DE102018201627A1

DE102018201627A1 - Energy management for a domestic appliance with rechargeable energy storage

Info

Publication number: DE102018201627A1
Application number: DE102018201627.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Wiederer; Michael Hohmann; Stefan Hassfurter
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-08-08

Abstract

Ein Hausgerät umfasst einen aufladbaren Energiespeicher. Ein Verfahren zur Energiesteuerung des Hausgeräts umfasst Schritte des Bestimmens einer freien Aufnahmekapazität des Energiespeichers; des Bestimmens, dass ein Bereitstellungsaufwand für Energie innerhalb eines bevorstehenden Zeitraums voraussichtlich sinkt; und des Verzögerns eines Aufladevorgangs des Energiespeichers.A household appliance comprises a rechargeable energy store. A method of power control of the home appliance includes steps of determining a free capacity of the energy storage; determining that an energy deployment effort is expected to decrease within an upcoming period; and delaying a recharge of the energy storage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hausgerät mit einem Energiespeicher. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung eines Aufladevorgangs für den Energiespeicher.The invention relates to a domestic appliance with an energy store. In particular, the invention relates to the control of a charging process for the energy storage.

Ein Hausgerät umfasst einen Energiespeicher, aus dem es Energie zur Durchführung einer vorbestimmten Aufgabe entnehmen kann. Beispielsweise kann das Hausgerät einen Staubsauger umfassen, der auf der Basis von Energie arbeitet, die in einem elektrischen Energiespeicher aufgenommen ist. Hat der Staubsauger einen Reinigungslauf beendet, so kann er sich zu einer Ladestation begeben.A domestic appliance comprises an energy store, from which it can take energy for carrying out a predetermined task. For example, the domestic appliance may include a vacuum cleaner operating on the basis of energy received in an electrical energy store. If the vacuum cleaner has finished a cleaning run, it can go to a charging station.

Üblicherweise wird der Energiespeicher immer dann aufgeladen, wenn er freie Kapazität aufweist und sich der Staubsauger an der Ladestation befindet. Dabei wird nicht berücksichtigt, dass elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers nicht immer gleich gut verfügbar ist. Das Aufladen erfolgt allgemein aus einem Energieversorgungsnetz, das zu bestimmten Zeiten stärker als zu anderen Zeiten belastet ist. Der technische Aufwand, der für das Aufladen des Energiespeichers zu betreiben ist, kann dadurch hoch sein.Usually, the energy storage is always charged when it has free capacity and the vacuum cleaner is located at the charging station. It does not take into account that electrical energy is not always readily available for charging the energy store. Charging generally takes place from a power grid that is more heavily loaded at certain times than at other times. The technical effort that has to be done for charging the energy storage can be high.

EP 2 614 181 B1 schlägt ein Hausgerät vor, das mittels elektrischer Energie aus einem Energieversorgungsnetz betrieben wird. Das Hausgerät ist dazu eingerichtet, einen Betrieb zu unterbrechen oder nicht erst aufzunehmen, falls Energie nicht preisgünstig ist. EP 2 614 181 B1 suggests a household appliance that is powered by electrical energy from a power grid. The domestic appliance is set up to interrupt an operation or not to start only if energy is not cheap.

EP 2 534 992 A1 betrifft einen Staubsauger, der einem Benutzer eine Auswahl einer von mehreren Energiequellen erlaubt, um den Staubsauger beispielsweise in Abhängigkeit eines aktuellen Energiepreises zu verwenden. EP 2 534 992 A1 relates to a vacuum cleaner that allows a user to select one of several sources of energy to use the vacuum cleaner, for example, depending on a current energy price.

Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Technik anzugeben, um ein Hausgerät mit Energiespeicher verbessert effizient aufzuladen. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object underlying the invention is to provide a technique for efficiently charging a domestic appliance with energy storage in an improved manner. The invention achieves the object by means of the subject matters of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.

Ein Hausgerät umfasst einen aufladbaren Energiespeicher. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Energiesteuerung des Hausgeräts Schritte des Bestimmens einer freien Aufnahmekapazität des Energiespeichers; des Bestimmens, dass ein Bereitstellungsaufwand für Energie innerhalb eines bevorstehenden Zeitraums voraussichtlich sinkt; und des Verzögerns eines Aufladevorgangs des Energiespeichers.A household appliance comprises a rechargeable energy store. According to a first aspect of the invention, a method for controlling the energy of the domestic appliance comprises steps of determining a free absorption capacity of the energy store; determining that an energy deployment effort is expected to decrease within an upcoming period; and delaying a recharge of the energy storage.

Durch das Verzögern kann ein niedriger Bereitstellungsaufwand ausgenutzt werden. Wird der Energiespeicher beispielsweise aus einem Energieversorgungsnetz aufgeladen, insbesondere mit elektrischer Energie, so kann eine Phase hoher Energieverfügbarkeit ausgenutzt werden. Insbesondere dann, wenn die Energiespeicher vieler Hausgeräte derart aufgeladen werden, kann eine Belastung des Energieversorgungsnetzes oder eines Bereitstellers von Energie signifikant gesenkt sein.Delaying can take advantage of low deployment overhead. If the energy store is charged, for example, from an energy supply network, in particular with electrical energy, then a phase of high energy availability can be utilized. In particular, when the energy stores of many household appliances are charged in this way, a load on the energy supply network or a provider of energy can be significantly reduced.

