CN112277708A - 用于电动车辆的再充电基础设施的前瞻性的运行 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行用于电动车辆(14、16)的再充电基础设施(10)的方法,带有步骤:‑获得电动车辆(14、16)的至少一个车辆状态参量,针对该电动车辆,确定或获得可能的将来的再充电请求,并且该电动车辆处于至再充电基础设施(10)的一距离中;‑在考虑至少一个车辆状态参量的情况下确定利用该再充电基础设施(10)可满足的预期的能量需求;‑确定再充电基础设施(10)的能量提供潜力;‑如果预期的能量需求和能量提供潜力的比较满足短缺标准,导入至少一个应对措施。本发明还涉及一种用于电动车辆(14、16)的再充电的组件(1)。

Description

用于电动车辆的再充电基础设施的前瞻性的运行
技术领域
本发明涉及一种用于运行用于电动车辆的再充电基础设施的方法和包括这种再充电基础设施的组件。电动车辆可为机动车,并且尤其为载客汽车或载重汽车。
背景技术
众所周知电动车辆可完全、至少部分地和/或至少暂时地电动驱动。换句话说,电能可转变成用于使电动车辆前进运动的牵引能。为此,电动车辆包括电能存储器,其例如呈牵引电池的形式。该能量存储器必须定期充入电能,并且因此进行再充电,以便可维持行驶运行经过数公里(例如几百公里)。
对此存在各种形式的再充电基础设施。一示例是充电桩或充电桩的集合,其形成所谓的充电站(E-Tankstellen)。在本公开的范围中可将再充电基础设施理解成这样的基础设施,其设立成将电能传递给至少一辆电动车辆,以便因此例如为其牵引电池进行电力充电。类似于所描述的已知的变体,再充电基础设施还可为多辆电动车辆同时供给以电能,并且为此例如包括多个充电桩或通用的充电接口。
再充电基础设施通常主要或仅仅从电网并且尤其从公共电网获得其电能。再充电基础设施的工作效率可根据电网的工作效率波动,电网的工作效率例如可受制于时间、季节或与消耗相关的波动。因此,在某些情况下,可在预定的时段内为更少的电动车辆充电,或仅为各电动车辆提供比实际期望更少的能量(或能量的量,即Energiemenge)。
已知的解决方案是,通过附加的未连接到电网的能量存储器至少部分地补偿这种波动。在EP2722962A1中存在对此的一示例。US2018/0361868A1公开了一种用于例如根据再充电基础设施的工作效率协调多辆车辆借助于再充电基础设施的再充电过程的方案。
迄今为止已知的解决方案不可总是令人满意地保证再充电基础设施高效地运行,并且尤其保证足够的供应可靠性。
供应可靠性可理解成再充电基础设施的这样的能力,即,其可以足够的可靠性为期望数量的电动车辆在期望的时间和以期望的方式充电(例如以最小能量)。例如如果再充电基础设施保证了高的供应可靠性,而没有为电网或可能的能量存储器引起不必要的负荷,那么再充电基础设施高效地运行。
发明内容
本发明的目的在于,改善用于电动车辆的再充电基础设施的运行,尤其使得在可接受的效率的情况下保证高的供应可靠性。
该目的通过带有独立权利要求的特征的方法和组件来实现。在从属权利要求中限定了有利的改进方案。要理解的是,所有介绍性的说明和特征同样可适用于本解决方案或可在本解决方案中设置。
普遍了解的是,目前的解决方案主要或仅仅基于当前的状态优化再充电基础设施的运行。而本公开的解决方案设置,以前瞻性的方式改善运行和/或合适地匹配运行。尤其可收集描绘预期的能量需求的信息,该预期的能量需求须由再充电基础设施预测性地例如在预定的将来的时刻满足。然后可为该预期的能量需求准备再充电基础设施,和/或可及时导入其它的应对措施,以便前瞻性地匹配预期的能量需求和/或再充电基础设施的能量提供潜力。前者还可包括适当地匹配电动车辆的运行,例如通过发布指示或路线推荐,以便将电动车辆导引到其它的再充电基础设施。
通过该解决方案可降低出现供应短缺的风险。这便尤其适用于,如根据本发明通常优选的那样,假设在预定的区域中有多辆电动车辆和/或考虑到关于相邻的再充电基础设施的信息、尤其是考虑到它们的能量提供潜力。然后,例如可使电动车辆适当地改道(例如以便减轻工作效率不足的再充电基础设施的负荷)并且可使电动车辆被导引至的再充电基础设施及时为预期的能量需求做准备(例如通过对本地的电能存储器的提前充电)。
详细地,提出了一种用于运行用于电动车辆的再充电基础设施的方法,带有:
