred kWh.

Soll beispielsweise eine Batterie mit einer Kapazität von 60 kWh innerhalb von 4 Stunden voll geladen werden, muss über eine entsprechende Ladestation, die mit 220 V Wechselspannung betrieben wird, ein Strom von nahezu 70 Ampere fließen. Dies würde schon den Auslösegrenzwert von Hauptsicherungen der meisten Haushaltsanschlüsse übersteigen. Der Ladevorgang an einem Haushaltsnetz dauert dementsprechend länger, wobei die lange Ladedauer generell als ein Nachteil von Elektrofahrzeugen angesehen wird.If, for example, a battery with a capacity of 60 kWh is to be fully charged within 4 hours, a current of almost 70 amperes must flow through a corresponding charging station, which is operated with 220 V AC. This would already exceed the trigger limit of main fuses of most household appliances. The charging process on a household network therefore takes longer, with the long charging time generally being regarded as a disadvantage of electric vehicles.

Um die Batterien von Elektrofahrzeugen effizient laden zu können, wird man deshalb auch auf spezielle „Stromtankstellen” zurückgreifen müssen, die eigens für diesen Zweck ausgelegt sind und gegebenenfalls größere Leistungen bereitstellen. Auch solche Stromtankstellen können aber nicht beliebig groß dimensioniert werden, sondern müssen auf einen gewissen Maximalbedarf ausgelegt werden, der nicht überschritten werden kann, wobei aber dennoch die Zahl der einzelnen Anschlüsse und deren individuelle Übertragungskapazität in der Summe deutlich über der für die Stromtankstelle maximal verfügbaren Leistung liegen kann.In order to be able to charge the batteries of electric vehicles efficiently, one will therefore have to resort to special "charging stations", which are designed specifically for this purpose and possibly provide greater benefits. However, such charging stations can not be dimensioned arbitrarily large, but must be designed for a certain maximum demand that can not be exceeded, but still the number of individual ports and their individual transmission capacity in the sum well above the maximum available for the charging station power can lie.

Weiterhin ist damit zu rechnen, dass die tageszeitlichen Schwankungen des elektrischen Energiebedarfs im Falle einer stärkeren Verbreitung von Elektrofahrzeugen eher noch stärker ausgeprägt sein werden als dies bisher schon der Fall ist. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass gegen Abend, wenn zahlreiche Autobesitzer nach Hause kommen, die betreffenden Fahrzeuge an eine Ladestation angeschlossen werden.Furthermore, it is to be expected that the daily fluctuations in the electrical energy demand will be even more pronounced in the case of a more widespread use of electric vehicles than has already been the case up to now. In particular, it is expected that in the evening, when many car owners come home, the vehicles in question are connected to a charging station.

Eine Möglichkeit, derartige Verbrauchsgewohnheiten zu beeinflussen, besteht in variablen Kosten für die elektrische Energieversorgung, abhängig von entsprechenden Zeitfenstern, in denen die elektrische Energie verbraucht bzw. abgerufen wird.One way to influence such consumption habits is to have variable electrical power costs depending on appropriate time windows in which the electrical energy is being consumed.

Der Begriff „verfügbare maximale Leistung”, wie er eingangs verwendet wurde, umfasst daher nicht nur eine im physikalischen Sinne maximal verfügbare Leistung, sondern auch eine z. B. unter Kostengesichtspunkten maximal verfügbare Leistung, d. h. dass eine Leistungsbegrenzung in diesem Sinne nicht nur auf Basis physikalischer Gegebenheiten, sondern auch auf Basis anderer Randbedingungen erfolgen kann.The term "available maximum power", as used in the beginning, therefore includes not only a maximum in the physical sense available power, but also a z. For example, in terms of cost, maximum available power, d. H. that a performance limitation in this sense can not only be based on physical conditions, but also on the basis of other boundary conditions.

Auch der Begriff des (elektrischen) „Energiespeichers” ist nicht auf Batterien und auch nicht auf Elektrofahrzeuge beschränkt, sondern umfasst alle Arten von Energiespeichern, die mit Hilfe elektrischer Energie geladen werden. Dies würde beispielsweise auch für einen Schwungradspeicher gelten, der mit elektrischer Energie angetrieben wird und kinetische Energie speichert, und würde ebenso auch für einen pneumatischen Energiespeicher gelten, bei welchem mit Hilfe elektrischer Energie ein Kompressor betrieben wird, der Luft oder irgendein anderes Gas in einem Drucktank komprimiert, wobei das so gespannte Gas später die gespeicherte Energie in Form von mechanischer oder (via Generator) elektrischer Energie wieder abgibt. Dennoch werden für die im Folgenden zu betrachtenden Beispiele und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Anschaulichkeit halber primär elektrische Batterien als die entsprechenden Energiespeicher betrachtet, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre.Also, the term of the (electric) "energy storage" is not limited to batteries and not to electric vehicles, but includes all kinds of energy storage, which are charged by means of electrical energy. This would also apply, for example, to a flywheel storage that is powered by electrical energy and stores kinetic energy, and would also apply to a pneumatic energy storage in which electrical energy is used to operate a compressor containing air or some other gas in a pressure tank compressed, whereby the gas thus tensioned later the stored energy in the form of mechanical or (via generator) electrical energy again. Nevertheless, for the sake of clarity, primary examples of the examples and embodiments of the present invention to be considered below are considered as the corresponding energy storage devices, without the invention being restricted thereto.

Analog ist der Begriff Energieverteilung nicht nur auf das Laden von Energiespeichern beschränkt sondern betrifft auch den Fall der Netzintegration. Das heißt, dass ein Energiespeicher Energie in Form elektrischer Energie abgeben kann. Diese eingespeiste Energie kann dann durch das Verfahren und die Vorrichtung zur elektrischen Energieverteilung in das übergeordnete Versorgungsnetz eingespeist werden und/oder zum Laden weiterer Energiespeicher im lokalen Netz verwendet werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit betrachten wir im Folgenden den Fall des Ladens.Similarly, the term energy distribution is not limited to the charging of energy storage but also concerns the case of network integration. That means that an energy storage energy in form can give off electrical energy. This fed-in energy can then be fed into the superordinate supply network by the method and the device for electrical energy distribution and / or used for charging further energy stores in the local network. Without limiting the generality, we consider below the case of loading.

Gegenüber dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrischen Energieverteilung zu schaffen, welche in der Lage sind, die maximal verfügbare Gesamtenergie in optimaler Weise auf die einzelnen angeschlossenen Verbraucher zu verteilen, ohne dass es zu Überschreitungen irgendwelcher Grenzwerte, sei es des lokalen Netzes oder des Versorgungsnetzes, oder zur Überschreitung eines vorgegebenen Kostenrahmens kommt.Compared to the above-mentioned prior art, the present invention has the object to provide a method and an apparatus for electrical power distribution, which are able to distribute the maximum available total energy in an optimal manner to the individual connected consumers without it exceeding of any limit values, be it the local network or the supply network, or exceeding of a predetermined budget.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an bzw. hinter der Schnittstelle zu dem Versorgungsnetz in dem lokalen Netz eine intelligente Steuereinrichtung mit einem Steuereingang und mindestens einem Steuerausgang vorgesehen ist, welcher auf Basis mindestens eines vorgebbaren Steuerparameters die Energiezufuhr zu den Anschlüssen des lokalen Netzes nach einem daraus ermittelten Energieverteilungsplan derart ein- und abschaltet oder begrenzt, dass die Summe der an den einzelnen Anschlüssen des lokalen Netzes bereitgestellten Leistungen die verfügbare maximale Leistung nicht überschreitet, wobei mindestens ein vorgebbarer Steuerparameter dem Energiebedarf des zu ladenden Energiespeichers des mindestens einen Fahrzeuges entspricht.With regard to the method, this object is achieved in that an intelligent control device with a control input and at least one control output is provided at or behind the interface to the supply network in the local network, which on the basis of at least one predetermined control parameter, the power supply to the terminals of the local Network according to a determined from this power distribution plan so on and off or limited that the sum of the provided at the individual terminals of the local network power does not exceed the available maximum power, at least one specifiable control parameter corresponds to the energy needs of the energy storage of the at least one vehicle to be charged ,

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass diese Vorrichtung eine intelligente Steuereinrichtung umfasst, die mit mindestens einer Schalteinrichtung zusammenwirkt, welche an bzw. hinter der Schnittstelle zu dem Versorgungsnetz in dem lokalen Netz angeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung einen Steuereingang und mindestens einen Steuerausgang aufweist und derart angeschlossen und steuerbar ist, dass sie auf Basis mindestens eines vorgebbaren Steuerparameters über die mindestens eine Schalteinrichtung die Energiezufuhr und/oder die Energieaufnahme zu und/oder von den Anschlüssen des lokalen Netzes ein- und ausschaltet oder begrenzt, so dass die Summe der über die einzelnen Anschlüsse zur Verfügung gestellten elektrischen Leistungen des lokalen Netzes die für das lokale Netz maximal verfügbare Gesamtleistung nicht überschreitet.With regard to the device, the object underlying the invention is achieved in that this device comprises an intelligent control device which cooperates with at least one switching device which is arranged at or behind the interface to the supply network in the local network, wherein the control device has a control input and has at least one control output and is connected and controllable such that on the basis of at least one predetermined control parameter via the at least one switching device, the energy supply and / or energy intake to and / or from the terminals of the local network on and off or limited, so that the sum of the electrical power of the local network provided via the individual connections does not exceed the maximum total power available for the local network.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung ermöglichen eine wesentlich verbesserte Flexibilität und Planungsmöglichkeit bei der Auslegung lokaler Netze und bei Anwendung in großem Maßstab auch der übergeordneten Versorgungsnetze, sowie eine kostengünstige und gleichmäßigere Nutzung der vorhandenen Übertragungskapazitäten und/oder vorhandener Einspeisungspotentiale.The inventive method and the corresponding device allow a substantially improved flexibility and planning options in the design of local networks and in large scale application of the parent utility networks, and a cost and more even use of existing transmission capacities and / or existing feed-in potential.

Auch sowohl bezüglich der Zahl der einzelnen Anschlüsse als auch bezüglich der Leistungsübertragungskapazität der einzelnen Anschlüsse müssen Vorgaben des Versorgungsnetzes beachtet werden. Beispielsweise könnte eine Stromtankstelle, für welche die maximale Leistungsaufnahme auf 500 kW beschränkt ist, ohne weiteres 20 Ladestationen haben, die individuell jeweils 100 kW an Leistung übertragen könnten, ohne dass einzelne Stationen in Abhängigkeit von der aktuellen Leistungsaufnahme gesperrt werden müssten und auch ohne dass irgendwelche Sicherheitsabschaltungen erfolgen, zumal es häufig vorkommen kann, dass zwar alle Ladestationen besetzt sind, diese jedoch nicht alle jeweils die volle Ladekapazität benötigen.Also with regard to the number of individual connections as well as with regard to the power transmission capacity of the individual connections, specifications of the supply network must be observed. For example, a charging station for which the maximum power consumption is limited to 500 kW could easily have 20 charging stations that individually could transfer 100 kW of power each without having to block individual stations depending on the current power consumption and without any Safety shutdowns take place, especially since it can often happen that all charging stations are occupied, but not all of them each need the full charging capacity.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung erfolgt vorzugsweise automatisch eine Begrenzung der Leistungsabgabe und/oder Leistungsaufnahme in der Summe auf die maximal zur Verfügung stehende Leistung und/oder maximal aufnehmbare Leistung, indem eine automatische An- und Abschaltung der einzelnen Stationen oder aber eine Begrenzung der über die einzelnen Stationen abgegebenen und/oder aufgenommenen Leistung bzw. Ströme erfolgt. Benutzer und Betreiber einer solchen Stromtankstelle müssen dabei weder Art noch Anzahl der bereits angeschlossenen Energiespeicher (oder auch sonstiger elektrischer Energieverbraucher) beachten, noch muss bei dem Anschluss der Energiespeicher irgendeine Reihenfolge oder ein Anschlusswert beachtet werden. Soweit entsprechender Bedarf besteht, wird einfach jede freie Ladestation besetzt und die erfindungsgemäße Vorrichtung übernimmt dann automatisch die angemessene Energieverteilung auf Basis der jeweils aktuellen Steuerparameter und einer entsprechenden Programmierung, wobei mindestens einer der Steuerparameter dem Energiebedarf des zu ladenden Energiespeichers des mindestens einen Fahrzeuges oder dem Einspeisungspotential des angeschlossenen Energiespeichers entspricht.According to the inventive method and the corresponding device is preferably carried out automatically limiting the power output and / or power consumption in the sum of the maximum available power and / or maximum recordable power by an automatic connection and disconnection of the individual stations or a limitation the power or currents delivered and / or received via the individual stations takes place. Users and operators of such a charging station do not have to pay attention to the type or number of already connected energy storage devices (or other electrical energy consumers), nor must any sequence or connection value be taken into account when connecting the energy storage device. If there is a corresponding need, each free charging station is simply occupied and the device according to the invention then automatically assumes the appropriate power distribution based on the respective current control parameters and a corresponding programming, wherein at least one of the control parameters the energy needs of the energy storage of the at least one vehicle to be charged or the feed potential corresponds to the connected energy storage.

Dabei ist es selbstverständlich grundsätzlich möglich, die Steuerparameter auf eine beliebige Art zu erfassen, daraus einen Energieverteilungsplan zu ermitteln und diesen gegebenenfalls auch für den Betreiber des lokalen Netzes darzustellen, so dass der Betreiber dann auf Basis dieses Energieverteilungsplans (von Hand bzw. durch Bestätigung eines Zeitschaltplans) die erforderlichen Schaltungen vornehmen kann. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei welcher mindestens die Ermittlung des Energieverteilungsplans auf Basis der jeweiligen Steuerparameter automatisch erfolgt und dieser Energieverteilungsplan auch automatisch durch die intelligente Steuereinrichtung umgesetzt wird.It is of course possible in principle to detect the control parameters in any way, to determine an energy distribution plan and possibly present this for the operator of the local network, so that the operator then based on this energy distribution plan (from Hand or by confirming a timing diagram) can make the necessary circuits. However, an embodiment of the method is preferred in which at least the determination of the energy distribution plan is carried out automatically on the basis of the respective control parameters and this energy distribution plan is also automatically implemented by the intelligent control device.

Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die für das lokale Netz maximal verfügbare Leistung beispielsweise durch den Auslösegrenzwert einer oder mehrerer Hauptsicherung(en) und durch die Spannung des Versorgungsnetzes gegeben sein, wobei für den Fall, dass die Summe der Bedarfsströme der Verbraucher den Auslösegrenzwert der Hauptsicherung(en) überschreitet, der Energieverteilungsplan einen zeitlich konstanten Gesamtstrom vorsieht, der kleiner als der Auslösegrenzwert der Hauptsicherung(en) ist. Ein zeitlich konstanter Gesamtstrom knapp unterhalb des Auslösegrenzwertes der Hauptsicherung(en) ist in einer solchen Situation hinsichtlich der Erfüllung des konkreten Leistungsbedarfs das erzählbare Optimum.According to a variant of the method according to the invention, the maximum available power for the local network can be given for example by the trip limit of one or more main fuse (s) and by the voltage of the supply network, in which case the sum of the consumer demand currents is the tripping limit value of the Main fuse (s) exceeds, the power distribution plan provides a constant time total current that is less than the tripping limit of the main fuse (s). A temporally constant total current just below the tripping limit value of the main fuse (s) is the narrative optimum in such a situation with regard to the fulfillment of the concrete power requirement.

Es versteht sich, dass der Energieverteilungsplan automatisch neu ermittelt wird, sobald sich irgendeiner der Steuerparameter ändert.It is understood that the power distribution plan is automatically re-determined as soon as any of the control parameters changes.

Wie bereits erwähnt, kann die maximal verfügbare Leistung auch durchaus kleiner sein als die maximale Leistung, die bei einer gegebenen Versorgungsspannung bei einer Hauptsicherung oder Hauptsicherungen übertragbar wäre. Beispielsweise kann der Betreiber eines lokalen Netzes zu bestimmten Tageszeiten nur über ein begrenztes Energiekontingent zu einem gegebenen Preis verfügen. Überschreitet er dieses Kontingent, wäre für den darüber hinaus gehenden Energieverbrauch ein erhöhter Preis fällig. In einer solchen Situation kann also der Betreiber des lokalen Netzes die verfügbare maximale Leistung so vorgeben, dass während des betroffenen Zeitraumes das zu dem günstigen Preis zur Verfügung stehende Energiekontingent nicht überschritten wird. Auch ein solches Energiekontingent bzw. die sich daraus ergebende maximal verfügbare Leistung während eines bestimmten Zeitraumes kann demnach einer der Steuerparameter sein, welcher von der intelligenten Steuereinrichtung ausgewertet wird, um daraus den Energieverteilungsplan zu ermitteln.As already mentioned, the maximum available power may well be less than the maximum power that would be transferable at a given supply voltage for a main fuse or main fuses. For example, at certain times of day, the operator of a local area network may only have a limited energy quota at a given price. If it exceeds this quota, an increased price would be due for the additional energy consumption. In such a situation, the operator of the local network can specify the available maximum power so that during the affected period the energy quota available at the favorable price is not exceeded. Even such an energy contingent or the resulting maximum available power during a certain period of time can therefore be one of the control parameters which is evaluated by the intelligent control device in order to determine the energy distribution plan therefrom.

Dabei kann sich aber auch dieser Steuerparameter in Abhängigkeit von anderen Steuerparametern ändern. Beispielsweise könnte ein Kunde einer Stromtankstelle bereit sein, für ein umgehendes schnelles Laden der Batterie seines Elektrofahrzeuges einen höheren Preis zu zahlen, wobei der höhere Preis die Zusatzkosten für das Überschreiten des oben erwähnten Energiekontingentes ausgleicht. In diesem Fall könnte also der Parameter der verfügbaren maximalen elektrischen Leistung entsprechend heraufgesetzt werden.However, this control parameter may also change depending on other control parameters. For example, a customer of a charging station could be willing to pay a higher price for a promptly fast charging of the battery of his electric vehicle, the higher price compensating for the additional cost of exceeding the above mentioned energy contingent. In this case, therefore, the parameter of the available maximum electrical power could be increased accordingly.

Dementsprechend ist in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen, dass den individuell schaltbaren Verbrauchern variable Prioritätsstufen zugeordnet sind.Accordingly, in one embodiment of the method according to the invention also provided that the individually switchable consumers are assigned variable priority levels.

Wenn beispielsweise der Energieverteilungsplan vorsieht, dass alle angeschlossenen Verbraucher, bezogen auf ihren voraussichtlichen Gesamtenergiebedarf zeitlich so zu- und abgeschaltet werden, dass jeder der Verbraucher einschließlich Wartezeiten und Pausen in etwa die gleiche Gesamtzeit zum Laden benötigt, so kann diese Gesamtdauer beispielweise durch Eingabe einer höheren Prioritätsstufe verkürzt werden, wobei der betreffende Verbraucher dann bevorzugt mit Energie versorgt wird. Auch aus Sicherheitsgründen oder aus Gründen der besonderen Bedeutung bestimmter Verbraucher können manchen Verbrauchern bevorzugte Prioritäten zugewiesen werden, insbesondere wenn es sich dabei um übergeordnete Systeme, wie zum Beispiel die Beleuchtung oder ein Notsystem (z. B. Kühlpumpen) der betreffenden Anlage, handelt.For example, if the power distribution plan provides for all connected loads to be timed so that each of the loads, including waits and pauses, needs approximately the same total time to charge, then this total duration may be entered by entering a higher Priority level are shortened, with the consumer in question is then preferably supplied with energy. Also, for safety reasons or because of the particular importance of certain consumers, some consumers may be given preferential priorities, especially when it comes to higher-level systems such as lighting or an emergency system (eg cooling pumps) of the installation concerned.

Die Kriterien für den Energieverteilungsplan sind im Prinzip frei wählbar. Der Energieverteilungsplan kann beispielweise so ausgelegt werden, dass ein früher angeschlossener Verbraucher, der den gleichen oder gar einen geringeren Energiebedarf hat als ein später angeschlossener Verbraucher die benötigte Gesamtenergie auch entsprechend früher erhält. Eine Variante der Stromversorgung der einzelnen Verbraucher liegt beispielweise in einem Timesharing-Verfahren, was beispielsweise bedeutet, dass für einen Verbraucher die elektrische Energiezufuhr abgeschaltet wird, wenn sie für einen anderen zugeschaltet wird, so dass aktuell immer nur eine begrenzte Zahl von Energieverbrauchern zugeschaltet ist, die in ihrer Summe die maximal verfügbare Gesamtleistung erhalten, wobei ein anderer Teil der Verbraucher während dieser Zeit abgeschaltet ist und wobei in gewissen Zeitabständen Umschaltungen erfolgen, um die verfügbare Leistung gleichmäßiger auf alle angeschlossene Energieverbraucher zu verteilen. Insbesondere ist es für einen frühzeitig angeschlossenen elektrischen Energiespeicher nicht immer notwendig, diesen sofort und kontinuierlich mit der maximal benötigen Leistung zu versorgen und er entsprechend frühzeitig voll geladen ist, wenn andererseits für diesen Ladevorgang ohnehin ein größerer Zeitraum zur Verfügung steht. In diesem Fall kann der Ladevorgang zeitlich entsprechend gestreckt werden, so dass dadurch andere Energiespeicher ihrerseits entsprechend schneller geladen werden können.The criteria for the energy distribution plan are in principle freely selectable. The energy distribution plan can be designed, for example, so that a previously connected consumer who has the same or even lower energy consumption than a later connected consumer receives the required total energy also earlier. A variant of the power supply of the individual consumers is for example in a timeshare method, which means, for example, that for a consumer, the electrical energy supply is switched off when it is switched on for another, so currently only a limited number of energy consumers is switched on, which receive in their sum the maximum available total power, with a different part of the consumers being switched off during this time, and switching at certain intervals in order to distribute the available power more evenly among all connected energy consumers. In particular, it is not always necessary for an early connected electrical energy storage to supply them immediately and continuously with the maximum power required and he is accordingly fully charged early, if on the other hand for this charging anyway a larger period of time is available. In this case, the charging process can be timed be stretched accordingly, so that other energy storage in turn can be charged accordingly faster.

Je nach Ausgestaltung der einzelnen Verbraucher bzw. elektrischen Energiespeicher können die Schalteinrichtungen für die einzelnen Verbraucher individuell begrenzte Ströme, z. B. durch Begrenzung der Spannung oder mittleren Spannung an den Verbraucheranschlüssen zuführen. Viele Batterien können durchaus unterschiedliche Ladeströme aufnehmen, ohne dadurch Schaden zu erleiden, wobei die entsprechende Stromregelung indirekt auch über eine entsprechende Spannungseinstellung erfolgen kann.Depending on the configuration of the individual consumers or electrical energy storage, the switching devices for individual consumers individually limited flows, z. B. supply by limiting the voltage or average voltage to the load terminals. Many batteries can absorb different charging currents without being damaged, whereby the corresponding current regulation can also be done indirectly via a suitable voltage setting.

Eine Spannungsbegrenzung kann beispielsweise durch Zeitanschnitt der Versorgungsspannung erfolgen, wozu insbesondere auch der Phasenanschnitt bei einer Wechselspannungsversorgung zu zählen ist, der Begriff „Zeitanschnitt der Versorgungsspannung” allerdings auch entsprechende Puls/Pausenverhältnisse bei einer Gleichspannungsversorgung umfasst.A voltage limitation can be effected for example by time cutting of the supply voltage, including in particular the phase control is to count in an AC power supply, the term "time division of the supply voltage", however, also includes corresponding pulse / pause ratios in a DC power supply.

Timesharing bzw. Zeitanschnittschnitt nach dem Puls-Pausenverfahren bedeutet effektiv eine paketweise Energieübertragung, wie sie insbesondere in der älteren (noch nicht veröffentlichten) DE 10 2009 003 173.1 derselben Anmelderin offenbart wurde, wobei insbesondere auch schon das Versorgungsnetz ein sogenanntes „Smart Grid” sein kann, dass die elektrische Energie in genau bemessenen Energiepaketen auf Basis einer vorherigen oder parallelen Kommunikation zwischen einem Energielieferanten und einem Verbraucher bzw. dem Betreiber eines lokalen Netzes zur Verfügung stellt und damit begrenzte maximale Leistungen und Energiemengen vorgibt, die nach dem vorliegenden Verfahren in optimierter Weise auf die jeweiligen Verbraucher verteilt werden können.Time-sharing according to the pulse-pause method effectively means a packet-wise energy transfer, as it is especially in the older (not yet published) DE 10 2009 003 173.1 The same applicant has been disclosed, in particular even the supply network may be a so-called "smart grid" that the electrical energy in exactly sized energy packages based on a previous or parallel communication between an energy supplier and a consumer or the operator of a local network available thus providing limited maximum benefits and amounts of energy that can be distributed in an optimized way to the respective consumers by the present process.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Teil der Steuerparameter zu Beginn der Stromversorgung des Verbrauchers unmittelbar über den elektrischen Anschluss des Verbrauchers erfasst oder aber sie werden von einer externen Quelle über einen getrennten Kommunikationskanal kommuniziert. Ein Beispiel für eine unmittelbare Erfassung eines Steuerparameters über den elektrischen Anschluss wäre z. B. die Messung des Innenwiderstandes einer elektrischen Batterie, der Aufschluss über den Ladezustand der Batterie geben kann.In a preferred embodiment of the inventive method, at least a portion of the control parameters at the beginning of the power supply of the consumer is detected directly via the electrical connection of the consumer or they are communicated from an external source via a separate communication channel. An example of an immediate detection of a control parameter via the electrical connection would be z. As the measurement of the internal resistance of an electric battery that can provide information about the state of charge of the battery.

Daneben kann es jedoch auch möglich und zulässig sein, dass Steuerparameter unabhängig von einem elektrischen Anschluss über eine getrennten Kommunikationskanal erfasst und übergeben werden. Beispielsweise könnte ein elektrischer Anschlussstecker für eine Batterie zusätzliche Kontakte oder Kanäle eines Informationskanals aufweisen oder die Kommunikation kann über Powerline Communication (PLC) (dt.: Trägerfrequenzanlage (TFA)) erfolgen. Auch die Verbindung über ein getrenntes Kommunikationskabel oder über ein drahtloses Netzwerk wäre denkbar, ebenso wie auch Eingaben eines Benutzers in ein Terminal, über ein Mobiltelefon oder irgendein anderes Gerät (z. B. via Bluetooth oder WLAN), mit Hilfe dessen eine Eingabe eines Steuerparameters in das System möglich ist.In addition, however, it may also be possible and permissible for control parameters to be detected and transferred independently of an electrical connection via a separate communication channel. For example, an electrical connector for a battery could have additional contacts or channels of an information channel, or communication can be via Powerline Communication (PLC). Also, the connection via a separate communication cable or via a wireless network would be conceivable, as well as inputs of a user in a terminal, via a mobile phone or any other device (eg via Bluetooth or WLAN), with the help of which an input of a control parameter into the system is possible.

