CN113226834B - 用于对电动车辆充电的方法和装置 - Google Patents

用于对电动车辆充电的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113226834B
CN113226834B CN202080005783.6A CN202080005783A CN113226834B CN 113226834 B CN113226834 B CN 113226834B CN 202080005783 A CN202080005783 A CN 202080005783A CN 113226834 B CN113226834 B CN 113226834B
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
power
electric vehicle
charging current
threshold
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.)
Active
Application number
CN202080005783.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113226834A (zh
Inventor
米夏埃尔·舒伯特
马库斯·布兰德施托特尔
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.)
Fronius International GmbH
Original Assignee
Fronius International GmbH
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 Fronius International GmbH filed Critical Fronius International GmbH
Publication of CN113226834A publication Critical patent/CN113226834A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113226834B publication Critical patent/CN113226834B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/64—Optimising energy costs, e.g. responding to electricity rates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/305—Communication interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/51—Photovoltaic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53—Batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63—Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H02J3/322—Arrangements 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The 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
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • H02J2310/60—Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS 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
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12—Remote or cooperative charging
    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS 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
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14—Details 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)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及用充电电流(IL)对电动车辆(11)充电的方法和装置(3)，其具有用于连接到与发电设备(1)，电网(6)，能量管理装置(20)以及可能的能量储存装置(5)连接的家用电源(16)的连接部(30)，用于连接到要充电的电动车辆(11)的充电连接部(31)，以及用于控制用于对电动车辆(11)充电的充电电流(IL)的控制装置(27)。为了最佳地利用诸如光伏设备的现有发电设备(1)的电力，并且因此为了电动车辆n(11)的特别成本有效且高效的充电，提供至少一个装置以用于确定家用电源(16)的剩余功率和从电网(6)抽取的功率，并且将它们与至少一个启动阈值(ESSWi)和/或停用阈值(ASSWi)进行比较，并且控制装置(27)设计成使得根据至少两个预设充电电流(ILi)通过当达到相应的启动阈值(ESSWi)或停用阈值(ASSWi)时启动或停用相应的预设充电电流(ILi)来提供用于对电动车辆(11)充电的充电电流(IL)。

Description