- 获得电动车辆的至少一个车辆状态参量、或换句话说车辆运行参量(并且优选地获得多辆电动车辆的至少一个车辆状态参量),针对该电动车辆,确定或获得将来的可能的再充电请求,并且该电动车辆处于至再充电基础设施的一距离中(即,目前尚未再充电和/或与其尚未连接);
- 在考虑到至少一个车辆状态参量的情况下确定利用该再充电基础设施(尤其在将来和/或在限定的将来时刻)可满足的预期的能量需求;
- 确定再充电基础设施的(尤其将来的和/或在优选地相同的将来的时刻存在的)能量提供潜力;
- 如果预期的能量需求和能量提供潜力的比较满足短缺标准,导入至少一个(预定的)应对措施。
车辆状态参量可涉及到当前的状态或预期的将来的状态,例如基于到达再充电基础设施处所预期的到达时间。通常,车辆状态参量可给出电动车辆的当前的位置、当前的或预期的速度(例如在还进行中的至再充电基础设施的行驶期间平均地或最大可预期的速度)、当前的或在到达时预期的充电状态(State of Charge)、规划的行驶路线、最大的电池容量和/或电动车辆的充电特性(例如最大允许的电流和/或在再充电期间的通常最大允许的充电速度)。
电动车辆(或由其包括的和/或与其耦联的通信单元,例如智能电话)可将车辆状态参量传送给下文阐述的控制单元,例如响应于控制单元的相应的请求。传送优选地通过非有线连接的通信路径、例如通过移动无线电来实现。优选地获得或传送作为车辆状态参量的电动车辆的至少一个位置和/或电动车辆的充电状态。
确定或获得再充电请求可为根据本发明的单独的方法步骤和/或可形成根据本发明的组件的下文阐述的控制单元的单独的功能。
可传送是否存在再充电请求(例如作为单独的车辆状态参量),尤其当驾驶员通过相应的输入给出充电请求时(例如通过输入到导航系统中和尤其选择再充电基础设施作为导航目的地)。备选地,可确定可能的再充电请求,例如按照车辆状态参量,和尤其按照低的充电状态。下文还将进一步阐述对此的示例。
通常可考虑这样的电动车辆,其处在再充电基础设施的预定的周围区域中,并且尚未与该再充电基础设施连接。周围区域例如可选择成直至1km、直至5km或直至10km。精确的确定可根据在所考虑的区域中的再充电基础设施的密度来作出,其中,如果存在更高的密度,则周围区域优选地更小地来选择。
从在周围区域中的电动车辆可优选地自动确定或获得车辆状态参量。至少这样的电动车辆可传送相应的车辆状态参量,对于这些电动车辆,驾驶员已经发出再充电请求的信号和/或例如充电状态满足显示出潜在的再充电需求的预定标准(例如充电状态低于预定的阈值)。附加地或备选地,可考虑这样的车辆状态参量,其至少间接影响充电状态,尤其因为其涉及到和/或至少比例相关地限定电能的消耗。在此可例如涉及到车辆速度。通常,电能的提高的消耗能推断出,可期望立即的再充电。
此外,附加地或备选地,可(优选地仅仅)考虑这样的电动车辆,其接近再充电基础设施(例如在一定时间段上看)。由此可避免考虑这样的电动车辆,其仅仅偶然驶过再充电基础设施的周围区域和/或不以再充电基础设施为目标。
借助于用于优选地自动获得在再充电基础设施的环境中的多辆电动车辆的状态参量的所描述的可行方案可估计,再充电基础设施是否、何时和/或在何种程度(或规模,即Ausmaß)上必须预先准备好用于再充电的能量。换句话说,因此可估计用于通过再充电基础设施进行供应的需求和/或一般来说估计再充电基础设施预测性可满足的能量需求。
因此,预期的能量需求可涉及到这样的能量需求,其针对至少一辆电动车辆的充电根据估计产生,或而其针对如下多辆电动车辆产生,所述电动车辆当前处在再充电基础设施的周围环境中并且对于其确定或已知再充电请求。因此,换句话说,可涉及到累积的预期的能量需求,其由各辆电动车辆的多个预期的能量需求来确定。如下文还将阐述的那样,这优选地与时间相关地进行,即,该(优选地累积的)能量需求根据时间来预测。
优选地同样根据时间来预测的能量提供潜力例如可涉及到再充电基础设施每时间单位的预期的充电功率和/或可提供的最大电流和/或最大能量。在此还可考虑再充电基础设施是否例如在所考虑的将来的时刻还为其它电动车辆根据预期供应以能量。额外地或备选地,可以下文阐述的方式考虑,再充电基础设施可以何种程度取用电能量来源,可从该电能量来源提取能量用于再充电。这些能量来源例如可为电能存储器和/或再生式能量来源。
通常,该方法可以是与时间相关的,并且能量需求和/或能量提供潜力可关于预定的将来的时刻来确定。因此,确定相应的参量可为面向未来的模拟、计算和/或预测,然而,其优选地按照当前存在的信息来估计或预测。
