CN102202933A - 分布式汽车充电管理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了被放置在汽车内的功率控制系统。在一个例子中，功率控制系统包括电系统、被耦合到电系统的电池和功率接口、通信接口、被耦合到电系统和通信接口的控制器、以及被耦合到控制器的存储器。存储器包含由控制器可执行的指令。指令包括经由通信接口从汽车外部的功率控制器接收至少一个功率消耗参数，驱动电系统经由功率接口接入外部电源、以及把来自电源的功率经由电系统引入到电池，以便给电池充电。驱动电系统接入外部电源和被引入到电池的功率量的之一，或二者，基于功率消耗参数。

Description

分布式汽车充电管理系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请是2008年9月30日提交的、题目为“DISTRIBUTED CAR CHARGING MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD(VMDS-29,060)”的、美国临时申请专利序列号No.61/101,550的专利合作条约申请，该专利技术说明书在此通过引用并入本文。
技术领域
以下的公开内容涉及功率分布系统，更具体地，涉及通过电网对于车辆的智能功率分布。
背景技术
众所周知，通过诸如供应功率到居民和商业用户的电网之类的电网的功率分布是复杂的过程。部件故障、由于天气改变而对于电的未预期的要求、由于现代电子装置引起的增长的负荷、以及其他技术问题使得电网管理在供应和需求上出现越来越复杂的平衡。然而，虽然现代电网可以使用某种级别的功率调度，但这样的调度往往是相对较固定不变的，所以在电网管理中存在低效率问题。所以，需要一种能够管理通过功率电网供应功率到分布的目的地的系统。
发明内容
在一个实施例中，提供了被放置在汽车内的功率控制系统。功率控制系统包括电系统、被耦合到电系统的电池、被耦合到电系统的功率接口、通信接口、被耦合到电系统和通信接口的控制器、以及被耦合到控制器的并包含可由控制器执行的多个指令的存储器。指令包括用于经由通信接口从汽车外部的功率控制器接收至少一个功率消耗参数、驱动电系统经由功率接口接入外部电源、以及把来自电源的功率经由电系统引入到电池，以便给电池充电的指令。驱动电系统接入外部电源和被引入到电池的功率量的至少一项是基于所述至少一个功率消耗参数。
在另一个实施例中，指令还包括用于确定在功率从外部电源被引入到电池时的电池的电荷水平的指令。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括被存储在存储器中的功率简况(profile)，其中功率简况包括关于汽车的功率使用的信息。
在另一个实施例中，所述至少一个功率消耗参数作为功率简况的一部分被控制器存储。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括被存储在存储器中的功率简况，其中功率简况包括关于基于电池所需要的功率量的、汽车的至少一个功率要求的信息。
在另一个实施例中，功率简况还包括规定其间汽车可用于接入外部电源的时间窗口的信息。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括用于经由通信接口发送关于至少一个功率要求和时间窗口的信息到功率控制器的指令。
在另一个实施例中，所述发送在汽车被耦合到外部电源之后进行。
在另一个实施例中，所述发送在汽车被耦合到外部电源之前进行。
在另一个实施例中，所述至少一个功率消耗参数规定代表汽车要接入外部电源的最早的时间的开始时间。
在另一个实施例中，所述至少一个功率消耗参数还规定代表汽车要接入外部电源的最迟的时间的结束时间。
在另一个实施例中，所述至少一个功率消耗参数还规定代表当接入外部电源时汽车要使用的峰值功率抽取的功率带宽。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括用于经由通信接口发送依从性通知的指令，其中依从性通知根据至少一个功率消耗参数而确认电池被充电。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括用于发送关于汽车已结束充电的通知到功率控制器的指令。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括用于超越(override)至少一个功率消耗参数的指令。