用于对电动车辆充电的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用来自连接到发电设备，电网，能量管理装置以及可能的能量储存装置的家用电源的充电电流对电动车辆充电的方法，其中用于对电动车辆充电的所述充电电流由控制装置控制，并且所述控制装置连接到所述能量管理装置，并且为所述控制装置预设至少两个充电电流，并且在所述能量管理装置的控制下用根据所述至少两个预设充电电流中的一个提供的充电电流对所述电动车辆充电，其中针对所述至少两个预设充电电流中的每一个限定启动阈值和停用阈值。
此外，本发明涉及一种用于用充电电流对电动车辆充电的装置，其具有用于连接到与发电设备，电网，能量管理装置以及可能的能量储存装置连接的家用电源的连接部，具有用于连接到要充电的电动车辆的充电连接部，并且具有用于控制用于对电动车辆充电的充电电流的控制装置，并且所述控制装置设计成连接到所述能量管理装置，并且可以预设至少两个充电电流，使得在所述能量管理装置的控制下根据所述至少两个预设充电电流中的一个提供用于对电动车辆充电的充电电流，其中可以针对所述至少两个预设充电电流中的每一个限定启动阈值和停用阈值。
背景技术
电动车辆，插电式混合动力车辆或大充电电流在其中流动的其他车辆(以下统称为电动车辆)现在很少使用Schuko插座充电，因为这些无法长时间承受高充电电流，因此只允许低充电功率。越来越多地，使用永久安装的充电站，即所谓的壁箱，使用充电电缆(理想地具有电缆控制箱(ICCB))将电动车辆连接到所谓的1型或2型充电插头。
在许多情况下，可再生发电设备的运营商也是电动车辆的运营商，并且出于环境原因，尤其是出于经济原因，更愿意尽可能向车辆提供他们自己产生的能量。如果可再生发电设备本身还没有表现出不可避免的电力波动，则无论如何，由于用电设备被打开和关闭，这些都将发生。取决于可再生发电设备的最大输出和相关用电设备，将电力馈送到电网中或从电网提取电力，即所谓的电网抽取。用自发电电流更好地覆盖功耗的一种方式是打开或关闭用电设备或调节其功耗。例如，光伏系统的电力可以用于对能量储存装置充电而不是馈送到电网中。
文献US 2015/0165917A1描述了用于对相关类型的电动车辆充电的方法和装置，其中根据可用能量和相应的能量需求来分配和调节多个电动车辆的充电。
从现有技术还已知能量管理装置，其通过打开和关闭用电设备来减少馈电和电网抽取。由于较低的上网电价和相对较高的电网抽取电价，这可以提高可再生发电设备的成本效益。
还已知的是，该形式的能量管理装置可以通过为此目的在充电站处提供的启用输入来打开或关闭用于对电动车辆充电的充电站。这是充电控制器的最简单变型。也有充电站，其充电电流具有连续可变的调节，以便使消耗尽可能精确地适应可再生发电设备的现有剩余功率。由于较高的技术复杂性，这样的充电站与较高的采购成本关联。尤其是在标称功率相当低的可再生发电设备中，例如在家用领域中，这些充电站通常在无法最佳应用调节的功率范围内操作，原因是这会导致充电电流低于电动车辆的最小充电电流。例如，如果将6A的最小充电电流转换为功率，则对于230V的单相充电可获得1.38kW的最小充电功率。对于三相充电，最小充电功率为4.14kW。尤其是在小型系统中，充电功率的这些下限使得根据发电设备的能量剩余来调节电动车辆的充电更加困难。还有一些较旧的电动车辆需要更高的最小充电电流(例如12A)，这意味着充电功率的控制范围从更高的值开始(例如单相：2.76kW)。类似地，如果要覆盖更大一些的功率范围，则仅限制可以打开和关闭的充电站。
目前，电动车辆的家用充电限于交流充电或AC充电。当前仅在具有高充电功率水平的充电站中使用直流充电或DC充电，鉴于家用的采购成本，由于充电时间的原因，这种充电既不经济又不必要。即使行驶距离较长(例如100km)，具有较高范围(例如＞250km)的新电动车辆也可以提供足够的储备以确保夜间行驶不会出现问题。因此在正常情况下无需紧急快速充电。电动车辆可以以低充电功率或以优化至剩余功率的方式进行整夜充电。在非常紧急的情况下，已经存在DC快速充电站的相对密集网络(取决于区域)，其中可以在短时间内传输大量能量。电动车辆的拥有者以与化石燃料加油类似的方式开车到快速充电站，并在几分钟之内对电动车辆充电。
充电站通常安装在固定位置，各种保护设备和通信设备集成在充电站本身中。通过诸如RFID(射频识别；用于身份验证)的功能和诸如OCPP(开放计费点协议；例如用于计费)的通信标准，充电站也可以在半公共或公共区域使用。根据设计，充电站可使用永久性连接的电缆或用于连接充电电缆的插座。
在充电站或带控制箱的充电电缆(ICCB电缆)与电动车辆之间的通信中，除了充电状态，开始或停止充电的可能性以及最大充电电流的规范外，没有其他信息被交换。充电电流的目标规范受标准限制在6A至80A之间的范围。在0A至6A之间，没有控制选项。停止充电或以至少6A规定充电。
为了控制电动车辆的充电功率，充电站传达最大充电电流的规范。电动车辆从充电站接收该规范并相应地设定实际充电电流。电动车辆如何快速和准确地达到充电站的目标规范取决于相应电动车辆的制造商。然而，完成时间通常在几秒的范围内，并且目标功率偏差在100W的范围内。
充电时间相对较长的低充电功率提供的优点在于可更有效地使用可再生发电设备的个人用电，并且整个充电基础设施(电网，家用电源，充电站，电动车辆)负载较轻。因此保护了电动车辆的电池并且延长了其寿命。可以主要通过增加个人消耗比例来降低能源成本。将来，与电力有关的电网费用也可能会扩展到家用领域。结果，高充电功率将导致明显更高的电力成本。
发明内容
本发明的目的是创造一种用于对电动车辆充电的上述方法和上述装置，其允许最佳地利用发电设备的功率，并因此特别成本有效且经济地对电动车辆充电。该方法和装置应尽可能简单且成本有效地实施，并允许简单实施。应避免或至少减少上述现有技术的缺点。