因此,总而言之,可确定在将来的时刻预期的累积产生的能量需求,其利用再充电基础设施可满足并且由至少一辆电动车辆的再充电请求引起。此外,可确定或估计再充电基础设施的在优选地相同的将来的时刻相应存在的能量提供潜力。这种估计可例如在自动监测或控制再充电基础设施或再充电基础设施的网络的框架下连续地进行,以便能够实现连续地导入相应的应对措施。
换句话说,可确定或估计预期的能量需求以及还有能量提供潜力的将来的时间走向,其中,这作为一个走向优选地连续更新。通常,根据本发明的预测和/或估计(或比较能量需求与能量提供潜力)可比当前的时刻(优选地始终)提前限定的或可限定的时间间隔。
例如,如果能量需求超过能量提供潜力或者能量需求与能量提供潜力的偏差低于可接受的最小偏差(例如虽然能量需求低于能量提供潜力,但太接近该能量提供潜力并且至少不遵守对此的可接受的最小偏差),则可满足短缺标准。偏差尤其可涉及通过能量需求未超出能量提供潜力,即能量需求低于能量提供潜力到何种程度。如果能量需求明显低于能量提供潜力,并且因此超过可接受的最小偏差,可以以足够的可靠性假定,即使没有应对措施,能量提供潜力也足够。然而,如果偏差相对很小,使得低于可接受的最小偏差,不可以以足够的可靠性保证,能量提供潜力实际上高于将来实际产生的能量需求(即,能量需求就太接近能量提供潜力,使得不可排除超过能量提供潜力)。
一改进方案设置成,应对措施包括,对再充电基础设施的至少一个电能存储器充电。电能存储器可为蓄能器。蓄能器可为再充电基础设施的电能存储器,其优选地位置固定地和/或在本地设置在再充电基础设施的区域中,或者设置为再充电基础设施的组成部分。电能存储器可为电池,其例如过去用于电动车辆中和/或设计成用于该使用。因此,蓄能器可为重复使用或再用的能量存储器。
电能存储器可由电网(例如公用电网)供应以电能。充电过程可通过根据本发明的控制单元和/或借助于(例如再充电基础设施)的整流器来控制。电能存储器的充电可优选地根据需要并且尤其在满足短缺标准时激活。
电能存储器的充电的程度(即,充电量和/或充电速度)可取决于预期的能量需求与能量提供潜力的偏差(例如偏差越大,相应的程度就越大)。
通常,通过该改进方案保证了足够的供应可靠性,因为再充电基础设施的预期的可能的供应空缺可借助于至少一个电能存储器来弥补。但是,通过电能存储器的仅仅根据需要的充电还改善了效率,因为在任何充电过程中出现损失,并且电能存储器的寿命或可靠性通过频繁的充电过程被降低。
一改进方案设置成,应对措施包括,至少暂时限制用于(例如已经联接的)电动车辆借助于再充电基础设施再充电的提供的能量。可在当前的时刻应用该限制,以便在至少一辆电动车辆到达再充电基础设施时便还提供足够的能量提供潜力。但是同样可确定用于限制的合适的时刻,并且例如至少临时地还没有限制地进行已经联接的车辆的再充电。
限制的程度可取决于预期的能量需求和能量提供潜力的偏差(例如偏差越大,限制到的值越小)。限制例如可限定每辆电动车辆的最大可传递的电流和/或最大可传递的功率。
在另一实施方式中,应对措施包括例如借助于导航系统和/或作为一般的导航指令确定和/或输出用于电动车辆的备选的再充电可行方案的推荐。备选的再充电可行方案可为另一再充电基础设施,其优选地在当前考虑的再充电基础设施的限定的周围区域中。因此,如果确定所考虑的再充电基础设施的能量提供潜力预测是不足够的,可以这种方式尝试使电动车辆改道,并且导航至另一再充电基础设施。这从驾驶员的角度来看可示出为舒适度提高,并且通常可降低供应空缺的风险。
根据一改进方案,与时间相关地(或者换句话说,取决于时间地)确定预期的能量需求,并且为此确定电动车辆到达再充电基础设施处的预期的到达时间。预期的到达时间可通过当前的行驶行为(例如当前的行驶速度)的外插法来确定。附加地或备选地,预期的到达时间可基于关于电动车辆的到再充电基础设施的规划的或可能的行驶路线的信息来确定,该信息例如可由电动车辆的导航系统传送和/或按照地图数据和/或借助于关于到再充电基础设施的迄今优选的行驶路线的历史数据来确定。尤其可将关于速度限制或交通负荷的信息用来计算到达时间。因此可时间准确地确定预期的能量需求。再充电基础设施的能量提供潜力可优选地关于预期的到达时间来确定。
一改进方案设置成,确定至少间接涉及预期的能量需求的至少一个置信度,其中,如下所述,置信度例如给出能量需求的程度、能量需求的调用时刻和/或概率(能量需求以该概率被调用)。