Der Bereitstellungsaufwand kann insbesondere auf der Basis eines zeitvariablen Energiepreises bestimmt werden. Der Energiepreis kann an den Bereitstellungsaufwand oder an ein zeitabhängiges Angebot von Energie gekoppelt sein. Der Energiepreis kann den Aufwand auch nur grob widerspiegeln, beispielsweise wenn Zeiten unterschiedlicher Energiepreise vorbestimmt sind, etwa bei der Unterscheidung von teurerem Tagstrom und günstigerem Nachtstrom.The deployment effort can be determined in particular on the basis of a time-variable energy price. The energy price can be linked to the provisioning effort or to a time-dependent supply of energy. The energy price can only roughly reflect the effort, for example, when times of different energy prices are predetermined, for example when distinguishing between more expensive daytime electricity and more favorable nighttime electricity.

Der Aufladevorgang kann verzögert werden, bis der Bereitstellungsaufwand wenigstens um ein vorbestimmtes Maß gesunken ist. Ist der Bereitstellungsaufwand als mehrwertige oder analoge Größe bekannt, so kann abgewartet werden, bis sich durch das Verzögern des Aufladevorgangs eine ausreichende Aufwandsersparnis realisieren lässt. Die Effektivität des Verfahrens kann dadurch sichergestellt werden. Ist die vorbestimmte Ersparnis nicht realisierbar, so kann auf eine weitere Verzögerung verzichtet werden.The charging process may be delayed until the deployment effort has dropped at least by a predetermined amount. If the provisioning effort is known as a multi-valued or analogous quantity, then it can be waited until a sufficient expenditure saving can be realized by delaying the charging process. The effectiveness of the process can be ensured. If the predetermined savings can not be realized, it is possible to dispense with a further delay.

In einer Ausführungsform kann der Aufladevorgang nur dann verzögert werden, falls eine Aufgabe, deren Durchführung durch das Hausgerät vor dem voraussichtlichen Absinken des Bereitstellungsaufwands geplant ist, mittels bereits im Energiespeicher gespeicherter Energie bewältigt werden kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die geplante Aufgabe nicht wegen Energiemangel unterbrochen werden muss, falls das Verzögern letztlich nicht zu einer bevorzugten Aufladung des Energiespeichers führt, beispielsweise weil sich eine erwartete Reduktion eines Energiepreises doch nicht einstellt.In one embodiment, the charging process can be delayed only if a task whose implementation is planned by the domestic appliance before the probable reduction of the provisioning effort, can be handled by means of energy already stored in the energy storage. Thereby it can be ensured that the planned task does not have to be interrupted due to energy shortage, if the delay does not lead to a preferential charging of the energy storage, for example because an expected reduction of an energy price does not occur.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Energieaufwand bestimmt, der für eine zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu beginnende, durch das Hausgerät durchzuführende Aufgabe erforderlich ist. Dabei erfolgt das Verzögern derart, dass der Energiespeicher zum vorbestimmten Zeitpunkt wenigstens die erforderliche Energiemenge enthält und vorzugsweise der Energieaufwand für das Aufladen des Energiespeichers möglichst minimiert ist. Anders ausgedrückt wird der Energiespeicher teilweise mit hohem Bereitstellungsaufwand aufgeladen und es wird erwartet, dass ein weiterer Teil mit niedrigem Bereitstellungsaufwand aufgeladen werden kann. So kann eine wenigstens teilweise Ersparnis des Bereitstellungsaufwands realisiert werden. Stellt sich der verringerte Bereitstellungsaufwand nicht ein, so kann mit hohem Bereitstellungsaufwand weiter geladen werden. Eine Funktionssicherheit des Hausgeräts für die bevorstehende Aufgabe kann gesichert sein.In a preferred embodiment, an energy expenditure is determined, which is required for a to be performed at a predetermined time, to be performed by the domestic appliance task. In this case, the deceleration takes place in such a way that the energy store at the predetermined time contains at least the required amount of energy and preferably the energy required for charging the energy store is minimized as far as possible. In other words, the energy storage is partially charged with a high deployment effort and it is expected that another part of low Provisioning effort can be charged. Thus, an at least partial saving of the deployment effort can be realized. If the reduced deployment effort does not occur, you can continue to load with a high deployment effort. A functional safety of the household appliance for the task ahead can be ensured.

Das Verzögern des Aufladevorgangs kann in Abhängigkeit mehrerer Aufgaben erfolgen, die in einem bevorstehenden Zeitraum geplant sind. Ist ein Zeitplan mehrerer bevorstehender Aufgaben bekannt, so können mehrere Aufgaben in der hierin beschriebenen Weise berücksichtigt werden. Beispielsweise kann möglichst versucht werden, in einer Phase niedrigen Bereitstellungsaufwands ausreichend Energie für mehrere Aufgaben in den Energiespeicher zu laden, insbesondere, falls beide Aufgaben in einer Phase hohen Energiebereitstellungsaufwands liegen.Delaying the recharge process may be subject to multiple tasks scheduled in an upcoming period. If a schedule of several upcoming tasks is known, several tasks may be considered in the manner described herein. For example, it may be attempted to load sufficient energy for multiple tasks into the energy store during a low deployment effort phase, especially if both tasks are in a high energy provisioning effort phase.

Der bevorstehende Zeitraum ist bevorzugt vorbestimmt. Dadurch kann verhindert werden, dass unbeschränkt lange auf einen sinkenden Bereitstellungsaufwand gewartet wird, der sich möglicherweise nie einstellt.The upcoming period is preferably predetermined. This can prevent unrestricted waiting for a sinking deployment effort that may never occur.