关于该方法，根据本发明的目的通过以下方式来实现：通过确定家用电源的剩余功率和从电网提取的功率，并且将它们与至少一个启动阈值和/或停用阈值进行比较，从至少两个预设充电电流选择用于对电动车辆充电的充电电流，并且当达到相应的启动阈值或停用阈值时启动或停用相应的预设充电电流，其中家用电源的确定剩余功率与启动阈值进行比较并且从电网提取的功率的确定量与停用阈值进行比较，并且启动或停用相应的预设充电电流。考虑到家用电网中的电力状况，根据本发明的充电方法实现了电动车辆的经济上优化的充电。该方法特别简单，原因是使用现有部件，并且部件之间不需要特殊的通信设备，这可能会增加成本并降低可靠性。毫不费力地使用预设的充电电流以分阶段的方式增加或减少用于电动车辆的供电。与简单地打开和关闭充电电流相比，这可以实现对充电电流的更精确的调节，并且与连续可变的充电站相比，所需的技术复杂性更低。代替预设的充电电流，也可以以等效的方式预设充电功率水平并且可以在这些至少两个不同的预设充电功率的基础上根据家用电源的能量管理来执行电动车辆的充电。充电电流或充电功率的该逐步控制的功能原理可以以有利的方式应用于充电装置的1、2和3相连接。电源的逐步控制可以用于交流电，直流电或有线和感应式能量传输。充电装置的控制装置只能使用一个预设的充电电流对电动车辆充电，或者可以由两个或多个预设充电电流形成和或差或和与差的组合并指定给电动车辆。除了这种累积的预设充电电流之外，还有其他方式可以最终实现预设充电电流的分级。原则上，在本发明中采用的方案总是涉及根据家用电源的能量管理在充电装置的最小和最大充电电流之间的范围的分级。分级的优点是由于在充电装置和能量管理之间的数据交换是多余的，因为充电装置的控制装置已经知道实际值，因此简单的控制信号就足以控制充电装置。由于能量管理装置只能启动充电装置中的预设充电电流，因此不会出现不允许的高充电电流。以相同的方式，充电装置还可以指定和预设负充电电流，以便将能量从电动车辆供应到另一用电设备，或将其馈送到家用电源或电网中。后者被称为″车辆到电网″。例如，将电动车辆的最小充电电流设定为最低预设充电电流，并且将技术上可用的最大充电电流设定为最高预设充电电流。最低和最高预设充电电流之间的值的范围可以以分级形式进一步解析。在最小变型中，电动车辆可以仅用两个预设充电电流来充电。实际上，如果级别超过20级，则不能期望经济效率进一步显著提高，例如，通过三级已经获得了令人满意的结果。用于停用能量供应的0安培的预设最小充电电流不是必需的，但有可能。启动和停用阈值尤其是功率或电流值。将固定的启动和停用阈值与在能量管理装置中确定的能量或电流值进行比较，并且将比较的结果用作确定将提供哪个预设充电电流以对电动车辆充电的基础。为了稳定的控制，优选地使用一定时间段(例如5分钟)上的平均值作为所确定的能量或功率的值。
替代地，也可以将供应到电网的功率与启动阈值和停用阈值以及启动或停用的相应预设充电电流进行比较，或者可以将从电网抽取的功率的确定量与启动阈值和停用阈值以及启动或停用的相应预设充电电流进行比较。该变型特别适合于安全地排除用于充电过程的电网抽取。此外，该变型仅在其级别方面受到限制的情况下适用于通常允许的电网抽取，以便安全地限制功率峰值，电网的运营商可以针对所述功率峰值收取更高的费用。在针对每个阶段独立地收取电网提取费用的情况下，可以指示能量管理将每个阶段的电网提取降至最低。
优选地，当从电网提取的功率的确定量超过最低预设充电电流的停用阈值时，停止电动车辆的充电。
预设充电电流的启动可以在可选的最小时间上维持，例如，其可以是几分钟。该措施防止了充电电流的水平在单独的预设充电电流之间的频繁切换，这在对电动车辆的电池充电时将是有害的并且会减小电池寿命。典型的最小时间可以在几分钟的范围内，例如15分钟。
如果根据本发明的方法的另一变型，设定时间窗口并且提供用于对电动车辆充电的充电电流作为至少两个预设充电电流中的一个，考虑到设定的时间窗口，甚至可以进一步优化充电过程，并且可以对电动车辆进行特别便宜的充电。通过限定这样的时间窗口，例如，即使在发电量不足的情况下(例如，如果发电设备是光伏系统，在天气恶劣的情况下)，也可以设定安全充电以确保对电动车辆进行充足的充电。通过提供时间窗口，例如，可以限定稍后的充电开始时间，用于确保电动车辆的特定范围的充电，或者甚至具体地在廉价的电费时对电动车辆充电。
可以进一步规定，将操作模式切换到其中用固定的预定充电电流对电动车辆充电的模式，和/或切换到用于停用供电的操作模式。根据本发明的充电过程的使用者可以选择例如与经济方面无关地以最大可能的充电电流来执行快速充电过程，或者完全停用充电过程。例如，可以在三种操作模式之间进行切换，即
1.考虑到能量管理(能量管理控制)的根据本发明的经济充电，
2.在不考虑经济方面的情况下，以固定的预设充电电流进行充电(立即充电)，最后
3.停止充电过程。
可以以特别简单的方式执行不同操作模式之间的切换，例如，使用钥匙开关，因此无需使用计算机或智能手机。
用于对电动车辆充电的充电电流也可以远程控制。通过使用远程控制(有线或无线)或智能手机上的应用程序，用户可以从任何所需位置更方便地进行设置。
根据本发明的目的还通过用于对电动车辆或充电站充电的上述至少一种装置来实现，其中提供至少一个装置以用于确定家用电源的剩余功率和从电网提取的功率，并且将它们与至少一个启动阈值和/或停用阈值进行比较，并且控制装置设计成使得根据至少两个预设充电电流通过当达到相应的启动阈值或停用阈值时启动或停用相应的预设充电电流来提供用于对电动车辆充电的充电电流。充电装置可以用在许多不同的系统中，特别是用于在较旧的发电设备中，例如光伏系统或风力涡轮机。通过将家用电源中存在的能量管理装置集成到充电过程中，可以实现能源的最佳利用。例如，能量管理装置可以是现有光伏系统的逆变器，家用电源中的电表或智能电表，其具有与当前正在生成的能量，消耗的能量和供应给电网的任何能量，以及存在的任何其他能量储存装置的充电状态有关的相应信息。通过适当调节充电装置和能量管理装置(如果有的话)中的设置，可以快速调节家用电源的变化(例如，发电设备的安装性能的增加，电网状况改变等)。
优选地，提供转换装置以用于转换到用于以固定预定充电电流对电动车辆充电的操作模式和/或用于停用供电的操作模式。如上面已经所述，这允许将充电站转换到不同的操作模式。如上面已经结合该方法所述，因此例如可以与根据本发明的经济充电一起在三种不同的操作模式之间进行切换。
充电装置的控制装置可以设计用于连接到光伏系统的逆变器，所述逆变器形成能量管理装置。因此，由光伏系统生成并馈送到电网中的能量的信息由作为能量管理装置的现有逆变器提供。
作为替代，家用电源的电表或智能电表可以作为能量管理装置提供电动车辆的经济充电所必需的信息。
如果提供了一种用于选择时间窗口的装置，使得以考虑到所选时间窗口的方式提供用于对电动车辆充电的充电电流，则在可用时间窗户期间可以对电动车辆进行更加优化的充电。
附图说明
将参考附图进一步详细解释本发明。示出的是：
图1是用于在家用电源中对电动车辆充电的装置的一般形式的电路框图。
图2是用于在家用电源中对电动车辆充电的装置的第一设计的电路框图。