Steuerparameter können beispielsweise die minimale gewünschte Gesamtenergiemenge und/oder eine maximale Versorgungs- bzw. Ladezeit umfassen. Der Benutzer einer Stromtankstelle kann beispielsweise vorgeben, dass er auf jeden Fall sein Fahrzeug nach 2 Stunden wieder benutzen möchte und er während dieser Zeit die maximal verfügbare Energie erhalten möchte, mindestens aber beispielsweise die Hälfte der maximal zuführbaren Energiemenge. Die Zu- und Abschaltung der elektrischen Energieversorgung kann dann so gesteuert werden, dass auf jeden Fall die Minimalbedingung erfüllt wird und darüber hinaus während der zu Verfügung stehenden Zeit weitere Energie gespeichert wird, wenn dadurch die maximal verfügbare Gesamtleistung nicht überschritten wird, auch wenn im Ergebnis die dem Energiespeicher zugeführte Energie nicht der während der gesamten Versorgungszeit theoretisch möglichen, maximal zuführbaren Energiemenge entspricht.Control parameters may include, for example, the minimum total desired amount of energy and / or a maximum supply or charging time. The user of a charging station, for example, pretend that he wants to use his vehicle after 2 hours in any case and he wants to receive the maximum available energy during this time, but at least for example half of the maximum amount of energy that can be supplied. The connection and disconnection of the electrical power supply can then be controlled so that in any case the minimum condition is met and, moreover, during the time available further energy is stored, if thereby the maximum available total power is not exceeded, even if as a result the energy supplied to the energy store does not correspond to the theoretically possible, maximum supplyable amount of energy during the entire supply time.

Darüber hinaus ist in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der gemäß Energieverteilungsplan avisierte Stromverlauf und die avisierte Versorgungsdauer sowie die in dieser Zeit zugeführte Energiemenge für mindestens einen Verbraucher über eine externe Kommunikationseinrichtung ausgegeben werden. Eine solche externe Kommunikationseinrichtung kann beispielweise ein Display oder auch das Mobiltelefon eines Verbrauchers sein, worauf der Benutzer angezeigt bekommt, nach welcher Zeit welche Energiemenge in einen Energiespeicher geladen worden ist, so dass er beispielsweise auf Basis dieser Information entscheiden kann, ob er gegebenenfalls einen Ladevorgang vorzeitig abbricht oder einen Prioritätszustand ändert. Weiterhin kann er auf diese Weise genau darüber informiert werden, wann er sein Fahrzeug frühestens und mit welchem Ladezustand des elektrischen Energiespeichers wieder in Empfang nehmen kann.In addition, in a variant of the method according to the invention, provision is made for the current profile notified according to the energy distribution plan and the advised supply duration and the amount of energy supplied during this time to be output for at least one consumer via an external communication device. Such an external communication device may be, for example, a display or the mobile phone of a consumer, after which the user gets displayed, after what time which amount of energy has been loaded into an energy store, so that he can decide based on this information, for example, if he may charge aborts prematurely or changes a priority state. Furthermore, he can be informed in this way exactly when he can take his vehicle at the earliest and with what state of charge of the electrical energy storage again.

Eine solche Kommunikation mit einer Zentrale oder einem intelligenten Netzknoten sollte selbstverständlich über eine für Menschen bedienbare und erfassbare Ein-/Ausgabeschnittstelle erfolgen, wobei allerdings auch Anwendungsfälle denkbar sind, bei denen elektrische Energieverbraucher auf Basis entsprechender Informationen automatisch an- oder abgekoppelt werden, d. h. in den Energieverteilungsplan aufgenommen oder ganz aus diesem entfernt werden. Such a communication with a central office or an intelligent network node should, of course, take place via an input / output interface that can be operated by humans, although applications are also conceivable in which electrical energy consumers are automatically connected or disconnected on the basis of corresponding information, ie in the Energy distribution plan or removed entirely from it.

Gegebenenfalls sind von der Steuereinrichtung auch zusätzliche Rahmenbedingungen zu beachten, wie z. B. die Tatsache, dass der Strom über einen Anschluss oder über eine Gruppe von Anschlüssen auf einen Wert begrenzt wird, der unterhalb eines Auslösegrenzwertes einer individuellen Sicherung für diesen Anschluss bzw. die betreffende Gruppe von Anschlüssen liegt. Das heißt es ist gegebenenfalls nicht nur die Gesamtleistung sondern auch die Leistung (bzw. der Strom) über individuelle Anschlüsse zu beachten. Hinsichtlich der Vorrichtung ist es zweckmäßig, wenn sie Strommesseinrichtungen für individuell schaltbare Anschlussgruppen aufweist, um auf diese Weise die Einhaltung des Energieverteilungsplans zu überwachen. Wie bereits erwähnt, sollte die Vorrichtung in einer Ausführungsform auch Einrichtungen zur Messung des gesamten Verbraucherwiderstands eines oder mehrerer Verbraucher aufweisen, die über eine entsprechende Schalteinrichtung gemeinsam zu- oder abgeschaltet werden oder deren Stromaufnahme durch eine Schalteinrichtung begrenzt wird.Optionally, additional conditions must be observed by the control device, such. For example, the fact that the current is limited via a terminal or via a group of terminals to a value that is below a tripping limit value of an individual fuse for this terminal or the relevant group of terminals. This means that not only the total power but also the power (or the current) via individual connections must be considered. With regard to the device, it is useful if it has current measuring devices for individually switchable terminal groups, in order to monitor in this way compliance with the energy distribution plan. As already mentioned, in one embodiment the device should also have devices for measuring the total load resistance of one or more consumers, which are switched on or off together via a corresponding switching device or whose current consumption is limited by a switching device.

Zweckmäßigerweise wird man als Schalteinrichtung eine Leistungselektronik vorsehen, so dass die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt eine Leistungselektronik bzw. mehrere Leistungselektroniken ansteuert, welche die Stromzufuhr zu den einzelnen Verbrauchern oder Gruppen von Verbrauchern schaltet und/oder begrenzt.Conveniently, one will provide power electronics as a switching device, so that the control device of the device according to the invention directly a power electronics or more power electronics controls, which switches the power supply to the individual consumers or groups of consumers and / or limited.

Die Steuereinrichtung kann wahlweise eine zentrale Einrichtung oder auch eine dezentrale Einrichtung sein. Eine dezentrale Einrichtung könnte beispielweise in der Form vorliegen, dass mehrere Schalteinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils einen Prozessor aufweisen, wobei diese Prozessoren ein peer-to-peer-Netzwerk bilden. Ein solches peer-to-peer-Netzwerk ist selbstorganisiert und würde einen entsprechenden Energieverteilungsplan durch Kommunikation unter den Prozessoren ermitteln, ohne dass eine zentrale Instanz vorgesehen sein muss.The control device may optionally be a central device or a decentralized device. A decentralized device could for example be in the form that several switching devices are provided, each having a processor, these processors form a peer-to-peer network. Such a peer-to-peer network is self-organized and would determine a corresponding power distribution plan through communication among the processors, without the need for a central instance.

Insbesondere für die Anwendung auf eine Stromtankstelle ist eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher mindestens einer der Anschlüsse des lokalen Netzes ein Batteriemanagementsystem aufweist. Konkret könnten die einzelnen Ladestationen einer Stromtankstelle für Elektrofahrzeuge jeweils ein eigenes Batteriemanagementsystem aufweisen, welches jeweils Typ und Zustand der zu ladenden Batterie ermittelt und eine darauf abgestimmte, optimierte und mit dem Energieverteilungsplan kompatible Stromversorgung bereitstellt. Ein solches Batteriemanagementsystem sollte vorzugsweise in der Lage sein, mit einem in das Fahrzeug oder in einen elektrischen Energiespeicher bereits integriertes Batteriemanagementsystem zu kommunizieren und dieses gegebenenfalls zu umgehen oder abzuschalten.In particular for application to a charging station, a device is preferred in which at least one of the connections of the local network has a battery management system. Specifically, the individual charging stations of a charging station for electric vehicles could each have their own battery management system, which determines the type and condition of the battery to be charged and provides a tuned, optimized and compatible with the power distribution plan power supply. Such a battery management system should preferably be able to communicate with an already integrated into the vehicle or in an electrical energy storage battery management system and this if necessary to bypass or turn off.

Nicht nur bei einer solchen Vorrichtung ist selbstverständlich eine Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes einer Speicherbatterie von besonderem Vorteil.Not only in such a device is of course a device for detecting the state of charge of a storage battery of particular advantage.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass je einer der Anschlüsse oder je eine Gruppe von Anschlüssen des lokalen Netzes eine individuelle Sicherung aufweist, so dass beim Auftreten irgendeines Fehlers, auch wenn dieser durch den erfindungsgemäßen Energieverteilungsplan an sich ausgeschlossen sein sollte, zusätzlich noch Anschluss oder die betreffenden Gruppe von Anschlüssen von dem übrigen System elektrisch abgekoppelt werden kann.In addition, it is provided that each one of the terminals or a group of terminals of the local network has an individual fuse, so that when any error occurs, even if this should be excluded by the power distribution plan according to the invention, in addition still connection or the relevant Group of terminals can be electrically disconnected from the rest of the system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and the associated figures. Show it:

1 Schematisch eine Stromtankstelle mit mehreren gleichartigen Ladesäulen, 1 Schematically a charging station with several similar charging stations,

2 Ein Zeitschema der Ankunft und der Ladevorgänge für mehrere Elektrofahrzeuge an 10 Stellplätzen der Stromtankstelle nach 1, 2 A schedule of arrival and charging for several electric vehicles at 10 parking spaces of the charging station 1 .

3 Den aus dem Zeitschema der 1 resultierenden Stromverlauf nach dem Stand der Technik, 3 The from the timing of the 1 resulting current curve according to the prior art,

4 Ein Ladeschema für die Batterien der Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung, 4 A charging scheme for the batteries of the vehicles according to the present invention,

5 Den aus dem Ladeschema der 4 resultierenden Stromverlauf, 5 The from the charging scheme of 4 resulting current curve,

6 eine detaillierte Darstellung der Stromtankstelle nach 1, 6 a detailed representation of the charging station after 1 .

7 Ein Beispiel einer Schalteinrichtung zur Ansteuerung eines Verbraucheranschlusses, und 7 An example of a switching device for controlling a consumer connection, and

8 Ein Anwendungsschema der Erfindung für einen prinzipiell symmetrischen Energiefluss zum Beispiel in einem „Smart Grid”. 8th An application scheme of the invention for a fundamentally symmetrical energy flow, for example in a "smart grid".

Ausführungsbeispiel: Die intelligente StromtankstelleExemplary embodiment: The intelligent charging station

Gemäß den 1 und 6 besteht die intelligente Stromtankstelle aus einer Anzahl von Fahrzeug-Stellplätzen 0000. Jeder dieser Stellplätze hat eine Ladesäule 1000, welche den in den Ansprüchen definierten Energieverbrauchern entsprechen. Die Ladesäulen sind über ein gemeinsames Stromnetz 2000 (lokales Netz) an eine Steuereinrichtung 3000 angeschlossen, die nachfolgend auch als Energiemanagement beschrieben wird. Dieses ist wiederum mit einem übergeordneten Versorgungsnetz 4000 verbunden; (siehe 1 und 6).According to the 1 and 6 the smart charging station consists of a number of vehicle parking spaces 0000 , Each of these pitches has a charging station 1000 which correspond to the energy consumers defined in the claims. The charging stations are via a common power grid 2000 (local area network) to a controller 3000 connected, which is also described below as energy management. This in turn is with a parent utility network 4000 connected; (please refer 1 and 6 ).

Die Ladesäulen 1000 und die Fahrzeuge auf den Stellplätzen 0000 sind sowohl elektrisch als auch über Kommunikationsleitungen verbunden. Ebenso besteht das Verbindungsnetz 2000 innerhalb der Tankstelle aus einem Stromnetz 2100 und einem Kommunikationsnetz 2200, die mit Strom- 3100 und Kommunikationskomponenten 3200 im Energiemanagement 3000 verbunden sind. Als übergeordnetes Versorgungsnetz 4000 wird ein klassisches konventionelles Stromnetz angenommen. Ein Smart-Grid (wie oben erläutert) als Versorgungsnetz 4000 ist für diese Erfindung möglich, wird aber nicht voraus gesetzt.The charging stations 1000 and the vehicles on the pitches 0000 are connected both electrically and via communication lines. Likewise, there is the connection network 2000 inside the gas station from a power grid 2100 and a communication network 2200 with power 3100 and communication components 3200 in energy management 3000 are connected. As a superior utility network 4000 a classic conventional power grid is assumed. A smart grid (as explained above) as a utility network 4000 is possible for this invention but is not presupposed.

Für die Kommunikation zwischen Fahrzeug 0200 und Ladesäule 1200 kann beispielsweise ein leitungsgebunden oder drahtlos transportiertes IP-Protokoll verwendet werden. Zusätzlich kann das Fahrzeug über eine eigene WLAN- oder Mobilfunk-Zelle oder eine Form von Near Field Communication (NFC) mit dem Mobiltelefon, Smartphone oder sonstigem mobilem kommunikationsfähigen Computer des Fahrers kommunizieren, auf dass dieses wiederum über ein Netzwerk mit der Ladestation kommuniziert. Dabei kann es möglich oder erforderlich sein, dass der Fahrer in diese Kommunikation einbezogen ist, beispielsweise, indem er Informationen in den Rechner eingibt, die Steuerparameter darstellen oder aus denn Steuerparameter ermittelt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann dies über Tasten, Touchscreens, Stifteingaben, Spracheingaben, Gestikerkennung, eine eingebaute oder angeschlossene Kamera oder weitere Methoden geschehen.For communication between vehicle 0200 and charging station 1200 For example, a wireline or wirelessly transported IP protocol can be used. In addition, the vehicle can communicate via its own WLAN or mobile radio cell or a form of Near Field Communication (NFC) with the mobile phone, smartphone or other mobile communication-capable computer of the driver, so that this in turn communicates via a network with the charging station. In this case, it may be possible or necessary for the driver to be involved in this communication, for example by entering information into the computer, representing the control parameters or being determined from the control parameters. In various embodiments, this may be via buttons, touchscreens, pen inputs, voice input, gesture recognition, built-in or connected camera, or other methods.