Das Hausgerät kann autonom steuerbar sein. Das Verfahren kann an Bord des Hausgeräts oder seitens einer Ladestation zur Übertragung von Energie an das Hausgerät durchgeführt werden.The domestic appliance can be autonomously controllable. The method can be carried out on board the household appliance or by a charging station for the transmission of energy to the domestic appliance.

Es kann zusätzlich bestimmt werden, dass die Möglichkeit des Aufladens besteht. Das Hausgerät kann beispielsweise an einer Station aufgeladen werden, die auch anderen Zwecken dient, beispielsweise dem Ausleeren eines Abfallbehälters im Fall eines Bodenstaubsaugers oder auch zum Aufräumen des Hausgeräts, beispielsweise auf einen Befehl eines Benutzers hin. Das Verfahren kann unterscheiden, ob ein Aufenthalt des Hausgeräts an der Station zum Aufladen des Energiespeichers genutzt werden kann oder nicht. Ein Ladeversuch oder ein verzögerter Ladeversuch kann nur dann unternommen werden, wenn eine ausreichend lange Anwesenheit des Hausgeräts innerhalb einer aktuellen oder erwarteten Phase niedrigen Bereitstellungsaufwands absehbar ist.It may additionally be determined that the possibility of charging exists. The domestic appliance can be charged, for example, at a station that also serves other purposes, such as the emptying of a waste container in the case of a vacuum cleaner or to clean up the household appliance, for example, on a command from a user. The method may discriminate whether a home appliance's stay at the station can be used to charge the energy store or not. A loading attempt or a delayed loading attempt can only be undertaken if a sufficiently long presence of the household appliance within a current or expected phase of low deployment effort is foreseeable.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Hausgerät einen aufladbarem Energiespeicher mit einer vorbestimmten Kapazität; eine Einrichtung zur Bestimmung einer freien Aufnahmekapazität des Energiespeichers; eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, dass ein Bereitstellungsaufwand für Energie innerhalb eines bevorstehenden Zeitraums voraussichtlich sinkt; und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen Aufladevorgang des Energiespeichers zu verzögern. Das Hausgerät ist bevorzugt dazu eingerichtet, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder in Teilen durchzuführen. Dazu kann das Hausgerät einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Vorteile oder Merkmale des Verfahrens können auf das Hausgerät übertragen werden oder umgekehrt. Beim Hausgerät kann es sich insbesondere um einen Akkustaubsauger, einen mobilen Reinigungsroboter, ein akkubetriebenes Werkzeug, wie einen Akkuschreiber oder eine Bohrmaschine, oder einen mobilen Rasenmähroboter handeln.According to a second aspect of the invention, a household appliance comprises a rechargeable energy store having a predetermined capacity; a device for determining a free absorption capacity of the energy store; a determination means for determining that an energy deployment effort is expected to decrease within an upcoming period; and a controller configured to delay a charging operation of the energy storage. The domestic appliance is preferably set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the domestic appliance may comprise a programmable microcomputer or microcontroller, and the method may be in the form of a computer program product with program code means. Advantages or features of the method can be transferred to the domestic appliance or vice versa. In particular, the domestic appliance can be an accumulator vacuum cleaner, a mobile cleaning robot, a battery-operated tool, such as a cordless drill or a drilling machine, or a mobile lawnmower robot.

Das Hausgerät kann ferner eine Schnittstelle zur drahtlosen Entgegennahme eines voraussichtlichen Bereitstellungsaufwands für Energie in einem bevorstehenden Zeitraum umfassen. Insbesondere können zu erwartende Energiepreise für zukünftige Zeiträume oder Zeitpunkte empfangen werden und das hierin beschriebene Verfahren kann auf der Basis dieser Informationen entscheiden, ob ein Absinken eines Bereitstellungsaufwands innerhalb eines zukünftigen Zeitraums bevorsteht oder nicht.The home appliance may further include an interface for wirelessly receiving an anticipated provisioning of energy in an upcoming period of time. In particular, expected energy prices may be received for future periods or times, and the method described herein may decide based on this information whether or not a decrease in provisioning effort is imminent within a future time period.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein System ein hierin beschriebenes Hausgerät und eine zentrale Stelle, die zur Bereitstellung eines voraussichtlichen Bereitstellungsaufwands für Energie in einem bevorstehenden Zeitraum eingerichtet ist. Die zentrale Stelle kann beispielsweise als Server oder abstrahiert als Dienst in einer Cloud realisiert sein. Die zentrale Stelle kann zur Steuerung oder Vernetzung mehrerer Hausgeräte, insbesondere innerhalb eines gemeinsamen Haushalts, eingerichtet sein. Eine Kommunikation zwischen dem Hausgerät und der zentralen Stelle kann drahtlos erfolgen oder das Hausgerät kann mit einer festen Station verbunden werden, über die eine drahtgebundene Kommunikation erfolgen kann.In accordance with another aspect of the invention, a system includes a home appliance described herein and a central office configured to provide an anticipated provisioning effort for energy in an upcoming period of time. The central location can be realized, for example, as a server or abstracted as a service in a cloud. The central office can be set up to control or connect several household appliances, in particular within a common household. A communication between the home appliance and the central office can be wireless or the home appliance can be connected to a fixed station, via which a wired communication can take place.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein beispielhaftes System mit einem Hausgerät;
2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Aufladung eines Energiespeichers eines Hausgeräts; und
3 eine Veranschaulichung verschiedener möglicher Aufladeszenarien für einen Energiespeicher eines Hausgeräts

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 an exemplary system with a domestic appliance;
2 an exemplary flowchart of a method for controlling the charging of an energy storage of a household appliance; and
3 an illustration of various possible charging scenarios for an energy storage of a domestic appliance

represents.

