DE102016124491A1

DE102016124491A1 - Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystem

Info

Publication number: DE102016124491A1
Application number: DE102016124491.0A
Authority: DE
Inventors: Paul van de Loo
Original assignee: Red Automotive Tech Pty Ltd; Red Automotive Technologies Pty Ltd
Current assignee: Red Automotive Tech Pty Ltd; Red Automotive Technologies Pty Ltd
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-06-22
Also published as: US20170174086A1; US20200114772A1; CN107031413A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystem, wobei das System Folgendes aufweist: einen Elektrizitätsgenerator, der Elektrizität aus verbrennbarem Kraftstoff erzeugt und des Weiteren Wärme produziert, und der zumindest zeitweise in dem Kraftfahrzeug montiert ist; einer lösbaren Elektrizitätsversorgungsleitung zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Haus und dem Kraftfahrzeug in zumindest einer Richtung, wobei die Elektrizitätsversorgungsleitung lösbar ist, um dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, von dem Haus weg zu reisen; einer lösbaren Wärmeversorgungsleitung zum Übertragen von Wärme zwischen dem Elektrizitätsgenerator und dem Haus, wobei die Wärmeversorgungsleitung lösbar ist, um dem Elektrizitätsgenerator zu ermöglichen, weg von dem Haus mit dem Kraftfahrzeug zu fahren; einem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher, der dem Kraftfahrzeug ermöglicht, Bewegung über elektrische Antriebsmotoren des Kraftfahrzeugs zu erhalten, wenn das Kraftfahrzeug von dem Haus gelöst ist; und einer Steuerungseinrichtung, die die Erzeugung von Elektrizität durch den Elektrizitätsgenerator und das Strömen von Wärme und Elektrizität steuert; wobei die Steuerungseinrichtung eine Energiestrategie umsetzt. Des Weiteren wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystems vorgeschlagen.

Description

VERBUNDENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung nimmt die Übereinkunftspriorität der australischen provisorischen Patentanmeldung 2015905205 in Anspruch, die am 16. Dezember 2015 eingereicht wurde. Der Inhalt dieser Anmeldung wird durch Bezugnahme hier eingefügt.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen von Energie zu einem Kraftfahrzeug und einem Haus auf eine effiziente und kosteneffektive Weise.
HINTERGRUND
Fahrzeuge zum Transportieren von Waren und Passagieren werden zunehmend angetrieben ausschließlich durch ein oder mehrere elektrische Motoren mit von einer Batterie bereitgestellter Elektrizität. Diese werden oft elektrische Fahrzeuge (EV) genannt. Ein gut verstandenes Problem mit EVs ist die mangelnde Eignung, die Batterie wieder aufzuladen, wenn die Batterie leer wird, wenn man nicht in unmittelbarer Nähe zu einem Ladepunkt ist. Dieses Problem ist schwieriger zu lösen als die Situation, wenn ein herkömmliches Kraftfahrzeug, das mit interner Verbrennung angetrieben wird, keinen Kraftstoff aufweist; in diesem Fall ist es praktikabel, einigen Kraftstoff zu dem gestrandeten Fahrzeug zu transportieren. Dieses Problem mit elektrischen Fahrzeugen wird oft ”Reichweitensorge” genannt, in Bezug auf das Problem, das sich dem Fahrer stellt, wenn das Fahrzeug strandet. Als Antwort auf dieses Problem sind einige Kraftfahrzeuge mit Reichweitenerweiterern bzw. Rangeextendern ausgerüstet. Diese sind kleine Motoren, die einen Elektrizitätsgenerator, der in das Kraftfahrzeug angepasst ist, mit Leistung versorgen, die mit herkömmlichem Kraftstoff wie etwa Diesel, Normalbenzin, komprimierten natürlichem Gas bzw. Erdgas oder Flüssigpropangas (LPG) laufen. Dieser Generator lädt die Batterie wieder auf und/oder treibt direkt den elektrischen Antriebsmotor bzw. die elektrischen Antriebsmotoren des Kraftfahrzeugs an. Dies ist eine Form von was als Hybridfahrzeug bekannt ist, spezifisch Reihenhybridfahrzeug.
Typischerweise sind die Kosten zum Wiederaufladen der Batterie durch Einstecken des Kraftfahrzeugs in einem Ladepunkt am Elektrizitätsnetz günstiger als das Wiederaufladen über den Reichweitenerweiterermotor unter Nutzung eines Kraftstoffs wie etwa Normalbenzin oder Diesel. Die Reichweitenerweiterermotoren werden daher typischerweise nur genutzt, wenn es notwendig ist, primär wenn das Kraftfahrzeug in Bewegung ist und die Batterie entladen ist oder in einem niedrigen Ladezustand ist. Reichweitenerweiterermotoren werden typischerweise interner Verbrennungsmotoren, die mit dem Otto-Kreislauf arbeiten (oder einer Variation wie etwa der Miller oder Atkinson-Kreislauf) oder Diesel-Kreisläufe. Jedoch können sie auch andere Arten von Motoren sein wie etwa Gasturbinen. Brennstoffzellen wurden ebenfalls vorgeschlagen für diese Anwendung, aber müssen noch allgemein kommerziell angeboten werden.
Häuser in den meisten Klimaregionen erfordern eine Raumbeheizung während kälterer Zeiten wie etwa im Winter und nachts. Viele verschiedene Arten von Energiequellen zur Raumbeheizung genutzt, wie etwa natürliches Gas, Biomasse oder der Nutzung von Elektrizität, oft unter Nutzung einer Wärmepumpe. Häuser haben außerdem fast allgemein Mittel zum Erwärmen von Heißwasser zur Sanitärnutzung und dieses trägt häufig zu einem substantiellen Anteil zum Energieverbrauch eines Hauses bei. Häuser die Naturgas benutzen sind allgemein mit einer Netzversorgung verbunden. Die meisten Häuser nutzen des Weiteren eine wesentliche Menge von Elektrizität für Beleuchtung, dem Betreiben von Anwendungen und zum Heizen und Kühlen, wie etwa durch Nutzung von Wärmepumpen. Elektrizität wird allgemein von einem Elektrizitätsnetz zugeführt, obwohl viele Häuser dieses nun Solar-Photovoltaik-Paneele ersetzen. Einige Häuser nutzen auch Mikro-Cogenerations-Systeme (auch allgemein bezeichnet als kombinierte Wärme- und Leistungs(CHP)-Systeme). Diese nutzen einen Kraftstoff, typischerweise Naturgas von einer Netzversorgung zum Antreiben einer Brennstoffzelle oder eines Wärmemotors, wie etwa eines internen Verbrennungsmotors, eines Rankine-Kreislaufmotors oder eines Stirling-Kreislaufmotors, zum Antreiben eines Elektrizitätsgenerators, der dadurch die Energie in dem Kraftstoff in Wärme und Elektrizität wandelt. Die Wärme wird typischerweise zur Raumbeheizung und Wasserbeheizung genutzt. Die Elektrizität wird zum Haushaltsverbrauch genutzt und jeglicher Überschuss wird typischerweise in das Netz exportiert. Solche Cogenerationssysteme sind typischerweise sehr energieeffizient, mit über 90% des Wärmewerts des Kraftstoffs (höherer Wärmewert) umgewandelt in nutzbare Wärme oder Elektrizität. In einem Zeitalter, in dem das Sparen von Energiekosten und die Reduktion von Treibhausgasemissionen zunehmend wichtig wird, sind diese Systeme zunehmend populär.
Ein Haushalt, der ein Reichweiten-erweitertes EV besitzt und ein Cogenerationssystem aufweist, das in sein Haus eingepasst ist, hat zwei Elektrizitätsgeneratoren wie etwa motorbetriebene Generatoren oder Brennstoffzellen, ein in dem EV und eine in dem Haus. Typischerweise, wenn das EV am Haus geparkt ist, gibt es keinen Bedarf beide zu betreiben. Wenn das EV nicht zu Hause ist, sind oft wenige Leute in dem Haus und, daher, besteht ein reduzierter Bedarf für Energie, wodurch sich der Bedarf in dem Cogenerationssystem des Hauses begrenzt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Bedarf an zwei solchen Elektrizitätsgeneratoren zu vermeiden.
Die Kosten einer Elektrizitätsnetzverbindung zu einem Haus können erheblich sein. Typische Elektrizitätsversorger zahlen feste oder stehende Kosten zusätzlich zu einer Gebühr für die tatsächliche verbrauchte Energie. Typischerweise wird des Weiteren die Energie, die in das Netz von den Hausbesitzern verkauft wird, zu einem geringeren Preis verkauft als die Versorger, die Elektrizität an den Haushalt verkauft. Oftmals gibt es des Weiteren eine substantielle Gebühr für die erstmalige Verbindung eines Hauses mit dem Elektrizitätsnetz. Es gibt einen allgemeinen Wunsch bei Hausbesitzern unabhängig von den Elektrizitätsnetzen zu sein und diese Kosten zu vermeiden. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, Hausenergieversorgungsbedürfnisse zu erfüllen, ohne eine Verbindung zum Elektrizitätsnetz zu erfordern oder zumindest die Abhängigkeit des Haushalts von netzversorgter Elektrizität zu verringern.