Diese Kommunikation dient insbesondere dazu, das Fahrzeug gegenüber der Tanksäule zu identifizieren (Authentification) und zu berechtigen (Authorisation) sowie als Grundlage für die zugehörige Abrechnung (Accounting); diese drei Funktionen werden im Folgenden auch in dem Begriff AAA zusammengefasst. Dementsprechend beinhaltet die Komponente des Energiemanagements 3000 einen integrierten AAA-Server 3310 als Teil ihrer internen Informationssysteme 3300. Im vorliegenden Beispiel werden insbesondere das Fahrzeug und der Fahrer identifiziert, und es wird der Ladezustand der Batterie (State of Charge) sowie der Bedarf für das Tanken übermittelt. Dazu wird auf der Kommunikationseinrichtung des Fahrzeuges oder dem Smartphone des Fahrers eine Anwendung oder Applikation geladen, die zur Kommunikation mit der intelligenten Stromtankstelle dient. Diese Anwendungen nennen wir Tank-App.This communication is used in particular to identify the vehicle with respect to the fuel pump (authentication) and to authorize (authorization) and as a basis for the associated billing (accounting); These three functions are summarized below in the term AAA. Accordingly, the component of energy management includes 3000 an integrated AAA server 3310 as part of their internal information systems 3300 , In the present example, in particular the vehicle and the driver are identified, and the state of charge of the battery and the need for refueling is transmitted. For this purpose, an application or application is loaded on the communication device of the vehicle or the driver's smartphone, which is used for communication with the smart charging station. These applications are called Tank App.

Über die Kommunikation zwischen Fahrer, Fahrzeug und intelligenter Stromtankstelle wird der Ladebedarf übermittelt. Diese Information kann eine konkrete Regel darstellen:The charging requirement is transmitted via the communication between driver, vehicle and intelligent charging station. This information can represent a concrete rule:

Volltanken bis 19:00.Refuel until 19:00.

Aufgrund der Identifikation des Fahrers kann dieser in einer Fahrer-Datenbank mit einem Profil hinterlegt sein. Dieses Profil kann die Struktur habenDue to the identification of the driver this can be stored in a driver database with a profile. This profile can have the structure

Auf mindestens 25% ladenLoad at least 25%

Wenn Batterie mehr als 75% geladen, dann können maximal 20% rückgespeist werden.If battery is charged more than 75%, then a maximum of 20% can be fed back.

Diese Informationen können interaktiv zum Beginn des Ladevorganges ausgetauscht werden oder, wenn die Stromtankstelle direkt oder indirekt über die Tank-App mit dem Energie- oder Batteriemanagement des Fahrzeuges kommunizieren kann, automatisch auf Basis hinterlegter Regeln durchgeführt werden.This information can be exchanged interactively at the beginning of the charging process or, if the charging station can communicate directly or indirectly via the tank app with the energy or battery management of the vehicle, automatically carried out on the basis of stored rules.

Neben den elektrischen Einrichtungen, den Tanksäulen und dem internen Kommunikationsnetz verfügt die intelligente Stromtankstelle über ein intelligentes Managementsystem für die Durchführung und Abrechnung der Betankung (Accounting). Dieses System verfügt über eine IP-Anbindung an ein Mobilfunknetz oder ein (W)LAN-Netz des Anbieters, sodass der Fahrer mit der Tankstelle kommunizieren kann, sowie einer Spracherkennung und -verarbeitung oder einer entsprechenden Web-Anwendung zur Interaktion mit dem User. Die Stromtankstelle besitzt ein AAA-System zur Identifizierung und Autorisierung, sowie einer Datenbasis, in welcher die Fahrer und ihre Profile gespeichert sind. In der Datenbank sind Kenndaten der registrierten Fahrzeuge wie die Kapazität der Batterie und deren Kennlinien hinterlegt. Zentral für das Managementsystem ist das Energie-Managementsystem das wir im Folgenden näher beschreiben. In addition to the electrical equipment, the petrol pumps and the internal communication network, the intelligent charging station has an intelligent management system for the execution and billing of refueling (accounting). This system has an IP connection to a mobile network or a (W) LAN network of the provider, so that the driver can communicate with the gas station, as well as a speech recognition and processing or a corresponding web application for interaction with the user. The charging station has an AAA system for identification and authorization, as well as a database in which the drivers and their profiles are stored. In the database characteristics of the registered vehicles such as the capacity of the battery and their characteristics are stored. Central to the management system is the energy management system which we describe in more detail below.

Oben wurde beschrieben, wie die Informationen zum Beginn des Tankvorganges übertragen werden. Das Energiemanagementsystem passt den aktuellen Energie- oder Leistungsbedarf der Tankstelle immer aufgrund der aktuellen Ladezustände der Batterien, die regelmäßig übertragen werden, an. Für den Fall, dass diese Information mangels Integration mit dem Onboard-Batteriemanagement nicht möglich ist, so werden die aktuellen Ladestände aufgrund der schon getankten Strommenge und des vom Fahrer mitgeteilten Anfangszustandes geschätzt.Above, we described how to transfer the information at the beginning of refueling. The energy management system always adjusts the current energy or power requirements of the gas station based on the current charge status of the batteries that are regularly transmitted. In the event that this information is not possible due to the lack of integration with the onboard battery management, the current charge levels are estimated based on the already fueled amount of electricity and the initial state communicated by the driver.

Der Gesamtprozess der Betankung:The overall process of refueling:

Der gesamte Prozess läuft ab, wie in dem nachfolgenden Ablaufschema dargestellt: Nach dem Eintreffen des Fahrzeuges auf dem Parkplatz erfolgt die Anmeldung und Autorisierung. Die Informationsintegration für den Fall, dass keine Ladesäule frei ist, ist hier nicht enthalten. Über eine Methode des Informationsaustausches werden Fahrzeug und Fahrer identifiziert. Als Übertragungsmethoden sind hier Spracherkennung und Texteingabe genannt, aber es sind auch weitere automatischen Übertragungsmethoden wie z. B. Integration mit Identifikation über Biometrie, Security Tokens über RFID, etc. möglich.The entire process is running, as shown in the following flow chart: After the arrival of the vehicle in the parking lot, the registration and authorization takes place. The information integration in the event that no charging station is free, is not included here. A method of information exchange identifies the vehicle and the driver. As transmission methods here are called speech recognition and text input, but there are also other automatic transmission methods such. B. integration with identification via biometrics, security tokens via RFID, etc. possible.

Im Rahmen des oben beschriebenen Kommunikationsprozesses wird der Tankbedarf des Fahrzeuges ermittelt. Aufgrund dieser Information und der abgefragten Ladestände der angeschlossenen Fahrzeuge wird der neue aktuelle Gesamtbedarf der Tankstelle ermittelt. Als nächsten Schritt ermittelt das Energiemanagement bzw. die Steuereinrichtung 3000 mittels Optimierungsverfahren entsprechend des Stands der Technik einen neuen Energieverteilungsplan. Aus diesem Energieverteilungsplan ergeben sich die einzelnen Energiepakete für die einzelnen Tanksäulen und somit auch die Steuerparameter für die Schalteinrichtung zum Schalten und/oder Begrenzen des Stromes bzw. der Leistung.As part of the communication process described above, the tank requirement of the vehicle is determined. Based on this information and the queried charge levels of the connected vehicles, the new current total demand of the gas station is determined. The next step is determined by the energy management or the control device 3000 by means of optimization methods according to the prior art, a new energy distribution plan. From this energy distribution plan, the individual energy packages for the individual fuel pumps and thus also the control parameters for the switching device for switching and / or limiting the current or the power result.

Figure 00140001
Figure 00140001

Die Erfindung geht grundsätzlich von der Situation aus, dass Energie nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht. Die Gründe hierfür können nicht nur physikalischer Natur sein, wie zum Beispiel ein maximal möglicher Strom durch eine Sicherung, sondern können beispielsweise auch ökonomischer Natur sein. Dies drückt sich einerseits zum Beispiel in den begrenzten Anschlussleistungen der Tankstelle aus. Andererseits entstehen ökonomische Regelsysteme, die Energieverbrauch einschränken und planbar machen. In unserem Beispiel nehmen wir an, dass der Bezugspreis für Strom höher wird, wenn eine mit dem Energieversorgungsunternehmen tariflich festgelegte Leistungsschwelle überschritten wird, die im Übrigen auch zeitlich variieren kann.The invention basically starts from the situation that energy is only available in a limited amount. The reasons for this can not only be physical in nature, such as a maximum possible current through a fuse, but can also be economic, for example. This is expressed on the one hand, for example, in the limited connection services of the gas station. On the other hand, economic control systems are created that limit energy consumption and make it plannable. In our example, we assume that the purchase price for electricity becomes higher if a collectively agreed performance threshold is exceeded which, incidentally, can also vary over time.

Damit hat der Tankstellenbetreiber auf der einen Seite das wirtschaftliche Interesse, dass ein durch diese Schwelle definiertes Profil nicht überschritten wird (weiterhin muss die Grenze der Absicherung eingehalten werden). Auf der anderen Seite sieht sich der Betreiber der Aufgabe gegenüber, den Bedarf der Nutzer möglichst optimal zu bedienen. Dazu ist eine Leistungssteuerung der einzelnen Tankanschlüsse, hier auch „Ladesäule” oder „Elektrotanksäule” genannt, notwendig.Thus, the petrol station operator on the one hand has the economic interest that a profile defined by this threshold is not exceeded (the limit of protection must continue to be met). On the other hand, the operator is faced with the task of optimally serving the needs of the users. For this purpose, a power control of the individual tank connections, also called "charging station" or "electric fuel pump" is necessary.

Wie in 6 dargestellt, verfügt ein solcher Tankanschluss oder Ladesäule neben elektrischen Anschlusseinrichtungen für die Autos über eine Schalteinrichtung 1120 (beispielsweise Leistungselektronik mit Thyristoren) zur An- und Abschaltung der Leistung (siehe 6 und 7). Das Leistungsventil (Schalteinrichtung) ist über die Steuereinheit 1200 mit dem Energiemanagementsystem der Tankstelle verbunden, über das die An- und Abschaltung gesteuert wird und entspricht der in Anspruch 15 definierten Schalteinrichtung. Die Säule verfügt über ein Smart-Meter (oder eine andere fernablesbare Messeinrichtung zur Leistungs- und Energiemessung), welches auch an das Energiemanagementsystem angeschlossen ist. Dieses übermittelt die über die Tankstelle an das Auto geflossene Energie und die übertragene Leistung.As in 6 illustrated, such a tank connection or charging station next to electrical connection devices for the cars has a switching device 1120 (For example, power electronics with thyristors) for switching on and off the power (see 6 and 7 ). The power valve (switching device) is via the control unit 1200 connected to the energy management system of the gas station, via which the switching on and off is controlled and corresponds to the defined in claim 15 switching device. The column has a smart meter (or other remote readable measuring device for power and energy measurement), which is also connected to the energy management system. This transmits the energy which has flowed to the car via the filling station and the power transmitted.

Ein einfaches Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulichen. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit konkretisieren wir das Modell durch folgende Annahmen: Die Stromtankstelle habe 10 Stellplätze und 10 Stromsteckdosen mit 230 V Wechselstrom, abgesichert mit je 16 Ampere. Die Fahrzeuge sind alle vom gleichen Typ: Die Traktionsbatterie hat 16 kWh Kapazität. Eine leere Batterie lässt sich an einem Anschluss mit 200 V in 8 Stunden wieder voll aufladen. Nehmen wir an, dass die 10 Fahrzeuge ab 8:00 Uhr im Viertelstundentakt mit einem Batterieladestand (State of Charge – SoC) von 50% ankommen und geladen werden müssen. Der Ladevorgang dauert unter den genannten Randbedingungen dann jeweils 4 Stunden. Jedes Ladeintervall ist 4 Stunden lang und belädt ein Fahrzeug mit 8 kWh durch 200 Volt und 10 Ampere Anschlussleistung.A simple example is intended to illustrate the method according to the invention. Without limiting the general public, we concretize the model by the following assumptions: The charging station has 10 parking spaces and 10 power outlets with 230 V AC, each with 16 amps. The vehicles are all of the same type: The traction battery has 16 kWh capacity. An empty battery can be fully recharged at a 200V connection in 8 hours. Let's assume that the 10 vehicles arrive at 8:00 pm every fifteen minutes with a 50% State of Charge (SoC) charge. The charging process lasts 4 hours under the conditions mentioned above. Each charging interval is 4 hours and charges a vehicle with 8 kWh through 200 volts and 10 amps connected load.

Unter der Annahme, dass der Ladevorgang sofort einsetzt, wenn die Fahrzeuge angeschlossen werden, steigt die Anschlussleistung der Tankstelle solange mit jedem hinzukommenden Fahrzeug, bis die ersten Fahrzeuge vollständig geladen sind und die Anschlussleistung wieder sinkt. Sobald alle Fahrzeuge geladen sind ist die Ladeleistung wieder auf Null: Dargestellt durch die durchgezogene „Treppenlinie” in 3. Die Stromstärke, dargestellt durch die durchgezogene treppenförmige Linie, steigt auf einen Maximalwert, bis für die ersten Fahrzeuge die Vollladung erreicht ist; danach fällt sie stufenweise wieder ab bis alle Fahrzeuge geladen sind. Die Tarifschwelle des Szenarios wird dargestellt durch die horizontale gestrichelte Linie. Für das Intervall, in dem die Leistungsabnahme den Schwellwert überschreitet, ist der Bezugspreis für die gesamte Leistung oder den Leistungsanteil oberhalb der Schwelle erhöht.Assuming that the charging process starts immediately when the vehicles are connected, the connection performance of the gas station increases with each additional vehicle until the first vehicles are fully charged and the connected load drops again. As soon as all vehicles are loaded, the charging power returns to zero: represented by the solid "stair line" in 3 , The current intensity, represented by the solid stepped line, rises to a maximum value until full charge is reached for the first vehicles; After that, it gradually falls off again until all vehicles are loaded. The fare threshold of the scenario is represented by the horizontal dashed line. For the interval in which the power decrease exceeds the threshold, the reference price for the total power or the power component above the threshold is increased.