1 zeigt ein beispielhaftes System 100 mit einem exemplarischen Hausgerät 105 und einer optionalen, beispielhaften zentralen Stelle 110. Die zentrale Stelle 110 umfasst bevorzugt eine erste Kommunikationsschnittstelle 115 und das Hausgerät 105 umfasst bevorzugt eine zweite Kommunikationsschnittstelle 120, die eine teilweise oder vollständig drahtlose oder auch drahtgebundene Kommunikation erlauben können. 1 shows an exemplary system 100 with an exemplary home appliance 105 and an optional, exemplary central location 110 , The central place 110 preferably comprises a first communication interface 115 and the household appliance 105 preferably comprises a second communication interface 120 which may allow for partial or full wireless or wired communication.

Das Hausgerät 105 umfasst einen Energiespeicher 125 und üblicherweise eine aus dem Energiespeicher 125 betreibbare Anwendungseinheit 130, die eine Funktion des Hausgeräts 105 unterstützt oder realisiert. Es können auch mehrere Anwendungseinheiten 130 vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Hausgerät 105 ein autonomes Hausgerät 105 umfassen, etwa einen automatischen Rasenmäher oder Staubsauger, wobei die Anwendungseinheit 130 beispielsweise einen Traktionsantrieb, oder ein Schneidwerk bzw. eine Saugeinrichtung umfassen kann. Es kann aber auch ein nicht-autonomes Hausgerät 105 vorliegen, beispielsweise ein kabelloser Mixer, Dosenöffner, Rasenkantenschneider oder Schuhputzgerät.The household appliance 105 includes an energy store 125 and usually one from the energy store 125 operable application unit 130 that is a function of the household appliance 105 supported or realized. It can also have multiple application units 130 be provided. For example, the home appliance 105 an autonomous home appliance 105 include, such as an automatic lawnmower or vacuum cleaner, wherein the application unit 130 For example, a traction drive, or a cutting unit or a suction device may include. But it can also be a non-autonomous home appliance 105 present, for example, a wireless mixer, can opener, lawn edge cutter or shoe shine device.

Der Energiespeicher 125 hat eine vorbestimmte Kapazität 135, die zu einem beliebigen Zeitpunkt in eine genutzte Kapazität 140 und eine freie Kapazität 145 unterteilt werden kann. Die genutzte oder freie Kapazität 140, 145 können jeweils als Bruchteil oder prozentualer Anteil der vorbestimmten Kapazität 135 oder in einer Einheit für Energie, etwa Wh (1 Watt * 1 Stunde) oder Ws (1 Watt * 1 Sekunde) angegeben werden. Die genutzte Kapazität 140 entspricht einer aus dem Energiespeicher 125 entnehmbaren Energiemenge und die freie Kapazität eine zusätzlich in den Energiespeicher 125 einbringbare Energiemenge. Die Kapazität 135 entspricht der Energiemenge, die maximal aus einem vollständig aufgeladenen Energiespeicher 125 entnommen werden kann.The energy storage 125 has a predetermined capacity 135 that at any one time in a used capacity 140 and a free capacity 145 can be divided. The used or free capacity 140 . 145 can each be a fraction or percentage of the predetermined capacity 135 or in a unit of energy, such as Wh (1 watt * 1 hour) or Ws (1 watt * 1 second). The used capacity 140 corresponds to one from the energy store 125 Removable amount of energy and the free capacity in addition to the energy storage 125 amount of energy that can be introduced. The capacity 135 corresponds to the maximum amount of energy from a fully charged energy storage 125 can be removed.

Der Energiespeicher 125 kann aus einer externen Quelle über eine Schnittstelle 150 aufgeladen werden. Die Schnittstelle 150 kann mit einem Energieversorgungsnetz oder einer anderen Energiequelle verbunden werden. Dabei kann die Schnittstelle 150 drahtgebunden oder drahtlos, beispielsweise induktiv ausgelegt sein. In einer Ausführungsform kann die Schnittstelle mit einer korrespondierenden Schnittstelle einer Aufladestation für das Hausgerät 105 verbunden werden, wenn sich das Hausgerät 105 an, in oder bei der Aufladestation befindet. In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Kommunikationsschnittstelle 120 mit der Schnittstelle 150 derart gekoppelt ausgeführt, dass die Kommunikationsverbindung zur zentralen Stelle 110 nur verfügbar ist, wenn auch Energie über die Schnittstelle 150 bezogen werden kann.The energy storage 125 can be from an external source via an interface 150 to be charged. the interface 150 can be connected to a power grid or other source of energy. The interface can be 150 wired or wireless, for example, be designed inductively. In one embodiment, the interface with a corresponding interface of a charging station for the home appliance 105 be connected when the home appliance 105 on, in or at the charging station. In a further embodiment, the second communication interface 120 with the interface 150 executed so coupled that the communication link to the central location 110 only available, though energy over the interface 150 can be obtained.