Bevor man zu einer Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung kommt, muss erkannt werden, dass jegliche Beschreibung des Standes der Technik lediglich als Hintergrund zum Erläutern des Zusammenhangs der Erfindung bereitgestellt wird. Es ist nicht als Anerkenntnis zu werten, dass das Material, auf das Bezug genommen wurde, veröffentlicht oder bekannt war oder Teil des allgemeinen Wissens in Australien oder anderswo war.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystem bereit, wobei das System Folgendes aufweist:
einen Elektrizitätsgenerator, der Elektrizität aus verbrennbarem Kraftstoff erzeugt und des Weiteren Wärme produziert, und der zumindest zeitweise in dem Kraftfahrzeug montiert ist;
einer lösbaren Elektrizitätsversorgungsleitung zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Haus und dem Kraftfahrzeug in zumindest einer Richtung, wobei die Elektrizitätsversorgungsleitung lösbar ist, um dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, von dem Haus weg zu fahren;
einer lösbaren Wärmeversorgungsleitung zum Übertragen von Wärme zwischen dem Elektrizitätsgenerator und dem Haus, wobei die Wärmeversorgungsleitung lösbar ist, um dem Elektrizitätsgenerator zu ermöglichen, weg von dem Haus mit dem Kraftfahrzeug zu fahren;
einem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher, der dem Kraftfahrzeug ermöglicht, Bewegung über elektrische Antriebsmotoren des Kraftfahrzeugs zu erhalten, wenn das Kraftfahrzeug von dem Haus gelöst ist; und
einer Steuerungseinrichtung, die die Erzeugung von Elektrizität durch den Elektrizitätsgenerator und das Strömen von Wärme und Elektrizität steuert;
wobei die Steuerungseinrichtung eine Energiestrategie umsetzt.
Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystems bereit, wobei das Verfahren Folgendes aufweist:
Erzeugen von Elektrizität und Wärme aus einem verbrennbarem Kraftstoff;
Übertragen elektrischer Energie zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Haus in mindestens einer Richtung;
Übertragen von Wärme von dem Elektrizitätsgenerator zu dem Haus;
Speichern von elektrischer Energie in dem Kraftfahrzeug in einem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher; und
Steuern der Erzeugung von Elektrizität und der Ströme von Elektrizität und Wärme gemäß einer Energiestrategie mit einer Steuerungseinrichtung.
In bevorzugten Formen der vorliegenden Erfindung ist die Energiestrategie eine oder mehrere von der Minimierung von Betriebskosten, der Minimierung von Treibhausgasemissionen und der Minimierung von jeglichem Defizit in der Zufuhr von Wärme und Elektrizität in Bezug auf Kraftfahrzeug- und Hausbedürfnisse, oder jeglicher anderer Energiestrategie, die von dem Verbraucher, Regelungsbehörden oder Energieversorgern gefordert sein kann, um ihre zu erfüllen. Zusätzlich, wo mehrere Energiestrategien gewünscht werden, gleichzeitig umgesetzt zu werden, ist es vorgesehen, dass geeignete Gewichtungen beaufschlagt werden können, auf ein oder mehrere Energiestrategien, um ein Ergebnis zu liefern, das eine Prioritätsreihenfolge eines Nutzers reflektiert.
Die primären Funktionen von sowohl dem System als auch dem Verfahren der vorliegenden Erfindung sind die Bereitstellung von Energie zu dem elektrischen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, und die Bereitstellung von Wärme und Elektrizität zu einem Haus. Die Möglichkeit, nicht nur Elektrizität sondern auch Wärme zu übertragen, stellt eine sehr effiziente Nutzung des Kraftstoffs bereit, der von dem Elektrizitätsgenerator verbraucht wird. Solche Cogeneration ist eine besonders effiziente Nutzung von verbrennbarem Kraftstoff, was oftmals einen Gesamtwirkungsgrad deutlich über 90% realisiert, basierend auf einem oberen Heizwert des Kraftstoffs.
Die Steuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann jegliche Art von Steuerung wie ein Mikrocomputer, eine elektronischer Schaltkreis, ein Speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) oder etwas Ähnliches aufweisen. In einer bevorzugten Form empfängt die Steuerungseinrichtung Informationen von Sensoren, welche Sensoren aufweisen können, die die Menge von Energie in dem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher bestimmen, die Menge von in dem Haus benötigter Wärme, die gegenwärtige Elektrizitätslast in dem Haus und die Menge von verfügbaren Kraftstoff für den Elektrizitätsgenerator. In dieser bevorzugten Form kann die Steuerungseinrichtung auch andere Eingaben akzeptieren, wie etwa die Geldkosten von zugeliefertem Kraftstoff.
In einer Form der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung in dem Haus angeordnet und kommuniziert mit Sensoren in dem Haus und dem Kraftfahrzeug. Die Steuerungseinrichtung steuert vorzugsweise wann und in welcher Menge der Elektrizitätsgenerator Elektrizität erzeugt und ob diese gerichtet ist zum Laden des Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeichers, oder zu dem Haus über die Elektrizitätsversorgungsleitung gerichtet ist, oder zu Verbrauchern von Elektrizität in dem Kraftfahrzeug gerichtet ist, wie etwa Kraftfahrzeug-Insassensitzheizungen oder Windschutzscheibenentneblern. Die Steuerungseinrichtung kann auch steuern, wann und in welcher Menge Wärme von dem Elektrizitätsgenerator zu dem Haus zugeführt wird. In einer weiteren Form der Erfindung kann das Haus auch einen Elektrizitätsspeicher aufweisen. In diesem Fall kann die Steuerungseinrichtung auch steuern, wie viel Elektrizität zu dem Hauselektrizitätsspeicher gerichtet ist. In diesem Fall wird der Begriff ”Hauselektrizitätsbedarf” wie der in dieser Beschreibung genutzt wird, verstanden werden, dass er Ladebedürfnisse des Hauselektrizitätsspeichers aufweist.
In einer weiteren Form der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug angeordnet und kommuniziert mit Sensoren in dem Haus und dem Kraftfahrzeug.
In noch einer weiteren Form der Erfindung sind getrennte Steuerungseinrichtungen vorgesehen, einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten und einer in dem Haus, die miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten, um eine Gesamtsteuerungsfunktion durchzuführen, wobei die Funktion ist, ein oder mehrere Steuerungsstrategien umzusetzen. In diesem Zusammenhang kann eine Steuerungseinrichtung (egal ob in dem Kraftfahrzeug oder dem Haus oder beides) konfiguriert sein, mit einer anderen Steuerungseinrichtung und/oder mit Sensoren über Entfernung zu kommunizieren, wie etwa über eine Internetverbindung, oder in dem Fall des Kraftfahrzeugs über eine drahtlose Verbindung.
Die Steuerungseinrichtung kann ebenfalls entweder direkt oder indirekt mit einem Nutzer kommunizieren, um Information von dem Nutzer zu akzeptieren oder dem Nutzer Information bereitzustellen, oder beides. Die Information, die von dem Nutzer bereitgestellt wird, kann Nutzervorlieben bezüglich der Gesamtsteuerungsstrategie oder spezifische Informationen aufweisen, wie etwa die erwartete nächsten Zeit, Dauer und Reiseentfernung einer Kraftfahrzeugreise von dem Haus. Dies kann dazu genutzt werden von der Steuerungseinrichtung, die Menge der Ladung der Kraftfahrzeug- und Hauselektrizitätsspeicher zu planen und die Menge der zu dem Haus zu liefernden Wärme zu planen.
Es wird erkannt, dass es viele verschiedene Strategien gibt, die die Steuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung umsetzen kann. Eine Strategie ist, die finanziellen Kosten des Nutzers für die Bereitstellung von Energie zu dem Haus und dem Kraftfahrzeug zu minimieren. In einer einfachen Form, kann in dieser Strategie beinhalten, dass ausgewählt wird, ob der Elektrizitätsgenerator mit Naturgas von einer Netzversorgung zu dem Haus, oder von in dem Kraftfahrzeug gespeicherten Kraftstoff betrieben wird, abhängig von den relativen Kosten zur Nutzung dieser Kraftstoffe.