在另一个实施例中，功率控制系统还包括用于发送识别信息到功率控制器的指令，其中识别信息表示汽车的唯一的身份和位置的至少一项。
在再一个实施例中，提供了用于管理被耦合到电网的汽车的功率消耗的功率控制器。功率控制器包括通信接口、被耦合到通信接口的处理器、以及被耦合到处理器并包含由处理器执行的多个指令的存储器。指令包括用于从汽车接收功率要求信息的指令，其中所述功率要求信息标识在对汽车的电池充电时所需要的功率量，以及用于识别多个功率消耗者的每个功率消耗者的功率消耗要求的指令。指令还包括响应于接收到功率要求信息，确定规定对于汽车的开始时间和功率带宽的至少一项的功率消耗计划，其中开始时间和功率带宽的至少一项是根据汽车的功率要求信息和多个功率消耗者的功率消耗要求而进行计算的。指令还包括将功率消耗计划发送给汽车，以管理来自电网的汽车的功率消耗。
在另一个实施例中，接收来自汽车的功率要求信息包括接收规定汽车的功率使用要求的简况的至少一部分。
在另一个实施例中，接收来自汽车的功率要求信息包括接收规定汽车的功率使用历史的简况的至少一部分。
在另一个实施例中，接收来自汽车的功率要求信息包括接收开始时间和结束时间，其中开始时间和结束时间分别规定最早时间和最迟时间，其间汽车可从电网进行功率消耗。
在另一个实施例中，功率控制器还包括用于确定汽车遵从功率消耗计划的指令。
在另一个实施例中，功率控制器还包括在确定汽车遵从功率消耗计划之后对于经由电网供应给汽车的电给予折扣率。
在又一个实施例中，提供了在汽车中供使用的方法。方法包括确定汽车的电池的功率要求信息、发送功率要求信息到汽车外部的功率控制器、从功率控制器接收功率消耗计划，其中功率消耗计划规定在对电池进行充电时使用的开始时间参数和功率带宽参数的至少一项，确定是否进行超越；以及根据功率消耗计划接入电源，以便对电池进行充电，除非是进行超越，其中超越使得功率消耗计划的至少一部分无效。
附图说明
为了更全面了解，现在参考结合附图所作出的以下的说明，其中：
图1显示分布式汽车充电环境的一个实施例；
图2显示可以在图1的环境下被使用的功率控制系统的一个实施例；
图3显示可以由图2的功率控制系统使用的功率简况的一个实施例；
图4显示可以在图1的环境下被使用的功率控制系统的另一个实施例；
图5是显示在对于多个分布的功率消耗者调度电池充电时可能出现的一系列动作的一个实施例的顺序图；
图6是显示在具有多个分布的功率消耗者的环境下在电池充电期间或之后提供反馈时可能出现的一系列动作的一个实施例的顺序图；
图7显示其中可以使用关于由功率接入点和/或功率消耗者的功率消耗的信息的环境的一个实施例；
图8是显示功率消耗者可以借助于其得到一个或多个功率消耗参数的方法的一个实施例的流程图；
图9是显示功率控制器可以借助于其管理由功率消耗者进行功率消耗的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现在参照附图，其中相同的附图标记在这里被使用来在所有的图上表示相同的单元，显示和描述了用于管理分布的功率的系统和方法的各种视图和实施例，以及描述了其它可能的实施例。附图不一定是按比例画出的，在某些事例中，附图被放大和/或被简化，仅仅为了说明目的。本领域技术人员将意识到基于以下的可能的实施例的例子的许多可能的应用和变例。
参照图1，在一个实施例中，环境100显示被耦合到电网104的功率分布中心102。功率分布中心102可以是诸如电站或子站那样的大电源，被配置成提供大量电功率到相当大的区域。因此，电网104可以把功率从功率分布中心102提供到各种居民和商业结构。为了说明起见，电网104把功率接入点106a、106b和106c耦合到功率分布中心102。在本例中，功率接入点106a和106b是分别具有内部功率分布通道108a和108b(例如，连线)的房屋，而功率接入点106c是通用功率接入点，它可以是个人或公共地可接入的。通用功率接入点106c的一个例子是在加油站或车库处的电插座。某些或所有的功率接入点106a-106c也可以是功率消耗者，诸如房屋106a和106b。