置信度尤其可给出确定的能量需求的推测精度和/或推测的概率(能量需求以该概率出现或被调用)。用来确定预期的能量需求的数据越精确、可靠和/或一致,则置信度可越大。然后基于置信度可确定以多大的紧迫性、在哪个时刻和/或在何种程度上导入至少一个应对措施。附加或备选于能量需求和能量提供潜力的所描绘的偏差之外,其例如可用来确定程度(以该程度应对可能的电能存储器充电)。
置信度尤其可给出以下概率,以该概率实际存在电动车辆的再充电请求,即,以该概率通过电动车辆从再充电基础设施实际上请求能量需求。这种置信度还可被称为再充电概率。
附加地或备选地,可考虑给出预期的到达时间的概率的置信度。这种置信度还可被称为到达时间概率。
附加地或备选地,可考虑给出如下概率的置信度,即尤其在到达再充电基础设施时预期的能量需求相应于电动车辆的实际的能量需求的。这种置信度还可被称为能量需求概率。
置信度也相应估计不确定性(例如在相应低的值的情况下)或可用来确定不确定性。可限定阈值,该阈值至少必须具有至少一个置信度,以此例如实际上假定电动车辆的再充电请求。
置信度尤其可根据电动车辆至再充电基础设施的距离来确定,其中,根据电动车辆与再充电基础设施的距离的进一步减小,置信度提升(尤其当该置信度给出再充电概率时)。
附加地或备选地,置信度可根据电动车辆的充电状态来确定。当考虑再充电概率和/或能量需求概率时,这便尤其重要。充电状态越低,置信度可评估得越高,因为再充电就更可能。为此还可确定或估计在到达时的预期的充电状态,例如按照尚还剩余的至再充电基础设施的距离和/或直至到达的预期的能量消耗。尤其可确定阈值,例如以这种形式来确定:自低于阈值(例如10%的充电状态)起,再充电概率被评定为特别高,并且例如估计为100%。
此外,附加地或备选地,置信度可按照车辆驾驶员的输入来确定。如果车辆驾驶员直接给出再充电请求或在例如导航系统中将再充电基础设施选择为目的地,置信度可选择为相应高,尤其当置信度说明再充电概率时。
如所提及的,根据一变体,车辆状态参量可为电动车辆直至再充电基础设施的仍需经过的行驶路线或基于该行驶路线来确定。
此外,能量提供潜力可根据一实施方式按照以下项中的至少一种来确定:
- 关于电网的供应能力的数据,再充电基础设施联接到该电网处(例如数据越高,能量提供潜力越高);
- 再充电基础设施的至少一个电能存储器的(例如尚还剩余的)充电容量(或还有可充电储备)(例如充电容量越高,能量提供潜力越高);
- 再生式能量来源的供应能力,再充电基础设施与该再生式能量来源连接(例如供应能力越高,能量提供潜力越高);
电网的供应能力可按照历史数据来估计和/或根据白天时间或季节条件来确定。再生式能量来源可分配给再充电基础设施和/或局部地与之联合,并且例如涉及安置在再充电基础设施处的太阳能电池板。根据例如可在线查询的天气数据(例如关于太阳辐射或预期的风速),便可估计再生式能量来源的预期的功率并且因此估计其供应能力。
如所描绘的那样,根据一改进方案,可能的再充电请求按照电动车辆至再充电基础设施的距离的变化(并且尤其是减小)和/或按照电动车辆的规划的行驶路线的信息来确定。如果行驶路线的目的地是再充电基础设施或者驶过再充电基础设施,可由此推断可能的或实际的再充电请求。
本发明还涉及一种用于电动车辆的再充电的组件,带有:再充电基础设施,其可与至少一辆电动车辆连接,以将电能传递到该电动车辆处;和控制单元,该控制单元设立成:
- 获得电动车辆的至少一个车辆状态参量,针对该电动车辆确定或获得可能的将来的再充电请求,并且该电动车辆处于至再充电基础设施的一距离中;
- 在考虑到至少一个车辆状态参量的情况下确定利用再充电基础设施可满足的预期的能量需求;
- 确定再充电基础设施的能量提供潜力;并且
- 如果预期的能量需求和能量提供潜力的比较满足短缺标准(并且尤其还执行该比较),引入至少一个预定的应对措施。
组件可实施根据本文描绘的变体的每个的方法。通常,组件可包括每个其它的特征,以提供或实施所有在本文中描绘的运行状态、功能、相互作用和步骤。方法特征的所描述的所有改进、阐述和变体尤其可还适用于相同的组件特征或可在组件特征中设置。
控制单元可为电子式的和/或数字运行的控制单元。控制单元可被再充电基础设施包括和/或至少与之通信。控制单元可包括处理器机构,其例如带有至少一个微处理器。附加地或备选地,控制单元可包括至少一个存储机构,以存储优选地数字信息。在存储机构上可存储程序指令,其在借助于处理机构实施时引起组件提供上文列出的所有功能和/或至少实施根据本文描绘的变体的每个的方法的子步骤。