Weiterhin gehen wir davon aus, dass der Betreiber der Stromtankstelle ein Sondertarifkunde seines Versorgungsunternehmens ist. Damit steigt sein Bezugspreis pro kWh, wenn die Leistung innerhalb eines Bemessungsintervalls, typischerweise 15 Minuten, eine im Tarif festgelegte Leistung überschreitet. Wir betrachten den Fall, in dem das gleichzeitige Laden aller bereitstehenden Elektrofahrzeuge diese Tarifschwelle, dargestellt durch die gestrichelte horizontale Linie in 3, überschreitet. Dann gilt für das Zeitintervall der Überschreitung ein erhöhter Bezugspreis; entweder für die gesamte Leistung dieses Intervalls oder für den Leistungsanteil, der oberhalb der tariflichen Schwelle liegt.Furthermore, we assume that the operator of the charging station is a special fare customer of his utility company. This increases its subscription price per kWh when the power exceeds a tariff specified power within a rated interval, typically 15 minutes. Consider the case in which the simultaneous charging of all available electric vehicles this tariff threshold, represented by the dashed horizontal line in 3 , exceeds. Then an increased subscription price applies for the time interval of the excess; either for the entire performance of this interval or for the share of performance above the tariff threshold.

Die hier beschriebene Erfindung soll nun ein Verfahren und ein System zum intelligentem Betanken von Elektrofahrzeugen darstellen, sodass weitere Optimierungskriterien wie beispielsweise Harmonisierung des Lastganges oder Steuerung der Leistungskennlinie gemäß vorgegebener Betriebsvorgaben erreicht wird.The invention described herein is intended to represent a method and a system for smart fueling of electric vehicles, so that further optimization criteria such as harmonization of the load profile or control of the performance curve is achieved in accordance with predetermined operational specifications.

Im Wesentlichen besteht das Verfahren darin, die Betankung der Fahrzeuge zeitlich zu entzerren. Damit wird nicht jedes Fahrzeug mit sofortiger Wirkung beladen, sondern erst dann, wenn ein intelligentes Energiemanagement den Ladevorgang aktiv einleitet, d. h. Strom auf den Ladeport schaltet. Es findet ein „Scheduling”/Time-Sharing, das heißt die Erstellung eines Energieverteilungsplanes im Sinne der Patentansprüche, statt. Die entstehenden Ladeintervalle zeigt 4, die resultierende Leistungskennlinie sieht man in 5.In essence, the method consists in equalizing the refueling of the vehicles in time. This does not load every vehicle with immediate effect, but only when an intelligent energy management system actively initiates the charging process, ie switches power to the charging port. There is a "scheduling" / time sharing, that is the creation of an energy distribution plan in the sense of the claims instead. The resulting charge intervals shows 4 , the resulting performance curve can be seen in 5 ,

Nach wie vor werden alle Fahrzeuge bis zum Ende des vorgegebenen Zeitraumes geladen, aber der Grad der Gleichzeitigkeit wurde reduziert und die mit 6 bis 10 nummerierten Fahrzeuge erreichen erst später den Zustand der Vollladung als bei dem herkömmlichen Verfahren.Still, all vehicles are charged until the end of the predetermined period, but the degree of simultaneity has been reduced and the vehicles numbered 6 to 10 reach the state of full charge later than in the conventional method.

Die integrale Leistung entspricht der des Falles ohne Energiemanagement, aber die Leistungskennlinie in 5 bleibt immer unter der als gestrichelte Linie dargestellten Tarifschwelle.The integral power corresponds to the case without energy management, but the power curve in 5 always stays below the tariff threshold shown as a dashed line.

Beispiel 2: EnergieverteilungsplanExample 2: Energy distribution plan

In unserem Anwendungsbeispiel wurden am Anfang des dargestellten Prozesses Informationen zum Ladebedarf ausgetauscht. In einer Datenbank der „Tankstelle” können neben Benutzerinformationen auch Serviceprofile von Fahrzeugen mit Kennlinien und benutzer-spezifischen „Betankungsregeln” liegen. Zusätzlich kann es übergreifende globale Betankungsregeln geben, die im Energiemanagementsystem hinterlegt sind. Der Begriff „Tankstelle” wird hier im Gegensatz zur herkömmlichen Definition des Begriffes für Tankstellen so erweitert und verwendet das darunter die Vorrichtung, die zum Laden von Energiespeichern und zur Einspeisung von Energie aus den Energiespeichern in das Netz dient, verstanden wird. Lediglich die Energiespeicher müssen nicht zwingend elektrische Batterien sein, sondern können Energie auch in Form von gespanntem Gas (Druckluft) oder als kinetische Energie (Schwungrad) speichern, werden aber dennoch mit Hilfe elektrischer Energie geladen bzw. können Energie in Form von elektrischer Energie einspeisen.In our application example, information about the charging requirement was exchanged at the beginning of the illustrated process. In addition to user information, a database of the "filling station" can also contain service profiles of vehicles with characteristic curves and user-specific "refueling rules". In addition, there may be general global refueling rules that are stored in the energy management system. The term "gas station" is here in contrast to the conventional definition of the term for gas stations so expanded and used that is understood by the device that is used for charging energy storage and for feeding energy from the energy storage in the network. Only the energy storage need not necessarily be electric batteries, but can store energy in the form of strained gas (compressed air) or as kinetic energy (flywheel), but are still charged with the help of electrical energy or can feed energy in the form of electrical energy.

Das Energiemanagementsystem hat jetzt die Aufgabe, für jede an ein Auto angeschlossene „Tanksäule” den Zustand des Leistungsventils/Schaltelements für das Zeitintervall [t, t + d] zu bestimmen. Für jedes neue Zeitintervall wird aufgrund der Messungen oder Schätzungen sowie der Neueinbuchungen von Bedarf ein aktueller Bedarf ermittelt. Übersteigt der Gesamtbedarf nicht das Sollprofil, so sind für das nächste Intervall alle Leistungsventile/Schalteinrichtung offen und alle Autos werden betankt.The energy management system now has the task of determining the state of the power valve / switching element for the time interval [t, t + d] for each "fuel pump" connected to a car. For each new time interval, a current need is determined based on the measurements or estimates as well as the rebookings of demand. If the total demand does not exceed the nominal profile, all power valves / switching device are open for the next interval and all cars are refueled.

Betrachten wir im Folgenden anhand eines Beispieles, wie aus den gemeldeten Tankwünschen der angemeldeten Fahrzeuge der Bedarf und mittels eines Optimierungsverfahren der „Betankungsplan” (= Energieverteilungsplan) erstellt wird. Die Optimierung kann mit beliebigen Verfahren, Zielfunktionen, Randbedingungen durchgeführt werden und ist Stand der Technik.In the following, let us consider by way of example how demand for the registered tank wishes of the registered vehicles and, by means of an optimization procedure, the "refueling plan" (= Energy distribution plan) is created. The optimization can be carried out with arbitrary methods, target functions, boundary conditions and is state of the art.

In diesem Beispiel gehen wir davon aus, dass folgende Fahrzeuge an einer Tankstelle auf einem Firmenparkplatz mit den folgenden quantitativen Anforderungen betankt werden sollen: 8:00 Uhr Säule: Kapazität Bedarf Ladezustand 1 20 kWh 20 kWh 0% 2 40 kWh 30 kWh 25% 3 60 kWh 20 kWh 67% 4 60 kWh 40 kWh 33% 5 60 kWh 60 kWh 0% In this example, we assume that the following vehicles are to be refueled at a gas station on a company car park with the following quantitative requirements: 8:00 Pillar: capacity requirement SOC 1 20 kWh 20 kWh 0% 2 40 kWh 30 kWh 25% 3 60 kWh 20 kWh 67% 4 60 kWh 40 kWh 33% 5 60 kWh 60 kWh 0%

Der Gesamtbedarf liegt bei 170 kWh. Wir gehen davon aus das jede Säule für eine Leistung von 10 kW ausgelegt ist. Dasselbe gilt auch für die Batterien in unserer Annahme. In unserem Beispiel gehen wir davon aus, dass die gesamte Tankstelle nur für 40 kW ausgelegt ist. Sind alle Autos angeschlossen so wird die Absicherung überschritten. Weiter gehen wir davon aus, dass die Mitarbeiter feste Arbeitszeiten haben und alle um 8:00 Uhr kommen und um 18:00 Uhr den Parkplatz verlassen. Während dieser Zeit kann die Tankstelle eine Gesamt-Energiemenge von 400 kWh zur Verfügung stellen und ist somit für den Bedarf ausreichend.The total requirement is 170 kWh. We assume that each column is designed for a power of 10 kW. The same applies to the batteries in our assumption. In our example, we assume that the entire gas station is only designed for 40 kW. If all cars are connected then the protection is exceeded. Furthermore, we assume that employees have fixed working hours and all arrive at 8:00 am and leave the parking lot at 6:00 pm. During this time, the gas station can provide a total amount of energy of 400 kWh and is therefore sufficient for the demand.

Die Fahrzeuge müssen also zeitversetzt oder zeitlich entzerrt betankt werden. Dies ist die Aufgabe des Energiemanagementsystems. Wie besprochen gibt es globale Regeln. Zum Beispiel könnte eine solche Regel lauten: Autos mit geringem Ladezustand werden bevorzugt betankt bis diese einen gemessenen oder geschätzten Ladezustand von zum Beispiel 50% haben. Sind alle Autos zu 50% betankt, so werden diejenigen Autos die am längsten gewartet haben (alternativ, diejenigen mit der geringsten absoluten Kapazität) bis 75% betankt.The vehicles must therefore be fueled time-delayed or equalized in time. This is the task of the energy management system. As discussed, there are global rules. For example, such a rule could be: Low-load cars are preferably refueled until they have a measured or estimated state of charge of, for example, 50%. If all cars are 50% fueled, then those cars that have been waiting the longest (alternatively, those with the lowest absolute capacity) will fill up to 75%.

Aufgrund dieser Regel wird nun wie folgt vorgegangen: Als erstes werden die Mengen bestimmt, um die Mindestgrenze zu erfüllen. Wir betrachten jeweils 1 Stunde als Intervall beginnend ab 8:00 Uhr. In unserem Beispiel bedeutet das, dass die Autos 1, 2, 4 und 5 betankt werden; jeweils mit 10 kW Leistung für eine Zeitdauer von 1 h: Insgesamt 40 kWh wurden geladen. Um 9:00 Uhr sieht die Situation folgendermaßen aus: 9:00 Uhr Säule: Kapazität Bedarf Ladezustand 1 20 kWh 10 kWh 50% 2 40 kWh 20 kWh 50% 3 60 kWh 20 kWh 67% 4 60 kWh 30 kWh 50% 5 60 kWh 50 kWh 17% Based on this rule, the procedure is as follows: First, the quantities are determined to meet the minimum limit. We consider each 1 hour as an interval starting from 8:00 o'clock. In our example, this means that cars 1, 2, 4 and 5 will be fueled; each with 10 kW power for a period of 1 h: a total of 40 kWh were charged. At 9:00, the situation looks like this: 9:00 o'clock Pillar: capacity requirement SOC 1 20 kWh 10 kWh 50% 2 40 kWh 20 kWh 50% 3 60 kWh 20 kWh 67% 4 60 kWh 30 kWh 50% 5 60 kWh 50 kWh 17%

Nun wird Fahrzeug 5 weiterhin geladen, da sein Ladezustand unter 50% liegt. Da es genau drei Kandidaten mit 50% gibt, ist kein Auswahlprozess über die Standzeit erforderlich. Wieder sind die Ventile (Leistungsschalter) der Fahrzeuge 1, 2, 4 und 5 offen und es fließen jeweils 10 kWh in die Batterien. 10:00 Uhr Säule: Kapazität Bedarf Ladezustand 1 20 kWh 0 kWh 100% 2 40 kWh 10 kWh 75% 3 60 kWh 20 kWh 67% 4 60 kWh 20 kWh 67% 5 60 kWh 40 kWh 33% Now vehicle 5 continues to be charged because its state of charge is less than 50%. Since there are exactly three candidates with 50%, there is no need for a selection process over the lifetime. Again, the valves (circuit breaker) of the vehicles 1, 2, 4 and 5 are open and each 10 kWh flow into the batteries. 10:00 a.m Pillar: capacity requirement SOC 1 20 kWh 0 kWh 100% 2 40 kWh 10 kWh 75% 3 60 kWh 20 kWh 67% 4 60 kWh 20 kWh 67% 5 60 kWh 40 kWh 33%

Da das Auto 1 nun geladen ist können die restlichen vollgetankt werden. Optional erhält der Fahrer des Autos Nr. 1 eine Meldung auf sein Handy, beispielsweise per SMS oder über die o. g. Tank-App, dass sein Auto betankt ist und dass er es Parken kann (unter der Annahme, dass nicht jeder Parkplatz eines Elektrofahrzeuges mit einem Ladeport ausgestattet und keine Rückspeisung avisiert ist).Since the car 1 is now loaded, the rest can be filled up. Optionally, the driver of the car no. 1 receives a message on his mobile phone, for example by SMS or via the o. G. Tank app that his car is fueled and that he can park it (assuming that not every car park of an electric vehicle is equipped with a charging port and no feedback is advised).