Ein Aufladevorgang des Energiespeichers 125 kann mittels einer Steuervorrichtung 155 gesteuert werden, wobei die Steuervorrichtung in unterschiedlichen Ausführungsformen vom Hausgerät 105 oder beispielsweise von einer Aufladestation umfasst sein kann. Die Steuervorrichtung kann auch zur Bestimmung einer freien Aufnahmekapazität des Energiespeichers 125 eingerichtet sein. Alternativ kann diese Aufgabe durch eine dedizierte Einrichtung, insbesondere eine SoC-Bestimmungseinrichtung (SoC: State of Charge, der Ladezustand) durchgeführt werden. Diese Bestimmungseinrichtung kann auch mit dem Energiespeicher 125 integriert ausgeführt sein.A charging process of the energy storage 125 can by means of a control device 155 be controlled, wherein the control device in different embodiments of the household appliance 105 or may be included, for example, from a charging station. The control device can also be used to determine a free absorption capacity of the energy store 125 be furnished. Alternatively, this task can be performed by a dedicated device, in particular a SoC determination device (SoC: state of charge, the state of charge). This determination device can also be used with the energy store 125 be executed integrated.

Die Steuervorrichtung 155 kann in einigen Ausführungsformen auch eine Energieentnahme an Bord des Hausgeräts 105, beispielsweise durch die Anwendungseinheit 130, steuern. Optional ist die Steuervorrichtung 155 auch zur Steuerung einer Verrichtung einer Aufgabe des Hausgeräts 105, beispielsweise dem Absaugen einer Bodenfläche oder dem Mähen einer Rasenfläche, eingerichtet. Für das Verrichten der Aufgabe wird üblicherweise die Anwendungseinheit 130 mittels Energie aus dem Energiespeicher 125 betrieben. The control device 155 may also in some embodiments, an energy removal on board the household appliance 105 by the application unit, for example 130 , control. Optionally, the control device 155 also for controlling a performance of a task of the household appliance 105 , For example, the suction of a floor surface or the mowing of a lawn, set up. For performing the task is usually the application unit 130 by means of energy from the energy storage 125 operated.

Es wird vorgeschlagen, ein Aufladen des Energiespeichers 125 derart zu steuern, dass ein Bereitstellungsaufwand für die aufgenommene Energie möglichst minimiert ist. Der Bereitstellungsaufwand entspricht einem technischen Aufwand, der für die Bereitstellung der Energie betrieben werden muss, beispielsweise durch eine hohe Belastung eines Energieversorgungsnetzes oder eines Energieeinspeisers. Der Bereitstellungsaufwand kann in einem Energiepreis gespiegelt sein, sodass in einer Ausführungsform das Aufladen derart erfolgt, dass ein Preis minimiert ist, der für das Aufnehmen von Energie in den Energiespeicher 125 fällig ist. Der Energiepreis kann sich auf eine aufgenommene Energie in einem vorbestimmten Zeitraum beziehen und beispielsweise in Ws oder kWh (1000 * 1 Watt * 3600 Sekunden) angegeben werden. Für die gleiche Menge an Energie können zu unterschiedlichen Zeiten, beispielsweise Tageszeiten, unterschiedlich hohe Beträge fällig werden.It is suggested to charge the energy storage 125 be controlled so that a deployment effort for the absorbed energy is minimized as possible. The deployment effort corresponds to a technical effort that must be operated for the provision of energy, for example, by a high load of a power grid or a power feeder. The deployment effort may be mirrored in an energy price, so in one embodiment, the charging is done such that a price is minimized for receiving energy into the energy storage 125 is due. The energy price may refer to a consumed energy in a predetermined period of time, for example, in Ws or kWh (1000 * 1 watt * 3600 seconds). For the same amount of energy at different times, such as times of day, different amounts may be due.

Zur Minimierung des für die Aufladung fälligen Energiepreises soll ein Aufladevorgang möglichst verzögert werden, wenn bekannt ist, dass der Energiepreis sinken wird. Die Verzögerung kann nur dann aktiv sein, wenn dadurch die Funktionsfähigkeit des Hausgeräts 105 nicht gefährdet wird.In order to minimize the energy price due for charging, a charging process should be delayed as far as possible if it is known that the energy price will decrease. The delay can only be active, if thereby the functionality of the domestic appliance 105 is not endangered.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern eines Aufladevorgangs eines Energiespeichers 125 eines Hausgeräts 105. Das Verfahren kann insbesondere teilweise oder vollständig durch die Steuervorrichtung 155 für das Hausgerät 105 durchgeführt werden. 2 shows a flowchart of a method 200 for controlling a charging process of an energy storage 125 a household appliance 105 , In particular, the method can be partially or completely implemented by the control device 155 for the household appliance 105 be performed.

In einem optionalen Schritt 205 wird bestimmt, dass eine Aufladegelegenheit vorliegt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sich das Hausgerät 105 an einer Aufladestation befindet. Die Steuervorrichtung 155 kann ein Aufladen des Energiespeichers 125 unmittelbar aktivieren, ohne auf die Erfüllung einer externen Bedingung wie das Herstellen einer Kabelverbindung oder das Eintreffen einer Autorisierung warten zu müssen.In an optional step 205 it is determined that there is a charging occasion. This is the case, for example, when the household appliance 105 located at a charging station. The control device 155 may be charging the energy store 125 immediately without having to wait for an external condition such as establishing a cable connection or receiving an authorization.

In einem Schritt 210 kann ein Ladezustand des Energiespeichers 125 bestimmt werden. Insbesondere können die verfügbare Energie 140 oder die freie Kapazität 145 bestimmt werden. Einer der Parameter kann aus der Kapazität 135 des Energiespeichers und dem anderen Parameter bestimmt werden. In einem Schritt 215 kann eine bevorstehende Aufgabe bestimmt werden. Insbesondere können ein Ausführungs- bzw. Startzeitpunkt oder eine für die Erfüllung der Aufgabe erforderliche Energie bestimmt werden. Die erforderliche Energie kann auch geschätzt werden, beispielsweise als Produkt aus einer üblichen Stromaufnahme und einer üblichen Bearbeitungsdauer einer ähnlichen Aufgabe, beispielsweise aus historischen Daten.In one step 210 can be a state of charge of the energy storage 125 be determined. In particular, the available energy 140 or the free capacity 145 be determined. One of the parameters may be out of capacity 135 of the energy store and the other parameter. In one step 215 an impending task can be determined. In particular, an execution or start time or an energy required to fulfill the task can be determined. The required energy can also be estimated, for example, as a product of a common power consumption and a common processing time of a similar task, for example, historical data.