图3是用于在家用电源中对电动车辆充电的装置的第二设计的电路框图。
图4是用于在家用电源中对电动车辆充电的装置的第三设计的电路框图。
图5是具有三个可预调节的充电电流的充电装置的电路框图。
图6是用于示出根据本发明的具有三个预设充电电流的充电方法的示例性实施例的图；以及
图7是使用根据本发明的充电方法的在家用电源和电网之间的连接点处的电力的时间分布图。
具体实施方式
图1以一般形式示出了用于在家用电源16中对电动车辆11进行充电的充电装置3的第一设计的电路框图。能量供应公司用来自适当发电设备的电能供应公共电网6。电网6的连接点可以用于连接到家用电源16。在家用电源16中，可以连接客户自己的发电系统1，例如光伏系统。可选地，可以提供能量储存装置5。
通常，家用电源16和/或电网6的能量管理通过通常在此被称为能量管理装置20的部件来操作。能量管理装置20可以是布置在家用电源16和电网6之间的现有的电表2或智能电表，以及作为发电设备1的光伏系统的逆变器，或另一模块。
充电装置3连接到用于对电动车辆11的电池充电的家用电源16。为此，充电装置3的输出用适当的充电电缆10连接到电动车辆11。充电过程通过控制装置27适当地控制。充电装置3的控制装置27连接到能量管理装置20，使得可以以考虑到家用电源16中的能量状况的方式来进行电动车辆11的充电。
在能量管理装置20的控制下，从至少两个预设充电电流ILi提供用于对电动车辆11充电的充电电流IL。使用相应的调节装置21、22来预设充电电流ILi。以经济上最佳的分级方式用充电电流的电流幅度的不同默认值对电动车辆11充电。这些预设充电电流ILi例如由专业人员确定作为充电装置1的安装的一部分。预设充电电流ILi可以快速地适应于现有的家用电源16和电动车辆11并相应地进行调节。取决于家用电源16中的能量状况或来自能量管理装置20的信息，预设充电电流ILi中的一个由充电装置3的控制装置27提供并且用于对电动车辆11充电。充电装置3的控制装置27将由能量管理装置20选择的预设充电电流ILi传输到电动车辆11，所述电动车辆使用标准化通信技术经由充电电缆10连接。电动车辆11将由控制装置27传送的充电电流ILi评估为可从电动车辆11提取的最大充电电流。通常，电动车辆11不超过充电装置3的传送最大充电电流。
在根据图2的设计变型中，能量管理装置20由能量管理箱12形成。家用电源16包含能量管理箱12，所述能量管理箱经由数据连接部7、8连接到电表2和发电设备1的逆变器17。能量管理装置20或能量管理箱12控制适当地用于对电动车辆11充电的充电装置3的控制装置27。基于电表2测得的电流值，能量管理箱12控制指定的充电电流ILi。经由充电电缆10，充电装置3将由能量管理装置20确定为电动车辆11可以抽取的最大电流幅度的预设充电电流ILi传送至电动车辆11。基于电表2测得的电流值，能量管理箱12通知逆变器17是否应当对可能存在的能量储存装置5充电，或者是否应当将能量从能量储存装置5供应到电网6中，或者是否应当将光伏模块4生成的能量馈送到电网6中。可以可选地提供无线遥控器14来对充电装置3进行远程控制。经由作为能量管理装置20的能量管理箱12进行无线控制。
在根据图3的设计变型中，能量管理装置20由作为发电设备1的光伏系统的逆变器17形成。充电装置3由发电设备1的逆变器17经由多极控制电缆9控制。经由充电电缆10，充电装置3将由能量管理装置20确定为电动车辆11可以抽取的最大充电电流的预设充电电流ILi传送至电动车辆11。逆变器17可以经由数据链路7连接到电表2。基于电表2测得的电流值，作为能量管理装置20的能量管理箱17确定发电设备1是否应当对可能存在的能量储存装置5充电，或者后者是否应当将能量从能量储存装置5供应到电网6中，或者是否应当将光伏模块4生成的能量馈送到电网6中。可以可选地提供有线遥控器15以提供对充电装置3的远程控制。
在根据图4的变型中，能量管理装置由电表2形成。充电装置3由电表2经由多极控制电缆9控制。经由充电电缆10，充电装置3将由能量管理装置20确定为电动车辆11可以抽取的最大充电电流的预设充电电流ILi传送至电动车辆11。逆变器17经由数据连接部8连接到电表2。基于电表2测得的电流值，作为能量管理装置20的电表2确定发电设备1是否应当对可能存在的能量储存装置5充电，或者后者是否应当将能量从能量储存装置5供应到电网6中，或者是否应当将光伏模块4生成的能量馈送到电网6中。
图5示出了充电装置3的电路框图，所述充电装置具有例如用于三个可预调节的充电电流ILi的三个调节装置21至23。仅两个或三个以上的调节装置21至23也可以用于设定充电电流ILi。为了提高用户友好性，可以在调节装置21至23上设置第二标度以预设充电电流ILi，在所述第二标度上可以读出根据设定电流得到的功率。这意味着还可以根据功率进行调节，然后可以读出相应的电流值，而无需进行任何转换。
如上面在图1至4中所述，充电装置3或其控制装置27由能量管理装置20控制。控制电缆9将能量管理装置20的输出24连接到充电装置3的输入25。能量管理装置20的可控制输出24可以是例如光伏系统或风力涡轮机的逆变器17的数字输出。能量管理装置20也可以包括相应的输入端38。控制信号经由可选的接口28从充电装置3的输入25传输到控制装置27。接口28用于在能量管理装置20的各种可能的输出24和充电装置3的控制装置27之间建立兼容性。对应的充电电流ILi，在该情况下为三个充电电流IL1、IL2和IL3，在充电装置3的安装期间初始使用调节装置21至23预设，并由控制装置27读出。
可选的转换装置26可以连接到控制装置27以用于选择不同的操作模式。所选的操作模式由控制装置27检测。转换装置26(例如触摸面板，键控开关，可锁定的旋转开关等)能够在例如三个操作模式之间进行切换：
1.能量管理控制
2.立即充电
3.充电停止
为了实施根据本发明的经济充电，将转换装置26设置为第一操作模式″能量管理控制″。对于该操作模式，可以在充电装置3上设定例如在6A和32A之间的由若干充电电流IL1组成的分级。为了尽可能快地对电动车辆11充电而不考虑发电设备1所生成的当前功率，根据需要使用转换装置26将充电装置3切换到第二操作模式″立即充电″。此处忽略由能量管理装置20提供的信息的任何考虑，并且将具有最高充电电流的充电传送至电动车辆11。除了其他功能之外，第三操作模式″充电停止″适合于禁用充电装置3。在该情况下，充电装置3中的用于电动车辆11的能量供应被停用。这对于安装在第三方可自由进入的区域中的充电装置3是特别有利的。在钥匙操作的开关作为转换装置26的情况下，出于安全原因，钥匙可以优选地在任何位置被移除。例如，在触摸面板作为转换装置26的情况下，可以提供代码请求以防止未经授权的起动。