多个功率消耗者110a-110d可能需要能量，并且他们的能量需要可以是变化的。为了说明起见，功率消耗者110a-110d是车辆(例如，汽车)，经常需要电功率来给他们的电池再充电(例如，一天一次或每隔几天一次)。例如，汽车110a-110d可以是电动汽车或混合型汽油-电动汽车，它们至少部分由一个或多个电池提供功率，以及电池可能需要按相当规则的计划表再充电。应当看到，由特定的一个汽车110a-110d所需要的再充电量(在这里被称为再充电周期)可以依赖于许多因素，包括电池类型、电池尺寸、自从上次再充电以来行驶的距离、速度和环境温度。这样，不仅仅每个汽车110a-110d的电功率要求会相对于其它汽车而变化，而且在特定的再充电周期内每个汽车的功率要求也可能对于同一个汽车的其它再充电周期而变化。
为了说明起见，实施例的许多的各种方面是相对于“小汽车”描述的；然而，将会看到，本发明同样可以应用于配备有电能贮存的电池的其它类型的车辆和设备。因此，在本公开内容中使用的术语“小汽车”不限于小汽车和汽车，而是也可以包括其它车辆，包括但不限于，卡车、拖拉机、起重机车、摩托车、舰船、火车头机车和飞机。
为了接入电网104，汽车110a和110b被耦合到房屋106a的内部功率分布通道108a，汽车110c被耦合到房屋106b的内部功率分布通道108b，以及汽车110d被耦合到功率接入点106c。这些耦合可以通过例如把电缆的一个末端插入到每个汽车110a-110d的接入端口(未示出)和把电缆的另一个末端插入到各个功率接入点106a-106b的插座(未示出)而实行。因此，虽然未示出，电缆或其它功率传输部件可以在图1上给出。
参照图2，图上显示诸如图1的汽车110a那样的功率消耗者的功率控制系统200的一个实施例。功率控制系统200包括被耦合到电池204的电系统202，该电池204可以是电系统的一部分，也可以是与电系统分开的。电池204可被使用来提供功率到电系统202，该电系统202进而可以提供功率，用于汽车110a的各种功能，包括推进。功率控制系统200可包括功率接口206和通信接口208，它们在某些实施例中可被组合成单个接口。功率接口206可被使用来将功率控制系统200耦合到电源(例如，图1的内部功率分布通道108a)。通信接口208可被使用来将功率系统200耦合到功率分布控制器，正如下面更详细地讨论的。通信接口208可被配置成通过使用一个或多个技术，包括通过电力线技术(例如，内部功率分布通道108a和电网104)的数据传输，和通过诸如蜂窝网那样的通信网络、诸如互联网那样的分组数据网络、和/或卫星链路的有线或无线(例如，蜂窝电话或蓝牙)数据传输，而发送和接收数据。
控制器210可被耦合到电系统202和存储器212。在一些实施例中，控制器210可以包括存储器212。控制器的一个例子是Vcontroller，诸如在2008年6月6日提交的、标题为“SYSTEM FOR INTEGRATING A PLURALITY OF MODULES USING A POWER/DATA BACKBONE NETWORK”的美国专利申请序列号No.12/134,424中详细描述的那种控制器，该专利申请通过引用整体并入本文。存储器212可包含一个或多个功率简况214，它可被使用来管理电池204的再充电和存储关于电系统202和电池204的信息。不同的功率简况214可以根据例如不同的用户、驾驶方式(例如，城市或公路)、和季节(例如，冬季或夏季)而被存储。
参照图3，图上更详细地显示图2的功率简况214的一个实施例。功率简况214可包含在管理电池204再充电时的有用信息，以及其它信息，诸如电系统202和电池204的技术规范和性能数据。功率简况214可以由控制器210和/或诸如位于功率分布中心102或房屋108a中的控制器那样的一个或多个外部控制器保存。功率简况214可以以数据库格式、普通文本格式、或任何其它适用于这样的数据的格式被存储。至少某些部分的功率简况214可以是以诸如超文本标记语言(HTML)或可扩展标记语言(XML)之类的浏览器可接入的格式，由浏览器可接入的。
在本例中，功率简况214可包括当前的功率电平300、最大功率电平302、对于再充电周期的可提供的时间窗304、最小功率电平要求306、再充电历史308、平均功率要求310、功率使用历史312、电系统的参数314、和标识(ID)信息316。在功率简况214的其它实施例中，各种项目可被组合、划分成多个项目，或整体省略。例如，最大功率电平302可以是电系统参数314中的一个参数，而再充电历史308可以被再划分成日历的天或星期。而且，可能存在图3上未示出的另外的项目。