In einem Schritt 220 kann bestimmt werden, ob die im Energiespeicher 125 befindliche Energie voraussichtlich ausreichend ist, um die bevorstehende Aufgabe zu bewältigen. Ist eine Unterbrechung der Aufgabe bei Energiemangel akzeptabel, so kann diese Unterscheidung auch entfallen. Ist nicht ausreichend Energie im Energiespeicher 125 vorhanden, so können in einem Schritt 225 ein gegenwärtiger und ein zukünftiger Energiepreis bestimmt werden. Dazu können Meldungen oder Prognosen für gegenwärtige bzw. zukünftige Energiepreise beispielsweise auf Anfrage oder per Push-Dienst von der zentralen Stelle 110 bezogen werden. Energiepreise können auch in ihrer Zeitabhängigkeit bekannt sein, beispielsweise indem Parameter eines zeitgesteuerten Tarifs und eine aktuelle Zeit bestimmt werden.In one step 220 can be determined, whether in energy storage 125 Energy is expected to be sufficient to handle the task ahead. If an interruption of the task is acceptable in the event of a lack of energy, this distinction can also be dispensed with. Is not enough energy in the energy storage 125 present, so can in one step 225 a current and future energy price will be determined. This can be messages or forecasts for current or future energy prices, for example, on request or by push service from the central office 110 be obtained. Energy prices can also be known in their time dependence, for example by determining parameters of a timed tariff and a current time.

In einem Schritt 230 kann bestimmt werden, ob ein fallender Energiepreis erwartet wird. Diese Bestimmung kann sich auf einen vorbestimmten Zeitraum beziehen, beispielsweise ca. 24 h, ca. 12 h ca. 6 h oder eine andere passende Dauer. Ist das der Fall, so kann in einem Schritt 235 das Aufladen des Energiespeichers 125 verzögert werden. Ferner kann bestimmt werden, wann ein Aufladevorgang begonnen werden muss, um zu Beginn der bevorstehenden Aufgabe ausreichend Energie im Energiespeicher 125 zu haben, um die Aufgabe durchzuführen. Der Schritt 235 kann zu diesem Zeitpunkt enden und der Energiespeicher 125 kann in einem nachfolgenden Schritt 240 aufgeladen werden. Wurde im Schritt 230 bestimmt, dass kein fallender Preis erwartet wird, so kann das Aufladen im Schritt 240 auch sofort anschließend begonnen werden. Nach dem Aufladen kann das Hausgerät 105 in einem Schritt 245 betriebsbereit sein und mit dem Bearbeiten der Aufgabe beginnen. Sollte keine Aufgabe vorgelegen haben, kann das Hausgerät auf eine neue Aufgabe warten. Dabei kann der Energiespeicher 125 weiter aufgeladen oder aufgefrischt werden, wozu ebenfalls möglichst günstige Energietarife genutzt werden können. In einer Ausführungsform wird der Energiespeicher 125 so lange aufgeladen, wie freie Kapazität 145 vorliegt und ein Energiepreis innerhalb eines vorbestimmten, bevorstehenden Zeitraums nicht absinkt.In one step 230 can be determined whether a falling energy price is expected. This determination may refer to a predetermined period of time, for example, about 24 hours, about 12 hours, about 6 hours or another suitable duration. If that is the case, then in one step 235 the charging of the energy storage 125 be delayed. Furthermore, it can be determined when a charging process has to be started in order to obtain sufficient energy in the energy store at the beginning of the task ahead 125 to have to perform the task. The step 235 can end at this time and the energy storage 125 can in a subsequent step 240 to be charged. Was in the step 230 determines that no falling price is expected, so charging in step 240 be started immediately afterwards. After charging, the home appliance can 105 in one step 245 be ready and start editing the task. If there is no task, the appliance can wait for a new task. In this case, the energy storage 125 be recharged or refreshed, including also the most favorable energy tariffs can be used. In one embodiment, the energy storage 125 charged as long as free capacity 145 and an energy price does not fall within a predetermined, upcoming period.