术语控制单元在此可如此来理解,即,以此通过可能地导入应对措施控制再充电基础设施的运行。控制单元可具有通信器件,例如移动无线电接收器或互联网连接,以便获得车辆状态参量。能量需求和/或能量提供潜力例如可通过控制单元的计算或模拟来确定。应对措施的导入可包括,控制单元发出控制信号,例如发出到电动车辆的导航系统、整流器(例如用于给电能存储器充电)或单元处,利用该单元可实现可用的能量的上文提到的限制。
附图说明
下面按照所附的示意性图来阐述本发明。
图1示出了根据本发明的实施例的组件,其实施根据实施例的方法。
图2-4示出了用于阐述可行的根据本发明的方法流程的流程图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的实施例的组件1,其实施根据本发明的方法。该方法在下文中按照图2至图4的流程图进一步阐述。
组件1包括再充电基础设施10,其为一组固定的充电桩11。充电桩形成充电站。每个充电桩11可以本身已知的方式设立成,以电流供应电动车辆14、16。
再充电基础设施10还具有控制单元12,其包括带有至少一个处理器机构的计算机。此外,控制单元12包括未示出的移动无线电接收器,以便与下文阐述的电动车辆14、16通信。该通信可直接与电动车辆14、16进行,或者与未示出的服务器进行,服务器将来自车辆14、16或关于车辆14、16的信息转送到控制单元12处,并且必要时预处理该信息。
再充电基础设施10还包括本地的电能存储器18。该电能存储器可包括至少一个可多次充电的电池,例如先前用在电动车辆14、16中的再使用的牵引电池。电能存储器18由示意性地说明的公用电网20供应,这可选择性地由控制单元12激活,例如通过激活未分开示出的整流器。
电能存储器18为充电桩11中的每个充电桩按需供应以电流。附加地,充电桩11中的每个充电桩联接到公用电网20处,并且可由该公用电网供应以电能,以便将能量在再充电的背景下进一步给到电动车辆14、16处。在图1中没有示出本身已知的必需的电气构件,例如整流器或开关组件,以便充电桩11选择性地与公用电网20、电能存储器18、下文的再生式能量来源22或然而同时与它们中的多个连接。这种连接和能量流又可由控制单元12来控制或协调。
组件1还包括再生式能量来源22,该再生式能量来源仅仅示例性地是太阳能面板。该太阳能面板可同样为充电桩11或然而电能存储器18供应以电流。
因此,再充电基础设施10的电能提供潜力至少由电网20的供应能力、电能存储器18的充电状态和再生式能量来源22的供应能力(或发电能力)组成。此外,还可通过已经联接到再充电基础设施10处的电动车辆14、16考虑预期的能量需求,即电动车辆在考虑的时刻以多大的程度预测性地从再充电基础设施10取得能量。该程度越高,还剩余的能量提供潜力就越低,以该剩余的能量提供潜力还可为其它的电动车辆14、16充电。
在当前的情况下,通常针对将来时刻来估计能量提供潜力,在该时刻电动车辆14、16预测到达再充电基础设施10,以便从该再充电基础设施获得电能。这在下文中还将进一步进行阐述。
在所示出的状态中,电动车辆14、16不在再充电基础设施10处,而是在至该再充电基础设施10的一距离中。然而,电动车辆位于在围绕再充电基础设施10的预定的周围区域中,例如在围绕再充电基础设施10的10km的圆周中。
还为电动车辆14、16中的每辆电动车辆示出了规划好的(因为例如存储在导航系统中)或然而可能的行驶路线15、17(因为例如可按照道路走向和/或历史数据预见相应的概率)。可看出,行驶路线15是弯曲的,这仅仅允许较低的平均速度,而另一行驶路线17是直的,这允许更高的平均速度。关于规划的或可能的行驶路线15、17的这些信息可由控制单元12使用,以确定相应的电动车辆14、16的预期的到达时间。
组件1通过控制单元12来控制,使得在高的供应可靠性的情况下保证高效的运行。为此以前瞻性的方式估计未来的预期的能量需求,但也估计未来的能量提供潜力。这尤其被使用,以便确定带有可能的再充电请求的电动车辆14、16是否可在其例如在预期的到达时间到达或将到达再充电基础设施10时被供应以足够的电能,或者然而是否必须使所述电动车辆改道或必须采取其它的应对措施,以确保在电动车辆14、16到达时的足够的供应能力。在此,控制单元12实施根据本发明的方法,这借助下面的图2至图4阐述。