当前功率电平300可以指示在功率简况214被存储和可被周期地更新时的电池204的功率电平。最大功率电平302可以指示用于电池204的最大电荷，以及可以结合当前功率电平300被使用于确定诸如估计的功率消耗和时间之类的再充电周期参数。对于再充电周期可提供的时间窗304指示其间功率控制系统200需要再充电的时间段。例如，如果汽车110a的用户在下午7:00到达房屋106a并需要在明天早上7:00离开房屋，则对于再充电周期可提供的时间窗将是12个小时。应当明白，缓存器可被构建在该时间窗中(例如，紧接在上午7:00之前的三十分钟时间段)，以确保如果再充电被中断，再充电周期仍能够完成。
最小功率电平要求306可以表示电池204从当前的再充电周期运行直到下一个再充电周期所需要的最小功率电平。例如，电系统202在给定的一天期间可能消耗一定量的功率，它典型地处在给定的功率范围内。因此，这可被使用来计算对于接下来的一天将可能需要的最小的功率量。缓存器可被包括在计算中，以便确保有足够的功率，用于某些额外工作量。
再充电历史308可包括关于以前的再充电的信息。例如，信息可包括再充电时间、功率消耗、和故障或中断。平均功率要求310可以表示由电系统202使用的平均功率量，它可以结合最小功率电平要求306一起被使用。功率使用历史312可包括关于功率系统200的功率消耗的详细信息，诸如峰值功率消耗、驾驶特征(例如，快的加速度或慢的加速度)、天气变化、和类似的信息。电系统参数314可以详细说明电系统202的各种技术方面，包括最大可能的功率负荷、最小功率要求、由各种部件和/或子系统所需要的功率量、各种部件和/或子系统(例如，夜里的头灯)的通常运行时间、和类似的参数。
ID信息316可以表示识别汽车110a的信息。这样的信息可包括由功率分布中心102分配给汽车110a和/或房屋106a的唯一代码、汽车110a的车辆识别号(VIN)或牌照号码和/或被指定来唯一地识别功率消耗者的其它信息。ID信息316还可包括位置信息，诸如房屋106a的地址和/或由全球定位系统(GPS)坐标或其它位置数据指示的汽车110a的位置。因此，ID信息316可被使用来唯一地标识汽车110a为特定的功率消耗者，在一些实施例中，该ID信息316还可以标识汽车110a的位置，以便功率分布中心102更有效地分配功率。
参照图4，图上显示功率控制器400的一个实施例。功率控制器400可以位于例如一个或多个功率接入点106a-106c、功率分布站102、和/或相邻的功率分布节点。功率控制器400可以与其它控制器400和/或图2的功率控制系统200的控制器210交互。功率控制器400可包括诸如中央处理单元(“CPU”)402、存储器单元404、输入/输出(“I/O”)设备406、和网络接口408之类的部件。网络接口408可以是例如一个或多个网络接口卡(NIC)，每个网络接口卡与媒体接入控制(MAC)地址相关联。部件402、404、406和408通过一个或多个通信链路410(例如，总线)互联。
应当看到，功率控制器400可以被不同地配置，每个列出的部件实际上可以代表可被分布的几个不同的部件。例如，CPU 402实际上可以代表多个处理器或分布的处理系统；存储器单元404可包括不同的级别的超高速缓存存储器、主存储器、硬盘、和远程存储单元；以及I/O设备406可包括监视器、键盘等等。网络接口408使得功率控制器400能够连接到网络。
参照图5，在另一个实施例中，序列图500显示为多个分布的功率消耗者调度电池充电时可能出现的一系列动作。在本例中，图4的功率控制器400位于图1的功率分布中心102中，以及与分别位于汽车110a和110c中的图2的多个控制器212(在图5上被称为212a、212b)通信。
在步骤502，控制器210a确定汽车110a的电池204的功率要求，并在步骤504，发送通知消息，以便将所确定的功率要求通知功率控制器400。在步骤506，控制器210b确定汽车110c的电池204的功率要求，并在步骤508，发送通知消息，以便将所确定的功率要求通知功率控制器400。所述发送可以通过电网104(例如，使用通过电力线技术的数据传输)，经由诸如互联网之类的分组数据网的有线或无线连接，和/或通过卫星或诸如被安装在汽车上的紧急通信系统之类的其它通信系统进行。
在步骤504和508中发送的通知消息可以，但不一定，包括功率简况214。在步骤510，功率控制器400确定对于每个汽车110a和110c的功率消耗参数。这个确定可以使用功率简况214和/或从控制器210a和210b接收的其它信息，来对于每个汽车110a和110c安排功率消耗时间和/或功率带宽(例如，最大功率抽取)。