Verallgemeinert man dies, so wird für in festen Intervallen wie oben beschrieben ein Bedarfsplan für die zu betankenden Fahrzeuge erstellt. Unter vorgebbaren Regeln wird dann gemäß vorgebbarer Optimierungsfunktionen für den jeweiligen Zeitpunkt oder Intervall ein Plan für die Zustände der Leistungsventile der Tanksäulen erstellt.Generalizing this, a demand plan for the vehicles to be refueled is prepared for at fixed intervals as described above. Under specifiable rules, a plan is then drawn up for the states of the service valves of the gas pumps in accordance with predefinable optimization functions for the respective time or interval.

Berücksichtigt man bei der Erstellung des Bedarfsplanes noch die Kennlinien der Batterien, so erhält man die Abhängigkeit der Leistungsaufnahme vom bereits vorliegenden Ladezustand und kann so die über die Zeit zur Verfügung stehende Leistung effizienter einsetzen.Taking into account the characteristics of the batteries in the preparation of the demand plan, one obtains the dependence of the power consumption of the already existing state of charge and can thus use the available power over time more efficient.

Vorzeitiger AbbruchPremature termination

Zur vollständigen Beschreibung betrachten wir noch den Fall, dass während des Tankvorganges „der Stecker gezogen wird”, der Ladevorgang auf sonstige Weise manuell unterbrochen wird oder dass die Batterie vor dem errechneten Zeitpunk voll ist und das Onboard-Batteriemanagement abschaltet. Wie oben beschrieben verfügt jede Tanksäule über eine Leistungsmessung. Diese übermittelt kontinuierlich oder periodisch die Leistung, welche an die Batterie übertragen wird. Ist die gemessene Leistung für ein definiertes Zeitintervall Null, so geht das Energiemanagement davon aus, dass kein Ladevorgang mehr durchgeführt wird und stößt eine Aktualisierung des Bedarfs und der Berechnung eines neuen Energieverteilungsplan an. Verfügt das Fahrzeug über die Möglichkeit, automatisch den Ladezustand seiner Batterie an das Energiemanagement 3000 zu übermitteln, so wird dieser in definierten Zeitabständen übertragen. Das Energiemanagement gleicht den Ladezustand der Batterie mit dem theoretischen Zustand gemäß Energieverteilungsplan ab. Für den Fall einer Abweichung (dass beispielsweise die Batterie laut Energieverteilungsplans voll sein sollte, dies aber nicht dem gemessenen Ladezustand entspricht), wird ein neuer Energieverteilungsplan berechnet. Dadurch wird die fehlende Menge nachgetankt.For a complete description, let us also consider the case that during the refueling process "the plug is pulled", the charging process is otherwise interrupted manually or that the battery is full before the calculated time and switches off the onboard battery management. As described above, each fuel pump has a power measurement. This transmits continuously or periodically the power which is transmitted to the battery. If the measured power is zero for a defined time interval, the power management assumes that charging is stopped and triggers an update of the demand and calculation of a new power distribution plan. If the vehicle has the option of automatically charging its battery to the energy management system 3000 to transmit, so this is transmitted in defined time intervals. The energy management balances the state of charge of the battery with the theoretical state according to the energy distribution plan. In the event of a deviation (for example, the battery should be full according to the energy distribution plan, but this does not correspond to the measured state of charge), a new energy distribution plan is calculated. As a result, the missing amount is refueled.

Geo-Lokalisierung und proaktives EnergiemanagementGeo-localization and proactive energy management

Über die Onboard-Kommunikationseinrichtung des Fahrzeuges oder das Smartphone des Fahrers kann das Fahrzeug per GPS oder Gallileo oder die Funk- oder WLAN-Zelle oder einen anderen Location Based Service lokalisiert werden. Die oben genannte Tank-App kann mittels der Lokalisierung erkennen, wenn sich das Fahrzeug der Tankstelle nähert. Durch Kommunikation zwischen Ladestand und Ladebedarf des Fahrzeuges mit der Information, ob die Tankstelle über freie Stellplätze und/oder Ladekapazitäten verfügt, kann sie ein prognostisches Energiemanagement durchführen. Insbesondere kann sie dem Fahrer eines noch nicht angeschlossenen Fahrzeuges mitteilen, ob eine Ladesäule frei ist oder wann eine frei wird. Der Ladezustand sowie der Energiebedarf des avisierten Fahrzeuges werden kann im Energiemanagement der Tankstelle gespeichert und dort in die aktuelle Energie- und Leistungsbedarfsplanung für alle an die Tankstelle angeschlossenen Fahrzeuge aufgenommen.Via the onboard communication device of the vehicle or the smartphone of the driver, the vehicle can be located by GPS or Gallileo or the radio or WLAN cell or another location-based service. The above-mentioned tank app can detect by localization as the vehicle approaches the gas station. By communicating between charge status and charging requirements of the vehicle with the information whether the gas station has free parking spaces and / or charging capacities, it can carry out a prognostic energy management. In particular, it can tell the driver of a not yet connected vehicle whether a charging station is free or when one is free. The state of charge and the energy demand of the notified vehicle can be stored in the energy management of the gas station and included there in the current energy and power demand planning for all connected to the gas station vehicles.

Einspeisungfeed

8 zeigt eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein sogenanntes „Smart Grid” (intelligentes Stromnetz). Bei dieser Ausgestaltung kann das Versorgungsnetz auch die Rolle eines Verbrauchers annehmen, und die Energieverbraucher bzw. Energiespeicher bei einem lokalen Verbraucher können die Rolle eines Versorgers annehmen. Zwar wird im Allgemeinen auch bei einem Smart Grid der Energiefluss überwiegend von einem elektrischen Energieerzeuger (beispielsweise einem Kraftwerk) zu den an das Netz angeschlossenen Verbrauchern erfolgen, jedoch kann in besonderen Situationen einer der „Verbraucher”, beispielsweise eine Pufferbatterie in einem Privathaus oder einem Industrieunternehmen, oder auch eine die Batterie eines oder mehrer Elektrofahrzeuge, die Rolle eines Energieversorgers übernehmen, wenn beispielsweise ein Kraftwerk ausfällt oder eine Überlastung droht oder das Kraftwerk nicht den aktuellen Bedarf decken kann. Manche Kraftwerke, wie zum Beispiel Pumpspeicherwerke, sind sogar ausdrücklich dafür ausgelegt, sowohl als Energieerzeuger und -Lieferant als auch als Energieverbraucher zur Zwischenspeicherung überschüssiger elektrischer Energie zu fungieren. Wenn also beispielsweise in einem lokalen Bereich (beispielsweise einer „Elektro-Tankstelle”) mehrere geladene Fahrzeugbatterien ausreichend oder voll geladen sind, ohne dass die Fahrzeuge aktuell oder in absehbarer Zeit benötigt werden, gleichzeitig jedoch an anderer Stelle aktuell eine größerer Strom- bzw. Energiebedarf besteht als er durch das zugeordnete Kraftwerk des Versorgungsnetzes gedeckt werden kann, so ist es in einem solchen System möglich, zusätzlichen Strom von einem lokalen Netz („Elektro-Tankstelle”) in das Versorgungsnetz zurück zu liefern, um den entsprechenden Bedarf zu decken. Es werden daher die Rollen von lokalem (Verbrauchs-)Netz und übergeordnetem (Versorgungs-)Netz getauscht. Daher wird ein solches System auch als „symmetrisches Netz” bezeichnet. 8th shows a particular embodiment of the method according to the invention for a so-called "smart grid" (smart grid). In this embodiment, the supply network can also assume the role of a consumer, and the energy consumer or energy storage at a local consumer can assume the role of a utility. Although, in general, even in the case of a smart grid, the energy flow will be predominantly from an electrical energy generator (for example a power plant) to the consumers connected to the grid, however, in special situations one of the "consumers", for example a backup battery in a private house or an industrial enterprise , Or a battery of one or more electric vehicles, take over the role of an energy supplier, for example, if a power plant fails or threatens an overload or the power plant can not meet current needs. Some power plants, such as pumped storage plants, are even explicit designed to act both as an energy producer and supplier and as an energy consumer for intermediate storage of surplus electrical energy. If, for example, in a local area (for example, an "electric filling station"), several charged vehicle batteries are sufficiently or fully charged without the vehicles being needed at present or in the foreseeable future, but at the same time, at another location, a greater current or energy requirement in such a system it is possible to supply additional electricity from a local network ("electric filling station") back into the supply network to meet the corresponding demand. Therefore, the roles of local (consumption) network and superordinate (supply) network are exchanged. Therefore, such a system is also called a "symmetric network".

8 zeigt die vier typischen Ausprägungsformen angeschlossener Vorrichtungen, die sowohl Erzeuger als auch Verbraucher darstellen: Elektrofahrzeuge können ihre lokalen Traktionsbatterien laden und im Falle der sog. fortgeschrittenen Netzintegration die gespeicherte Energie auch wieder rückspeisen. Optionale elektrische Eigenproduktion der Elektro-Tankstelle, beispielsweise in Form einer Überdachung der Standplätze mit Photovoltaik liefert Energie, kann aber im Falle von „Rückheizung” zum Abtauen im Winter auch einen Energieverbraucher darstellen. Der lokale Energiespeicher der Tankstelle kann unabhängig von seiner Ausführungsform Energie liefern und abnehmen. Und das angeschlossene übergeordnete Versorgungsnetz kann in gleicher Form Strom liefern und abnehmen. – Es versteht sich, dass jede dieser Formen von Verbrauchern/Erzeugern mehrfach vorkommen kann, einschließlich des übergeordneten Netzes. 8th shows the four typical forms of connected devices that represent both producers and consumers: electric vehicles can charge their local traction batteries and, in the case of so-called advanced grid integration, also regenerate the stored energy. Optional electrical self-production of the electric filling station, for example in the form of a roofing of the stands with photovoltaic provides energy, but can also represent an energy consumer in the case of "back-heating" for defrosting in winter. The local energy storage of the gas station can deliver and reduce energy regardless of its embodiment. And the connected superordinate supply network can deliver and reduce power in the same way. - It is understood that each of these forms of consumers / producers may occur multiple times, including the parent network.

Das Schema der 8 hat deshalb eine bezüglich „Verbraucher” und „Versorger” völlig symmetrische Grundform: Alle Anschlüsse 1000 zu den (externen) angeschlossenen elektrischen Vorrichtungen bzw. Anschlüsse 0000 sind von derselben Form: Jeder Anschluss 0000 kann sowohl Erzeuger als auch Verbraucher elektrischer Energie sein. Das Energiemanagement 3000 steuert und regelt die Einhaltung der einzelnen anschlussspezifischen Anforderungen sowie der Stabilitätsanforderungen des Gesamtsystems indem es über das lokale Kommunikationsnetz 2200 die Leistungsventile 1100 der Anschlüsse steuert und über das lokale Leistungsnetz die Energie zwischen den Ventilen transportiert.The scheme of 8th Therefore has a respect to "consumers" and "utilities" completely symmetrical basic form: All connections 1000 to the (external) connected electrical devices or connections 0000 are of the same shape: each connection 0000 Both producers and consumers can be electrical energy. The energy management 3000 controls and regulates compliance with the individual connection-specific requirements as well as the stability requirements of the entire system by means of the local communication network 2200 the power valves 1100 controls the connections and transports the energy between the valves via the local power network.

Die spezifischen Charakteristika und Anforderungen dieser Verbraucher/Erzeuger lassen sich über Steuerungsparameter ausdrücken; beispielsweise in Form von Regeln. Diese Regeln können sowohl technische als auch wirtschaftliche Steuerparameter ausdrücken, das ist von Verfahren und Vorrichtung gleichermaßen abgedeckt.The specific characteristics and requirements of these consumers / producers can be expressed by means of control parameters; for example in the form of rules. These rules can express both technical and economic control parameters, which is equally covered by method and device.

Das Energiemanagement/Steuereinheit 3000 steuert über die Steuereinheiten 1200 die Leistungsventile/Schaltelemente 1100 in allen Anschlüssen 1000 derart, dass die Anforderungen aller angeschlossenen Vorrichtungen 0000 und die Anforderungen des Gesamtsystems (beispielsweise an Betriebsstabilität) erfüllt und gleichzeitig einer ebenfalls in Steuerparametern ausgedrückte Optimierungsfunktion entsprochen wird. Die Leistungsventile/Schaltelemente 1100 können beispielsweise als regelbare Stromrichter oder als steuerbare Relais-Schalter ausgeführt sein; die angemessene Ausführungsform folgt den Anforderungen des angeschlossenen Verbrauchers/Erzeugers 0000.The energy management / control unit 3000 controls via the control units 1200 the power valves / switching elements 1100 in all connections 1000 such that the requirements of all connected devices 0000 and satisfies the requirements of the overall system (for example, operational stability) while at the same time meeting an optimization function also expressed in control parameters. The power valves / switching elements 1100 For example, they can be designed as controllable power converters or as controllable relay switches; the appropriate embodiment follows the requirements of the connected consumer / generator 0000 ,

Die Rückspeicherung von elektrischer Energie in das Versorgungsnetz wird nachstehend anhand eines Beispiels erläutert.The recovery of electrical energy into the utility grid will be explained below by way of example.

Neben dem Fall der Betankung betrachten wir jetzt den Anwendungsfall, dass aus den Batterien der angeschlossenen Fahrzeugen elektrische Energie in das Versorgungsnetz zurück gespeist wird (sog. „fortgeschrittene Netzintegration” mit „Rückspeisung”) bzw. zur Betankung anderer angeschlossener Fahrzeuge verwendet wird. Für diesen Fall das aus den Energiespeichern Strom eingespeist wird, wird das an das lokale Netz angeschlossene Versorgungsnetz als Verbraucher angesehen.In addition to the case of refueling, we now consider the use case that from the batteries of the connected vehicles electrical energy is fed back into the supply network (so-called "advanced grid integration" with "backfeed") or used to refuel other connected vehicles. In this case, the current from the energy storage is fed, the network connected to the local network is considered a consumer.