In einer weiteren Form der Erfindung kann das Haus auch mit dem Elektrizitätsnetz verbunden sein. In dieser Form, mit den Kosten von netzversorgter Elektrizität variierend abhängig von der Tageszeit, entscheidet die Steuerungseinrichtung entscheidet vorzugsweise, ob der Hauselektrizitätsbedarf und die Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher-Ladebedürfnisse von Netzelektrizität oder Elektrizität von dem Elektrizitätsgenerator versorgt werden. In dieser Form entscheidet die Steuerungseinrichtung vorzugsweise, das Zuliefern von Elektrizität zu nicht dringenden Elektrizitätslasten zurückzustellen, wie etwa und Hauselektrizitätsspeicherladen, bis ein Netzelektrizitätspreisniveau niedrig ist und dann dieses Laden mit Elektrizität von dem Netz ausführt. Es kann auch Elektrizitätserzeugung zurückstellen, bis eine Wärmelast in dem Haus ist, die erfüllt werden muss und andernfalls durch andere Quellen erfüllt werden muss, die Geld kosten.
Diese Arten von Strategien werden funktionieren, die Kosten zum Betreiben des Systems zu minimieren. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff ”Minimieren der Kosten” die Kosten zu reduzieren soweit es basierend auf der Steuerungseinrichtung verfügbaren Wissen zu der Zeit und den Randbedingungen unter den das System betrieben wird, praktikabel ist. Es ist nicht als die absolut geringsten Kosten zu verstehen, die erreicht werden könnten; so wie falls die Steuerungseinrichtung zusätzliche Information verfügbar hätte, oder sein Betrieb geändert werden könnte mit dem Vorteil der rückschauenden Betrachtung.
In noch einer weiteren Form der Erfindung kann das Haus Solar-Photovoltaik-Elektrizitäts-Erzeugungspaneele installiert haben. In dieser Form empfängt die Steuerungseinrichtung vorzugsweise Wettervorhersagedaten über das Internet, die er nutzen kann, um die Menge von Elektrizität, die diese Solar-Photovoltaik-Paneele erzeugen, werden in naher Zukunft vorherzusagen. Die Steuerungseinrichtung kann dann andere Information bewerten oder berechnen wie etwa die Menge von in dem Kraftfahrzeug und Hauselektrizitätsspeichern gespeicherte Energie, wahrscheinliche Kraftfahrzeug-Energieanforderungen für die nahe Zukunft basierend auf zurückliegenden Betriebsmustern oder Nutzereingaben und wahrscheinliche Hauselektrizitätsanforderungen, und dann entscheiden, ob er Elektrizität durch Betreiben des Elektrizitätsgenerators zuführen soll.
Eine alternative Strategie die die Steuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ausführen kann, ist die Minimierung von Treibhausgasen. In diesem Zusammenhang sind Treibhausgase primär die Emission von Kohlenstoffdioxid (CO₂), obwohl es andere Gase gibt, die mit dem Treibhauseffekt zusammenhängen, wie etwa Methan. Jedoch wird auf den Treibhauseffekt oftmals Bezug genommen durch Bezug auf die äquivalente Menge von CO₂, was ein CO₂-Äquivalent oder einfach CO₂e ist. Der Verbrauch von Kraftstoff durch den Elektrizitätsgenerator wird zu einer Emission einer bekannten Menge von CO₂e führen. Der Kauf von Elektrizität von Netz hat ebenfalls eine bekannte Menge von CO₂e-Emissionen, die damit verknüpft sind. Quellen von Hauswärme anders als die von dem Elektrizitätsgenerator gelieferte Wärme werden ebenfalls bekannte CO₂e-Emissionen haben.
In einer bevorzugten Form agiert die Steuerungseinrichtung daher vorzugsweise dazu, Hauswärme oder Hauselektrizitätsanforderungen zuzuführen und Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher-Ladeanforderungen zuzuführen, mit der Energiequelle mit den geringsten CO₂e-Emissionen, die damit verknüpft sind. Dies kann zum Beispiel bedeuten, dass die Zufuhr von Wärme zu einem Hauswarmwasserspeichertank durch die Steuerungseinrichtung zurückgestellt wird, bis das Kraftfahrzeug nach Hause zurückkehrt, so dass die Wärme von dem Elektrizitätsgenerator hierfür verwendet werden kann, während die Elektrizität von dem Elektrizitätsgenerator dazu genutzt wird, den Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher oder eine andere Anforderung für Elektrizität wieder zu laden. In dieser Form würde die Steuerungseinrichtung berechnet haben, dass dies geringere gesamte CO₂e-Emissionen erzeugt als den Heißwassererwärmungsbedarf und Elektrizitätsbedürfnisse auf eine andere verfügbare Weise zu erfüllen. Auf diese Weise kann die der Steuerungseinrichtung bereitgestellte Information bezüglich einer wahrscheinlichen Ankunft des Kraftfahrzeugs an dem Haus der Schlüssel zum Entscheidungsfindungsprozess der Steuerungseinrichtung sein. Solche Ankunftzeitinformation kann in der Steuerungseinrichtung drahtlos oder über das Internet bereitgestellt werden oder von zurückliegendem Verhalten geschätzt werden, das der Steuerungseinrichtung verfügbar ist, oder eine Kombination von all diesen sein.
In den Kosten- und Treibhausgas-Minimierungsstrategien versucht die Steuerungseinrichtung vorzugsweise einen Betrieb des Elektrizitätsgenerators zurückzustellen und die Erzeugung von Elektrizität durch Solar-Photovoltaik-Paneele zu maximieren, da diese Elektrizität frei sowohl von finanziellen Kosten als auch CO₂e-Emissionen ist.
In der voranstehenden Diskussion über Steuerungsstrategien zum Minimieren von Treibhausgasemissionen bedeutet der Begriff ”Minimieren von Treibhausgasemissionen” die Gesamtemission, die mit dem System verknüpft sind, so weit zu reduzieren, wie es basierend auf der Steuerungseinrichtung zur Verfügung stehenden Wissen zu der Zeit und den Randbedingungen, unter denen das System betrieben wird, praktikabel ist. Es soll nicht verstanden werden, dass er die absolut geringsten Emissionen bedeutet, die erreicht werden könnten, so als ob die Steuerungseinrichtung zusätzliche Information verfügbar hat oder sein Betrieb mit dem Vorteil für rückschauende Betrachtung geändert werden könnte.
Der Elektrizitätsgenerator der vorliegenden Erfindung kann jegliche Art von Einrichtung aufweisen, die einen verbrennbarem Kraftstoff zum Erzeugen von Elektrizität konsumiert und umfasst Einrichtungen wie etwa Brennstoffzellen, einen internen Verbrennungsmotor, der ein Wechselstromgenerator antreibt und ein Stirling-Kreislaufmotor der einen Wechselstromgenerator antreibt. Die durch den Elektrizitätsgenerator erzeugte Elektrizität kann in den verschiedenen Formaten sein, wie etwa Wechselstrom (AC) in ein oder mehreren Phasen, oder Gleichstrom (DC) und auf jeglichem Spannungsniveau.
Ähnlich wie die Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Haus in jeglichem Format auftreten kann, kann das Format verschieden zu dem durch den Generator sein. Solch ein Wechsel im Format kann durch einen geeigneten Umrichter erzeugt werden, wie er durch den Fachmann gut verstanden wird und kann aus Komfortgründen, wie etwa der Minimierung der Größe von elektrischen Leitern oder Sicherheitsgründen, wie etwa der Herabsetzung der Spannung erfolgen.
Die Elektrizitätsversorgungsleitung der vorliegenden Erfindung vereinfacht diese Übertragung der Elektrizität zwischen dem Haus und dem Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung und kann die Form von Drähten, Kabeln oder anderen Leitern annehmen, die dem Fachmann bekannt sind. Es kann auch ohne die Hilfe von Drähten oder Leitern für ein oder die gesamte Länge der Leitung erfolgen. Solche drahtlosen Übertragungen können eine induktive oder kapazitive Übertragung von Elektrizität in der Form von Wechselstrom sein. Tatsächlich kann eine drahtlose Verbindung in der Elektrizitätszuführungsleitung, die dazu konfiguriert ist, eine induktive oder kapazitive Übertragung von Elektrizität bereitzustellen, die Möglichkeit bereitstellen, die Elektrizitätszuführungsleitung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Haus zu lösen. Alternativ kann die Lösung der Elektrizitätszuführungsleitung in der vorliegenden Erfindung durch einen herkömmlichen elektrischen Verbinder erfolgen, wie etwa eine ein Stecker und eine Buchse aufweisende mit mechanischen Passstiften und Aufnahmen.
Es soll erkannt werden, dass der Begriff ”Leitung” im Kontext der vorliegenden Erfindung in seiner breitesten Bedeutung genutzt wird, das bedeutet, ein Mittel über das etwas übertragen wird. Tatsächlich kann es ein Mittel aufweisen, wie etwa ein Rohr zum Führen einer Flüssigkeit, kann aber auch ein Mittel aufweisen, das keine materielle Form annimmt, wie etwa ein Mittel zur Übertragung von Radiosignalen. Es gibt außerdem keine Unterscheidung zwischen dem Singular und dem Plural; in dem Fall, dass eine Übertragung in mehr als einer Richtung zum Bewirken der Übertragung erfordert oder mehr als ein Übertragungspfad benötigt wird, kann dies auch als eine Leitung im Singular Bezug genommen werden.
