DE102021111527A1

DE102021111527A1 - Ac/dc evse-ladesystem

Info

Publication number: DE102021111527A1
Application number: DE102021111527.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander T. Marlow; Jacob A. St George
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-05-25
Also published as: CN114516275A; CN114516275B; US20220161676A1; US11400825B2

Abstract

Ein Ladesystem für elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtungen (EVSE), das gleichzeitig Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) an den Wechselspannungsbus bzw. Gleichspannungsbus des Plug-in-Elektrofahrzeugs (PEV) liefern kann. Die Verbindung zwischen dem/den Fahrzeuganschluss/en der EVSE und dem/den PEV-Eingang/en erfolgt entweder über einen Combined Charging System (CCS)-Koppler oder über separate, gekoppelte AC- und DC-Koppler. Die EVSE ist so konfiguriert, dass sie gleichzeitig AC- und DC-Strom an das Fahrzeug liefert, wenn sie mit dem PEV verbunden ist. Der/die EVSE-Koppler erleichtert/erleichtern die Kommunikation zwischen einem PEV und dem EVSE-Ladesystem, wenn er/sie mit dem/den Ladeeingang/en des PEVs verbunden ist/sind. Die Verbindung des AC-Spannungsbusses mit dem PEV wird durch ein oder mehrere Relais gesteuert, während die Verbindung des DC-Spannungsbusses mit dem PEV durch den Betrieb eines Offboard-Lademoduls (OBCM) gesteuert wird.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Ladesystem für elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtungen (EVSE) und ein Verfahren zur gleichzeitigen Versorgung eines Elektrofahrzeugs mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC).
Hybridelektrofahrzeuge verwenden Hochspannungsbatterien als Energiespeicher, um eine oder mehrere elektrische Maschinen anzutreiben und dadurch ein Drehmoment an den Antriebsstrang des Fahrzeugs zu liefern, entweder allein oder in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor. Der Begriff „Plug-in-Elektrofahrzeug (PEV)“ beschreibt jedes Fahrzeug (z. B. batterieelektrisch, hybridelektrisch usw.), das durch Anschluss des Fahrzeugs an ein EVSE-Ladesystem aufgeladen werden kann. Die Verbindung zwischen einem PEV und einem EVSE-Ladesystem ermöglicht die Übertragung von elektrischer AC- oder DC-Energie zum PEV (z. B. beim Aufladen der Hochvoltbatterien des PEV) und vom PEV zu einer externen Last. Hochspannungsbatterien sind Gleichstromgeräte und erfordern eine im PEV installierte AC/DC-Leistungsumwandlungsausrüstung, damit es Wechselstrom annehmen kann. Das Laden von Hochspannungsbatterien erfordert den Einsatz schwerer und komplexer Systeme zum Laden eines PEVs, daher ist das AC-Laden bei PEVs oft eingeschränkt, um Kosten, Masse und Komplexität einzuschränken. PEVs sind oft sowohl mit AC- als auch mit DC-Lademöglichkeiten ausgestattet, können aber nicht gleichzeitig AC- und DC-Strom aufnehmen, was dazu führt, dass die Ladegeräte während eines Ladevorgangs nicht genutzt werden. Wenn die AC-Ladegeräte im Fahrzeug und die DC-Ladegeräte außerhalb des Fahrzeugs parallel betrieben werden könnten, würde die gesamte Ladeausrüstung, die zum Laden eines PEV mit hoher Leistung benötigt wird, minimiert. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, ein EVSE-Ladesystem zu entwickeln, das sowohl Wechsel- als auch Gleichstrom an ein PEV liefern kann, da diese Optimierung Vorteile für die Gesamtkosten des Energieübertragungssystems und die Masse, das Volumen und die Komplexität des Fahrzeugs bietet.
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein Electric Vehicle Service Equipment (EVSE) Ladesystem. In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das EVSE-Ladesystem einen EVSE-Wechselspannungsbus, der mit einer Wechselstromversorgung verbindbar ist, und mindestens einen Koppler, der so konfiguriert ist, dass er mit einem Ladeanschluss eines Fahrzeugs (z. B. eines Plug-In-Elektrofahrzeugs (PEV)) verbindbar ist. Der Koppler ist so konfiguriert, dass er gleichzeitig einen Wechselstrom (AC) und einen Gleichstrom (DC) an das Fahrzeug liefert. Der Koppler stellt die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem EVSE-Ladesystem her, wenn der Koppler mit dem Ladeanschluss des Fahrzeugs verbunden ist. Der EVSE-Wechselspannungsbus ist selektiv mit dem Koppler verbunden. Das EVSE-Ladesystem umfasst ein Offboard-Lademodul (OBCM), das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus verbunden ist. Das OBCM ist so konfiguriert, dass es den AC-Strom in DC-Strom umwandelt. Das OBCM ist elektrisch zwischen dem Koppler und der AC-Spannungsversorgung angeschlossen. Das EVSE-Ladesystem umfasst einen EVSE-Gleichspannungsbus, der elektrisch mit dem Koppler verbunden ist, und mindestens ein Relais, das zwischen der AC-Stromversorgung und dem Koppler angeschlossen ist. Das Relais hat einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand. Das EVSE-Ladesystem ist so konfiguriert, dass es gleichzeitig die Wechselstromversorgung und die Gleichstromversorgung über den Koppler an das Fahrzeug liefert, wenn sich das mindestens eine Relais im geschlossenen Zustand befindet. Das EVSE-Ladesystem ist so konfiguriert, dass es ausschließlich Gleichstrom über den Koppler an das Fahrzeug liefert, wenn sich das mindestens eine Relais im offenen Zustand befindet. Das EVSE-Ladesystem umfasst eine EVSE-Steuerung, die mit dem Relais gekoppelt ist.