控制装置27评估控制信号，预设的充电电流IL1、IL2和IL3以及在转换装置26上的操作模式的选择，并且将对应的充电电流IL经由通信线32，充电连接部31和充电电缆10(参见图1至4)传送至电动车辆11(参见图1至4)。此外，控制装置27可以相应地控制开关29和状态灯37。状态灯37的不同颜色和照明间隔允许做出关于充电装置3的当前状态的说明(例如，″待机″，″建立连接″等)。开关29经由用于充电连接部31的电力线33来启动或停用电源或电流。充电装置3经由连接部30(参见图1至4)连接到家用电源16。
图6示出了图示根据本发明的充电过程的示例的图，其中在连接到电网6的家用电源16中具有三个预设充电电流ILi。沿着竖直电流轴IL/A绘制了预设充电电流ILl、IL2和IL3。
在平行于电流轴IL/A的竖直″馈入轴″上绘制了所提供或抽取的电流(能量或功率)。假设在来自充电装置的能量供应停用的情况下从0A开始电流馈入持续增加，所遵循的路径从第一馈入轴的零点开始，并随着馈入功率的增加而向下移动，直到达到或超过第一启动阈值ESSW1(＝6A)(为简单起见，以下文字仅指超过它)。在已超过第一启动阈值ESSW1之后，启动第一预设充电电流IL1＝10A。为了简单起见，下面假设连接到充电装置1的电动车辆11总是抽取由充电装置1传送至电动车辆11的最大允许充电电流，并且不少于。由于现在从电动车辆11抽取的第一预设充电电流IL1＝10A，因此6A的馈入电流在此时变为4A的电流提取，其通过馈入轴在下一个竖直线(第二馈入轴)中的10A的位移来说明。现在第二馈入轴的零点对应于轴IL/A的10A。
如果发电设备1的生成能量或生成电流进一步增加，直到超过第二启动阈值ESSW2(＝8A)，则启动第二预设充电电流IL2＝20A，并且停用第一预设充电电流IL1。由于现在由电动车辆11抽取20A的充电电流，因此8A的电流供应在此时变为2A的电流提取，其通过馈入轴在下一个竖直线(第三馈入轴)中的另外10A的位移来说明。现在第三个馈入轴的零点对应于轴IL/A上的20A。
如果发电设备1的生成能量或生成电流进一步增加，直到超过第三启动阈值ESSW3(＝10A)，则启动第三预设充电电流IL3＝40A。由于现在由电动车辆11抽取40A的充电电流，因此10A的电流供应在此时变为10A的电流提取，其已通过馈入轴(第四馈入轴)的进一步位移进行说明。现在第四馈入轴的零点对应于IL/A轴上的40A。
从此时开始，为了进一步解释，假设由发电设备1生成的能量连续减小，如竖直线中的向上箭头所示。
如果超过第三停用阈值ASSW3(＝15A)，则停用第三预设充电电流IL3＝40A，并且启动第二预设充电电流IL2＝20A。由于现在由电动车辆11抽取20A的充电电流，因此10A的电流提取在此时变为5A的电流供应，并且我们现在向左跳回到第三竖直馈入轴。
如果生成的能量继续减小，超过第二停用阈值ASSW2(＝5A)，则停用第二预设充电电流IL2＝20A，并且启动第一预设充电电流IL1＝10A。由于现在由电动车辆11抽取10A的充电电流，因此5A的电流提取在此时变为5A的电流供应，然后我们移至第二馈入轴。
如果能量或发电继续减小，超过第一停用阈值ASSW1(＝6A)，则停用第一预设充电电流IL1＝10A，并且不启动其他预设充电电流。由于现在电动车辆11不再抽取充电电流，因此6A的电流提取变为5A的电流供应，我们移至第二馈入轴。
使用具有三个可预设充电电流ILi的充电控制器的该示例，可以看出，能量管理旨在尽可能消耗自身生成的能量(所有者消耗)，并且在合理范围内避免从电网6提取能量(电网提取)。
图7示出了根据本发明的能量管理过程的示例，其基于作为示例时段的时间t的函数的家用电源16和电网6之间的连接点处的功率P的时间分布图。该图包含三个不同的功率特性P1、P2和P3。在时间轴t上方的功率P对应于馈入电网6的能量，而在时间轴t下方的功率P对应于电网提取，即从电网6提取功率。由于部分重叠，功率特性P2和P3略有竖直偏移以获得更好的可见性。
在充电装置3或控制装置27中指定两个充电电流或充电功率，即PLl＝2500W和PL2＝5000W。由于家用电源16的电压总是大致恒定，因此可以经由预设充电电流ILi设定最大允许充电功率。
为了简单起见，下面假设连接到充电装置1的电动车辆11总是抽取由充电装置1传送至电动车辆11的最大允许充电电流或功率，并且不少于。
第一功率特性曲线P1(实线)示出了在为供应能量而停用充电装置3的示例情况下确定的功率或能量(第三操作模式)。取决于时间t，或多或少的功率或能量被馈送到电网6或从电网提取。
在根据本发明的″能量管理控制″操作模式下，第二功率特性P2(虚线)是第一功率特性P1与启动的充电装置的叠加。预设充电功率PL1和PL2的启动和停用阈值例如是：ESSW1＝2500W；ASSW1＝1000W；ESSW2＝2500W；ASSW2＝1000W。在时间t2，达到或超过第一启动阈值ESSW1，并且启动第一预设充电功率PL1。通过用预设充电功率PL1启动充电，供应的功率从2500W减少至0W。在时间t3，超过第一停用阈值ASSW1，并且因此再次停用第一充电功率PL1。结果，功率P被改变为1500W的供应功率。在时间t4，再次超过第一启动阈值ESSW1，并且重新启动第一预设充电功率PL1，由此将供应的功率P改变或减小回0W。在时间t6，超过第二启动阈值ESSW2，并且启动第二预设充电功率PL2，由此将供应的功率P从2500W改变或减小回到0W。
在″能量管理控制″操作模式下，第三功率特性P3(点划线)是第一功率特性P1与启动的充电装置的叠加，具有不同的启动和停用阈值：ESSW1′＝1000W；ASSW1′＝3000W；ESSW2′＝2000W；ASSW2′＝2500W。在时间t1，超过第一启动阈值ESSW1′，并且相应地启动第一预设充电功率PL1′。通过启动第一预设充电功率PL1′，供应的功率P减小到1500W电网提取。在时间t5，超过第二启动阈值ESSW2′并且启动关联的第二预设充电功率PL2′。通过启动第二预设充电功率PL2′，供应的功率P变为500W电网提取。