Der verbrennbare Kraftstoff, der durch den Elektrizitätsgenerator der vorliegenden Erfindung konsumiert wird, kann ein oder mehrere von Kraftstoffen sein, wie etwa Wasserstoff, Normalbenzin, Ethanol, Diesel, Naturgas, Flüssigpropangas und Butan. Der Kraftstoff kann dem Elektrizitätsgenerator einem Speicher im Kraftfahrzeug, eine Heimquelle oder beiden zugeführt werden. Eine Hauskraftstoffquelle kann ein Kraftstoffspeichertank sein, der periodisch wieder befüllt wird (in manchen Ausführungsformen durch Nachfüllung von in dem Kraftfahrzeug gespeicherten Kraftstoff) oder es kann eine Netzversorgung sein, wie etwa ein Naturgashauptversorgung. In diesem Bezug ist vorgesehen, dass in einer Form der Erfindung eine Steuerungseinrichtung konfiguriert sein kann, einen Kraftstoffstrom zwischen (zu und von) dem Kraftfahrzeug-Kraftstoffspeicher und dem Haus-Kraftstoffspeicher zu steuern, einschließlich einer Netzversorgung, um Kraftstoffspeicherniveaus in beiden zu steuern, abhängig von existierenden Niveaus, gewünschten Niveaus, tatsächlicher und vorhergesagter Nutzung und Kraftstoffkosten und Ähnlichem.
In einer Form der vorliegenden Erfindung kann der Elektrizitätsgenerator ein Teil des Kraftfahrzeugs sein, aber kann von dem Kraftfahrzeug entfernbar und mit dem Haus verbindbar sein, wie etwa zum Zweck des Zuführens von Elektrizität zu dem Haus, wenn das Kraftfahrzeug von dem Haus weg fährt. In dieser Form der vorliegenden Erfindung kann die Kraftstoffzuführung zu dem Elektrizitätsgenerator auch ein Kraftstoffspeichertank sein, der mit dem Elektrizitätsgenerator angeordnet ist.
Die lösbare Wärmeversorgungsleitung der vorliegenden Erfindung kann eine Anzahl von Formen einnehmen. In einer Form erzeugt der Elektrizitätsgenerator heiße Abgase und die Wärmezuführungsleitung weist ein Rohr auf, das das heiße Gas zu dem Haus transportiert, wo die Wärme von dem Gas extrahiert werden kann, bevor das Gas in die Atmosphäre abgelassen wird. Vorzugsweise weist das Rohr einen Verbinder auf, wie etwa eine Schraubkupplung, an seiner Schnittstelle zu dem Kraftfahrzeug, die einfach gelöst werden kann, um dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, von dem Haus weg zu reisen.
In einer weiteren Form ist die Wärmezuführungsleitung ein Paar von Rohren, die einer Flüssigkeit oder einer Flüssigkeit-Gas-Mischung ermöglicht, von dem Elektrizitätsgenerator zu dem Haus zu strömen, wo die Wärme von ihm extrahiert werden kann, bevor sie zu dem Elektrizitätsgenerator zurückkehrt, wo zusätzliche Wärmeenergie dann darin eingeführt werden kann. Dieses ist allgemein bezeichnet als ein ”geschlossener Kreis”-System. Beide Rohre dieses Paars weisen vorzugsweise ein Merkmal auf, das ihnen ermöglicht, losgelöst zu werden, um dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, von dem Haus weg zu reisen. Dieses kann die Form einer Schnell-Verwendungs-Trennungskupplung aufweisen, um eine schnelle und komfortable Lösung zu ermöglichen, während vermieden wird, dass Fluid von den losgelösten Rohrenden austritt.
In einer weiteren Form kann die Wärmezuführungsleitung ein Schlauch sein, der einen hohen Grad von Flexibilität aufweist, wie er benötigt sein kann, um sich eine Variation in räumlichen Position des Kraftfahrzeugs anzupassen, wenn es mit dem Haus verbunden wird.
In noch einer weiteren Form weist die Wärmezuführungsleitung eine Kombination von verschieden Leitungen auf; eine zum Übertragen von warmem Fluid von dem Wärme extrahiert wird zu dem Haus bevor es in die Atmosphäre entladen wird und eine oder mehrere Paare von Leitungen, die als Wäremübertragungssysteme in geschlossenem Kreislauf konfiguriert sind, wie voranstehend beschrieben.
Die voranstehenden Bezugnahmen auf das Kraftfahrzeug und Hauselektrizitätsspeicher der vorliegenden Erfindung kann jegliche Art von elektrochemischer Zelle oder in Anzahl von elektrochemischen Zellen, die elektrischen Reihen, parallel oder Kombinationen davon angeordnet sind, um eine Batterie auszubilden, umfassen. Die elektrochemischen Zellen können eine Anzahl von verschiedenen chemischen Kombinationen aufweisen, wie etwa Lithium-Ion-Zellen, Nickel-Metall-Hybrid-Zellen, Bleisäurezellen und Ähnliches. In einer weiteren Form der vorliegenden Erfindung können die Kraftfahrzeug- und Hauselektrizitätsspeicher ein Superkondensator sein; in einen Kondensator, der elektrische Energie mit geringen Verlusten über ausgedehnte Zeiträume speichern kann. In noch einer weiteren Form können die Kraftfahrzeug- und Hauselektrizitätsspeicher eine Strömungsbatterie sein, in der ein elektrisches Potential zwischen zwei Flüssigelektrolytströmen entwickelt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachdem kurz die generellen Konzepte beschrieben wurden, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, werden nun verschiedene bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass die folgende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Allgemeinheit der vorhergehenden Beschreibung zu beschränken.
Es zeigen:
1 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein schematisches Diagramm gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6a, 6b, 6c, und 6d sind schematische Diagramme gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf 1 weist die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug 1 und ein Haus 2 auf, mit dem das Kraftfahrzeug 1 verbunden werden kann über einen Verbinder 70. Der Verbinder 70 ermöglicht Leitungen zwischen dem Haus 2 und dem Kraftfahrzeug 1 verbunden zu werden, einschließlich einer Leitung für Abgas 72, Elektrizität 71, Steuersignalen 73 und verbrennbarem Kraftstoff 74. Der Verbinder 70 stellt geeignete Verbindungen wie etwa elektrische Stecker und passende Buchsen für elektrische Leitungen wie etwa Elektrizitätsversorgungsleitung 71 und Steuersignalleitung 73 bereit. Es stellt ebenfalls geeignete Verbindungen für Fluidleitungen wie etwa die verbrennbare Kraftstoffleitung 74 bereit.
Für Fluide, wo ein Verlieren oder Verströmen von Fluid beim Lösen ungewünscht ist, können diese Verbindungen die Form von ”Schnelllösekupplungen”-Verbinderpaaren einnehmen, die federbeaufschlagte Ventile aufweisen, die die Leitung auf jeder Seite dichten. Diese sind dem Fachmann wohl bekannt. Wenn Leitungen am Verbinder 70 getrennt werden, trennt sich der Verbinder 70 in zwei passende Teile oder Paare, die durch passende Verbindungen charakterisiert sind für jede Leitung an jedem Teil. In einer weiteren Form kann der Verbinder 70 mehrere getrennte Verbinderpaare aufweisen anstatt einem kombinierten Satz von Verbinderpaaren.
Immer noch mit Bezug auf 1 weist das Kraftfahrzeug 1 ein Kraftstofftank 10 zum Speichern von verbrennbarem Kraftstoff auf, der über eine Kraftstoffzuführleitung 12 zu einem Wärmemotor 14 zugeführt wird. Der Wärmemotor 14 ist eine interner Verbrennungsmotor wie etwa ein Motor der mit dem Otto-Kreislauf, Diesel-Kreislauf, Miller-Kreislauf oder Atkinson-Kreislauf betrieben wird. In einer weiteren Form kann der Wärmemotor 14 einen externen Verbrennungsmotor wie etwa eine Gasturbinen oder ein Motor sein, der mit dem Rankine- oder Stirling-Kreislauf betrieben wird.
Der Wärmemotor 14 stellt mechanische Energie zu einem Wechselrichter 16 bereit, der Elektrizität erzeugt – zusammen sind diese ein Elektrizitätsgenerator. Wie voranstehend erwähnt wurde, kann der Elektrizitätsgenerator die Form einer Brennstoffzelle einnehmen, die chemische Energie in dem Kraftstoff direkt in Elektrizität umwandelt, was den Zwischenschritt von mechanischer Energie vermeidet.