在图2中描述了一种过程,以该过程确定是否应前瞻性地或换句话说前瞻性地进行充电,以作为在电能存储器18的预期的能量需求的面临的短缺时的应对措施。在此,示例性地仅仅考虑电动车辆14、16。但是,要理解的是,还可同时或在时间上重叠地针对多辆电动车辆14、16来执行以下步骤。
在步骤S1中确定,电动车辆14、16处在再充电基础设施10的提到的预定的周围区域中。在步骤S2中可选地检查是否从车辆14、16获得再充电请求,例如通过驾驶员的相应的输入。附加地或备选地,可确定或估计可能的再充电请求。为此例如可考虑电动车辆14、16是否在靠近再充电基础设施10,或者规划的或可能的行驶路线15、17是否行驶经过再充电基础设施10处。
如果确定或识别出(可能)存在再充电请求(或者还作为在确定再充电请求之前的初始措施),在步骤S3还考虑其它的车辆状态参量。它们例如通过移动无线电从电动车辆14、16传送给控制单元12。原则上,还可以不同的顺序或至少部分地在时间上重叠地来实施步骤S1至S3。
在步骤S4按照获得的车辆状态参量(例如呈电动车辆14、16的规划的行驶路线15、17和/或实际地点的形式)确定预期的到达时间,其给出电动车辆14、16在再充电基础设施10处的预期的到达时间。在此,可考虑规划的或可能的行驶路线15、17的尚还剩余的路程、沿着该行驶路线15、17的预期的平均速度,和/或可考虑沿着该行驶路线15、17的交通信息,例如在那里是否会出现交通堵塞。
此外,在步骤S5中确定预期的能量需求,其中,作为车辆状态参量,可考虑电动车辆14、16的电能存储器(例如牵引电池)的当前充电状态。附加地,可考虑车辆状态参量,借助于其可确定直至到达再充电基础设施10为止的还将预期的能量消耗(即,从电动车辆14、16的电能存储器中的能量提取)。因此,可在到达再充电基础设施10时预测电动车辆14、16的电能存储器的充电状态。消耗可重新按照规划的或可能的行驶路线15、17和/或迄今的平均的能量消耗来确定。关于此点,还可考虑在步骤S4中确定的预期的到达时间,以便根据还将经过的行驶时间估计预期的能量消耗。
在步骤S6可选地计算再充电概率N,其中,将电动车辆14、16的电能存储器的充电状态、和尤其到达时的预期的充电状态视为车辆状态参量。充电状态越低,需求概率N越高。为了该确定,通常可动用在步骤S4和S5中确定的信息。
对于在步骤S4至S6中的确定的每个,优选地确定置信度,其给出推测的概率,以该概率相应可达到所述步骤的确定结果。对于在步骤S4中确定的到达时间,将到达时间概率A确定为置信度。对于在步骤S5中确定的能量需求,将能量需求概率E确定为置信度E。在步骤S6中确定的再充电概率N本身已经为置信度。
步骤S4-S6的确定结果连同相关的可能的置信度A、E、N由控制单元12使用,以便以下文阐述的方式检查是否满足短缺标准。
为此,还确定再充电基础设施的能量提供潜力。这在步骤S7中进行,其仅仅示例性地并行于步骤S4-S6来执行,但尤其还可在此之后执行。优选的是,步骤S7至少在步骤S4之后才执行,因为在该步骤中确定的到达时间可使用,以便确定在相应的到达时间的能量提供潜力,并且因此可特别精确地估计供应可靠性。
上文已经提到了在确定能量提供潜力时考虑的可能参量。它们例如涉及图1的公用电网20的供应能力、电能存储器18的预期的或可实现的充电状态或然而再生式能量来源22的发电能力。
在步骤S8中,比较能量提供潜力(优选地关于预期的到达时间)与预期的能量需求(同样优选地关于预期的到达时间)。在这种情况下,如果满足短缺标准,如在总的说明部分中探讨的那样,根据箭头J切换到步骤S9,以便导入应对措施。如果不满足短缺标准,根据箭头切换到步骤S10,并且不导入应对措施。
在步骤S8中,可在附加地考虑置信度E(能量需求概率)和N(再充电概率)中的至少一个置信度的情况下考虑预期的能量需求。能量需求例如可与其相乘,并且因此在低置信度E和N的情况下相应地减弱。
相反,到达时间概率A可被使用,以便限定时间范围,在该时间范围中必须保持准备好相应的能量提供潜力。因此,可针对相应的时间范围考虑短缺标准,其中,该短缺标准可随着到达时间概率A的减小而变大,并且因此必要时必须在更长的时间段上维持可能的应对措施。
通常可以相同的单位给出能量提供潜力和预期的能量需求,例如以对于每个时间单位需提供的或所需的电功率和/或以对于每个时间单位需提供的或所需的电流。