3 zeigt eine Veranschaulichung 300 verschiedener möglicher Aufladeszenarien für einen Energiespeicher eines Hausgeräts 105. In vertikaler Richtung sind von oben nach unten ein erstes Diagramm 305, ein zweites Diagramm 310 und ein drittes Diagramm 315 dargestellt. In horizontaler Richtung ist jeweils eine Zeit und in vertikaler Richtung eine im Energiespeicher 125 befindliche Energiemenge 140 angetragen. Die Diagramme 305-315 sind hinterlegt mit Kästen, die aufeinander folgend eine erste Aufgabe 320, eine Ladegelegenheit 325 und eine zweite Aufgabe 330 symbolisieren. In einem ersten Zeitabschnitt 335, bis zu einem Zeitpunkt t3, ist ein Energiepreis höher, in einem folgenden Zeitabschnitt 340 niedriger. Die erste Aufgabe 320 beginnt zu einem Zeitpunkt t0 und endet zu einem Zeitpunkt t1, mit dem die Ladegelegenheit 325 beginnt. Diese endet zu einem Zeitpunkt t4, wenn die zweite Aufgabe 330 beginnt, welche zu einem Zeitpunkt t5 endet. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass Entlade- und Aufladegeschwindigkeiten des Energiespeichers 125 in den Diagrammen 305-315 jeweils gleich sind. 3 shows an illustration 300 various possible charging scenarios for an energy storage device of a household appliance 105 , In the vertical direction are from top to bottom a first diagram 305 , a second diagram 310 and a third diagram 315 shown. In the horizontal direction is a time and in the vertical direction one in the energy storage 125 amount of energy 140 plotted. The diagrams 305 - 315 are deposited with boxes that consecutively a first task 320 , a loading opportunity 325 and a second task 330 symbolize. In a first period of time 335 until a time t3, an energy price is higher in a subsequent period of time 340 lower. The first task 320 begins at a time t0 and ends at a time t1 with which the loading opportunity 325 starts. This ends at a time t4 when the second task 330 begins, which ends at a time t5. In the following it is assumed that the discharge and charging speeds of the energy storage 125 in the diagrams 305 - 315 are the same.

Während des Bearbeitens der ersten Aufgabe 320 sinkt die im Energiespeicher 125 gespeicherte Energiemenge. Je nach anfänglichem Füllstand des Energiespeichers 125 stehen zum Zeitpunkt t1 in den Darstellungen 310-315 unterschiedliche Mengen Energie zur Verfügung. Der Zeitpunkt t4 und die Dauer der zweiten Aufgabe 330 seien bekannt. Es soll bestimmt werden, ob und wann innerhalb der Aufladegelegenheit 325 das Aufladen begonnen werden soll, um die zweite Aufgabe 330 vollständig bearbeiten zu können. In allen Fällen kann der Energiespeicher 125 nach dem Ende der zweiten Aufgabe 330 wieder aufgeladen werden. Eine Verallgemeinerung auf mehrere bevorstehende Aufladegelegenheiten 325 und bevorstehende Aufgaben 330 kann aufgrund der folgenden Erläuterung leicht hinzugefügt werden.While editing the first task 320 it sinks in the energy store 125 stored amount of energy. Depending on the initial level of the energy storage 125 are at the time t1 in the representations 310 - 315 different amounts of energy available. The time t4 and the duration of the second task 330 be known. It should be determined if and when within the charging opportunity 325 The charging should be started to the second task 330 completely editable. In all cases, the energy storage 125 after the end of the second task 330 be recharged. A generalization to several upcoming charging opportunities 325 and upcoming tasks 330 can be easily added due to the following explanation.

Im ersten Diagramm 305 ist ein erster Ladeverlauf 345 eingetragen. Zum Zeitpunkt t1 ist noch ausreichend Energie im Energiespeicher 125 gespeichert um die zweite Aufgabe 330 vollständig zu bewältigen. Das Aufladen kann zum Zeitpunkt t3 begonnen werden, wenn günstige Energie verfügbar wird. Selbst wenn während der Ladegelegenheit 325 gar keine Aufladung stattfände, könnte die zweite Aufgabe 330 noch vollständig bewältigt werden, die in einem alternativen ersten Ladeverlauf 345' gezeigt ist.In the first diagram 305 is a first charging process 345 entered. At time t1 is still sufficient energy in the energy storage 125 saved around the second task 330 completely overcome. The charging can be started at time t3 when cheap energy becomes available. Even if during the loading opportunity 325 no charge at all, could be the second task 330 be fully mastered, which in an alternative first charge history 345 ' is shown.

Im zweiten Diagramm 310 ist ein zweiter Ladeverlauf 350 eingetragen. Wird während der Ladegelegenheit 325 der Energiespeicher 125 nicht aufgeladen, so kann die zweite Aufgabe 330 nicht vollständig bewältigt werden, wie an einem alternativen zweiten Ladeverlauf 350' gezeigt ist, der Ladestand würde vor dem Ende der zweiten Aufgabe 330 auf null fallen. Wird das Aufladen zum Zeitpunkt t3 begonnen, wenn günstige Energie verfügbar wird, so reicht die zum Zeitpunkt t4 im Energiespeicher gesammelte Energie zur vollständigen Bewältigung der zweiten Aufgabe aus. In the second diagram 310 is a second charge history 350 entered. Will during the loading opportunity 325 the energy store 125 not charged, so the second task 330 can not be fully mastered, as at an alternative second charge history 350 ' Shown is the charge level would be before the end of the second task 330 fall to zero. If charging is started at time t3, when cheap energy becomes available, the energy accumulated in the energy store at time t4 will suffice to completely accomplish the second task.