Der Wechselrichter 16 kann Elektrizität bereitstellen, die zunächst geeignet umgewandelt wird, wie etwa durch einen Gleichrichter (nicht dargestellt) von AC zu DC zu einem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher in der Form einer Kraftfahrzeugbatterie 11 in dem Kraftfahrzeug 1 über eine Leitung (nicht dargestellt) und zu dem Haus 2 über die Elektrizitätsversorgungsleitung 71. Die Kraftfahrzeugbatterie 11 kann jegliche Art von elektrochemischer Zelle wie etwa Lithium-Ion-, Bleisäure- oder Nickel-Metall-Hybrid sein. Alternativ kann die Kraftfahrzeugbatterie 11 ein Superkondensator sein.
Der Wärmemotor 14 erzeugt Abgase die eine signifikante Menge von Wärmeenergie aufweisen. Dieses Abgas tritt durch die Wärmezuführleitung 72 in einen Wärmetauscher 21 in dem Haus 2, wo der Wärmetauscher 21 Wärme zu einem Fluidkreislauf überträgt, wo ein Fluid durch eine Pumpe 41 zirkuliert. Das Fluid kann Wärme zu einem Heißwasserspeichertank 30 und zu einem Raumheizsystem 40 transportieren.
Die Menge von Wärme, die dem Heißwasserspeichertank 30 bereitgestellt wird und dem Raumheizsystem 40 bereitgestellt wird, hängt von der Position des Ventils 42 ab, das durch ein Hausregler 13 in Antwort auf Bedürfnisse für Wärme durch das Raumheizsystem 40 und den Heißwasserspeichertank 30. Dies kann zu dem Hausregler 13 durch Sensoren und Thermostate, kommuniziert werden, die dem Fachmann allgemein bekannt sind (nicht in den Figuren dargestellt). Das abgekühlte Abgas wird in die Atmosphäre durch ein Abzug 20 abgegeben. Die Wärmezuführleitung 72 kann ein Schlauch oder ein Rohr sein, das dazu geeignet ist, bei hohen Temperaturen betrieben zu werden und weist vorzugsweise eine Hülse für Material auf, die einen guten Widerstand von Wärmeverlusten von der Leitung 72 aufweist.
Die zu dem Haus 2 bereitgestellte Elektrizität von dem Kraftfahrzeug 1 über die Elektrizitätszuführleitung 71 kann in einem Hauselektrizitätsspeicher gespeichert werden, wie etwa eine Hausbatterie 50. Die Leitung 71 kann ein Kabel mit einem leitenden Kern sein, der auf einem Material wie etwa Kupfer oder Aluminium hergestellt ist und eine Hülse für Material, das einen hohen elektrischen Widerstand bereitstellt. Die Elektrizität von der Hausbatterie 50 kann dann in dem Haus 2 genutzt werden, nachdem es durch einen Umrichter 51 durchtreten hat, um es zu dem typischerweise gewünschten Wechselstrom-(AC)Format umzuwandeln. Die Hausbatterie 50 kann jegliche Art von elektrochemischer Zelle sein, wie etwa Lithium-Ion-, Bleisäure- oder Nickel-Metall-Hybrid. Alternativ kann die Hausbatterie 50 ein Superkondensator sein.
Während das Kraftfahrzeug 1 mit dem Haus 2 über den Verbinder 70 verbunden ist, kann der Wärmemotor 14 mit Kraftstoff von dem Kraftfahrzeugkraftstofftank 10 betrieben werden oder von der Hauskraftstoffversorgung, die das Haus mit einem Verbindungspunkt 60 betritt und zu dem Kraftfahrzeug 1 über die Leitung 74 tritt. In einer bevorzugten Form wird der Kraftfahrzeugkraftstofftank 10 genutzt, um Benzin und Dieselkraftstoff zu speichern, das über den Verbindungspunkt 60 zugeführte Kraftstoff ist Naturgas und der Wärmemotor 14 ist dazu konfiguriert, dass er mit beiden Kraftstoffen betrieben werden kann.
Wie voranstehend erläutert wurde, in einer weiteren Form, nimmt der Elektrizitätsgenerator die Form einer Brennstoffzelle an. In dieser Form kann das in dem Kraftfahrzeugtank 10 gespeicherte Kraftstoff Wasserstoff sein und kann an Abgabestellen nachgefüllt werden, zu den das Kraftfahrzeug 1 von Zeit zu Zeit reisen kann. In dieser Form kann der von dem Haus 2 über die Verbindung 60 zugeführte Kraftstoff Naturgas sein, das zu Wasserstoff reformiert wird, durch einen geeigneten Reformer, der in dem Haus 2 oder dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist (nicht dargestellt), um der Brennstoffzelle zu ermöglichen, entweder von der Kraftfahrzeug-Kraftstoffzuführung oder der Haus-Kraftstoffzuführung zu arbeiten.
Wenn das Kraftfahrzeug 1 mit dem Haus 2 verbunden ist, wird dieses einem Kraftfahrzeugregler 12a und dem Hausregler 13 über eine Kommunikationsverbindung 15 und einen Sensor (nicht dargestellt) kommuniziert. Die Kommunikationsverbindung 15 kann die Form einer drahtgebundenen oder drahtlosen Verbindung annehmen. Die Steuerungseinrichtungen 12a, 13 werden dann gemeinsam bestimmen, ob der Wärmemotor 14 betrieben werden soll, um einen Energiebedarf in dem Kraftfahrzeug 1 oder dem Haus 2 zu erfüllen. Dieser Bedarf kann ein oder mehrere von dem Bedarf zum Wiederaufladen der Kraftfahrzeugbatterie 11, dem Bedarf für zum Erwärmen von Wasser in dem Heißwasserspeichertank 30, dem Bedarf zu Laden der Hausbatterie 50 und dem Bedarf zum Bereitstellen von Raumbeheizung in dem Haus 2 aufweisen.
Die Wahl von Kraftstoff zur Nutzung zwischen Kraftstoff von dem Tank 10 oder Kraftstoff von dem Verbindungspunkt 60 wird durch den Kraftfahrzeugregler 12a bestimmt, typischerweise in Verbindung mit dem Hausregler 13. Die Steuerungseinrichtungen 12a, 13 würden bestimmen, welcher Kraftstoff zu nutzen basierend auf Parametern einschließlich ein oder mehreren davon, aber nicht beschränkt auf, Nutzervorlieben, relativ Kosten dieser Kraftstoffe, Treibhausgasemissionen erzeugt durch die Nutzung von alternativen Kraftstoffen und die Menge von Kraftstoff verbleibend im Kraftstofftank 10. Nutzervorlieben können in die Steuerungseinrichtung 12a oder die Steuerungseinrichtung 13 über eine geeignete Nutzereingabeschnittstelle (nicht dargestellt) und über geeignete Kommunikationsmittel wie etwa Kabel, Funkverbindung oder das Internet eingegeben werden. Auf ähnliche Weise können Nutzervorlieben oder andere Eingaben, wie etwa eine gewünschte Hausraumtemperatur, gewünschte Ladeniveaus in der Kraftfahrzeugbatterie 10 und der Hausbatterie 50 können ebenfalls zu den Steuerungseinrichtungen kommuniziert werden.
Wenn das Kraftfahrzeug 1 von dem Haus 2 durch Loslösen des Verbinders 70 abgetrennt ist, kann das Kraftfahrzeug 1 unter Einfluss von seinem elektrischen Antriebsmotor (nicht dargestellt) mit aus der Kraftfahrzeugbatterie 11 bereitgestellter Energie reisen. Falls ein ungenügendes Ladungsniveau in der Kraftfahrzeugbatterie 11 vorliegt, kann der Wärmemotor 14 unter Nutzung von Kraftstoff von dem Kraftstofftank 10 betrieben werden. In diesem Fall kann die Wärme genutzt werden zum Heizen des Nutzerraums oder von Kraftfahrzeugsystemen, wie etwa die Kraftfahrzeugbatterie 11 falls sie kalt ist, oder in die Atmosphäre abgelassen werden. Das Abgas von dem Wärmemotor 14 wird in die Atmosphäre über einen geeigneten Auslass (nicht dargestellt) emittiert.
Wenn das Kraftfahrzeug 1 von dem Haus 2 losgelöst ist, kann die Elektrizitätsversorgung in dem Haus durch Zuführung von der Hausbatterie 50 über den Umrichter 51 erhalten werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist in der 2 dargestellt. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform (und nutzt daher die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Aspekte) aber unterscheidet sich darin, dass sie zusätzliche Wärmeübertragungsleitungen zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Haus 2 aufweist, um einen Fluidkreislauf 75 bereitzustellen, der Wärme von dem Wärmemotor 14 zu dem Haus 2 über einen Wärmetauscher 80 überträgt.