还应考虑到,预期的能量需求优选地是通过执行例如用于多辆电动车辆14、16的步骤S1至S6的累积的预期的能量需求。因此可确定,多大的能量需求按照位于再充电基础设施10的限定的周围区域中的电动车辆14、16的数量是未来可预期的。
这可持续进行,使得以前瞻性的方式并且例如以诸如未来15min或30min的期望的时间间隔不断地预测预期的(优选地累计的)、由再充电基础设施10可满足的能量需求。同样适用于能量提供潜力。尤其可确定、更精确地说预测预期的能量需求和能量提供潜力的时间走向,并且可前瞻性地确定可出现供应空缺或在此时满足短缺标准的时刻。
在图3至图4中下面从步骤S9开始讨论可能的导入的应对措施。在此,根据本发明,应对措施中的每个应对措施可仅仅单独地或可以它们任意的组合由控制单元12检查和导入。
在图3中探讨了是否考虑将再充电基础设施10的电能存储器18的前瞻性充电作为应对措施。在步骤S10中,考虑电能存储器18的当前的能量提供潜力和/或当前的充电状态。然后在步骤S11中确定可充电的储备,其还可提供用于将电能保持在电能存储器18中。在步骤S12中确定该储备是否足以提高在所考虑的电动车辆14、16的预期的到达时间的能量提供潜力,使得不再满足短缺标准。
在此还可考虑能量提供潜力是否可通过其它的来源来提高,例如通过提高从公用电网20的能量提取或然而通过提高通过再生式能量来源22的能量供应。因此,即可在还考虑到其它还可使用的能量来源的情况下确定在能量提供潜力中的、尚需由电能存储器18在到达时间或直至到达时间满足的空缺。
如果在步骤S12中的检查为正(箭头J),在步骤S13中开始电能存储器18的充电。如果不是这种情况(箭头N),则确定至少借助于电能存储器18在预期的到达时间不可满足再充电基础设施10的可能的供应空缺。但是,优选地,还在这种情况下,能量存储器18被尽可能最大地充电,以便至少部分地填补供应空缺,并且必要时不必使所有的车辆14、16改道。
在这种情况下可导入其它的应对措施,即,在步骤S15中限制传递给当前充电的电动车辆(未示出)的能量。
附加地或备选地,可在步骤S16尝试,使电动车辆14、16改道,对于所述电动车辆已知有再充电请求或确定为可能的。尤其可涉及选择,可能的多辆电动车辆14、16中的那些应改道并且哪些不应改道。
为此,可针对每辆电动车辆14、16检查预期的到达时间、在到达再充电基础设施10时的预测的能量需求和/或电动车辆14、16的规划的或可能的行驶路线15、17。如果电动车辆14、16的到达时间低于阈值(例如低于15分钟或30分钟),可放弃所述车辆14、16的改道,因为其几乎已经到达再充电基础设施。
如果电动车辆14、16的预期的能量需求高于阈值(例如其充电容量的80%),可同样放弃改道,因为该提高的能量需求危及了电动车辆14、16的运行安全性。因此可优先对带有这种耗尽的电池容量的电动车辆14、16充电。
如果沿着电动车辆14、16的规划的或可能的行驶路线15、17还存在其它的再充电基础设施10,在该再充电基础设施处可及时实现再充电,可使电动车辆14、16改道至该再充电基础设施10。在这种情况下,还可提供激励,以便将驾驶员导引至该其它的再充电基础设施10。例如可使用奖励系统,或者可短期降低对于该特定电动车辆14、16的在该其它的再充电基础设施10处的每千瓦时的价格。
在图4中显示了这样的过程,在步骤S16的框架中为了电动车辆14、16的改道可实施该过程。该过程是根据本发明的方法的组成部分,并且可由控制单元12至少间接引起。然后可借助于电动车辆14、16的驾驶员信息系统和/或导航系统执行该过程。
在步骤S100中,由控制单元12传送(或告知,即übermittelt)适合于改道的电动车辆14、16:这应鼓励驾驶员改道或驶向其它的再充电基础设施10。此时可为驾驶员在车辆中的显示机构(例如驾驶员信息系统的屏幕)上并且在通过导航系统控制的情况下显示出地图片段,在该地图片段中适当地标记再充电基础设施10。例如可将当前的再充电基础设施10标记为不可操控(例如通过X来标记),该当前的再充电基础设施10的能量提供潜力在预期的到达时间是不足够的。相反,其它可用的再充电基础设施10可标记为没有问题,例如通过绿色染色来标记。仅仅边际地满足或边际地不满足短缺标准的再充电基础设施10可归类为临界的,并且相应地进行标记(例如通过红色染色)。
可主动要求驾驶员,声明其同意驶向其它可用的再充电基础设施10中的一个并且选择优选的再充电基础设施10(例如通过在步骤S102中的触摸输入)。然后,在步骤S103中可通知最初考虑的再充电基础设施10的控制单元:相应的电动车辆14、16不再具有在该再充电基础设施10处的再充电请求。
