DE102022103551A1

DE102022103551A1 - Elektrofahrzeugladeaggregation

Info

Publication number: DE102022103551A1
Application number: DE102022103551.4A
Authority: DE
Inventors: Farshad Harirchi; Ryan O'Gorman; David McCreadie; Devang Bhalchandra DAVE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-08-18
Also published as: CN114954100A; US20220258638A1; US11685282B2

Abstract

Eine Steuerung kann, nach Empfangen einer Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge erhöhen, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die mindestens gleich einer Schwellenrate ist. Die Steuerung kann auch die Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge verringern, die während des bevorstehenden Zeitraums das Laden vermeiden oder mit einer Rate laden, die geringer als die Schwellenrate ist.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Diese Anmeldung betrifft das Laden von Fahrzeugenergiespeichersystemen und Verfahren zum Steuern desselben.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrifizierte Fahrzeuge können eine aufladbare Hochspannungsbatterie beinhalten, um das Antriebssystem sowie andere Fahrzeugsysteme mit Leistung zu versorgen. Im Allgemeinen erfordert die Hochspannungsbatterie, dass Leistung geladen wird. Eine variable Last kann in Fällen eingeführt werden, in denen eine Anzahl von elektrifizierten Fahrzeugen zum gleichzeitigen Laden mit einem Leistungsnetz verbunden ist.
KURZDARSTELLUNG
Ein System beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, um nach Empfangen einer Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die mindestens gleich einer Schwellenrate ist, zu erhöhen.
Ein System beinhaltet eine Steuerung, die, als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, anfordert, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten ändert, die angeben, ob Fahrzeuge, die dafür eingeplant sind, während des bevorstehenden Zeitraums zu laden, eine Laderate reduzieren werden.
Ein Verfahren beinhaltet Verringern von Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während eines bevorstehenden Zeitraums nach Empfangen der Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, Laden vermeiden oder mit einer Rate laden, die geringer als eine Schwellenrate ist.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein elektrifiziertes Antriebssystem aufweist.
2 ist ein Systemdiagramm des Laderahmenwerks.
3 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details konkreter Komponenten zu zeigen. Demnach sind in dieser Schrift offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielseitige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für konkrete Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Wie zuvor erwähnt, kann die Einführung von Elektrofahrzeugen (electric vehicles - EVs) eine variable (und manchmal große) Last auf Elektrizitätsnetzinfrastrukturen einführen. Zusätzliche Leistungsgeneratoren können erforderlich sein, um den EV-Ladebedarf zu erfüllen. Zusätzlich kann das EV-Laden einen größeren Unterschied zwischen Spitzenzeiten und Nebenzeiten verursachen. Hier werden Strategien zum Koordinieren des EV-Ladens zwischen verschiedenen Instanzen, einschließlich der EV-Benutzer, Fahrzeughersteller, Leistungsversorgungsunternehmen, Leistungsinfrastrukturen und dergleichen, vorgeschlagen.
Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann ein Laderahmenwerk automatisch die Verteilung der elektrischen Leistung koordinieren, indem es Informationen für verschiedene Instanzen aggregiert, um den EV-Ladebedarf auf Grundlage der Versorgungskapazität bestmöglich zu erfüllen. Dies kann beinhalten, dass das Laderahmenwerk Leistungskapazitätsinformationen aus dem Netz und von den Versorgungsinstanzen sammelt und Ladebedarfsinformationen von den Fahrzeugen und den Herstellern sammelt. Das Laderahmenwerk kann die Leistungskapazität auf den Ladebedarf abbilden, um ein bestes Gleichgewicht zwischen diesen zwei Faktoren zu erreichen.
1 zeigt ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV) 100. Das PHEV 100 beinhaltet ein elektrifiziertes Antriebssystem mit einer oder mehreren elektrischen Maschinen 114, die mechanisch an ein Hybridgetriebe (nicht gezeigt) gekoppelt sind. Jede der elektrischen Maschinen 114 kann dazu in der Lage sein, als Elektromotor oder Generator betrieben zu werden. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe mechanisch an eine Brennkraftmaschine 118 gekoppelt. Die elektrischen Maschinen 114 sind dazu angeordnet, eine Antriebsdrehmoment- sowie eine Bremsmomentfähigkeit bereitzustellen, während der Motor 118 entweder betrieben wird oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 114 sind in der Lage, als Generatoren betrieben zu werden, um Kraftstoffverbrauchvorteile durch das Zurückgewinnen von Energie bereitzustellen, die in einem Reibungsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können zusätzlich ein Gegendrehmoment zu dem Ausgangsdrehmoment des Motors anwenden, um elektrischen Elektrizität zum Wiederaufladen einer Traktionsbatterie zu erzeugen, während das Fahrzeug in Betrieb ist. Die elektrischen Maschinen 114 können ferner Fahrzeugemissionen reduzieren, indem es ermöglicht wird, den Motor 118 in der Nähe des effizientesten Drehzahl- und Drehmomentbereichs