可以例如经由能量管理装置20的用户界面来配置用于打开和关闭或启动和停用预设充电电流ILi或充电功率PLi的启动阈值ESSWi和停用阈值ASSWi，所述用户界面也可以用于选择与馈入或生成功率的比较。对于每个预设的充电电流ILi或充电功率PLi，存在一个启动阈值ESSWi和一个停用阈值ASSWi。
启动阈值ESSWi通常用于与馈送到电网6中的发电设备1的功率进行比较，并且停用阈值ASSWi通常用于与从电网6提取的功率进行比较。可选地，启动阈值ESSW也可以与发电设备1产生的功率输出进行比较。例如，如果发电设备1未连接到电网6或以不会有电力馈送到电网6中的方式操作，则这是有意义的。
在主要情况下，其中停用阈值ASSWi与电网提取有关，而启用阈值ESSWi与馈入有关，所谓的阈值扩展是启动阈值ESSWi与相同指定充电电流ILi的停用阈值ASSWi之和，即ESSWi+ASSWi。当指定启动和停用阈值时，优选允许阈值扩展大于关联的预设充电电流与下一个较小的预设充电电流之间的电流或功率差。
例如，可以通过将启动阈值ESSW增加一定量并且将停用阈值ASSW减少相同量来将特定的阈值扩展移动到任何期望位置。结果，预设充电电流仅在较高的馈入级下才被启动，并且在较低的电网提取级下更早就被停用。相反，启动阈值ESSWi也可以减小一定量，而停用阈值ASSWi可以增加相同量。这样做，ESSWi+ASSWi的阈值扩展保持不变，除了预设充电电流在较低的馈电级下更早被启动并且仅在较高的电网提取下才被停用。优点在于，能量管理可以通过阈值扩展的位置来控制充电装置3或控制装置27，或者通过允许更高比例的电网提取来缩短电动车辆11的充电时间，或者用于改进利用可能不经济地从发电设备1馈入电网6的能量的利用。在发电设备1受到季节性或其他可预测波动的影响的情况下，或者在使用电动车辆11的特殊或修改习惯的情况下，使阈值扩展的位置适应这些波动和习惯以向电动车辆11令人满意地供电也可能是有利的。适应在能量管理装置27中手动地执行或预先编程。例如，可以根据季节，星期几，周末，工作日，假期和其他可能的参数在预定范围内设定阈值扩展。
在特殊条件下，限定用于与馈入比较的启动阈值ESSW和用于与馈入比较的停用阈值ASSW也是可行的。这使得例如可以通过纯电网提取来操作充电装置3并限制对其收取更高费用的功率峰值。
为了控制充电装置3或控制装置27，执行确定功率级的比较以确定是否超过启动和停用阈值。也可以限定负阈值或其他值，其中在测试期间将馈入或电网提取与阈值进行比较以使阈值下冲。
为了简单起见，下面仅讨论具有过冲的变型。
测试可能表明：
a)没有超过阈值
b)超过ESSWi
c)超过ASSWi
在情况a)中，能量管理将保留最后启动的预设充电电流。
在情况b)中，能量管理启动与该ESSWi关联的预设充电电流并且停用最后活动预设充电电流。
在情况c)中，能量管理停用与该ASSWi关联的预设充电电流，并且用合适的ESSWi启动较低的预设充电电流。如果超过用于最低预设充电电流的ASSWi，则充电装置3中的能量供应被禁用。对于最低预设充电电流，也可行的是，设定关联的启动阈值ESSWi和停用阈值ASSWi，使得至少最低预设充电电流被启动，或者在操作模式开始时被启动。例如，对于连续的缓慢电池充电，可以使用发电设备1的可能较低的供应或产生级来进行充电，而不是将该能量馈送到电网6中。

Claims (7)

1.一种用来自连接到发电设备(1)、电网(6)、能量管理装置(20)以及可能的能量储存装置(5)的家用电源(16)的充电电流(IL)对电动车辆(11)充电的方法，其中用于对电动车辆(11)充电的所述充电电流(IL)由控制装置(27)控制，并且所述控制装置(27)连接到所述能量管理装置(20)，并且为所述控制装置(27)预设至少两个充电电流(ILi)，并且在所述能量管理装置(20)的控制下用以所述至少两个预设充电电流(ILi)中的一个的形式提供的充电电流(IL)对电动车辆(11)充电，其中针对所述至少两个预设充电电流(ILi)中的每一个限定启动阈值(ESSWi)和停用阈值(ASSWi)，其特征在于，通过确定所述家用电源(16)的剩余功率和从所述电网(6)抽取的功率并且将它们与至少一个启动阈值(ESSWi)和/或停用阈值(ASSWi)进行比较从所述至少两个预设充电电流(ILi)选择用于对电动车辆(11)充电的充电电流(IL)，并且当达到相应的启动阈值(EＳSWi)或停用阈值(AＳSWi)时，启动或禁用相应的预设充电电流(ILi)，其中将所述家用电源(16)的确定剩余功率与所述启动阈值(ESSWi)进行比较并且将从所述电网(6)抽取的功率的确定量与所述停用阈值(ASSWi)进行比较，并且启动或停用相应的预设充电电流(ILi)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将供应到所述电网(6)的功率与所述启动阈值(ESSWi)和所述停用阈值(ASSWi)进行比较，并且启动或停用相应的预设充电电流(ILi)，或者将从所述电网(6)抽取的功率的确定量与所述启动阈值(ESSWi)和所述停用阈值(ASSWi)进行比较，并且启动或停用相应的预设充电电流(ILi)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当从所述电网(6)抽取的功率的确定量超过最小预设充电电流(ILi)的停用阈值(ASSWi)时，停止电动车辆(11)的充电。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在可选择的最小时间上维持所述预设充电电流(ILi)的启动。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，设定时间窗口，并且根据所述至少两个预设充电电流(ILi)中的一个以考虑设定时间窗口的方式供应用于对电动车辆(11)充电的充电电流(IL)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，操作模式改变为其中电动车辆以固定的预定充电电流充电的操作模式和/或改变为用于停用供电的操作模式。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于对电动车辆(11)充电的充电电流(IL)的控制器是远程控制的。