Im Rahmen der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Tankstelle kann über den Fahrer oder automatisch aufgrund hinterlegter Regeln („Policies”) festgelegt werden, unter welchen Bedingungen Energie aus der Batterie entnommen werden darf. Solche Kriterien können der Ladezustand der Batterie und die Einspeisevergütung sein. Aufgrund dieser Informationen und der Anforderungen des übergeordneten Versorgers wie Einspeisemenge und Einspeisevergütung, die zeitlich variieren können, ermittelt das Energiemanagementsystem oder die Steuereinrichtung, welches Fahrzeug wann und im welchem Umfang Energie einspeisen soll. Damit wird die zulässige Gesamtleistung die Netz fließen soll fest gelegt. Analog zum Lastgang wird der Versorger eine größere Einspeisung als die vertragliche vereinbarte mit wirtschaftlichen Auflagen versehen da diese zu Instabilität des Netzes führen können. Auch muss dafür Sorge getragen werden das die physikalischen Leistungsgrenzen des Netzes bei der Einspeisung nicht überschritten werden. Im Fall der Einspeisung wird das übergeordnete Versorgungsnetz ein Energieverbraucher an den Energie abgegeben wird. Analog zum Anwendungsfall der Betankung wird für den Einspeisungsfall wieder ein Energieverteilungsplan erstellt. Dieser legt fest wann welcher Energiespeicher wie lange welche Energie in das lokale Netz einspeisen kann. Dies erfolgt in der selben Art und Weise und mit dem selben Verfahren und der selben Vorrichtung wie bei dem Anwendungsfall des Ladens/Betankens unter den selben Kriterien. Ganz analog zum Betankungsfall werden bei der Erstellung des Energieverteilungsplanes verschiedene Rand- und Optimierungsbedingungen berücksichtigt. Diese können sein das ein angeschlossenes Fahrzeug in Abhängigkeit seines Ladezustandes und des Einspeisungspreises Energie zur Verfügung stellt.As part of the communication between the vehicle and the gas station can be determined by the driver or automatically based on stored rules ("policies"), under which conditions energy may be removed from the battery. Such criteria may be the state of charge of the battery and the feed-in tariff. On the basis of this information and the requirements of the superordinate supplier such as feed-in quantity and feed-in remuneration, which can vary over time, the energy management system or the control device determines which vehicle should feed energy when and to what extent. Thus, the permissible total power the network flow is set firmly. Analogous to the load profile, the supplier is provided with a larger feed-in than the contractually agreed with economic conditions as these can lead to instability of the network. It must also be ensured that the physical performance limits of the network are not exceeded during the feed-in. In the case of the feed the higher-level supply network is an energy consumer to the energy is released. Analogous to the application of refueling, an energy distribution plan is created again for the feed-in case. This determines when and which energy storage how long which energy can feed into the local network. This is done in the same way and with the same method and the same device as in the case of loading / refueling under the same criteria. Similar to the refueling case, different boundary and optimization conditions are taken into account when creating the energy distribution plan. These can be that a connected vehicle provides energy depending on its state of charge and the feed-in price.

Betrachten wir noch den Fall, dass an einer Ladestation Energie eingespeist werden kann und an anderen Stationen Energiespeicher geladen werden sollen. Liegen die Bedingungen für eine Einspeisung vor, so wird dies im Energieverteilungsplan berücksichtigt und die Steuereinheit wird das Schaltelement der betreffenden Ladestation so schalten, dass die Energie in das lokale Netze eingespeist wird und eine entsprechend geringere Energie vom übergeordneten Versorgungsnetz zur Betankung der Fahrzeuge benötigt wird. Für den Fall, dass die im lokalen Netz eingespeiste Energie ausreicht um den Ladebedarf im lokalen Netz zu decken, wird das Schaltelement zum Versorgungsnetz dieses abschalten.Consider the case where energy can be fed into a charging station and energy storage is to be charged at other stations. If the conditions for an infeed are present, this is taken into account in the energy distribution plan and the control unit will switch the switching element of the relevant charging station in such a way that the energy is fed into the local grid and a correspondingly lower energy is required by the superordinate supply network for refueling the vehicles. In the event that the energy supplied in the local network is sufficient to cover the charging requirement in the local network, the switching element to the supply network will switch this off.

Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings and dependent claims, even though they have been specifically described only in connection with certain further features, both individually and can be combined in any combination with other features or feature groups disclosed herein, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features and the emphasis on the independence of the individual characteristics of each other is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009003173 [0034] DE 102009003173 [0034]

Claims (27)

Verfahren zur elektrischen Energieverteilung auf mehrere Energieverbraucher (0000) in einem lokalen Netz (2000), von denen mindestens einer eine Station zum Laden des Energiespeichers und/oder der Entnahme von Energie aus dem Energiespeicher mindestens eines Fahrzeuges ist, wobei für das lokale Netz eine begrenzte maximale Leistung von einem übergeordneten Versorgungsnetz (4000) zur Verfügung gestellt wird und/oder in dieses eingespeist werden kann und das lokale Netz mehrere interne Anschlüsse aufweist, wobei die Anschlusswerte aller Verbraucher (0000) an den internen Anschlüssen des lokalen Netzes in der Summe die für das lokale Netz (2000) verfügbare maximale Leistung übersteigen, dadurch gekennzeichnet, dass an bzw. hinter der Schnittstelle zu dem Versorgungsnetz in dem lokalen Netz eine intelligente Steuereinrichtung (3000) mit einem Steuereingang und mindestens einem Steuerausgang vorgesehen ist, welche auf Basis mindestens vorgebbaren Steuerparameters die Energiezufuhr zu den Anschlüssen und/oder die Energieabgabe über die Anschlüsse des lokalen Netzes nach einem vorgebbaren Energieverteilungsplan derart ein- und abschaltet oder begrenzt, dass die Summe der an den einzelnen Anschlüssen des lokalen Netzes bereitgestellten Leistungen die verfügbare und/oder einspeisbare maximale Leistung nicht überschreitet, wobei mindestens ein vorgebbarer Steuerparameter dem Energiebedarf des zu ladenden Energiespeichers des mindestens einen Fahrzeuges entspricht.Method for distributing electrical energy among a plurality of energy consumers ( 0000 ) in a local network ( 2000 ), of which at least one is a station for charging the energy storage and / or the removal of energy from the energy storage of at least one vehicle, wherein for the local network limited maximum power from a parent supply network ( 4000 ) and / or can be fed into it, and the local network has several internal connections, the connection values of all consumers ( 0000 ) at the internal connections of the local network in the sum of those for the local network ( 2000 ) exceed maximum available power, characterized in that at or behind the interface to the supply network in the local area network, an intelligent control device ( 3000 ) is provided with a control input and at least one control output, which on the basis of at least predetermined control parameter, the energy supply to the terminals and / or the energy output via the terminals of the local network according to a predetermined power distribution plan so on and off or limited that the sum of the individual connections of the local network provided services do not exceed the available and / or feed maximum power, at least one predetermined control parameter corresponds to the energy consumption of the energy storage of the at least one vehicle to be charged. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Energieverteilungsplans auf Basis der jeweils aktuellen Steuerparameter automatisch erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the determination of the power distribution plan based on the respective current control parameters is carried out automatically. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für das lokale Netz maximal verfügbare Leistung durch den Auslösegrenzwert einer oder mehrere Hauptsicherungen und die Spannung des Versorgungsnetzes gegeben ist, wobei für den Fall, dass die Summe der Bedarfsströme der Verbraucher den Auslösegrenzwert der Hauptsicherung(en) überschreitet, der Energieverteilungsplan einen zeitlich konstanten Gesamtstrom vorsieht, der kleiner als der Auslösegrenzwert der Hauptsicherung(en).A method according to claim 1 or 2, characterized in that the maximum available power for the local network is given by the tripping limit of one or more main fuses and the voltage of the supply network, wherein in the event that the sum of the demand currents of the consumer the tripping limit of the main fuse (s), the energy distribution plan provides a constant total current that is less than the trip limit of the main fuse (s). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtenergiezufuhr und/oder Gesamtenergieeinspeisung des Energieverteilungsplans zeitlich in Abhängigkeit von zeitlich variablen Energiekosten und/oder von zeitlich variablen Einspeisekosten variiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the total energy supply and / or total energy input of the energy distribution plan varies over time as a function of time-variable energy costs and / or time-variable feed-in costs. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den individuell schaltbaren Verbrauchern variable Prioritätsstufen zugeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the individually switchable consumers are assigned variable priority levels. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schalteinrichtungen die einzelnen Verbraucher nach einem Timesharing-Verfahren mit Strom versorgen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that switching devices supply the individual consumers with a time-sharing method with power. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen für die einzelnen Verbrauchern individuell begrenzte Ströme durch Begrenzung der mittleren Spannung an den Verbraucheranschlüssen zuführen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the switching devices for the individual consumers supply individually limited currents by limiting the average voltage to the load terminals. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsbegrenzung durch Zeitanschnitt der Versorgungsspannung erfolgtMethod according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage limitation is effected by time-division of the supply voltage Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieverteilungsplan mindestens teilweise auf Basis eines oder mehrerer für einen oder mehrere Verbraucher zu oder vor Beginn der Stromversorgung des Verbrauchers von diesem unmittelbar über den elektrischen Anschluss erfasste oder von einer externen Quelle über einen getrennten Kommunikationskanal kommunizierte Steuerparameter erstellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the energy distribution plan at least partially based on one or more for one or more consumers to or before the power supply of the consumer of the latter directly via the electrical connection detected or from an external source via a separate communication channel communicated control parameters is created. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerparameter eine minimale gewünschte Gesamtenergiemenge und/oder maximale Versorgungszeit umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control parameters comprise a minimum desired total energy amount and / or maximum supply time. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemäß Energieverteilungsplan avisierte Stromverlauf und die avisierte Versorgungsdauer sowie die in dieser Zeit zugeführte Energiemenge für mindestens einen Verbraucher über eine externe Kommunikationseinrichtung (2200) ausgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the course of energy advised in accordance with the energy distribution plan and the advised supply duration and the amount of energy supplied in this time for at least one consumer via an external communication device ( 2200 ) is output. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation mit einer Zentrale oder einem intelligenten Netzknoten über eine für Menschen bedienbare und erfassbare Ein-/Ausgabeschnittstelle erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the communication with a central office or an intelligent network node via a human-operable and detectable input / output interface. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erstellung eines Energieverteilungsplanes erforderlichen Daten mindestens teilweise durch automatische Erfassung der entsprechenden Verbraucherkennwerte erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the data required for generating an energy distribution plan is at least partially carried out by automatic detection of the corresponding consumer parameters. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom über einen Anschluss oder eine Gruppe von Anschlüssen auf einen Wert unterhalb eines Auslösegrenzwertes einer individuellen Sicherung für diesen Anschluss bzw. die betreffende Gruppe von Anschlüssen begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current is limited via a terminal or a group of terminals to a value below a tripping limit value of an individual fuse for this terminal or the relevant group of terminals. Vorrichtung zur Stromverteilung auf mehrere elektrische Energieverbraucher in einem lokalen Netz, wobei mindestens einer der Energieverbraucher eine Ladestation und/oder Einspeisestation für den Energiespeicher mindestens eines Fahrzeuges ist und wobei für das lokale Netz eine begrenzte maximale Leistung von einem übergeordneten Versorgungsnetz zur Verfügung gestellt wird und/oder in dieses eingespeist werden kann und das lokale Netz mehrere interne Anschlüsse für die Energieverbraucher aufweist, wobei die Anschlusswerte aller Verbraucher des lokalen Netzes in ihrer Summe die verfügbare maximale Leistung übersteigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine intelligente Steuereinrichtung umfasst, die mit mindestens einer Schalteinrichtung zusammenwirkt, welche an bzw. hinter der Schnittstelle zu dem Versorgungsnetz in dem lokalen Netz angeordnet ist wobei die Steuereinrichtung einen Steuereingang und mindestens einen Steuerausgang aufweist und derart angeschlossen und steuerbar ist, dass sie auf Basis mindestens eines vorgebbaren Steuerparameters über die mindestens eine Schalteinrichtung die Energiezufuhr oder die Energieeinspeisung zu oder von den Anschlüssen des lokalen Netzes ein- und abschaltet oder begrenzt, so dass die Summe der über die einzelnen Anschlüsse zur Verfügung gestellten elektrischen Leistungen des lokalen Netzes die für das lokale Netz maximal verfügbare oder einspeisbare Gesamtleistung nicht überschreitet.Device for power distribution to a plurality of electrical energy consumers in a local area network, wherein at least one of the energy consumers is a charging station and / or feed station for the energy storage of at least one vehicle and wherein for the local network a limited maximum power is provided by a superordinate supply network and / / or can be fed into this and the local network has a plurality of internal connections for the energy consumers, wherein the connected loads of all consumers of the local network in their sum exceed the available maximum power, characterized in that the device comprises an intelligent control device having at least one Switching device cooperates, which is arranged at or behind the interface to the supply network in the local network, wherein the control device has a control input and at least one control output and connected and is controllable that on the basis of at least one predetermined control parameter via the at least one switching device, the energy supply or the power supply to or from the terminals of the local network on and off or limited, so that the sum of the electrical connections made available via the individual connections of the local network does not exceed the maximum available or injectable total power for the local network. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie Strommesseinrichtungen für individuell schaltbare Anschlussgruppen aufweist.Apparatus according to claim 15, characterized in that it comprises current measuring devices for individually switchable terminal groups. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das lokale Netz über eine oder mehrere Hauptsicherungen mit dem Versorgungsnetz verbunden ist, welche durch ihren Auslösegrenzwert die verfügbare maximale Gesamtleistung definiert bzw. definieren.Device according to one of Claims 15 or 16, characterized in that the local network is connected to the supply network via one or more main fuses, which define or define the available maximum total power by means of their tripping limit value. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die sie Einrichtungen zur Messung des gesamten Verbraucherwiderstandes der über eine individuelle Sicherung oder Sicherungsgruppe abgesicherten Gruppe von Verbrauchern umfasst.Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that it comprises means for measuring the total load resistance of the group of consumers protected by an individual fuse or fuse group. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung Leistungselektronik ansteuert, welche die Stromzufuhr zu einzelnen Verbrauchern oder Gruppen von Verbrauchern schaltet und/oder begrenzt.Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the control device controls power electronics, which switches the power supply to individual consumers or groups of consumers and / or limited. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine zentrale Einrichtung ist.Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the control device is a central device. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schalteinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils einen Prozessor aufweisen, wobei diese Prozessoren ein peer-to-peer-Netzwerk bilden.Device according to one of claims 15 to 20, characterized in that a plurality of switching devices are provided, each having a processor, these processors form a peer-to-peer network. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Anschlüsse des lokalen Netzes ein Batteriemanagementsystem aufweist.Device according to one of claims 15 to 21, characterized in that at least one terminals of the local area network comprises a battery management system. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Erfassung des Ladezustandes einer Speicherbatterie umfasst.Device according to one of claims 15 to 22, characterized in that it comprises means for detecting the state of charge of a storage battery. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass je einer der Anschlüsse oder eine der Gruppen von Anschlüssen des lokalen Netzes eine individuelle Sicherung aufweist.Device according to one of claims 15 to 23, characterized in that each one of the terminals or one of the groups of terminals of the local area network has an individual fuse. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsnetz ein Smart Grid ist, welches elektrische Energie in Form definierter Energiepakete für das lokale Netz bereitstellt. Device according to one of claims 15 to 24, characterized in that the supply network is a smart grid, which provides electrical energy in the form of defined energy packets for the local network. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Tankroboter aufweist, welcher nach Positionierung eines Fahrzeuges an einer Lade-/Entladestation den elektrischen Anschluss des Fahrzeuges automatisch mit einem dazu kompatiblen elektrischen Anschlusselement des lokalen Netzes verbindet.Device according to one of claims 15 to 25, characterized in that it comprises a tank robot, which automatically connects the electrical connection of the vehicle with a compatible electrical connection element of the local network after positioning a vehicle at a loading / unloading station. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie bezüglich des Energieflusses zwischen Versorgungsnetz und lokalem Netz symmetrisch aufgebaut ist.Device according to one of claims 15 to 25, characterized in that it is constructed symmetrically with respect to the energy flow between the supply network and the local network.
DE102010002237A 2010-02-23 2010-02-23 Method and device for electrical power distribution Withdrawn DE102010002237A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010002237A DE102010002237A1 (en) 2010-02-23 2010-02-23 Method and device for electrical power distribution
PCT/EP2011/052577 WO2011104219A2 (en) 2010-02-23 2011-02-22 Power distribution method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010002237A DE102010002237A1 (en) 2010-02-23 2010-02-23 Method and device for electrical power distribution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010002237A1 true DE102010002237A1 (en) 2011-08-25