在一些实施例中，功率控制器400可以平衡对于电网204的总的功率消耗信息与每个汽车110a，110c和/或其它功率消耗者的需要，以便创建对于每个汽车的定制的功率消耗计划表。应当看到，步骤510的确定可以经常进行(例如，每次控制器210a和210b被耦合到电网104时)，或可以周期地进行(例如，每天或每星期的间隔)。例如，功率控制器400可以对于特定的功率消耗者一星期一次地作出确定，然后功率消耗者可以在该星期内遵循该功率消耗计划表。替换地，功率消耗者可以遵循功率消耗计划表直至接收到另一个功率消耗计划表为止，而不管从接收到当前的计划表以来经过的时间量。持续一星期或更多的扩展的功率计划表可以使用积累的功率消耗信息，来确定每天的平均功率消耗要求。例如，汽车110a典型地可以在一星期的工作日内使用百分之八十的电池功率，但在周末使用百分之四十五的电池功率。这个信息可被使用来创建功率消耗计划表。
在其它实施例中，功率控制器400可以给每个汽车110a和110c指定预定的功率消耗类别，该功率消耗类别进而规定对于在该类别中的功率消耗者的功率消耗参数。例如，类别可以规定早上2:00的开始功率消耗时间和早上6:00的结束功率消耗时间。类别还可规定最大功率带宽。因此，被指定到该类别的功率消耗者可以在早上2:00开始功率消耗，并继续到早上6:00，他们可以抽取由功率带宽规定的最大功率量。功率消耗类别的使用使得功率控制器400能够执行功率负荷平衡，而不需要对于每个功率消耗者规定定制的功率消耗参数。由汽车110a和110c发送的功率简况214可被使用来标识每个汽车应当被放置到的类别。例如，功率控制器400可以指定汽车110a为第一类别，该类别允许从下午10:00直到早上2:00进行功率消耗，以及可以指定汽车110c为第二类别，该类别允许从早上2:00直到早上6:00进行功率消耗。这对于具有多个汽车的房屋，诸如具有汽车110a和110b的屋子106a特别有用，因为功率控制器400可以错开充电时间，以使得房屋的峰值功率消耗最小化。
在各种实施例中，汽车110a和110c的用户能够超越指定的功率消耗计划表。例如，汽车110a可以典型地在星期六只使用百分之四十五的电池功率，这样，功率消耗计划表可以是基于这种使用方法。然而，一个周末，汽车110a的用户计划在该周末离开小城，所以将使用多得多的电池的可提供的功率。因此，用户可能超越功率消耗计划表，以保证电池在星期六被完全充电。
在步骤512和514，功率控制器400将所确定的功率消耗参数分别发送到控制器210a和210b。这可以是对于每个控制器210a和210b的更新的功率简况214的形式，或可以是控制器使用来更新他们的对应的功率简况的信息。分别在步骤516和518，控制器210a和210b使用所接收的参数来调整它们的各自的电池204的充电。
参照图6，在再一个实施例中，序列图600显示为了在具有多个分布功率消耗者的环境下在电池充电期间或以后提供反馈时可能出现的一系列动作。在本例中，功率控制器400是图4的功率控制器400，它位于图1的功率分布中心102内。功率控制器400与可以分别位于汽车110a和110c中的、图2的多个控制器212(在图5上称为212a，2a2b)通信。
虽然序列图600从在步骤602和604，控制器210a和210b管理对于它们的各自的汽车110a和110c的充电过程开始，但应当看到，其它步骤可以出现在步骤602和604之前。例如，图5的步骤502-514可能早已进行。而且，应当看到，由步骤602和604代表的充电过程可以重叠。
在步骤606，由控制器210a管理的充电过程结束，控制器210a将关于充电过程的反馈信息发送到功率控制器400。例如，反馈信息可以指示充电过程已完成，并可以把诸如开始时间、停止时间、平均功率抽取、和峰值功率抽取之类的各种充电信息通知给功率控制器400。在步骤608，功率控制器400可以使用这个信息来确定功率消耗参数或改进现有的功率消耗参数。在步骤610，功率控制器400可以然后将修改的功率消耗参数发送到控制器210b。例如，功率控制器400可以在步骤608确定另外的功率对于控制器210b是可用的，以及可以在步骤610通知控制器210b：它可以增加它的功率带宽。控制器210b然后可以动态地调节在再充电周期期间的它的功率带宽，以便补偿所修改的功率消耗参数。这个调节可以在再充电过程期间动态地进行。