Der Fluidkreislauf 75 der zweiten Ausführungsform kann Wärme von der Kühlungsummantelung des Wärmemotors 14 übertragen und würde typischerweise eine Pumpe nutzen, die normerweise innerhalb des Wärmemotorkühlsystems des Wärmemotors 14 aufgenommen ist, um Fluid durch den Kreislauf 75 zu zirkulieren.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform weist des Weiteren einen Wärmespeicher 100 in dem Haus 2 auf. Das Ventil 42 kann Wärme zu diesem Wärmespeicher 100 richten, um Wärme zur späteren Nutzung zu speichern. Der Wärmespeicher 100 nimmt Mittel (nicht dargestellt) zum Übertragen von Wärme zu dem Hausraumerwärmungssystem 40 oder zu dem Heißwasserspeicher 30, wenn benötigt. Dieses stellt sicher, dass die Wärme zu dem Haus 2 bereitgestellt werden kann, wenn das Kraftfahrzeug 1 von dem Haus 2 losgelöst ist, durch Loslösen an dem Verbinder 70. Der Wärmespeicher 100 kann eine Substanz mit hoher spezifischer Wärmekapazität aufweisen oder ein phasenänderndes Material, das für eine große Menge von Wärmespeicher mit minimaler Temperaturänderung bereitstellt.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform kann einen Photovoltaik-Solar-Paneel 90 zum Erzeugen von Elektrizität aufweisen. Diese Elektrizität kann direkt in dem Haus 2 über den Wechselrichter 51 genutzt werden oder in der Hausbatterie 50 gespeichert werden. Diese Elektrizität kann auch zu dem Kraftfahrzeug 1 über die Leitung 71 zum Wiederaufladen der Kraftfahrzeugbatterie 11 übertragen werden.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist in 3 gezeigt. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform (und nutzt daher die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Aspekte) aber unterscheidet sich darin, dass das Haus 2 zu einem Elektrizitätsnetz über eine Verbindung 110 verbunden ist. Diese Verbindung 110 führt Elektrizität zu dem Haus 2 zu, wenn das Kraftfahrzeug 1 losgelöst ist, oder wenn der Wechselrichter 16 keine genügende Elektrizität liefert, um den Bedarf in dem Haus 2 zu decken.
In dieser dritten Ausführungsform wird die Hausbatterie 50, wie sie in den ersten beiden Ausführungsformen genutzt wird, nicht genutzt aufgrund der Bereitstellung von Elektrizität von der Netzverbindung 110, die den Bedarf dafür entfallen lässt. Jedoch, in einer anderen Form, kann die Hausbatterie 50 immer noch in Verbindung mit einer Netzverbindung 110 ausgestattet werden, was das Speichern von Netzelektrizität zu geeigneten Zeiten ermöglicht, wie etwa Zeiten des Tages, wenn Netzenergie günstig ist. Elektrizität von der Netzverbindung 110 oder der Hausbatterie 50 kann genutzt werden, wenn Elektrizität zu dem Kraftfahrzeug 2 über die Leitung 71 bereitzustellen, um die Kraftfahrzeugbatterie 11 wieder zu laden.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform ist in der 4 gezeigt. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform (und nutzt daher wiederum die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Aspekte) aber unterscheidet sich darin, dass das Haus 2 keine zugewiesene Kraftstoffzuführung aufweist (wie als Linie 60 in anderen Ausführungsformen gezeigt). Jeglicher Kraftstoff für den Betrieb des Wärmemotors 14 wird von dem Kraftfahrzeug-Kraftstoffspeichertank 10 zugeführt. In dem Fall, in dem das Haus 2 Kraftstoff benötigt für Zwecke wie Kochen, kann in dieser Ausführungsform der Kraftstoff über eine geeignete Leitung (nicht dargestellt) über den Verbinder 70 von dem Kraftfahrzeug-Kraftstofftank 10 zugeführt werden.
Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform ist in 5 gezeigt. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform (und nutzt daher die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Aspekte) aber unterscheidet sich darin, dass das Kraftfahrzeug 1 einen Kraftstoffwechselventil 120 aufweist. Dieses Ventil 120 ermöglicht Kraftstoff, von dem Haus 2 zu dem Kraftfahrzeug 1 Kraftstoffspeichertank 10 gerichtet zu werden, sowie zu dem Wärmemotor 14. Das Ventil 120 ermöglicht außerdem, dass Kraftstoff von dem Kraftstofftank 10 zu dem Wärmemotor 14 gerichtet wird.
Das Hinzufügen dieses Ventils 120 ermöglicht es, den Kraftstofftank 10 des Kraftfahrzeugs von der Haus-Kraftstoffzuführung wieder zu füllen, die über die Verbindung 60 zugeführt wird. Dieses kann für den Nutzer wünschenswert sein, falls die Kosten zum Erhalten von Kraftstoff einem Hausnetzversorger geringer ist als das was einfach erhältlich zum konventionellen Wiederbefüllen des Kraftfahrzeugs. Das Kraftstoffwechselventil würde idealerweise durch die Steuerungseinrichtung 12a in Antwort auf Parameter gesteuert werden, wie etwa Nutzerbedarf, Kraftstoffkosten und die Menge von Kraftstoff in dem Tank 10.
Eine sechste bevorzugte Ausführungsform ist in den 6a, 6b, 6c und 6d gezeigt. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform (und nutzt daher die gleichen Bezugszeichen für ähnliche Aspekte) aber unterscheidet sich darin, dass der Elektrizitätsgenerator, hier aufweisend ein Modul 300 enthaltend den Wärmemotor 14, der Wechselrichter 16 und der Kraftstofftank 10, zwischen dem Haus 2 und dem Kraftfahrzeug 1 übertragen werden kann.
In Gelegenheiten, wenn der Nutzer wünscht, ein Kraftfahrzeug für eine kurze Reise zu nutzen, für die Ladung der Batterie ausreichend sein wird, oder andere Lademittel verfügbar sind, und wenn der Nutzer ebenfalls wünscht, die Erwärmung zu einem Haus zu erhalten, kann das Modul 300 von dem Fahrzeug 1 entfernt werden und an das Haus 2 angeschlossen werden. Das Modul 300 ist in der an das Haus angeschlossenen Position in 6b und 6d. Während das Modul 300 an das Haus 2 angeschlossen ist, kann der Wärmemotor 14 mit Kraftstoff von dem Kraftstofftank 10 oder von der Haus-Kraftstoffzuführung betrieben werden, die über die Verbindung 60 zugeführt wird.
6a zeigt die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem Modul 300 angeschlossen an das Kraftfahrzeug 1 und mit dem Haus 2 verbunden über Verbinderpaarhälften 210a und 210b. Die Verbinderpaarhälften 210a/210b verbinden Leitungen zum Tragen von Elektrizität, Wärme, Kraftstoff und Steuersignalen (nicht in diesem Diagramm nummeriert) ähnlich zu den in den voranstehenden Ausführungsformen gezeigten. Wenn der Nutzer das Kraftfahrzeug 1 zum Reisen von dem Haus 2 nutzen will und wünscht, den Elektrizitätsgenerator an Bord zu haben, etwa um zusätzliche Reichweite zu haben, verglichen mit der durch die in der Kraftfahrzeugbatterie 11 gespeicherten Ladung bereitgestellte, wird die Verbinderhälfte 210b von der Verbinderhälfte 210a getrennt und in das Kraftfahrzeug 1 zurückgezogen, wie in der 6c gezeigt ist. Das Kraftfahrzeug 1 ist dann in einem Zustand, an dem es dazu fertig ist, von dem Haus 2 weg zu reisen.
Sollte der Nutzer wünschen, eine Tour von dem Haus 2 unter Nutzung des Kraftfahrzeugs 1 zu machen und nicht den Wunsch haben, die Reichweite-erweiterte Möglichkeit des Moduls 300 zu nutzen, kann das Modul 300 an das Haus angeschlossen sein, wie in der 6b gezeigt ist. Diese Figur zeigt Leitungen zur Übertragung von Elektrizität und Steuersignalen verbunden zwischen dem Modul 300 und dem Kraftfahrzeug 1 (nicht nummeriert in diesem Diagramm) ähnlich zu in den voranstehenden Ausführungsformen gezeigten. Dieses ermöglicht das Übertragen von Elektrizität zwischen dem Modul 300 und dem Kraftfahrzeug 1, wie etwa zum Wiederladen der Kraftfahrzeugbatterie 11 von dem Modul 300 oder zum Zuführen von Elektrizität von der Kraftfahrzeugbatterie 11 zu dem Haus 2.
Wenn der Nutzer entscheidet von dem Haus 2 weg zu fahren, werden die Verbinderhälften 200a und 200b getrennt und die Verbinderhälfte 200b wird in das Modul 300 zurückgezogen, wie in der 6d gezeigt ist. Das Kraftfahrzeug 1 ist dann in einem Zustand, der fertig ist, um weg von dem Haus 2 zu fahren.