Family

ID=44356506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010002237A Withdrawn DE102010002237A1 (en) 2010-02-23 2010-02-23 Method and device for electrical power distribution

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010002237A1 (en)
WO (1) WO2011104219A2 (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011083065A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Method for charging energy storage device mounted in electric vehicle, involves prioritizing the test information transmitted to charging system and controlling the charging process by charging stations, based on priority information
WO2014019600A1 (en) 2012-07-30 2014-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Devices and methods for managing at least one parking space with a charging function for electric vehicles
DE102012215374A1 (en) * 2012-08-30 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reload function when not starting
EP2752810A4 (en) * 2011-09-16 2015-12-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Charging stand management system, control method, and program
DE102014214613A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh A method for charging an energy storage of a vehicle and a charging station
DE102015213224A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging current fuse
WO2018001842A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and control unit for stabilizing a supply network
DE102017108562A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Wobben Properties Gmbh Charging station for charging a plurality of electric vehicles, in particular electric automobiles
DE102017207281A1 (en) * 2017-04-28 2018-10-31 CARALUX LED-Technologies GmbH Method and charging device for timing the charging of several electrical consumers connected to a distribution network strand and the integration of at least two charging stations in the distribution network strand
DE102017211148A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 Audi Ag Method for coordinating charging processes of a plurality of electrically driven motor vehicles and control device for carrying out the method
WO2019042866A1 (en) * 2017-09-04 2019-03-07 Hochschule Osnabrück Charging point, arrangement comprising multiple such charging points, and method for operating such a charging point
WO2019207070A1 (en) 2018-04-25 2019-10-31 Egs Entwicklungs- Und Forschungs- Gmbh Digital access system for vehicles for loading operations controlled from outside
WO2019207068A1 (en) 2018-04-25 2019-10-31 Egs Entwicklungs- Und Forschungs- Gmbh Energy store with controller for refuelling station
DE102019111043A1 (en) * 2019-04-29 2020-10-29 Innogy Se Method for charging an energy store of a motor vehicle with a charging station
US10862306B2 (en) 2017-10-05 2020-12-08 Audi Ag Energy supply device to supply electrical energy for at least one terminal device and method for operating an energy supply device
DE102019214768A1 (en) * 2019-09-26 2021-04-01 Vitesco Technologies GmbH Method and device for using free network capacities for charging electric vehicles
EP4005858A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-01 Wobben Properties GmbH Method for controlling an exchange between a charging structure and an electrical supply network
DE102016214525B4 (en) 2016-08-05 2023-05-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Identifying flexible individual load profiles

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8981718B2 (en) 2012-05-25 2015-03-17 Nissan North America, Inc. Serial multi-vehicle quick charge station
EP2797197A1 (en) * 2014-04-04 2014-10-29 ABB Technology AG Control device for an energy distribution system and method for controlling an energy distribution system
US11026186B2 (en) * 2017-10-27 2021-06-01 Qualcomm Incorporated Power control for concurrent reception
CN109378879B (en) * 2018-11-28 2024-04-26 北京动力源科技股份有限公司 Charging station power control method and system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69523456T2 (en) * 1994-07-06 2002-07-11 Norvik Traction Inc UNIVERSAL CHARGING STATION AND METHOD FOR CHARGING BATTERIES FOR ELECTRIC VEHICLES
DE102009003173A1 (en) 2009-05-15 2010-11-18 Gip Ag Method and device for directionally transmitting electrical energy in an electrical supply network

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08116626A (en) * 1994-10-17 1996-05-07 Nissan Motor Co Ltd Battery charging system
DE20013399U1 (en) * 2000-08-03 2000-11-02 Chai Wellmon Charging station for electrically powered vehicles
US20090043520A1 (en) * 2006-08-10 2009-02-12 V2Green, Inc. User Interface and User Control in a Power Aggregation System for Distributed Electric Resources
US8736224B2 (en) * 2007-03-09 2014-05-27 Ford Global Technologies, Llc Charging a battery using a circuit having shared loads
JP4333798B2 (en) * 2007-11-30 2009-09-16 トヨタ自動車株式会社 Charge control device and charge control method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69523456T2 (en) * 1994-07-06 2002-07-11 Norvik Traction Inc UNIVERSAL CHARGING STATION AND METHOD FOR CHARGING BATTERIES FOR ELECTRIC VEHICLES
DE102009003173A1 (en) 2009-05-15 2010-11-18 Gip Ag Method and device for directionally transmitting electrical energy in an electrical supply network

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ENGEL;T.:Herausforderung Stromtankstelle;DGS,Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V.;Dortmund 26.06.2008.URL:(abgerufen am 25.01.2011) s.ganzes Dokument *
ENGEL;T.:Herausforderung Stromtankstelle;DGS,Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V.;Dortmund 26.06.2008.URL:<http://www.energieregion.nrw.de/_database/_data/datainfopool/080626_0930-Engel.pdf>(abgerufen am 25.01.2011) s.ganzes Dokument

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2752810A4 (en) * 2011-09-16 2015-12-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Charging stand management system, control method, and program
DE102011083065A1 (en) * 2011-09-20 2013-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Method for charging energy storage device mounted in electric vehicle, involves prioritizing the test information transmitted to charging system and controlling the charging process by charging stations, based on priority information
WO2014019600A1 (en) 2012-07-30 2014-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Devices and methods for managing at least one parking space with a charging function for electric vehicles
DE102012215374A1 (en) * 2012-08-30 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reload function when not starting
US10246035B2 (en) 2012-08-30 2019-04-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charge transfer function in the event of failed starting
DE102014214613A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Robert Bosch Gmbh A method for charging an energy storage of a vehicle and a charging station
DE102015213224A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging current fuse
WO2018001842A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and control unit for stabilizing a supply network
DE102016214525B4 (en) 2016-08-05 2023-05-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Identifying flexible individual load profiles
WO2018193097A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Wobben Properties Gmbh Charging station for charging multiple electric vehicles, in particular electric cars
DE102017108562A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Wobben Properties Gmbh Charging station for charging a plurality of electric vehicles, in particular electric automobiles
US11192465B2 (en) 2017-04-21 2021-12-07 Wobben Properties Gmbh Charging station for charging multiple electric vehicles, in particular electric cars
DE102017207281A1 (en) * 2017-04-28 2018-10-31 CARALUX LED-Technologies GmbH Method and charging device for timing the charging of several electrical consumers connected to a distribution network strand and the integration of at least two charging stations in the distribution network strand
DE102017211148A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 Audi Ag Method for coordinating charging processes of a plurality of electrically driven motor vehicles and control device for carrying out the method
WO2019042866A1 (en) * 2017-09-04 2019-03-07 Hochschule Osnabrück Charging point, arrangement comprising multiple such charging points, and method for operating such a charging point
US10862306B2 (en) 2017-10-05 2020-12-08 Audi Ag Energy supply device to supply electrical energy for at least one terminal device and method for operating an energy supply device
WO2019207068A1 (en) 2018-04-25 2019-10-31 Egs Entwicklungs- Und Forschungs- Gmbh Energy store with controller for refuelling station
WO2019207070A1 (en) 2018-04-25 2019-10-31 Egs Entwicklungs- Und Forschungs- Gmbh Digital access system for vehicles for loading operations controlled from outside
DE102019111043A1 (en) * 2019-04-29 2020-10-29 Innogy Se Method for charging an energy store of a motor vehicle with a charging station
DE102019214768A1 (en) * 2019-09-26 2021-04-01 Vitesco Technologies GmbH Method and device for using free network capacities for charging electric vehicles
EP4005858A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-01 Wobben Properties GmbH Method for controlling an exchange between a charging structure and an electrical supply network
US11705733B2 (en) 2020-11-30 2023-07-18 Wobben Properties Gmbh Method for controlling an exchange power between a charging infrastructure and an electricity supply grid

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011104219A3 (en) 2012-09-13
WO2011104219A2 (en) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010002237A1 (en) Method and device for electrical power distribution
DE102016217162B4 (en) Charging system and method for controlling optimal charging processes
DE102010029743B4 (en) Smarter energy gateway for optimized energy flow control
DE112015006711B4 (en) V2G system and charge/discharge control method
EP2647522B1 (en) Electricity charging point with quick-charge stations
EP3927575B1 (en) Charging device for charging an electrical energy store of a motor vehicle, system and method for controlling a charging device
DE102012202465A1 (en) Power supply system for supplying electric current to e.g. house to charge battery of hybrid car, has storage device storing surplus of electric solar when amount of electricity is larger than amount of electric current consumed by load
EP3597474A1 (en) Charging system comprising at least one charging station and method for operating a charging system for charging electric vehicles
DE102013002078A1 (en) Method for charging battery of e.g. fully electrically driven vehicle, involves considering user requirements, boundary conditions and amount of electrical solar energy during determination and adjustment of loading profiles
EP2131469B1 (en) Method and system to control the power by which a battery is charged
DE102012105029A1 (en) Electric power supply system
DE102013216090A1 (en) A vehicle operating under renewable energy management system
DE112017001108T5 (en) Power system
DE102019215609A1 (en) Method and system for charging and load sharing
DE102009043380A1 (en) Charging control system for controlling unidirectional charging process of electrical vehicle, has charging control unit receiving predicted charging motion and controlling charging of battery in relation to unidirectional charging motion
DE102014213248B4 (en) Method and system for charging an energy storage device of a mobile energy consumer
EP3186870A1 (en) Mobile energy sources for buffering mains power and for providing power
DE102012202441A1 (en) Power supply system for controlling quantity of electricity in battery in hybrid car, has load controlling device controlling amount of electric current such that excess of current is provided back or made to flow to power supply system
DE102018202755A1 (en) Method and control device for adapting an electric power supply to an electrical power requirement in an electrical network
EP3532340B1 (en) Energy management system for a vehicle
DE202012101240U1 (en) Energy Management System
DE102012202688A1 (en) System for charging plug in vehicle, has web server to access power state information of user from communication unit and/or home data unit after receiving loading device information
AT516213B1 (en) Power system
DE102010036087A1 (en) Method for supplying electrical load i.e. lithium-ion battery, with electrical energy in electric car, involves partially transmitting electrical energy to electrical load that is supplied with energy without immediate loading of supply net
DE102014001535A1 (en) Optimized building services energy management system

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: WSL PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: WSL PATENTANWAELTE, 65185 WIESBADEN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GIP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: GIP AG, 55130 MAINZ, DE

Effective date: 20111007

R082 Change of representative

Representative=s name: WSL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT MBB, DE

Effective date: 20111007

Representative=s name: WSL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT, DE

Effective date: 20111007

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130903