取而代之的是,可在步骤S104中将再充电请求通知所选择的另一再充电基础设施10的控制单元,其中,例如可将关于该另一再充电基础设施10的再充电概率N设置成100%。
附图标记列表
1 组件
10 再充电基础设施
11 充电桩
12 控制单元
14、16 电动车辆
15、17 行驶路线
18 电能存储器
20 电网
22 再生式能量来源
A 到达时间概率(置信度)
E 能量需求概率(置信度)
N 再充电概率(置信度)。

Claims (10)

1.一种用于运行用于电动车辆(14、16)的再充电基础设施(10)的方法,带有:
- 获得电动车辆(14、16)的至少一个车辆状态参量,针对该电动车辆,确定或获得将来的可能的再充电请求,并且该电动车辆处于至所述再充电基础设施(10)的一距离中;
- 在考虑到所述至少一个车辆状态参量的情况下确定可利用所述再充电基础设施(10)满足的预期的能量需求;
- 确定所述再充电基础设施(10)的能量提供潜力;
- 如果所述预期的能量需求和所述能量提供潜力的比较满足短缺标准,导入至少一个应对措施。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述应对措施包括对所述再充电基础设施(10)的至少一个电能存储器(18)充电。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述应对措施包括借助于所述再充电基础设施(10)至少暂时限制用于对电动车辆(14、16)再充电的所提供的能量。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述应对措施包括确定用于对于所述电动车辆(14、16)的备选的再充电可行方案的建议。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,与时间相关地确定预期的能量需求,并且为此确定所述电动车辆(14、16)到达所述再充电基础设施(10)处的预期的到达时间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,根据所述电动车辆(14、16)至所述再充电基础设施(10)的距离和/或所述电动车辆(14、16)的充电状态和/或按照车辆驾驶员的输入确定关于所述预期的能量需求的至少一个置信度(A、N、E)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述车辆状态参量是所述电动车辆(14、16)直至所述再充电基础设施(10)的仍需经过的行驶路线(15、17)或基于该行驶路线(15、17)来确定。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,按照以下项中至少一个确定能量提供潜力:
- 关于与所述再充电基础设施(10)联接的电网(20)的供应能力的数据;
- 所述再充电基础设施(10)的至少一个电能存储器(18)的充电容量;
- 所述再充电基础设施(10)与之连接的再生式能量来源(22)的供应能力。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,按照所述电动车辆(14、16)至所述再充电基础设施(10)的距离的变化和/或按照关于所述电动车辆(14、16)的规划的行驶路线(15、17)的信息确定可能的再充电请求。
10.一种用于对电动车辆(14、16)再充电的组件(1),带有:再充电基础设施(10),其可与至少一辆电动车辆(14、16)连接,以将电能传递到该电动车辆(14、16)处;且带有控制单元(12),其设立成:
- 获得电动车辆(14、16)的至少一个车辆状态参量,针对该电动车辆确定或获得可能的、未来的再充电请求,并且该电动车辆处于至所述再充电基础设施(10)的一距离中;
- 在考虑到所述至少一个车辆状态参量的情况下确定利用所述再充电基础设施(10)可满足的预期的能量需求;
- 确定所述再充电基础设施(10)的能量提供潜力;并且
- 如果所述预期的能量需求和所述能量提供潜力的比较满足短缺标准,导入至少一个应对措施。
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