CN202080005783.6A 2019-01-10 2020-01-10 用于对电动车辆充电的方法和装置 Active CN113226834B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50018/2019 2019-01-10
AT500182019 2019-01-10
EP19174686.6A EP3680125A1 (de) 2019-01-10 2019-05-15 Verfahren und vorrichtung zum laden eines elektrofahrzeuges
EP19174686.6 2019-05-15
PCT/EP2020/050478 WO2020144301A1 (de) 2019-01-10 2020-01-10 Verfahren und vorrichtung zum laden eines elektrofahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113226834A CN113226834A (zh) 2021-08-06
CN113226834B true CN113226834B (zh) 2024-03-19

Family

ID=66554289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080005783.6A Active CN113226834B (zh) 2019-01-10 2020-01-10 用于对电动车辆充电的方法和装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220001765A1 (zh)
EP (2) EP3680125A1 (zh)
CN (1) CN113226834B (zh)
AU (1) AU2020207000B2 (zh)
ES (1) ES2944709T3 (zh)
PL (1) PL3844018T3 (zh)
WO (1) WO2020144301A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11654791B2 (en) 2021-07-12 2023-05-23 Geotab Inc. Devices for analysis of vehicle battery health
US11639117B2 (en) 2021-07-12 2023-05-02 Geotab Inc. Devices for analysis of vehicle battery health
US11742681B2 (en) 2021-07-12 2023-08-29 Geotab Inc. Methods for analysis of vehicle battery health
US20230009678A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-12 Geotab Inc. Methods for Analysis of Vehicle Battery Health
US11485250B1 (en) * 2021-07-12 2022-11-01 Geotab Inc. Systems for analysis of vehicle battery health

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013023694A1 (de) * 2011-08-17 2013-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation
DE102011089230A1 (de) * 2011-10-13 2013-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
CN104080642A (zh) * 2011-12-01 2014-10-01 西门子工业公司 用于电力车辆供电装置的电流监视和限制设备、系统以及方法
CN104160546A (zh) * 2011-12-29 2014-11-19 Abb有限公司 用于对电动车辆的电池进行充电的方法，系统和充电器
CN105324884A (zh) * 2013-06-25 2016-02-10 日本电气株式会社 用于控制充电电力的方法、用于控制充电电力的系统和程序
CN106233563A (zh) * 2014-04-18 2016-12-14 三菱电机株式会社 能量管理控制器、能量管理系统、充放电控制方法以及程序
CN107077705A (zh) * 2014-10-23 2017-08-18 丰田自动车株式会社 电力供给管理系统
CN107346908A (zh) * 2017-01-05 2017-11-14 宁波三星智能电气有限公司 一种智能调配功率的充电桩及其控制方法
CN108988430A (zh) * 2018-08-07 2018-12-11 宁波智果科技咨询服务有限公司 一种基于整体功率协调控制的充电桩系统
CN109017389A (zh) * 2018-08-07 2018-12-18 宁波智果科技咨询服务有限公司 一种电池组均衡控制的充电桩系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110001356A1 (en) * 2009-03-31 2011-01-06 Gridpoint, Inc. Systems and methods for electric vehicle grid stabilization
US8359132B2 (en) * 2010-06-16 2013-01-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for optimizing use of a battery