Das Modul 300 kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich einer Baugruppe, die in eine Ausnehmung eingesetzt oder auf andere Weise an den Kraftfahrzeug 1 angebracht wird oder alternativ in der Form eines Anhängers (nicht dargestellt), der zuletzt hinter dem Kraftfahrzeug 1 hergezogen wird und losgelöst werden kann, wenn er an das Haus 2 angeschlossen ist.
Letztendlich können verschiedene Variationen und Modifikationen zu den Konfigurationen, die hier beschrieben sind, gemacht werden, die ebenfalls innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

AU 2015905205 [0001]

Claims

Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystem, wobei das System Folgendes aufweist: einen Elektrizitätsgenerator, der Elektrizität aus verbrennbarem Kraftstoff erzeugt und des Weiteren Wärme produziert, und der zumindest zeitweise in dem Kraftfahrzeug montiert ist; eine lösbare Elektrizitätsversorgungsleitung zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen dem Haus und dem Kraftfahrzeug in zumindest einer Richtung, wobei die Elektrizitätsversorgungsleitung lösbar ist, um dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, von dem Haus weg zu fahren; eine lösbare Wärmeversorgungsleitung zum Übertragen von Wärme zwischen dem Elektrizitätsgenerator und dem Haus, wobei die Wärmeversorgungsleitung lösbar ist, um dem Elektrizitätsgenerator zu ermöglichen, weg von dem Haus mit dem Kraftfahrzeug zu fahren; einen Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher, der dem Kraftfahrzeug ermöglicht, Bewegung über elektrische Antriebsmotoren des Kraftfahrzeugs zu erhalten, wenn das Kraftfahrzeug von dem Haus gelöst ist; und eine Steuerungseinrichtung, die die Erzeugung von Elektrizität durch den Elektrizitätsgenerator und das Strömen von Wärme und Elektrizität steuert; wobei die Steuerungseinrichtung eine Energiestrategie umsetzt.
System nach Anspruch 1, wobei die Energiestrategie eine oder mehrere von der Minimierung von Betriebskosten, der Minimierung von Treibhausgasemissionen, und der Minimierung von jeglichem Defizit in der Zufuhr von Wärme und Elektrizität bezogen auf Kraftfahrzeug- und Hausbedürfnisse, oder jeglicher anderer Energiestrategie ist, die von dem Verbraucher, Regelungsbehörden oder Energieversorgern gefordert sein kann, um ihre Ziele zu erreichen.
System nach Anspruch 2, wobei, wo gewünscht ist, dass mehrere Energiestrategien gleichzeitig umgesetzt werden, Gewichtungen auf ein oder mehrere Energiestrategien beaufschlagt werden, um ein Ergebnis zu liefern, das eine Prioritätsreihenfolge eines Nutzers reflektiert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungseinrichtung Informationen von Sensoren empfängt, einschließlich ein oder mehrerer von Sensoren zum Bestimmen der Menge von Energie in dem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher, der Menge von in dem Haus benötigten Wärme, dem gegenwärtigen Elektrizitätsbedarf in dem Haus und der Menge von Kraftstoff, die für den Elektrizitätsgenerator verfügbar ist.
System nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinrichtung des Weiteren Information betreffend die Geldkosten von zugeführtem Kraftstoff empfängt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerungseinrichtung in dem Haus angeordnet ist und mit Sensoren in dem Haus und dem Kraftfahrzeug kommuniziert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist und mit Sensoren in dem Haus und dem Kraftfahrzeug kommuniziert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Steuerungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist und eine Steuerungseinrichtung in dem Haus angeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtungen miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten, um eine Gesamtsteuerungsfunktion auszuführen, wobei die Gesamtsteuerungsfunktion dazu da ist, ein oder mehrere Steuerungsstrategien umzusetzen.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine Steuerungseinrichtung steuert, wann und in welcher Menge der Elektrizitätsgenerator Elektrizität erzeugt und ob dies darauf gerichtet ist, den Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher zu laden, oder ob dies zu dem Haus über die Elektrizitätsversorgungsleitung gerichtet ist, oder zu Verbrauchern von Elektrizität in dem Kraftfahrzeug gerichtet ist, wie etwa Kraftfahrzeug-Insassensitzheizungen oder Windschutzscheibenentneblern.
System nach Anspruch 9, wobei eine Steuerungseinrichtung auch steuert, wann und in welcher Menge Wärme von dem Elektrizitätsgenerator zu dem Haus geliefert wird.
System nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei eine Steuerungseinrichtung auch entweder direkt oder indirekt mit einem Nutzer kommuniziert, um Information von dem Nutzer zu akzeptieren, oder Information zu dem Nutzer bereitzustellen, oder beides.
System nach Anspruch 11, wobei die Information, die durch den Nutzer bereitgestellt ist, Nutzervorlieben bezüglich der Gesamtsteuerungsstrategie aufweist, oder spezifische Informationen aufweist, einschließlich der erwarteten nächsten Zeit, Dauer und Reiseentfernung von Kraftfahrzeugfahrten von dem Haus.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Strategie die Minimierung von Betriebskosten ist, was die Minimierung der finanziellen Kosten für den Nutzer für die Bereitstellung von Energie zu dem Haus und Kraftfahrzeug ist.
System nach Anspruch 13, wobei die Minimierung von finanziellen Kosten das Wählen aufweist, ob der Elektrizitätsgenerator mit natürlichem Gas von einer Netzversorgung des Hauses betrieben wird, oder von Kraftstoff, der in dem Kraftfahrzeug gespeichert ist, abhängig von relativen Kosten zur Nutzung dieser Kraftstoffe.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Haus mit einem Elektrizitätsnetz verbunden ist und die Steuerungseinrichtung entscheidet, ob der Hauselektrizitätsbedarf und der Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher-Ladebedarf von Netzelektrizität oder von Elektrizität von dem Elektrizitätsgenerator versorgt wird.
System nach Anspruch 15, wobei die Steuerungseinrichtung auch entscheidet, das Versorgen mit Elektrizität zu nicht dringenden Elektrizitätslasten zurückzustellen, wie etwa Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicherladen, bis das Netzelektrizitätspreisniveau niedrig ist, und dann dieses Laden mit Elektrizität von dem Netz durchführt.
System nach Anspruch 16, wobei die Steuerungseinrichtung auch Elektrizitätserzeugung zurückstellt, bis eine Wärmelast in dem Haus ist, die erreicht werden muss, und sonst durch andere Quellen erreicht werden müsste, die Geld kosten.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Haus Solar-Photovoltaik-Elektrizitäts-Erzeugungspaneele aufweist, und die Steuerungseinrichtung Wettervorhersagedaten empfängt, um die Menge von Elektrizität vorherzusagen, die die Solar-Photovoltaik-Paneele in der nahen Zukunft erzeugen werden.
System nach Anspruch 18, wobei die Steuerungseinrichtung die Menge von Energie, die in dem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher gespeichert wird, wahrscheinliche Kraftfahrzeug-Energieanforderungen für die nahe Zukunft basierend auf zurückliegenden Betriebsmustern oder Nutzereingaben, und/oder wahrscheinliche Hauselektrizitätsanforderungen bewertet, und dann entscheidet, ob er Elektrizität durch Betreiben des Elektrizitätsgenerators zuführen soll.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Steuerungseinrichtung arbeitet, um einen Hauswärme- oder Elektrizitätsbedarf, und Elektrizitäts-Speicher-Ladebedarf zu versorgen, unter Nutzung der Energiequelle mit den geringsten CO₂e-Emissionen, die damit verknüpft sind.
System nach Anspruch 20, wobei die Zufuhr von Wärme zu einem Hauswarmwasserspeichertank durch die Steuerungseinrichtung zurückgestellt wird, bis das Kraftfahrzeug nach Hause zurückkehrt, so dass Wärme von dem Elektrizitätsgenerator hierfür genutzt werden kann, während die Elektrizität von dem Elektrizitätsgenerator genutzt wird, den Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher wieder zu laden oder für andere Bedürfnisse für Elektrizität.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der Elektrizitätsgenerator ein Teil des Kraftfahrzeugs ist, aber von dem Kraftfahrzeug entfernbar ist und mit dem Haus verbindbar ist, zum Zwecke der Zufuhr von Elektrizität zu dem Haus, wenn das Kraftfahrzeug von dem Haus weg fährt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Wärmeversorgungsleitung ein geschlossenes Kreislaufsystem in der Form eines Paars von Rohren ist, die einer Flüssigkeit oder einem Flüssigkeit-Gas-Mischung ermöglichen, vom Elektrizitätsgenerator zu dem Haus zu strömen, wobei Wärme davon extrahiert werden kann, bevor sie bzw. es zu dem Elektrizitätsgenerator zurückkehrt, wo zusätzliche Wärmeenergie dann darin eingeführt werden kann.