Die EVSE-Steuerung ist so programmiert, dass sie: feststellt, ob sowohl das Fahrzeug als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel sind; und als Reaktion auf die Feststellung, dass sowohl das Fahrzeug als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel sind, dem mindestens einen Relais befiehlt, in den geschlossenen Zustand zu schalten, um dem Fahrzeug über den Koppler gleichzeitig den AC-Strom und den DC-Strom zuzuführen.
Der EVSE-Gleichspannungsbus kann elektrisch mit dem Koppler verbunden sein, unabhängig davon, ob sich das mindestens eine Relais im offenen oder im geschlossenen Zustand befindet. Das OBCM und das Relais können elektrisch parallel geschaltet sein, um das Fahrzeug gleichzeitig mit Wechselstrom und Gleichstrom über den Koppler zu versorgen, wenn sich das mindestens eine Relais im geschlossenen Zustand befindet.
Das EVSE-Ladesystem kann außerdem ein Energiemanagementmodul enthalten, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus und dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist. Das Energiemanagementmodul funktioniert als Vehicle-to-Home-System (V2H) oder als Vehicle-to-Grid-System (V2G), damit das Fahrzeug als Stromquelle fungieren kann. Das Energiemanagementmodul umfasst einen Wechselrichter, der elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus verbunden ist, und der Wechselrichter ist so konfiguriert, dass er Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt.
Das EVSE-Ladesystem kann außerdem ein Batteriemodul enthalten, das elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist. Das Batteriemodul umfasst einen DC-DC-Wandler, der elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist. Das Batteriemodul enthält außerdem eine Vielzahl von Batteriezellen, die elektrisch mit dem DC-DC-Wandler verbunden sind, wobei der DC-DC-Wandler elektrisch zwischen dem Koppler und der Vielzahl von Batteriezellen gekoppelt ist. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler ist so konfiguriert, dass er eine über den Koppler empfangene Ausgangsspannung von einer ersten Ausgangsspannung in eine zweite Ausgangsspannung ändert, die mit der Vielzahl von Batteriezellen kompatibel ist.
Das EVSE-Ladesystem kann außerdem einen Stromzähler, einen Umschalter und ein Lastzentrum umfassen, das elektrisch mit der AC-Stromversorgung verbunden ist. Der Umschalter ist elektrisch zwischen dem Stromzähler und dem Lastzentrum angeschlossen, wobei das Lastzentrum AC-Überstromschutzvorrichtungen enthält. Mindestens eine der AC-Überstromschutzvorrichtungen kann ein Unterbrecher sein.
Das OBCM kann ein erstes OBCM sein. Das EVSE-Ladesystem kann außerdem ein Voll-Gleichstrom-Lademodul enthalten, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus und dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist. Das vollständige DC-Lademodul umfasst ein zweites OBCM, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus und dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist. Das zweite OBCM ist mit der AC-Spannungsversorgung verbindbar. Das zweite OBCM ist so konfiguriert, dass es den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, um das Fahrzeug ausschließlich mit Gleichstrom zu versorgen.
Die EVSE-Steuerung ist programmiert, um: die Kommunikation zwischen dem EVSE-Ladesystem und dem Fahrzeug bei Anschluss des Kopplers an das Fahrzeug zu initiieren; Daten von dem Fahrzeug zu empfangen, die anzeigen, dass das Fahrzeug mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel ist; und als Reaktion auf den Empfang von Daten von dem Fahrzeug, die anzeigen, dass das Fahrzeug mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel ist, Daten, die die EVSE-Bereitschaft und die Spannungskapazität anzeigen, an das Fahrzeug zu übertragen.
Die EVSE-Steuerung ist so konfiguriert, dass sie Daten, die die Bereitschaft und die Spannungskapazität anzeigen, vom Fahrzeug empfängt, nachdem die EVSE-Steuerung die Daten, die die Bereitschaft und die Spannungskapazität der EVSE anzeigen, an das Fahrzeug übermittelt hat. Die EVSE-Steuerung ist so programmiert, dass sie: die Kommunikation zwischen dem EVSE-Ladesystem und dem Fahrzeug bei Anschluss des Kopplers an das Fahrzeug einleitet; Daten vom Fahrzeug empfängt, die anzeigen, dass das Fahrzeug nicht mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel ist; und als Reaktion auf den Empfang von Daten vom Fahrzeug, die anzeigen, dass das Fahrzeug nicht mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel ist, mindestens ein Relais anweist, in den offenen Zustand zu schalten, um dem Fahrzeug ausschließlich Gleichstrom zuzuführen.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ferner ein Verfahren zur gleichzeitigen Versorgung eines Fahrzeugs mit Gleichstrom und Wechselstrom. Das Verfahren umfasst den Anschluss eines EVSE-Ladesystems (Electric Vehicle Service Equipment) an das Fahrzeug. Das EVSE-Ladesystem umfasst einen EVSE-Wechselspannungsbus, der mit einer Wechselstromversorgung verbindbar ist, mindestens einen Koppler, der so konfiguriert ist, dass er mit einem Ladeanschluss des Fahrzeugs verbindbar ist und dem Fahrzeug gleichzeitig einen Wechselstrom (AC) und einen Gleichstrom (DC) zuführt. Der Koppler stellt die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem EVSE-Ladesystem her, wenn der Koppler mit dem Ladeanschluss des Fahrzeugs verbunden ist. Der EVSE-Wechselspannungsbus ist selektiv mit dem Koppler verbunden. Das EVSE-Ladesystem enthält außerdem ein Offboard-Lademodul (OBCM), das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus verbunden ist. Das OBCM ist so konfiguriert, dass es die AC-Leistung in DC-Leistung umwandelt. Das OBCM ist elektrisch zwischen dem Koppler und der AC-Spannungsversorgung angeschlossen. Das EVSE-Ladesystem umfasst einen EVSE-Gleichspannungsbus, der elektrisch mit dem Koppler verbunden ist, und mindestens ein Relais, das zwischen der AC-Stromversorgung und dem Koppler angeschlossen ist. Das Relais hat einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand. Das EVSE-Ladesystem ist so konfiguriert, dass es gleichzeitig die Wechselstromversorgung und die Gleichstromversorgung über den Koppler an das Fahrzeug liefert, wenn sich das Relais im geschlossenen Zustand befindet. Das EVSE-Ladesystem ist so konfiguriert, dass es dem Fahrzeug nur den Gleichstrom über den Koppler zuführt, wenn sich das mindestens eine Relais im offenen Zustand befindet.
Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen, über eine EVSE-Steuerung, ob sowohl das Fahrzeug als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel sind; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass sowohl das Fahrzeug als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel sind, das Befehlen, über die EVSE-Steuerung, des mindestens einen Relais, in den geschlossenen Zustand zu schalten, um gleichzeitig den Wechselstrom und den Gleichstrom über den CCS-Koppler an das Fahrzeug zu liefern.
Das Verfahren kann außerdem den Beginn des Ladens des Fahrzeugs mit Wechselstrom oder Gleichstrom umfassen. Das Verfahren kann weiterhin das Fortsetzen des Ladens des Fahrzeugs mit dem Wechselstrom und dem Gleichstrom umfassen.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch ein EVSE-Fahrzeug-System. Das EVSE-Fahrzeugsystem umfasst ein EVSE-Ladesystem und ein Fahrzeug. Das EVSE-Ladesystem umfasst einen EVSE-Wechselspannungsbus, der mit einer Wechselstromversorgung (AC) verbindbar ist, mindestens einen Koppler, der elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus verbunden ist, und ein Offboard-Lademodul, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus verbunden ist. Das Offboard-Lademodul ist so konfiguriert, dass es einen Wechselstrom in einen Gleichstrom (DC) umwandelt. Das Offboard-Lademodul ist elektrisch zwischen dem/den Koppler(n) und der AC-Spannungsversorgung angeschlossen. Das EVSE-Ladesystem umfasst außerdem einen EVSE-Gleichspannungsbus, der elektrisch mit dem Koppler verbunden ist, und mindestens ein Relais, das zwischen der AC-Stromversorgung und dem Koppler angeschlossen ist. Das Relais oder die Relais haben einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand. Das EVSE-Ladesystem umfasst außerdem eine EVSE-Steuerung, die mit dem mindestens einen Relais gekoppelt ist. Die EVSE-Steuerung ist programmiert, um: festzustellen, ob sowohl ein Fahrzeug als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel sind; und als Reaktion auf die Feststellung, dass sowohl das Fahrzeug als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem Wechselstrom- und Gleichstromladen kompatibel sind, dem Relais zu befehlen, in den geschlossenen Zustand zu schalten, um dem Fahrzeug über den Koppler gleichzeitig den Wechselstrom und den Gleichstrom zuzuführen. Das EVSE-Fahrzeugsystem umfasst ein Fahrzeug. Das Fahrzeug enthält einen Ladeanschluss. Der Ladeanschluss kann mit dem Koppler verbunden werden, um das Fahrzeug gleichzeitig mit dem Wechselstrom und dem Gleichstrom zu laden.
Der Koppler ist so konfiguriert, dass er an den Ladeanschluss des Fahrzeugs angeschlossen wird und das Fahrzeug gleichzeitig mit Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) versorgt. Der Koppler stellt die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem EVSE-Ladesystem her, wenn der Koppler an den Ladeanschluss des Fahrzeugs angeschlossen ist. Der EVSE-Wechselspannungsbus ist selektiv mit dem Koppler verbunden. Das EVSE-Ladesystem ist so konfiguriert, dass es gleichzeitig den Wechselstrom und den Gleichstrom über den Koppler an das Fahrzeug liefert, wenn sich das Relais im geschlossenen Zustand befindet. Das EVSE-Ladesystem ist so konfiguriert, dass es nur den Gleichstrom über den Koppler an das Fahrzeug liefert, wenn sich das Relais im offenen Zustand befindet. Das Fahrzeug enthält ein Onboard-Lademodul, das elektrisch mit dem Ladeanschluss verbunden ist.
Das Fahrzeug enthält einen Fahrzeug-Gleichspannungsbus und einen Fahrzeug-Wechselspannungsbus, die jeweils elektrisch mit dem Ladeanschluss verbunden sind. Das Onboard-Lademodul ist elektrisch mit dem Fahrzeug-Wechselspannungsbus verbunden. Das bordeigene Lademodul ist so konfiguriert, dass es die Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt. Das Fahrzeug umfasst ferner ein wiederaufladbares Energiespeichersystem, das elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus und dem Onboard-Lademodul verbunden ist. Das wiederaufladbare Energiespeichersystem ist so konfiguriert, dass es elektrische Energie speichert. Das Fahrzeug umfasst ferner eine elektrische Maschine, die elektrisch mit dem wiederaufladbaren Energiespeichersystem verbunden ist. Das Fahrzeug enthält außerdem eine Fahrzeugsteuerung. Die EVSE-Steuerung ist so programmiert, dass sie eine Kommunikation mit der Fahrzeugsteuerung einleitet, wenn der Koppler mit dem Ladeanschluss des Fahrzeugs verbunden wird.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Ausführungsformen der Lehre in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne weiteres ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines AC/DC EVSE-Ladesystems.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur gleichzeitigen Versorgung eines Fahrzeugs mit Wechsel- und Gleichstrom.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die Anwendung und Verwendungen nicht einschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an die ausdrückliche oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt ist. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Modul“ auf Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in Kombination, einschließlich und ohne Einschränkung: anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein elektronischer Schaltkreis, ein Prozessor (gemeinsam, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, ein kombinatorischer Logikschaltkreis und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung können hier in Form von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass solche Blockkomponenten durch eine Reihe von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten realisiert werden können, die so konfiguriert sind, dass sie die angegebenen Funktionen ausführen. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder ähnliches, die eine Vielzahl von Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuergeräte ausführen können. Darüber hinaus wird der Fachmann erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer Reihe von Systemen praktiziert werden können, und dass die hier beschriebenen Systeme lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
1 zeigt schematisch ein EVSE-Ladesystem 100 zur gleichzeitigen Versorgung eines Fahrzeugs 200, z. B. eines Plug-In-Elektrofahrzeugs (PEV), mit Wechsel- und Gleichstrom. Das EVSE-Ladesystem 100 und das Fahrzeug 200 können gemeinsam als EVSE-Fahrzeugsystem 1000 bezeichnet werden. Das EVSE-Ladesystem 100 kann an eine AC-Stromversorgung 102 angeschlossen werden. Es ist vorgesehen, dass das EVSE-Ladesystem 100 die AC-Stromversorgung 102 umfassen kann. Die AC-Stromversorgung 102 liefert Wechselstrom von einem Unternehmen oder einem elektrischen Versorgungsunternehmen über ein Netz 103. Für den Fall, dass das EVSE-Ladesystem 100 Teil einer Infrastruktur 105 (z. B. eines Hauses) ist, kommt der von der AC-Stromversorgung gelieferte Strom über einen Stromzähler 104 in das Haus. Der Stromzähler 104 kann den in der Infrastruktur 105 verbrauchten Strom messen.
Das EVSE-Ladesystem 100 kann außerdem eine Lastzentrale 106 und einen Umschalter 108 umfassen, der elektrisch zwischen der Lastzentrale 106 und dem Stromzähler 104 angeschlossen ist. Der Umschalter 108 hat einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand. Im geschlossenen Zustand fließt der Strom von der AC-Stromversorgung 102 zur Infrastruktur 105. Im geöffneten Zustand ist die Infrastruktur 105 vom Netz 103 getrennt. Daher fließt kein Strom von der AC-Stromversorgung 102 zur Lastzentrale 106, wenn sich der Umschalter 108 im offenen Zustand befindet. Die Lastzentrale 106 kann als Sicherungskasten bezeichnet werden und enthält eine oder mehrere AC-Überstromschutzvorrichtungen 110, wie z. B. Unterbrecher und Sicherungen. Darüber hinaus erzeugt das Lastzentrum 106 einzelne Abzweigstromkreise, die durch das Haus verdrahtet sind (z. B. Schlafzimmer, Ofen, eine EVSE 113 usw.).
Das EVSE-Ladesystem 100 umfasst einen EVSE-Wechselspannungsbus 112 und einen EVSE-Gleichspannungsbus 114. Der EVSE-Wechselspannungsbus 112 ist elektrisch mit dem Lastzentrum 106 verbunden, um Wechselstrom von der Wechselstromversorgung 102 über den Stromzähler 104 zu empfangen. Der EVSE-Gleichspannungsbus 114 kann elektrisch mit einem Batteriepaketmodul 116 verbunden sein, das Teil der Infrastruktur 105 sein kann (z. B. Haus, Mehrfamilienhaus, Eigentumswohnung, Geschäftsgebäude, Industriegebäude usw.).
Das Akkumodul 116 verwaltet aktiv alle Aspekte des elektrischen Systems der Infrastruktur 105, einschließlich Erzeugung, Verbrauch und Verteilung zwischen der Infrastruktur 105, dem Fahrzeug 200 und dem Netz 103. Das Batteriemodul 116 speichert elektrische Energie vor Ort und enthält einen DC-DC-Wandler 118, der elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 verbunden ist. Der DC-DC-Wandler 118 passt die Spannung an, um die Verbindung mit zusätzlichen Packs unterschiedlicher Spannung zu ermöglichen. Darüber hinaus umfasst das Batteriepackmodul 116 eine Vielzahl von Batteriezellen 120 zur Speicherung elektrischer Energie. Die Batteriezellen 120 sind elektrisch mit dem DC-DC-Wandler 118 verbunden, und der DC-DC-Wandler 118 ist elektrisch zwischen mindestens einem Koppler 122, wie z. B. einem kombinierten Ladesystem (CCS)-Koppler oder gepaarten unabhängigen AC- und DC-Kopplern, und den Batteriezellen 120 gekoppelt. Der DC-DC-Wandler 118 ist so konfiguriert, dass er die über den Koppler 122 empfangene Ausgangsspannung von einer ersten Ausgangsspannung in eine zweite Ausgangsspannung ändert, die mit den Batteriezellen 120 kompatibel ist, damit elektrische Energie in den Batteriezellen 120 gespeichert werden kann.
Das EVSE-Ladesystem 100 umfasst die EVSE 113. Die EVSE 113 kann ein Energiemanagementmodul enthalten, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus 112 und dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 verbunden ist. Das Energiemanagementmodul 124 fungiert als Vehicle 200 to Home (V2H)- oder Vehicle 200 to Grid 103 (V2G)-System, damit das Fahrzeug 200 als Stromquelle für die Infrastruktur 105 oder das Netz 103 dienen kann. Mit anderen Worten, Wechselstrom kann vom Fahrzeug 200 entweder für den V2G-Betrieb erzeugt werden, indem die Infrastruktur 105 über den Transferschalter 108 getrennt wird, oder für den V2H-Betrieb. Für den V2G-Betrieb befindet sich der Umschalter 108 im offenen Zustand, um die Infrastruktur 105 vom Netz 103 zu trennen. Das Energiemanagementmodul 124 umfasst einen Wechselrichter 126, der elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 und dem EVSE-Wechselspannungsbus 112 verbunden ist und so konfiguriert ist, dass er die vom Fahrzeug 200 empfangene Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt, um die Infrastruktur 105 zu versorgen.
Die EVSE 113 umfasst außerdem eine Hybridladestation 128, die so konfiguriert ist, dass sie das Fahrzeug 200 gleichzeitig mit Wechselstrom und Gleichstrom lädt. Die Hybridladestation 128 umfasst ein erstes Offboard-Lademodul (OBCM) 130, das elektrisch zwischen dem EVSE-Wechselspannungsbus 112 und dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 angeschlossen ist. Das erste OBCM 130 kann eine Nennleistung von 11 kW haben und ist so konfiguriert, dass es AC-Leistung in DC-Leistung umwandelt. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das erste OBCM 130 ein bidirektionaler AC-DC-Gleichrichter sein, der so konfiguriert ist, dass er AC-Leistung in DC-Leistung umwandelt. In einigen Ausführungsformen enthält das erste OBCM 130 einen Transformator 132, um eine galvanische Trennung zwischen den AC/DC-Stromquellen aufrechtzuerhalten. Das erste OBCM 130 ist elektrisch mit dem Koppler 122 und der Wechselstromversorgung 102 verbunden, um das Fahrzeug 200 mit Gleichstrom zu versorgen, sobald der Wechselstrom von der Wechselstromversorgung 102 in Gleichstrom umgewandelt worden ist. Die Hybridladestation 128 ist in der Lage, gleichzeitig ein Fahrzeug 200 mit Gleichstrom und ein weiteres Fahrzeug (nicht dargestellt) mit Wechselstrom zu laden. Wenn nur das Fahrzeug 200 geladen wird oder ein zweites Fahrzeug (nicht dargestellt) die volle Kapazität der AC-Ladung nicht ausnutzt, kann ein kompatibles Plug-in-Elektrofahrzeug den nicht ausgelasteten AC-Strom beziehen, während es gleichzeitig mit DC geladen wird.
Zusätzlich zum ersten OBCM 130 enthält die Hybridladestation 128 ein oder mehrere Relais 134, die elektrisch zwischen der AC-Stromversorgung 102 und dem Koppler 122 angeschlossen sind. Somit umfasst das erste OBCM 130 mindestens ein Relais 134. Unabhängig von der Anzahl hat jedes Relais 134 einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand. Die Hybridladestation 128 ist so konfiguriert, dass sie gleichzeitig Wechselstrom und Gleichstrom über den CCS-Koppler an das Fahrzeug 200 liefert, wenn sich mindestens eines der Relais 134 im geschlossenen Zustand befindet. Andererseits, wenn alle Relais 134 im offenen Zustand sind, liefert die Hybridladestation 128 nur Gleichstrom an das Fahrzeug 200 durch den Koppler 122. Falls nur ein Relais 134 vorhanden ist, liefert die Hybridladestation 128 nur dann Gleichstrom an das Fahrzeug 200, wenn dieses einzelne Relais 134 im offenen Zustand ist. Das erste OBCM 130 und die Relais 134 sind elektrisch parallel geschaltet, um gleichzeitig Wechselstrom und Gleichstrom über den Koppler 122 an das Fahrzeug zu liefern, wenn sich das mindestens eine Relais 134 im geschlossenen Zustand befindet.
Die EVSE 113 umfasst eine EVSE-Steuerung 136, die in elektronischer Kommunikation mit den Relais 134 und anderen verschiedenen Mechanismen oder Geräten steht, die zur Durchführung des Verfahrens 300 konfiguriert sind (3). Obwohl zur Veranschaulichung als eine einzige Einheit dargestellt, kann die EVSE-Steuerung 136 zusätzlich einen oder mehrere andere Steuerungen enthalten, die zusammen als „Steuerung “ bezeichnet werden. Die EVSE-Steuerung 136 kann einen EVSE-Prozessor 138, wie z. B. einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU), enthalten, der mit verschiedenen Arten von computerlesbaren EVSE-Speichergeräten oder -medien 140 kommuniziert. Die computerlesbaren EVSE-Speichergeräte oder -Medien 140 können flüchtige und nichtflüchtige Speicher umfassen, z. B. Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM). KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare EVSE-Speichergeräte oder -Medien 140 können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl bekannter Speichergeräte implementiert werden, z. B. PROMs (programmierbarer Festwertspeicher), EPROMs (elektrisch löschbares PROM), EEPROMs (elektrisch löschbares PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrische, magnetische, optische oder kombinierte Speichergeräte, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der EVSE-Steuerung 136 verwendet werden.
In der dargestellten Ausführungsform steht die EVSE-Steuerung 136 in drahtgebundener oder drahtloser Kommunikation mit den Relais 134, dem Umschalter 108 und dem Batteriepackmodul 116. Zum Beispiel können Steuerleitungen 142 verwendet werden, um die EVSE-Steuerung 136 mit dem Transferschalter 108 und dem Batteriemodul 116 zu verbinden. Die EVSE-Steuerung 136 kann den Relais 134 befehlen, zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand zu wechseln. Außerdem kann die EVSE-Steuerung 136 dem Transferschalter 108 befehlen, zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand zu wechseln.
Die EVSE 113 enthält außerdem ein Voll-Gleichstrom-Lademodul 144, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus 112 und dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 verbunden ist. Das vollständige DC-Lademodul 144 umfasst ein zweites Offboard-Lademodul (OBCM) 146, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus 112 und dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 verbunden ist. Das zweite OBCM 146 ist mit der AC-Spannungsversorgung 102 verbindbar. Ferner ist das zweite OBCM 146 so konfiguriert, dass es Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, um Fahrzeuge, die nicht mit Wechsel- und Gleichstrom geladen werden können, ausschließlich mit Gleichstrom zu versorgen. Während die dargestellte Ausführungsform das zweite OBCM 146 zeigt, ist es vorstellbar, dass das vollständige DC-Lademodul 144 mehr OBCMs enthalten kann. Unabhängig von der Anzahl ist das zweite OBCM 146 elektrisch zwischen der AC-Stromversorgung 102 und dem Koppler 122 angeschlossen, um das Fahrzeug 200 mit Gleichstrom zu versorgen.
Der Koppler 122 ist elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus 112 und dem EVSE-Gleichspannungsbus 114 verbunden und ist so konfiguriert, dass er mit einem Ladeanschluss 202 des Fahrzeugs 200 verbindbar ist. Sobald der Koppler 122 mit dem Ladeanschluss 202 des Fahrzeugs 200 verbunden ist, kann das EVSE-Ladesystem 100 das Fahrzeug 200 gleichzeitig mit Wechselstrom und Gleichstrom laden. Die EVSE 113 enthält außerdem einen EVSE-Datenbus 137, der elektrisch zwischen dem Koppler 122 und der EVSE-Steuerung 136 angeschlossen ist. Wenn der Koppler 122 mit dem Ladeanschluss 202 des Fahrzeugs 200 verbunden ist, kann die EVSE-Steuerung 136 dementsprechend Daten mit dem Fahrzeug 200 austauschen.
Das Fahrzeug 200 umfasst den Ladeanschluss 202, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Koppler 122 verbindbar ist. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 200 einen Fahrzeug-Wechselspannungsbus 204 und einen Fahrzeug-Gleichspannungsbus 206, die beide mit dem Ladeanschluss 202 verbunden sind. Das Fahrzeug 200 umfasst ferner ein fahrzeugeigenes Lademodul (OBCM) 203, das elektrisch mit dem Wechselspannungsbus 204 verbunden ist. Das Fahrzeug-OBCM 203 kann ein bidirektionaler AC-DC-Gleichrichter sein, der so konfiguriert ist, dass er AC-Leistung in DC-Leistung umwandelt. Das Fahrzeug-OBCM 203 kann einen Transformator 132 enthalten, um eine galvanische Trennung zwischen den AC/DC-Stromquellen aufrechtzuerhalten.
Das Fahrzeug 200 enthält außerdem ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) 208 zur Speicherung elektrischer Energie. Das RESS 208 umfasst ein oder mehrere Batteriepakete 210, die jeweils zum Speichern elektrischer Energie konfiguriert sind. Das Fahrzeug-OBCM 203 ist elektrisch zwischen dem RESS 208 und dem Ladeanschluss 202 angeschlossen. Außerdem ist das Fahrzeug-OBCM 203 elektrisch in Reihe mit dem RESS 208 geschaltet, um die Speicherung von elektrischer Gleichstromenergie durch das RESS 208 zu ermöglichen. Der Fahrzeug-Gleichspannungsbus 206 ist ebenfalls elektrisch in Reihe mit dem RESS 208 geschaltet, um die Speicherung von elektrischer Energie im RESS 208 zu erleichtern. Das Fahrzeug-OBCM 203 ist jedoch elektrisch parallel zum Fahrzeug-Gleichspannungsbus 206 geschaltet, um ein gleichzeitiges Gleich- und Wechselstromladen zu ermöglichen.
Das Fahrzeug 200 umfasst ferner eine elektrische Maschine 212, die so konfiguriert ist, dass sie als Elektromotor und/oder als Generator funktioniert. Somit ist die elektrische Maschine 212 so konfiguriert, dass sie mechanische Energie in elektrische Energie und/oder umgekehrt umwandelt. Die elektrische Maschine 212 ist elektrisch mit dem RESS 208 verbunden. Dementsprechend kann die RESS 208 elektrische Energie an die elektrische Maschine 212 liefern. Alternativ kann die elektrische Maschine 212 mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln, um den RESS 208 zu laden.
Das Fahrzeug 200 umfasst ferner eine Fahrzeugsteuerung 214, die mit dem Fahrzeug-OBCM 203 und dem Ladeanschluss 202 gekoppelt ist. Insbesondere kann das Fahrzeug 200 einen Fahrzeugdatenbus 216 enthalten, der den Ladeanschluss 202 und die Fahrzeugsteuerung 214 miteinander verbindet. Die Fahrzeugsteuerung 214 kann einen Fahrzeugprozessor 218, wie z. B. einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU), enthalten, der mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Fahrzeugspeichergeräten oder -medien 220 kommuniziert. Wenn der Koppler 122 mit dem Ladeanschluss 202 verbunden ist, können Daten zwischen der EVSE-Steuerung 136 und der Fahrzeug-Steuerung 214 über den EVSE-Datenbus 137 und den Fahrzeugdatenbus 216 ausgetauscht werden. Die Fahrzeugsteuerung 214 und/oder die EVSE-Steuerung 136 sind speziell für die Ausführung des Verfahrens 300 programmiert (2).
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur gleichzeitigen Bereitstellung von Gleichstrom und Wechselstrom für das Fahrzeug 200. Das Verfahren 300 beginnt im Block 302, wobei das EVSE-Ladesystem 100 mit dem Fahrzeug 200 verbunden wird. Dazu wird der Koppler 122 physikalisch mit dem Ladeanschluss 202 des Fahrzeugs 200 verbunden. Nach Block 302 geht das Verfahren 300 zu Block 304 über.
In Block 304 initiiert die EVSE-Steuerung 136 die Kommunikation mit der Fahrzeug-Steuerung 214. Zu diesem Zeitpunkt können die Fahrzeugsteuerung 214 und die EVSE-Steuerung 136 Daten über den EVSE-Datenbus 137 und den Fahrzeugdatenbus 216 austauschen. Dann fährt das Verfahren 300 mit den Blöcken 306 und 307 fort.
In Block 306 sendet die Fahrzeugsteuerung 214 Daten an das EVSE-Ladesystem 100, die angeben, ob das Fahrzeug 200 mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist oder nicht. Diese Daten können in den computerlesbaren Speichergeräten oder Medien 220 des Fahrzeugs gespeichert werden. Die EVSE-Steuerung 136 empfängt diese Daten, die anzeigen, ob das Fahrzeug 200 mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist oder nicht.
In Block 307 sendet die EVSE-Steuerung 136 Daten an die Fahrzeugsteuerung 214, die angeben, ob das EVSE-Ladesystem 100 mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist oder nicht. Diese Daten können in den computerlesbaren EVSE-Speichergeräten oder -Medien 140 gespeichert werden. Die Fahrzeugsteuerung 214 empfängt diese Daten, die anzeigen, ob das EVSE-Ladesystem 100 mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist oder nicht. Dann fährt das Verfahren 300 mit Block 308 fort.
In Block 308 bestimmt die EVSE-Steuerung 136 und/oder die Fahrzeugsteuerung 214, ob sowohl das Fahrzeug 200 als auch das EVSE-Ladesystem 100 mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist. Wenn das Fahrzeug 200 und/oder das EVSE-Ladesystem 100 nicht mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel sind, fährt das Verfahren 300 mit Block 310 fort. In Block 310 schaltet das EVSE-Ladesystem 100 auf das DC-Ladeprotokoll um, um das Fahrzeug 200 ausschließlich mit DC-Strom zu laden. Wenn sowohl das Fahrzeug 200 als auch das EVSE-Ladesystem 100 mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel sind, dann fährt das Verfahren 300 mit Block 312 fort.
In Block 312 initiieren die EVSE-Steuerung 136 und/oder die Fahrzeugsteuerung 214 das AC+DC-Kommunikationsprotokoll. Dieses Protokoll beinhaltet die Kommunikation von Daten, die für das gleichzeitige AC- und DC-Laden relevant sind, wie z. B. der Ladezustand des RESS 208. Das Verfahren 300 geht dann weiter zu Block 314.
In Block 314 teilt die EVSE-Steuerung 136 der Fahrzeug-Steuerung 214 die Bereitschaft und Kapazität des EVSE-Ladesystems 100 mit. Zum Beispiel kann die EVSE-Steuerung 136 der Fahrzeugsteuerung 214 die Nennspannung des EVSE-Ladesystems 100 mitteilen und dass das EVSE-Ladesystem 100 bereit ist, das Fahrzeug 200 zu laden. Dann fährt das Verfahren 300 mit Block 316 fort.
In Block 316 teilt die Fahrzeugsteuerung 214 der EVSE-Steuerung 136 die Bereitschaft und Kapazität des Fahrzeugs 200 mit. Beispielsweise kann die Fahrzeugsteuerung 214 der EVSE-Steuerung 136 die Nennspannung des Fahrzeugs 200 mitteilen und dass das Fahrzeug 200 für gleichzeitiges AC- und DC-Laden bereit ist. Dann fährt das Verfahren 300 mit Block 318 fort.
In Block 318 kann eine kommerzielle Transaktion verarbeitet werden. Mit anderen Worten, in Block 318 muss ein Benutzer des EVSE-Ladesystems 100 möglicherweise für das Laden des Fahrzeugs 200 bezahlen. Dann fährt das Verfahren 300 mit Block 320 fort.
In Block 320 bestimmt die EVSE-Steuerung 136 und/oder die Fahrzeugsteuerung 214 das Master-Ladegerät. Mit anderen Worten, die EVSE-Steuerung 136 und/oder die Fahrzeug-Steuerung 214 bestimmt, ob das Fahrzeug 200 zunächst mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom geladen werden soll, z. B. auf der Grundlage des Ladezustands und der Nennspannung des RESS 208. Das Verfahren 300 geht dann weiter zu Block 322.
In Block 322 befiehlt die EVSE-Steuerung 136 der EVSE 113, mit dem Laden des Fahrzeugs 200 ausschließlich mit Gleichstrom oder Wechselstrom zu beginnen, wie in Block 320 festgelegt. Das Verfahren 300 fährt dann mit Block 324 fort.
In Block 324 befiehlt die EVSE-Steuerung 136 der EVSE 113, das Fahrzeug 200 mit den verbleibenden Ladungen (d. h. Gleichstrom oder Wechselstrom) im Spannungsregelungsmodus zu laden. Mit anderen Worten, an diesem Punkt befiehlt die EVSE-Steuerung 136 der EVSE 113, das Fahrzeug 200 gleichzeitig mit Gleichstrom und Wechselstrom zu laden, wobei die Nennspannung des RESS 208 berücksichtigt wird. Dann fährt das Verfahren 300 mit Block 326 fort. In Block 326 ist der Ladevorgang des Fahrzeugs abgeschlossen.
Während die besten Modi zur Ausführung der Lehren im Detail beschrieben wurden, werden diejenigen, die mit dem Stand der Technik, auf den sich diese Offenbarung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Lehren im Rahmen der beigefügten Ansprüche erkennen. Darüber hinaus sind die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die in der vorliegenden Beschreibung erwähnten Merkmale verschiedener Ausführungsformen nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale mit einem oder mehreren anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wodurch sich andere Ausführungsformen ergeben, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind. Die Formulierung „mindestens eines von“, wie sie hier verwendet wird, sollte so ausgelegt werden, dass sie das nicht ausschließende logische „oder“ einschließt, d. h. A und/oder B und so weiter, je nach Anzahl der Komponenten.

Claims

Ladesystem für elektrische Fahrzeugversorgungseinrichtungen (EVSE), aufweisend: einen EVSE-AC-Spannungsbus, der an eine AC-Stromversorgung anschließbar ist; einen EVSE-Gleichspannungsbus, der an eine AC-Stromversorgung anschließbar ist; mindestens einen Koppler, der so konfiguriert ist, dass er mit mindestens einem Ladeeingang eines Plug-in-Elektrofahrzeugs (PEV) verbunden wird und gleichzeitig Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) an das PEV liefert, wobei die EVSE eine Kommunikation zwischen dem PEV und dem EVSE-Ladesystem herstellt, wenn der mindestens eine Koppler mit dem mindestens einen Ladeeingang des PEV verbunden ist; ein Offboard-Lademodul (OBCM), das elektrisch mit dem Wechselspannungsbus verbunden ist, wobei das OBCM so konfiguriert ist, dass es die Wechselstromleistung in die Gleichstromleistung umwandelt, wobei das OBCM elektrisch zwischen dem mindestens einen Koppler und der Wechselstromversorgung angeschlossen ist; einen EVSE-Gleichspannungsbus, der elektrisch mit dem mindestens einen Koppler verbunden ist, mindestens ein Relais, das zwischen die Wechselstromversorgung und den mindestens einen Koppler geschaltet ist, wobei das mindestens eine Relais einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand aufweist, wobei das EVSE-Ladesystem so konfiguriert ist, dass es dem PEV über den mindestens einen Koppler gleichzeitig den Wechselstrom und den Gleichstrom bereitstellt, wenn sich das mindestens eine Relais in dem geschlossenen Zustand befindet, wobei das EVSE-Ladesystem so konfiguriert ist, dass es dem PEV über den mindestens einen Koppler ausschließlich Gleichstrom bereitstellt, wenn sich das mindestens eine Relais in dem offenen Zustand befindet, eine EVSE-Steuerung, die mit dem mindestens einen Relais gekoppelt ist; wobei die EVSE-Steuerung programmiert ist, um: zu bestimmen, ob sowohl das PEV als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel sind; und als Reaktion auf die Feststellung, dass sowohl das PEV als auch das EVSE-Ladesystem mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel sind, dem mindestens einen Relais zu befehlen, in den geschlossenen Zustand zu schalten, um dem PEV über den mindestens einen Koppler gleichzeitig AC-Strom und DC-Strom zuzuführen.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei der EVSE-Gleichspannungsbus mit dem mindestens einen Koppler elektrisch verbunden ist, unabhängig davon, ob sich das mindestens eine Relais im offenen oder im geschlossenen Zustand befindet.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei das OBCM und das mindestens eine Relais elektrisch parallel geschaltet sind, um gleichzeitig Wechselstrom und Gleichstrom für das PEV über den mindestens einen Koppler bereitzustellen, wenn sich das mindestens eine Relais im geschlossenen Zustand befindet.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, das ferner ein Energieverwaltungsmodul umfasst, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus und dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist, wobei das Energieverwaltungsmodul als ein Vehicle-to-Home- (V2H) System oder ein Vehicle-to-Grid- (V2G) System funktioniert, um das PEV in die Lage zu versetzen, als Stromquelle zu fungieren, und das Energieverwaltungsmodul einen Wechselrichter enthält, der elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus verbunden ist, und der Wechselrichter so konfiguriert ist, dass er Gleichspannung in Wechselspannung umwandelt.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, das ferner ein Batteriepackmodul umfasst, das elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist, wobei das Batteriepackmodul einen DC-DC-Wandler enthält, der elektrisch mit dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist, das Batteriepackmodul ferner eine Vielzahl von Batteriezellen enthält, die elektrisch mit dem DC-DC-Wandler verbunden sind, der DC-DC-Wandler elektrisch zwischen dem mindestens einen Koppler und der Vielzahl von Batteriezellen gekoppelt ist und der DC-DC-Wandler so konfiguriert ist, dass er eine über den mindestens einen Koppler empfangene Ausgangsspannung von einer ersten Ausgangsspannung in eine zweite Ausgangsspannung ändert, die mit der Vielzahl von Batteriezellen kompatibel ist.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, das ferner einen Versorgungszähler, einen Umschalter und ein Lastzentrum umfasst, das elektrisch mit der Wechselstromversorgung verbunden ist, wobei der Umschalter elektrisch zwischen dem Versorgungszähler und dem Lastzentrum angeschlossen ist, das Lastzentrum Wechselstrom-Überstromschutzvorrichtungen umfasst und mindestens eine der Wechselstrom-Überstromschutzvorrichtungen ein Unterbrecher ist.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei das OBCM ein erstes OBCM ist und das EVSE-Ladesystem ferner ein Voll-Gleichstrom-Lademodul umfasst, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus und dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist, wobei das Voll-Gleichstrom-Lademodul ein zweites OBCM umfasst, das elektrisch mit dem EVSE-Wechselspannungsbus und dem EVSE-Gleichspannungsbus verbunden ist, wobei das zweite OBCM mit der Wechselstromversorgung verbunden werden kann und das zweite OBCM so konfiguriert ist, dass es die Wechselstromleistung in die Gleichstromleistung umwandelt, um ausschließlich die Gleichstromleistung an das PEV zu liefern.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 1, wobei die EVSE-Steuerung so programmiert ist, dass sie: die Kommunikation zwischen dem EVSE-Ladesystem und dem PEV bei Anschluss des mindestens einen Kopplers an das PEV einleiten; Daten von dem PEV empfangen, die anzeigen, dass das PEV mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist; und als Reaktion auf den Empfang von Daten von dem PEV, die anzeigen, dass das PEV mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist, Daten, die die EVSE-Bereitschaft und die elektrische Leistungskapazität anzeigen, an das PEV zu übermitteln.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 8, wobei die EVSE-Steuerung so konfiguriert ist, dass sie Daten, die die Bereitschaft und die elektrische Leistungskapazität anzeigen, von dem PEV empfängt, nachdem die EVSE-Steuerung die Daten, die die EVSE-Bereitschaft und die elektrische Leistungskapazität anzeigen, an das PEV übermittelt hat.
EVSE-Ladesystem nach Anspruch 9, wobei die EVSE-Steuerung so programmiert ist, dass sie: die Kommunikation zwischen dem EVSE-Ladesystem und dem PEV bei Anschluss des mindestens einen Kopplers an das PEV einleiten; Daten von dem PEV empfangen, die anzeigen, dass das PEV nicht mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist; und als Reaktion auf den Empfang von Daten vom PEV, die anzeigen, dass das PEV nicht mit gleichzeitigem AC- und DC-Laden kompatibel ist, dem mindestens einen Relais befehlen, in den offenen Zustand zu schalten, um ausschließlich AC- oder DC-Strom an das PEV zu liefern.