Im dritten Diagramm 315 ist ein dritter Ladeverlauf 355 eingetragen. Hier ist zum Zeitpunkt t1 der Ladestand des Energiespeichers 125 bereits so niedrig, dass die zweite Aufgabe 330 ohne Aufladen nicht vollständig bewältigt werden kann, wie im alternativen dritten Ladeverlauf 355' gezeigt ist. Allerdings reicht auch ein Aufladen ab dem Zeitpunkt t3 hierfür nicht aus, wie im weiteren alternativen dritten Ladeverlauf 355" angedeutet ist. Um die zweite Aufgabe 330 vollständig zu bewältigen, muss das Aufladen spätestens zu einem Zeitpunkt t2 begonnen werden, noch bevor günstige Energie zum Zeitpunkt t3 verfügbar wird. Allerdings kann das Aufladen bis t2 ausgesetzt werden, um möglichst wenig der ungünstigen Energie zu verwenden. Der Zeitpunkt t2 kann derart bestimmt werden, dass am Ende der zweiten Aufgabe 330 der Energiespeicher 125 im Wesentlichen leer ist. Bei allen Bestimmungen können optional geeignete Sicherheitsreserven eingeplant werden, beispielsweise um eine Bestimmungs- Prognose- oder Messungenauigkeit zu berücksichtigen.In the third diagram 315 is a third charging process 355 entered. Here is the time t1, the state of charge of the energy storage 125 already so low that the second task 330 can not be fully managed without recharge, as in the alternative third charge history 355 ' is shown. However, charging from time t3 is not sufficient for this, as in the further alternative third charging process 355 " is indicated. To the second task 330 In order to fully cope, the charging must be started at the latest at a time t2, even before cheap energy becomes available at the time t3. However, charging can be suspended until t2 to use as little of the unfavorable energy as possible. The time t2 can be determined such that at the end of the second task 330 the energy store 125 is essentially empty. For all determinations, optionally suitable safety reserves can be planned, for example to take account of a determination prognosis or measurement inaccuracy.

Bezugszeichenreference numeral

100100: Systemsystem
105105: Hausgeräthousehold appliance
110110: zentrale Stellecentral location
115115: erste Kommunikationsschnittstellefirst communication interface
120120: zweite Kommunikationsschnittstellesecond communication interface
125125: Energiespeicherenergy storage
130130: Anwendungseinheitapplication unit
135135: vorbestimmte Kapazität des Energiespeicherspredetermined capacity of the energy storage
140140: genutzte des Energiespeichersused the energy storage
145145: freie Kapazität des Energiespeichersfree capacity of the energy storage
150150: Schnittstelleinterface
155155: Steuervorrichtung control device
200200: Verfahrenmethod
205205: Bestimmen AufladegelegenheitDetermine charging opportunity
210210: Bestimmen freie Aufnahmeapazität, verfügbare Energie im EnergiespeicherDetermine free intake capacity, available energy in energy storage
215215: Bestimmen nächste zu durchführende Aufgabe, Zeit und EnergieaufwandDetermine the next task to be performed, time and energy expenditure
220220: gespeicherte Energie ausreichend?stored energy sufficient?
225225: Bestimmen aktueller und kommender EnergiepreisDetermine current and upcoming energy price
230230: fallender Preis erwartet?Falling price expected?
235235: Aufladestart bestimmen, VerzögernDetermine Charge Start, Delay
240240: AufladenCharge
245245: Bereit ready
300300: Veranschaulichungillustration
305305: erstes Diagrammfirst diagram
310310: zweites Diagrammsecond diagram
315315: drittes Diagrammthird diagram
320320: erste Aufgabefirst task
325325: Ladegelegenheitcharging opportunity
330330: zweite Aufgabesecond task
335335: erster Zeitabschnitt first period of time
340340: zweiter Zeitabschnittsecond period of time
345345: erster Ladeverlauffirst charge history
345'345 ': alternativer erster Ladeverlaufalternative first charge history
350350: zweiter Ladeverlaufsecond charge history
355355: alternativer zweiter Ladeverlaufalternative second charge history
360360: dritter Ladeverlaufthird charging process
360'360 ': alternativer dritter Ladeverlaufalternative third charging process
360"360 ': weiterer alternativer Ladeverlauffurther alternative charging process

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2614181 B1 [0004]
EP 2534992 A1 [0005]

Claims

A method (200) for controlling the energy of a domestic appliance (105) with a rechargeable energy store (125), the method (200) comprising the following steps: - determining (210) a free capacity of the energy storage device (125); Determining (230) that a provisioning effort (335, 340) for energy within an upcoming period is likely to decrease; and - delaying (235) a charging process of the energy store (125).

Method (200) according to Claim 1 wherein the provisioning effort is determined based on an energy price (335, 340).

Method (200) according to Claim 1 or 2 wherein the charging process is delayed until the deployment effort (335, 340) has dropped at least by a predetermined amount.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the charging process is only delayed if a task (330), the implementation of which is planned by the domestic appliance (105) before the probable reduction of the provisioning effort (335, 340), already in the energy storage (125) stored energy can be handled.

The method (200) of any one of the preceding claims, further comprising determining (215) an energy cost required for a task (330) to be commenced at a predetermined time by the home appliance (105), wherein the delaying (235) in such a way that the energy store (125) contains at least the required amount of energy at the predetermined time and the energy expenditure for charging the energy store (125) is minimized.

The method (200) of one of the preceding claims, wherein the delaying (235) of the recharging operation is performed in response to a plurality of tasks (330) scheduled in an upcoming period.

The method (200) of any one of the preceding claims, wherein the upcoming period has a predetermined duration.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the domestic appliance (105) is autonomously controllable.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein additionally determined (205) is that there is the possibility of charging.

Domestic appliance (105) comprising: - a rechargeable energy store (125); - means (155) for determining a free capacity of the energy storage device (125); - determining means (155) for determining that a provisioning effort (335, 340) for energy within an upcoming period is likely to decrease; - And a control device (155) which is adapted to delay a charging process of the energy storage device (125).

Household appliance (105) after Claim 10 and further comprising an interface (120) for wirelessly receiving an anticipated provisioning effort (335, 340) for energy in an upcoming period of time.

A system (100) comprising a home appliance (105) according to any one of Claims 10 or 11 and a central office (110) arranged to provide an anticipated provisioning effort (335, 340) for energy in an upcoming period of time.