JP2012175791A (ja) * 2011-02-21 2012-09-10 Denso Corp 電力供給システム
US20120249065A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Michael Bissonette Multi-use energy management and conversion system including electric vehicle charging

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013023694A1 (de) * 2011-08-17 2013-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Ladestation
DE102011089230A1 (de) * 2011-10-13 2013-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
CN104080642A (zh) * 2011-12-01 2014-10-01 西门子工业公司 用于电力车辆供电装置的电流监视和限制设备、系统以及方法
CN104160546A (zh) * 2011-12-29 2014-11-19 Abb有限公司 用于对电动车辆的电池进行充电的方法，系统和充电器
CN105324884A (zh) * 2013-06-25 2016-02-10 日本电气株式会社 用于控制充电电力的方法、用于控制充电电力的系统和程序
CN106233563A (zh) * 2014-04-18 2016-12-14 三菱电机株式会社 能量管理控制器、能量管理系统、充放电控制方法以及程序
CN107077705A (zh) * 2014-10-23 2017-08-18 丰田自动车株式会社 电力供给管理系统
CN107346908A (zh) * 2017-01-05 2017-11-14 宁波三星智能电气有限公司 一种智能调配功率的充电桩及其控制方法
CN108988430A (zh) * 2018-08-07 2018-12-11 宁波智果科技咨询服务有限公司 一种基于整体功率协调控制的充电桩系统
CN109017389A (zh) * 2018-08-07 2018-12-18 宁波智果科技咨询服务有限公司 一种电池组均衡控制的充电桩系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3844018B1 (de) 2023-04-12
PL3844018T3 (pl) 2023-07-10
AU2020207000B2 (en) 2022-07-28
EP3680125A1 (de) 2020-07-15
CN113226834A (zh) 2021-08-06
EP3844018A1 (de) 2021-07-07
WO2020144301A1 (de) 2020-07-16
US20220001765A1 (en) 2022-01-06
ES2944709T3 (es) 2023-06-23
AU2020207000A1 (en) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113226834B (zh) 用于对电动车辆充电的方法和装置
EP2715904B1 (en) System and method for integrating and managing demand/response between alternative energy sources, grid power, and loads
KR101746177B1 (ko) 전기 자동차 배터리 충전장치 및 방법
JP3901943B2 (ja) 風力装置の運転方法と風力装置
US20170155253A1 (en) System and method of power control for an energy storage charging station
US20130057214A1 (en) Charging system for an electric vehicle
CN101878575A (zh) 具有变速发电机组的混合电力系统
JP2008141926A (ja) 家庭用電力蓄積装置、車載用電力蓄積装置、電力供給・蓄積システム及び蓄電制御方法
CN111313397B (zh) 用于通信基站混合供电系统的能量控制系统及控制方法
JP2008141924A (ja) 車載電池充電装置、車載電池装置及び車載電池充電方法
KR20180031455A (ko) 독립형 마이크로그리드의 주파수 제어방법 및 이를 제어하는 에너지 저장장치용 전력변환장치
CN105121841A (zh) 用于控制风电厂的方法
US20180034271A1 (en) Home charging and power back up unit
CN108493919B (zh) 一种用于直流微电网的下垂控制方法及系统
JP2014534794A (ja) 公共の電力送電網への供給に対する安全装置を備えた光発電装置
JP5311373B2 (ja) 配電線電圧調整方法及び装置
KR101915075B1 (ko) 전력 모듈이 구비된 충전 장치
JP2007049855A (ja) トンネル内電気設備の電力供給システム
US11075521B2 (en) Energy storage system
JPH09312935A (ja) 電力貯蔵式電源システムおよび電力貯蔵方法
JP6468948B2 (ja) 電源システム
JP2022535085A (ja) 電力生成及び分配
KR102659333B1 (ko) 원코드 전원플러그를 이용한 전력 동기화 방법을 구비한 자동차
JP2015231327A (ja) 直流電源システム及び整流装置
WO2019064252A2 (en) EMERGENCY FEEDING AND DOMESTIC LOAD UNIT

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant