CN107054116B - 能量管理装置和在能量管理装置中更新用户调节的方法 - Google Patents

能量管理装置和在能量管理装置中更新用户调节的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在能量管理装置中更新用户调节的方法，所述能量管理装置用于具有电能储存器的电气的或非电气的设备，其中，所述能量管理装置具有用于调节与所述设备的计划使用有关的时刻的交互界面、尤其是图形用户界面，其中，所述方法包括：检测在用户方面调节的、与所述设备的计划使用有关的时刻与用户实际使用所述设备的实际的时刻之间的偏差；评价所检测的偏差并且推导出在所述偏差中的可能的系统性；以及作为对推导出或识别出的在所述偏差中的系统性的响应，在所述交互界面上就与所述设备的计划使用有关的已调节的未来时刻的修正告知用户。本发明还涉及一种能量管理装置、一种具有或连接于能量管理装置的设备。

Description

能量管理装置和在能量管理装置中更新用户调节的方法
技术领域
本发明总体上涉及与电气和非电气供应系统以及电气和非电气消耗系统有关的能量管理的领域。尤其是，本发明涉及避免在用于电气系统的能量管理装置上的与电气和/或非电气设备的未来的计划使用有关的用户调节与所述设备的实际使用时刻的偏差。
背景技术
现在的电动车辆特定的功能除了充电控制之外还包括这样的可能性：将蓄电池用作驱动能量存储器和/或在行驶开始前就通过冷却或加热使车辆内部空间达到最佳运行温度(预空气调节)。所述充电控制使得用户能够开始和结束充电过程，以及能够经由在车辆中的充电计时器来调节充电开始或者能够调节期望的出发时间。期望的出发时间除了用于预空气调节之外还可以被能量管理系统用于优化充电过程。车辆的预空气调节首先保证蓄电池的最佳运行温度并且因此保证尽可能最大的功率收益以及因此保证较高的行程。此外，预空气调节也理解为包括：在行驶开始前已经调节内部空间的温度和空气。预空气调节能够直接开始，或者用户经由用于预空气调节的计时器来确定预空气调节的开始时间。
为了使上面讨论的功能(如充电控制和/或预空气调节)或未来的能量管理功能(例如电动车辆的蓄电池的太阳能优化充电或从电动车辆的蓄电池给供能网络提供额定功率)最佳地起作用，用户必须在能量管理装置上尽可能准确地调节计划的出发时间以及必要时调节充电期望、例如需要的能量总量。
DE102012007126A1例如公开一种用于控制在车辆中的电能存储器的充电过程的方法和系统，其中，将可能的充电过程的时间过程可视化，所述可能的充电过程中的至少一个充电过程被选择和/或满足所检测的预定值。因此，充电过程对于用户是可直接理解的，并且备选于所选择的充电过程的选择可能性是可识别的。所选择的充电过程自动按照所检测的预定值执行。
结合上面提及的功能，基本上存在这样的问题：在用户方面，必要的调节很少进行、例如仅进行一次，并且不再与实际情况适配。因此不能正确地实施上述功能。例如不能实现将在电动车辆的能量存储器中的能量总量可靠地规划到供能网络(智能电网)的上一级的网络管理系统中或者可靠地规划到用于提供额定功率的车辆存储区中。例如预空气调节可能在错误的时间上发生，在这些时间，用户不需要预空气调节，或者当用户需要车辆时，该车辆的空气还未被预调节。例如可能发生，所提出的车辆充电被规划在较迟的时间上，从而对于用户来说，在实际更早的时刻仅被充上不充分的能量总量。因而可能发生的是，用户基于蓄电池的不充分的充电而不能到达他的目的地。
发明内容
本发明的任务是，给出一种改进的能量管理方法和一种改进的能量管理装置，借助它们能够减少或完全避免上面讨论的问题。
该任务按本发明利用一种用于在能量管理装置中更新用户调节的方法、一种用于具有电能存储器的电气的或非电气的设备的能量管理装置、一种电动车辆或混合动力车辆或加热设备和一种计算机程序来解决。在此，结合所述能量管理方法说明的特征和细节当然也适用于与相应的能量管理装置结合，并且相应地反之亦然。
本发明的核心构思在于，为了更好地计划电气和/或非电气设备、如优选电动车辆的能量需求，识别出和/或推导出在用户方面针对所述设备的计划使用的时间上的调节与实际使用时刻之间的偏差。然后可以主动请求用户，更新所述调节。基于在较长时间段上的偏差可以识别出在所述偏差中的系统性。基于识别出的系统偏差，同样可以请求用户更新所述调节。此外可能的是，建议用户定量地修正所述调节。最后，基于识别出的系统偏差也能够实现自动修正所述调节。
本发明的第一方面涉及一种用于在能量管理装置中更新用户调节的方法，所述能量管理装置用于具有电能存储器的电气的或非电气的设备。
所述能量管理装置具有或者连接于用于调节与所述设备的计划使用有关的时刻的交互界面。优选地，所述交互界面是例如具有触摸屏的图形用户界面。因此，不仅能够通过给用户显示图形信息来实现输出，而且能够通过用户经由所显示的图形控制元件来实现输入。对于在用户方面的输入，除了触摸屏之外或者备选地补充于无触摸功能的图形显示器，也可以设有本身已知的单独的按键或调节小轮。一种备选或补充的可能性是，用户可以经由软件应用或网页来进行调节，所述软件应用或网页以本身已知的方式在计算机或移动式微型计算机、如智能手机上实现。在此，所述智能手机可以经由移动的数据连接、直接经由近距离连接(如WLAN、蓝牙、ZigBee等)或者间接经由通过互联网的连接来与能量管理装置通信连接。
按照本发明的方法具有下列步骤：
检测在用户方面调节的、与所述设备的计划使用有关的时刻与用户实际使用所述设备的实际的时刻之间的偏差；
评价所检测的偏差，以便推导出或识别出在所述偏差中的可能的系统性；以及
作为对推导出或识别出的在所述偏差中的系统性的响应，经由所述交互界面就所述设备的计划使用的已调节的未来时刻的修正告知用户。
换言之，所述能量管理装置可以基于识别出的偏差请求所述设备的用户更新调节。例如可以在交互界面的显示器上给用户显示下列请求：“您的调节偏离使用的实际开始时间。请您适配您的调节”。
优选地，所述告知步骤可以具有：对于至少一个与所述设备的计划使用有关的已调节的未来时刻，给用户显示定量的修正建议。
换言之，所述能量管理装置可以在考虑识别出的在所检测的偏差中的系统性的情况下建议用户进行相应具体的修正。例如可以在交互界面的显示器上给用户显示下列请求：“已识别出偏差。建议如下地适配开始时间(日、时)。”。
优选地，所述告知步骤还可以包括：自动修正至少一个与所述设备的计划使用有关的已调节的未来时刻。特别优选地可以规定：询问在用户方面通过在交互界面上的相应输入对所述自动修正的确认。为此，例如可以在交互界面的显示器上给用户显示下列内容：“已识别出和修正偏差。应采用该适配吗？”。
也可以询问用户：他是否基本上同意调节的自动修正。因此可以在交互界面的显示器上给用户显示下列内容：“应总是自动进行适配吗？”。但是优选地，为了安全，关于每次自动适配都告知用户。
上述功能也可以多步地实现。例如，首先可以将识别出的偏差告知用户。然后可以将修正建议显示给他，等等。
优选地，所述设备可以是加热设备、特别优选地是热泵加热设备，所述加热设备的使用时刻原则上是可计划的。例如存在连接到建筑能量管理系统上的房间预订系统。如果一个房间被预订，则在预订时间将温度提升至预定义的值。如果未遵守使用时间，则可能产生在用户方面的舒适性丧失或者产生增加的能量损耗。
在所述方法的一种特别的实施方案中，所述电气设备是具有蓄电池、优选具有可再充电的驱动电池的电动车辆，所述蓄电池或所述驱动电池用于给电动车辆自主地提供电流。
于是，所述能量管理装置可以设置用于在电动车辆的已调节的计划使用的时刻将蓄电池充电至可预定的充电状态。在此，原则上作为预定的充电状态可以规定，将蓄电池充满电。但也可想到的是，为了确定需要的并且因此要被提供的充电状态而考虑根据所述设备的计划使用范围的充电状态。同样可能的是，期望的充电状态如计划的使用时刻那样可以在用户方面针对相应的计划使用进行调节。
所述电动车辆可以相应地具有下列系统功能中的至少一个系统功能：蓄电池充电功能，借助该蓄电池充电功可在预定的时刻将电动车辆的蓄电池充电至某一充电状态；第一预空气调节功能，借助该第一预空气调节功能可在预定的时刻使蓄电池达到最佳运行温度；第二预空气调节功能，借助该第二预空气调节功能可在预定的时刻调节电动车辆的内部空间的温度和/或空气。
结合电动车辆，本发明至少获得下列优点：(a)用于给蓄电池充电的充电计划的优化变得更加准确；(b)能量消耗被最小化；以及(c)更好地避免车辆的滞留。
本发明的第二方面涉及一种计算机程序，所述计算机程序具有软件模块，以便用于当所述计算机程序在计算机系统中执行时，执行按照第一方面的用于在能量管理装置中更新用户调节的方法，能量管理装置也在该计算机系统中在编程技术上实现。
本发明的第三方面涉及一种能量管理装置，所述能量管理装置用于具有电能存储器的电气的或非电气的设备。所述能量管理装置具有用户界面，该用户界面带有输入装置(尤其是触摸屏和/或调节按键/调节小轮或基于网络的技术)和输出装置(尤其是触摸屏的显示器或者设置用于给用户显示能量管理装置的调节的显示屏)，其中，所述输入装置尤其设置用于通过用户输入与所述设备的计划使用有关的时刻。所述能量管理装置还具有处理器，所述处理器在编程技术上借助程序代码这样设置，使得当所述程序代码在所述处理器上执行时，所述处理器执行按照本发明的第一方面的方法。
所述能量管理装置可以经由数据接口、优选经由互联网直接或间接与供能网络的网络管理装置或者与本地的能量管理系统通信连接，并且所述能量管理装置还设置用于，在将电能存储器用于提供额定功率以便稳定供能网络中的网络频率时，考虑与具有该电能存储器、例如蓄电池的电气设备的计划使用有关的、在用户方面的用户调节。备选地，所述能量管理装置可以在给蓄电池充电时这样使用计划的使用时刻，使得尽可能在如下时间上从供电网中取得为蓄电池的充电所需要的能量，在这些时间上适用尽可能有利的收费率，或者可以从备选的能量源、如太阳能设备中取得所述能量。
本发明第四方面涉及一种具有或连接于按本发明第三方面的能量管理装置的电动车辆或混合动力车辆或加热设备、优选热泵加热设备。
最后要注意，按照本发明的方法和按照本发明的能量管理装置不仅可以应用于与电动车辆有关的汽车领域，而且可以应用于其它的电气和非电气设备，所述设备连接到用于能量/负载优化的能量管理系统上。这例如可以是上面提及的家用电器。
本发明的其它优点、特征和细节从以下的说明中得出，在该说明中，在参考附图的情况下详细地阐述本发明的实施例。在此，在本说明书中提及的特征可以分别本身单独地或以任意组合地是本发明重要的。同样地，上面提及的和在此另外说明的特征可以分别单独地使用或多个任意组合地使用。功能类似的或相同的构件或部件配设有相同的附图标记。所示并且所说明的实施例不可理解为封闭性的，而是具有示例性的用于阐述本发明的特点。本说明针对本领域技术人员，因此，在以下的说明中不详细示出或阐述已知的结构和方法，以免使得理解变得困难。
附图说明
图1说明一种具有电动车辆作为电气设备的实施例，该电气设备具有按本发明的用于实施按本发明的能量管理方法的能量管理装置。
图2示出一种按照本发明的用于在电气系统的能量管理装置中更新用户调节的方法的流程图。
具体实施方式
图1说明一种具有电动车辆11作为电气设备10a的实施例，所述电气设备具有按照本发明的用于实施按照本发明的能量管理方法的能量管理装置12。图1的图示是十分简化的并且应该主要是更好地阐明在其中包含有本发明的内容。图1的各个部件的细节图对于理解本发明是不必要的。
电动车辆11除了具有电动车辆的已知的在此不相关的部件之外还具有作为电能存储器的蓄电池16并且具有已经提及的带有用户界面14的能量管理装置12。
所述用户界面14也可以是本身已知的并且在现代车辆中本来就存在的驾驶员信息系统的一部分，其中，能量管理装置12经由相应的数据连接与该驾驶员信息系统连接或者备选地在编程技术上同样在该驾驶员信息系统中实现。
所述用户界面14主要具有输入装置，其中，所述输入装置设置用于通过用户来输入与电动车辆11的计划使用有关的时刻。用户界面14还具有输出装置，所述输出装置设置用于给用户显示能量管理装置12的调节。特别有利地，用户界面14是所谓的驾驶员信息系统的触摸屏或者是在计算机或移动式微型计算机上的软件应用。原则上，能量管理装置12的功能也可以集成到驾驶员信息系统中或者集成到车辆的其它已经存在的控制装置中。
在图1中示出在如下情况下的电动车辆11，在该情况下，电动车辆经由充电连接、例如充电电缆13与充电站14耦合。充电电缆13将能量管理装置12与充电站14连接，该能量管理装置也用作电动车辆11的蓄电池16的充电控制。
充电站14连接到例如多户住宅、私人住宅或停车楼等的供能系统20上。为了提供电能，供能系统20与供电网络30以及备选的能量源、例如风能设施32或太阳能设施34电连接。
同样十分简化地示出的供电网络30与网络管理装置40连接。一方面，供能系统20的目标此外是从备选的能量源32、34中利用尽可能多的电能用于给电动车辆11的蓄电池16充电和/或仅在如下时间上取得电能，供电网络30中的电流在这些时间上是有利的。另一方面，供能系统20应该在需要时能够从备选的能量源32、34方面和/或从与充电站14耦合的电动车辆11的蓄电池16方面给供电网络30提供电流；此外，未来的网络管理策略规定，将电动车辆11的大量可用的蓄电池16用作当前剩余的能量的缓冲存储器和/或用作在供电网络30中所需要的额定功率的来源。
为此必要的是，电动车辆11的计划使用对于供电网络30的网络管理装置40是已知的。同样地，能量管理装置12必须知道电动车辆11的计划使用，以便能够按照规定地并且最佳地控制电动车辆11的开头阐述的特定的功能、如充电控制和预空气调节。
为此，能量管理装置12可以经由数据传输接口18直接或间接与供能网络30的网络管理装置40通信连接。一种直接的数据连接可以经由互联网60实现，电动车辆11借助数据传输接口18经由空中接口/无线电连接FV连接到互联网上。网络管理装置40同样经由数据连接DV而连接到互联网60上。一种间接的连接例如可以经由集成到充电电缆13中的数据连接、例如根据电力线以太网的原理来实现，因为充电站14经由供能系统20与供电网络30连接，网络管理装置40同样与该供电网络连接。
所述能量管理装置12具有处理器，该处理器在编程技术上借助程序代码以已知方式设置成：当程序代码在该处理器上执行时，该处理器执行按本发明的用于在能量管理装置12中更新用户调节的方法，如该方法在之后还要阐述的那样。换言之，能量管理装置12可以在每种已经存在的具有计算机基础设施的控制系统中在编程技术上实现。
此时按照本发明，能量管理装置12在编程技术上设置用于确保：与电动车辆11的计划使用有关的在用户方面的用户调节尽可能不偏离使用的实际时刻。
为此，能量管理装置12在编程技术上设置用于实施一种用于在能量管理装置12中更新用户调节的方法。如已经阐述的那样，电动车辆11的用户可以在能量管理装置12上经由交互界面14调节与电动车辆11的计划使用有关的时刻。于是在能量管理装置12方面在已知的和可能未来的电动车辆特定的功能如充电控制、预空气调节、太阳能优化充电、给供电网络30提供额定功率等中考虑所述调节。