在步骤612，当由控制器210b管理的充电过程结束时，控制器210b，如对于步骤606描述的那样，将关于充电过程的反馈信息发送到功率控制器400。因此，通过使用从功率消耗者接收的反馈信息，功率控制器400可以动态地更有效地分配功率。虽然未示出，功率控制器400可以对于还没有开始它们的再充电周期的汽车(例如，汽车110b和110d)更新功率消耗参数，以便动态地调节对电网104的功率要求的增加和减小。
参照图7，在另一个实施例中，图上显示环境700，其中关于由功率接入点/功率消耗者(例如，房屋106a)造成的功率消耗的信息可被发送到功率控制器400。例如，位于房屋106a中的控制器702(它可以类似于或等同于图4的功率控制器400)可以与汽车110a和110b通信，以得到关于每个汽车的功率要求的信息。控制器702还可以得到关于诸如供暖和空调单元、电子设备或照明设备的房屋106a本身的各种部件和/或子系统的功率要求的信息。因为房屋106a的功率要求可能随一天的时间和外部温度而变化，控制器702可以创建或保持房屋的功率消耗的简况。这个简况可以包含诸如以前对于图3的简况214描述的信息之类的信息，虽然包含适用于房屋或其它结构的信息，而不是汽车的信息。
控制器702可以将从汽车110a和110b得到的信息，或者结合房屋106a的信息或者单独地发送到功率控制器400。如果一起发送，控制器702可以将汽车110a和110b的功率要求包括在房屋106a的简况中，并且可以把汽车列为房屋的部件或子系统。在其它实施例中，汽车110a和110b可以将它们的信息发送到功率控制器400，而不通知控制器702，功率控制器400可以聚集信息，以确定房屋106a和对应的汽车110a和110b的能量需要。
在另一个实施例中，由图1的功率分布中心102提供的功率消耗计划表，如果由功率消耗者遵循的话，可以提供花费方面的好处。在这样的实施例中，功率消耗计划表可以不是由功率分布中心102强加的，而可以是任选项。例如，房屋106a的控制器702(图7)可以从功率分布中心102的功率控制器400接收功率消耗计划表。如果控制器702通过调整汽车110a和110b以及房屋106a的其它部件/子系统的功率消耗而遵循功率消耗计划表，则功率分布中心102可以计算或应用预定的折扣到由房屋消耗的某些或所有的电量。功率分布中心102可以监视房屋106a的使用水平，或可以验证在安排的时间框架期间的使用水平，以保证应当应用折扣。在其它的实施例中，汽车110a和110b可以发送信息到功率控制器400和/或702，报告它们的能量消耗，以便接收折扣的功率费率。
还可以实施分层的服务，在附加的价格下可提供附加的功率带宽和/或更长的或特定的时间。在这样的分层的服务实施例中，在遵循功率消耗计划时所消耗的电量可以以正常的或折扣的费率被记帐，而偏离功率消耗计划的功率消耗(例如，在开始时间之前开始)可以以更高的费率被记帐。这使得具有专门的或紧急的功率要求的功率消耗者能够以更高的花费得到所需要的功率，而不影响其它功率消耗者，虽然其它功率消耗者可接收到修改的功率消耗计划，因为功率控制器400平衡电网104上的负荷。
在另外的实施例中，诸如图1的汽车110a那样的汽车，在被耦合到电网104之前，可以将它的能量需要报告给功率控制器400和/或控制器702。例如，图2的控制器210可以在特定的时间或当它的电池下降到低于规定的电荷水平时确定或估计它的能量需要。控制器210然后可以经由通信接口208通过使用无线通信信道报告它的能量需要。这个信息可被功率控制器400使用来计划汽车110a的以后的能量消耗。在一些实施例中，如果例如由控制器210传送的估计的功率要求相当接近于实际消耗的功率，则功率控制器400可以通过对于由汽车110a消耗的功率应用折扣率而奖励这样的早先的报告。
参照图8，图上显示方法800的一个实施例。方法800可被功率消耗者使用来得到一个或多个功率消耗参数。在步骤802，功率消耗者确定功率要求信息。功率要求信息包括所需要的功率量，和其间需要该功率的时间窗口。例如，汽车110a在下午11:00与上午6:00之间可能需要用来给它的电池204充电的一定量的功率(图4)。在步骤804，功率要求信息被发送到功率分布中心中的功率控制器，诸如功率分布中心102中的功率控制器400(图4)。在其它实施例中，功率要求信息可被发送到中间控制器(例如，在房屋106a中的图7的控制器702)，然后中间控制器可以将功率要求信息发送到功率控制器。
在步骤806，从功率分布中心102接收功率消耗计划。功率消耗计划可包括诸如其间由汽车110a从电网104抽取功率的时间窗口和规定可以得到的峰值功率量的功率带宽那样的参数。在步骤808，可以作出关于功率分布计划中的一个或多个参数是否满足的确定。例如，如果时间窗口由在功率分布计划中的参数规定，则该确定可以比较当前的时间与时间窗口的开始时间。功率消耗计划可以规定任何数目的参数，它们使得充电过程的发起是有条件的。如果条件参数被满足，则方法800转移到步骤812，在其中汽车110a接入被耦合到电网104的电源，开始充电过程。如果在功率消耗计划中没有这样的条件参数，则方法800继续进到步骤812。
如果在功率消耗计划中存在有条件参数，并且是如在步骤808确定不满足，则方法800转移到步骤810。在步骤810，作出关于对于汽车110a来说是否存在超越的确定。所述超越可以指示：功率消耗计划是应当忽略的，或仅仅功率消耗计划的某些方面是要遵循的。例如，超越可以忽略所有的参数，可以在忽略功率带宽参数的同时遵循时间窗口，或可以在忽略时间窗口的同时遵循功率带宽参数。因此，在一些实施例中，超越可以是按想要的那样定制的。
如果在步骤810确定没有超越，则方法800返回到步骤808。步骤808和810可以重复进行直至条件参数满足或有超越为止。应当看到，方法800可以具有附加步骤，诸如超时或报警，以阻止步骤808和810无限循环。如果在步骤810确定有超越，则方法800可以继续进行步骤812，开始充电过程。
虽然仅仅在步骤810中显示，但超越也可以应用于步骤812。例如，如果超越对应于诸如开始时间之类的条件参数，则超越可被使用来绕过步骤808(假设任何其它条件参数满足或已超越)。然而，如果超越仅仅对应于诸如功率带宽之类的非条件参数，则超越将不绕过步骤808。因此，条件参数仍然必须满足，然后超越仅仅在开始时间的条件参数被满足后才应用到功率带宽。
参照图9，图上显示方法900的一个实施例。方法900可被功率消耗者(例如，图4的功率控制器400)使用来管理诸如图1的汽车110a之类的功率消耗者的功率消耗。在步骤902，功率控制器400从汽车110a接收功率要求信息。功率要求信息可包括所需要的功率量和其间需要功率的时间窗口。例如，汽车110a可能在下午11:00与上午6:00之间需要一定的功率量来充电它的电池204(图4)。功率要求信息还可包括诸如对于电池204的理想功率抽取之类的技术信息。
在步骤904，功率控制器400确定对于汽车110a的功率消耗计划。功率消耗计划可包括诸如其间由汽车110a从电网104抽取功率的时间窗口和规定可以得到的峰值功率量的功率带宽之类的参数。功率消耗计划可以鉴于许多其它消耗者的功率要求来进行计算，以保证电网能够提供所需要的功率。在步骤906，功率消耗计划可以直接或经由诸如图7的控制器702之类的另外的控制器被发送到汽车110a。
本公开内容描述了通过电网将功率分布到汽车和其它机动车辆的管理。然而，应当看到，本公开内容可应用到车辆和结构。因此，术语“车辆”可包括能够移动的任何人工的机械或电机械系统(例如，摩托车、小汽车、卡车、船艇和飞机)，而术语“结构”可包括不能够移动的任何人工的系统。虽然在本公开内容中使用车辆和结构作为例子，但应当看到，本公开内容的教导可被应用到许多不同的环境和在特定的环境内的变例。因此，本公开内容可以被应用到在地面环境下的车辆和结构，包括人驾驶的和远程控制的地面车辆以及地面以上的和地下的结构。本公开内容还可以被应用到在水下环境下的车辆和结构，包括被设计在水面上或在水下使用的舰船和其它人驾驶的和远程控制的车辆和静止结构(例如，油井平台和沉入水中的研究设施)。本公开内容还可以被应用到在宇宙空间环境下的车辆和结构，包括人驾驶的和远程控制的飞机、宇宙飞船和卫星。
应当看到，这里的附图和详细说明是以说明的而不是限制的方式被考虑的，并且它们不打算限于所公开的特定的形式和例子。相反，所包括的是本领域技术人员明白的任何其它修改方案、改变、重新安排、替换、交替、设计选择、和实施例，而不背离如由以下的权利要求规定的本发明的精神和范围。因此，以下的权利要求打算被解译为包括所有的这样的其他修改方案、改变、重新安排、替换、交替、设计选择、和实施例。

Claims (23)

1.一种设置于汽车内的功率控制系统，包括：
电系统；
被耦合到电系统的电池；
被耦合到电系统的功率接口；
通信接口；
被耦合到电系统和通信接口的控制器；以及
被耦合到控制器并包含由控制器可执行的多个指令的存储器，所述指令包括用于以下操作的指令：
经由通信接口从汽车外部的功率控制器接收至少一个功率消耗参数；
驱动电系统经由功率接口接入外部电源；以及
把来自电源的功率经由电系统引入到电池，以便给电池充电，其中驱动电系统接入外部电源和被引入到电池的功率量的至少一项基于所述至少一个功率消耗参数。
2.根据权利要求1的功率控制系统，其中指令还包括用于确定在功率从外部电源被引入到电池时的电池的电荷水平的指令。
3.根据权利要求1的功率控制系统，还包括被存储在存储器中的功率简况，其中功率简况包括关于汽车的功率使用的信息。
4.根据权利要求3的功率控制系统，其中所述至少一个功率消耗参数被控制器存储作为功率简况的一部分。
5.根据权利要求1的功率控制系统，还包括被存储在存储器中的功率简况，其中功率简况包括关于基于电池所需要的功率量的汽车的至少一个功率要求的信息。
6.根据权利要求5的功率控制系统，其中所述功率简况还包括规定其间汽车可用于接入外部电源的时间窗口的信息。
7.根据权利要求6的功率控制系统，还包括用于经由通信接口发送关于所述至少一个功率要求和时间窗口的信息到功率控制器的指令。
8.根据权利要求7的功率控制系统，其中所述发送是在汽车被耦合到外部电源之后进行的。
9.根据权利要求7的功率控制系统，其中所述发送是在汽车被耦合到外部电源之前进行的。
10.根据权利要求1的功率控制系统，其中所述至少一个功率消耗参数规定代表汽车要接入外部电源的最早的时间的开始时间。
11.根据权利要求10的功率控制系统，其中所述至少一个功率消耗参数还规定代表汽车要接入外部电源的最迟的时间的结束时间。
12.根据权利要求1的功率控制系统，其中所述至少一个功率消耗参数还规定代表当汽车接入外部电源时汽车要使用的峰值功率抽取的功率带宽。
13.根据权利要求1的功率控制系统，还包括用于经由通信接口发送依从性通知的指令，其中依从性通知根据至少一个功率消耗参数确认电池被充电。
14.根据权利要求1的功率控制系统，还包括用于发送关于汽车已结束充电的通知到功率控制器的指令。
15.根据权利要求1的功率控制系统，还包括用于超越至少一个功率消耗参数的指令。
16.根据权利要求1的功率控制系统，还包括用于发送识别信息到功率控制器的指令，其中识别信息代表汽车的唯一的身份和位置的至少一项。
17.一种用于管理被耦合到电网的汽车的功率消耗的功率控制器，包括：
通信接口；
被耦合到通信接口的处理器；
被耦合到处理器并包含由处理器可执行的多个指令的存储器，所述指令包括用于以下操作的指令：
从汽车接收功率要求信息，其中功率要求信息标识在对汽车的电池充电时所需要的功率量；
识别对于多个功率消耗者的每个功率消耗者的功率消耗要求；
响应于接收到功率要求信息，确定规定对于汽车的开始时间和功率带宽的至少一项的功率消耗计划，其中开始时间和功率带宽的至少一项是根据汽车的功率要求信息和多个功率消耗者的功率消耗要求而进行计算的；以及
将功率消耗计划发送给汽车，以管理汽车从电网的功率消耗。
18.根据权利要求17的功率控制器，其中从汽车接收功率要求信息包括接收规定汽车的功率使用要求的简况的至少一部分。
19.根据权利要求17的功率控制器，其中从汽车接收功率要求信息包括接收规定汽车的功率使用历史的简况的至少一部分。
20.根据权利要求17的功率控制器，其中从汽车接收功率要求信息包括接收开始时间和结束时间，其中开始时间和结束时间分别规定汽车可从电网进行功率消耗的最早时间和最迟时间。
21.根据权利要求17的功率控制器，还包括用于确定汽车遵从功率消耗计划的指令。
22.根据权利要求21的功率控制器，还包括在确定汽车已遵从功率消耗计划之后对于经由电网供应给汽车的电量施加折扣费率。
23.一种在汽车中供使用的方法，包括：
确定汽车的电池的功率要求信息；
发送功率要求信息到汽车外部的功率控制器；
从功率控制器接收功率消耗计划，其中功率消耗计划规定在对电池进行充电时使用的开始时间参数和功率带宽参数中的至少一项；
确定是否进行超越；以及
根据功率消耗计划接入电源，以便对电池进行充电，除非进行超越，其中超越使得功率消耗计划的至少一部分无效。
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