System nach Anspruch 23, wobei die Wärmeversorgungsleitung eine Kombination von einer Leitung zum Übertragen von warmen Fluid, von dem Wärme an dem Haus extrahiert wird, bevor sie in die Atmosphäre entladen wird, und eine oder mehrere Paare von Rohren aufweist, die als das geschlossene Kreislaufsystem konfiguriert sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei Kraftstoff zu dem Elektrizitätsgenerator von einem Speicher an dem Kraftfahrzeug zugeführt wird, oder von einer Hauskraftstoffquelle, oder beiden, wobei eine Hauskraftstoffquelle eine Netzversorgung oder eine Kraftstoffspeichertank ist, der durch eine Nachfüllung von Kraftstoff, der in dem Kraftfahrzeug gespeichert ist, oder von einer externen Kraftstoffquelle, wie etwa einer Netzversorgung, periodisch wieder befüllt wird.
System nach Anspruch 25, wobei eine Steuerungseinrichtung konfiguriert ist, ein Kraftstoffstrom zwischen (zu und von) dem Kraftfahrzeug-Kraftstoffspeicher und dem Haus-Kraftstoffspeicher zu steuern, einschließlich einer Netzversorgung, um Kraftstoffspeicherniveaus in beiden zu steuern.
Verfahren zum Betreiben eines Haus- und Kraftfahrzeugenergiesystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen von Elektrizität und Wärme aus einem verbrennbarem Kraftstoff; Übertragen elektrischer Energie zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Haus in mindestens einer Richtung; Übertragen von Wärme von dem Elektrizitätsgenerator zu dem Haus; Speichern von elektrischer Energie in dem Kraftfahrzeug in einem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher; und Steuern der Erzeugung von Elektrizität und der Ströme von Elektrizität und Wärme gemäß einer Energiestrategie mit einer Steuerungseinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Energiestrategie eine oder mehrere von der Minimierung von Betriebskosten, der Minimierung von Treibhausgasemission und der Minimierung von jeglichem Defizit in der Zufuhr von Wärme und Elektrizität relativ zu den Kraftfahrzeug- und Hausbedürfnissen ist oder jegliche andere Energiestrategie, die durch den Verbraucher, Regelungsbehörden oder Energieversorger gefordert werden kann, um ihre Ziele zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 28 wobei, wo gewünscht ist, dass mehrere Energiestrategien gleichzeitig umgesetzt werden, Gewichtungen auf ein oder mehrere Energiestrategien beaufschlagt werden, um ein Ergebnis zu liefern, das eine Prioritätsreihenfolge eines Nutzers reflektiert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 27 bis 29, das des Weiteren aufweist, dass die Steuerungseinrichtung Informationen von Sensoren zum Bestimmen der Menge von Energie in den Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher, der Menge von Wärme, die in dem Haus benötigt wird, der gegenwärtigen Elektrizitätslast in dem Haus und/oder die Menge von in dem Elektrizitätsgenerator verfügbaren Kraftstoff empfängt.
Verfahren nach Anspruch 30, das des Weiteren aufweist, dass die Steuerungseinrichtung Informationen betreffend die Geldkosten von zugeführtem Kraftstoff empfängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei die Steuerungseinrichtung in dem Haus angeordnet ist und mit Sensoren in dem Haus und dem Kraftfahrzeug kommuniziert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei die Steuerungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist und mit Sensoren in dem Haus und dem Kraftfahrzeug kommuniziert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei eine Steuerungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist und eine Steuerungseinrichtung in dem Haus angeordnet ist, wobei die Steuerungseinrichtungen miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten, um eine Gesamtsteuerungsfunktion auszuführen, wobei die Gesamtsteuerungsfunktion dazu da ist, ein oder mehrere Steuerungsstrategien umzusetzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, das des Weiteren das Steuern aufweist, wann und in welcher Menge der Elektrizitätsgenerator Elektrizität erzeugt und ob diese darauf gerichtet ist, den Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher zu laden, oder zu dem Haus über die Elektrizitätsversorgungsleitung gerichtet ist, oder zu Verbrauchern von Elektrizität in dem Kraftfahrzeug gerichtet ist, wie etwa Kraftfahrzeug-Insassensitzheizungen oder Windschutzscheibenentneblern.
Verfahren nach Anspruch 35, das des Weiteren das Steuern aufweist, wann und in welcher Menge Wärme von dem Elektrizitätsgenerator zu dem Haus geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 35 oder Anspruch 36, wobei eine Steuerungseinrichtung des Weiteren eine entweder direkt oder indirekt mit einem Nutzer kommuniziert, um Information von dem Nutzer zu akzeptieren, oder um Information zu dem Nutzer bereitzustellen, oder beides.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei durch den Nutzer bereitgestellte Informationen Nutzervorlieben bezüglich der Gesamtsteuerungsstrategie oder Informationen aufweisen, die die erwartete nächste Zeit, Dauer und Reiseentfernung von Kraftfahrzeugfahrten von dem Haus aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, wobei die Strategie die Minimierung von Betriebskosten ist, was die Minimierung der finanziellen Kosten für den Nutzer für die Bereitstellung von Energie zu dem Haus und dem Kraftfahrzeug ist.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Minimierung von finanziellen Kosten auf das Wählen aufweist, ob der Elektrizitätsgenerator mit natürlichem Gas von einer Netzversorgung zu dem Haus betrieben wird, oder von Kraftstoff, der in dem Kraftfahrzeug gespeichert ist, abhängig von den relativen Kosten zur Nutzung dieser Kraftstoffe.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 40, das des Weiteren das Verbinden des Hauses mit einem Elektrizitätsnetz aufweist und das Steuern, ob der Hauselektrizitätsbedarf und Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher-Ladebedarf von Netzelektrizität oder Elektrizität von dem Elektrizitätsgenerator versorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 41, des Weiteren mit dem Zurückstellen der Zufuhr von Elektrizität zu nicht dringenden Elektrizitätslasten, wie etwa Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicherladen, bis ein Netzelektrizitätspreisniveau niedrig ist, und wobei dann dieses Laden mit Elektrizität von dem Netz ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 42, des Weiteren mit dem Zurückstellen von Elektrizitätserzeugung, bis eine Wärmelast in dem Haus ist, die erreicht werden muss und andernfalls durch andere Quellen erreicht werden müsste, die Geld kosten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 43, des Weiteren mit dem Hinzufügen von Solar-Photovoltaik-Elektrizitäts-Erzeugungspaneele zu dem Haus und dem Bereitstellen einer Steuerungseinrichtung mit Wettervorhersagedaten um die Menge von Elektrizität vorherzusagen, die die Solar-Photovoltaik-Paneele in der nahen Zukunft erzeugen werden.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei die Steuerungseinrichtung die Menge von in dem Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher gespeichert Energie, wahrscheinliche Kraftfahrzeug-Energieanforderungen für die nahe Zukunft basierend auf zurückliegenden Betriebsmustern oder Nutzereingaben, und/oder wahrscheinliche Hauselektrizitätsanforderungen erfasst, und dann bestimmt, ob er Elektrizität durch Betreiben des Elektrizitätsgenerators zuführen soll.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 41, des Weiteren mit dem Versorgen von Hauswärme- oder Elektrizitätsbedarf und Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher-Ladebedürfnissen, unter Nutzung der Energiequelle mit der geringsten CO₂e-Emissionen, die damit verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei die Zufuhr von Wärme zu einem Hauswarmwasserspeichertank zurückgestellt wird, bis das Kraftfahrzeug nach Hause zurückkehrt, so dass Wärme von dem Elektrizitätsgenerator hierfür genutzt werden kann, während die Elektrizität von dem Elektrizitätsgenerator dazu genutzt wird, den Kraftfahrzeug-Elektrizitätsspeicher wieder zu laden oder für einen anderen Bedarf für Elektrizität.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 47, wobei Kraftstoff zu dem Elektrizitätsgenerator von einem Speicher in dem Kraftfahrzeug zugeführt wird, oder von einer Hauskraftstoffquelle, oder beiden, wobei eine Hauskraftstoffquelle eine Netzversorgung oder ein Kraftstoffspeichertank ist, der durch Nachfüllung von Kraftstoff, der in dem Kraftfahrzeug gespeichert ist, oder von einer externen Kraftstoffquelle, wie etwa einer Netzversorgung, periodisch wiederbefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei eine Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert ist, ein Kraftstoffstrom zwischen (zu und von) dem Kraftfahrzeug-Kraftstoffspeicher und dem Haus-Kraftstoffspeicher zu steuern, einschließlich einer Netzversorgung, um Kraftstoffspeicherniveau in beiden zu steuern.