在充电控制方面，能量管理装置12首先设置用于在电动车辆11的已调节的计划使用的时刻将蓄电池16充电至可预定的充电状态。如在其它地方提到的那样也可能的是，用户除了提出计划的使用时刻之外也例如以蓄电池容量的百分比的形式和/或通过给出计划的行驶距离来提出能量需求。
为了避免开头阐述的在由用户调节的使用时刻与实际的使用时刻的偏差，能量管理装置12设置用于实施按照本发明的用于更新用户调节的方法。所述方法的一种简化的流程图在图2中示出。
在步骤S10中，首先检测在用户方面调节的使用电动车辆的时刻与实际的使用电动车辆的时刻之间的偏差。为此，一方面可以存储在已调节的时间与实际的使用时间之间的绝对误差。
对于关于可能的系统性的偏差的进一步评价(步骤S20)有利的是，也检测所述使用的工作日以及必要时检测所述使用的内容、如行驶距离的长度，以便识别出用户行为中的样本并且也许能够从中预测偏差。一个日常的例子是，用户的时钟被调整并且因此有规律地出现某种偏差。这能够被识别出并且被考虑。
为了识别出在用户调节与实际的用户行为的偏差，用户行为可以——优选有规律地——在预先定义的必要时可改变的数量的情况上分别测量/检测绝对偏差。在此，一次和/或第一次超过/低于定义的正阈值和/或负阈值还不会导致修正建议或自动适配。
优选地，所述偏差的测量值可以是相应地由用户针对计划的使用而调节的值与针对已调节的数量的情况的实际值的中值的差别、或者备选地与所述实际值的平均值的差别。也就是说，可以针对所有抽样或从中的取样的总体而建立评价。例如可能有意义的是，根据工作日区分由用户调节的、作为计划的使用时间的出发时间。当例如在某些工作日、例如星期一至星期四遵守所述出发时间、例如去工作的出发时间，而在某一其它日子、例如星期五不遵守所述出发时间，则仅针对在所述某一日子的行程而不针对所有行程进行建议或适配。
在步骤S20中评价所检测的偏差，以便推导出或识别出在所述偏差中的可能的系统性。
基于识别出的偏差，首先作为第一措施，在步骤S30中经由交互界面14就电动车辆11的计划使用的已调节的未来时刻的可能的修正告知用户。也就是说，如果仅能够识别出使用电动车辆11的已调节的计划时刻(例如经常)是错误的，则无论如何有意义的是，经由交互界面14就如下时刻的可能的修正请求用户或者至少就此提醒用户，所述时刻是电动车辆11的计划使用的已调节的未来时刻。
当在所述偏差中例如出现重复偏差即可识别出系统性，则告知步骤S30还可具有步骤S40：在该步骤中，将针对至少一个与电动车辆11的计划使用有关的已调节的未来时刻的定量修正建议显示给用户。
例如用户可能已经针对某一工作日有规律地规划车辆使用，例如在星期四从20:00至22:00去参加运动课时。当时间段已经移动时，例如因为此时所述课时发生在19:00至21:00，但是用户未在能量管理装置12中更新这点，则可以将一个小时的偏差(“修正建议：－1h”)定量地确定或推导为系统偏差。然后可以将相应的定量修正建议显示给用户，即，把计划的使用时刻修正“－1小时”。
当识别出这样的系统偏差时，同样可以在步骤S50中自动修正至少一个与电动车辆11的计划使用有关的已调节的未来时刻。在步骤S50中的自动修正的情况下还设置如下步骤S60，在该步骤中请求在用户方面通过在交互界面14上的相应输入来确认所述自动修正。
如在图2中表明的那样，所述方法总是再次回到步骤S10，以便检测重新的偏差并且如上面讨论的那样对其进行评价，以及必要时请求用户或者建议改变/修正。
还要注意，在此结合电动车辆11说明的方法当然也可以相应地应用于其它电气和非电气设备10b例如加热设备、优选热泵加热设备。

Claims (11)

1.用于在能量管理装置(12)中更新用户调节的方法，所述能量管理装置用于具有电能存储器的电气的或非电气的设备(10a、10b)，其中，所述能量管理装置(12)具有用于调节与所述设备(10a、10b)的计划使用有关的时刻的交互界面(14)，其特征在于，所述方法包括：
检测(S10)在用户方面调节的、与所述设备(10a、10b)的计划使用有关的时刻与用户实际使用所述设备(10a、10b)的实际的时刻之间的偏差；
评价(S20)所检测的偏差，以便推导出或识别出在所述偏差中的可能的系统性；以及
作为对推导出或识别出的在所述偏差中的系统性的响应，经由所述交互界面(14)就所述设备(10a、10b)的计划使用的已调节的未来时刻的修正告知(S30)用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，告知步骤包括：对于至少一个与所述设备(10a、10b)的计划使用有关的已调节的未来时刻给用户显示(S40)定量的修正建议。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，告知步骤包括：自动修正(S50)至少一个与所述设备(10a、10b)的计划使用有关的已调节的未来时刻。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：询问(S60)在用户方面通过在交互界面(14)上的相应输入对所述自动修正的确认。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述设备是加热设备。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述设备是具有蓄电池(16)的电动车辆(11)，所述蓄电池用于给所述电动车辆(11)提供电流，其中，所述能量管理装置(12)设置用于，在所述设备的已调节的计划的使用时刻将蓄电池(16)充电至可预定的充电状态，并且所述电动车辆(11)具有选自如下组中的至少一种系统功能，所述组包括：蓄电池充电功能，借助该蓄电池充电功能可在预定的时刻将电动车辆(11)的蓄电池(16)充电至确定的充电状态；第一预空气调节功能，借助该第一预空气调节功能可在预定的时刻使蓄电池(16)达到最佳运行温度；第二预空气调节功能，借助该第二预空气调节功能可在预定的时刻调节电动车辆(11)的内部空间的温度和/或空气。
7.能量管理装置(12)，所述能量管理装置用于具有电能存储器的电气的或非电气的设备(10a、10b)，所述能量管理装置具有用户界面和处理器，所述用户界面带有输入装置和输出装置，所述输入装置设置用于通过用户输入与所述设备(10a、10b)的计划使用有关的时刻，所述输出装置设置用于给用户显示能量管理装置(12)的调节，所述处理器在编程技术上借助程序代码设置成：当所述程序代码在所述处理器上执行时，所述处理器执行根据权利要求1至6之一所述的方法。
8.根据权利要求7所述的能量管理装置(12)，其特征在于，所述能量管理装置(12)经由数据接口(18)直接或间接与供能网络(30)的网络管理装置(40)通信连接，并且所述能量管理装置还设置用于：在利用电能存储器来提供在供能网络(30)中用于稳定网络频率的额定功率时，考虑与所述设备(10a、10b)的计划使用有关的在用户方面的用户调节。
9.电动车辆(11)或混合动力车辆，其作为具有或者连接于根据权利要求7或8所述的能量管理装置(12)的设备。
10.加热设备，其作为具有或者连接于根据权利要求7或8所述的能量管理装置(12)的设备。
11.根据权利要求10所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备是热泵加热设备。
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