betreiben. Wenn der Motor 118 ausgeschaltet ist, kann das PHEV 100 in einem rein elektrischen Antriebsmodus unter Verwendung der elektrischen Maschinen 114 als einzige Antriebsquelle betrieben werden. Das Hybridgetriebe ist zudem mechanisch an Laufräder gekoppelt, um Drehmoment aus den elektrischen Maschinen 114 und/oder dem Verbrennungsmotor 118 auszugeben. Während die Topologie des Hybridfahrzeugs 100 beispielhaft bereitgestellt ist, können Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf ein beliebiges Fahrzeug mit einem elektrifizierten Antriebssystem anwendbar sein. Insbesondere kann jedes elektrifizierte Fahrzeug, das dazu in der Lage ist, Leistung aus einem Leistungsnetz aufzunehmen, wie etwa Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicles - BEV), von den Ladesteuersystemen und -verfahren, die in dieser Schrift vorgeschlagen sind, profitieren.
Ein aufladbares Energiespeichersystem ist als Batteriepack 124 bereitgestellt, das Energie speichert, um die elektrischen Maschinen 114 und andere elektrische Lasten des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen. Das Batteriepack 124 stellt üblicherweise eine Hochspannungsgleichstrom-(direct current - DC-)Ausgabe von einem oder mehreren Batteriezellenarrays, die gelegentlich als Batteriezellenstapel bezeichnet werden, innerhalb der Traktionsbatterie 124 bereit. Jedes Batteriezellenarray kann eine oder mehrere Batteriezellen beinhalten. Die Batteriezellen, wie etwa prismatische Zellen, Pouch-Zellen, zylindrische Zellen oder andere Zellenarten, wandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie um. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) beinhalten. Ein Elektrolyt ermöglicht, dass sich Ionen während der Entladung zwischen einer Anode und Kathode bewegen und dann während der Wiederaufladung zurückkehren. Klemmen können ermöglichen, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle strömt. Es können unterschiedliche Batteriepackkonfigurationen verfügbar sein, um individuellen Fahrzeugvariablen, einschließlich Verbauungseinschränkungen und Leistungsvoraussetzungen, zu entsprechen. Wie nachfolgend genauer erörtert wird, können die Batteriezellen mit einem Wärmeverwaltungssystem wärmereguliert werden. Beispiele für Wärmeverwaltungssysteme beinhalten Luftkühlsysteme, Flüssigkeitskühlsysteme und eine Kombination aus einem Luft- und einem Flüssigkeitskühlsystem.
Ein oder mehrere Schütze 142 können die Traktionsbatterie 124 selektiv von einem DC-Hochspannungsbus 154A isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 124 an den DC-Hochspannungsbus 154A koppeln, wenn sie geschlossen sind. Die Traktionsbatterie 124 ist über den DC-Hochspannungsbus 154A elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt. Das Leistungselektronikmodul 126 ist ebenfalls elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen dem Wechselstrom-(alternating current - AC-)Hochspannungsbus 154B und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Gemäß einigen Beispielen kann die Traktionsbatterie 124 einen DC-Strom bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 unter Verwendung eines Dreiphasenwechselstroms (AC) betrieben werden. Das Leistungselektronikmodul 126 kann den DC-Strom in einen Dreiphasen-AC-Strom umwandeln, um die elektrischen Maschinen 114 zu betreiben. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasen-AC-Strom, der von den elektrischen Maschinen 114 ausgegeben wird, die als Generatoren fungieren, in Gleichstrom umwandeln, der mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist. Die Beschreibung hierin gilt gleichermaßen für ein vollelektrisches Fahrzeug ohne einen Verbrennungsmotor.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen von Antriebsenergie kann die Traktionsbatterie 124 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein Fahrzeug 100 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das elektrisch an den Hochspannungsbus 154 gekoppelt ist. Das DC/DC-Wandlermodul 128 kann elektrisch an einen Niederspannungsbus 156 gekoppelt sein. Das DC/DC-Wandlermodul 128 kann die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-DC-Zufuhr umwandeln, die mit Niederspannungslasten 152 des Fahrzeugs kompatibel ist. Der Niederspannungsbus 156 kann elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-Volt-Batterie) gekoppelt sein. Die Niederspannungslasten 152 können elektrisch an den Niederspannungsbus 156 gekoppelt sein. Die Niederspannungslasten 152 können verschiedene Steuerungen innerhalb des Fahrzeugs 100 beinhalten.
Die Traktionsbatterie 124 des Fahrzeugs 100 kann durch eine Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs wiederaufgeladen werden. Bei der Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs kann es sich um eine Verbindung mit einer Steckdose handeln. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrisch an eine Ladestation oder eine andere Art von Elektrofahrzeugversorgungsgerät (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs kann zudem ein elektrisches Leistungsverteilungsnetzwerk oder -netz sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Das EVSE 138 stellt Schaltungen und Steuerungen zum Regulieren und Verwalten der Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 136 und dem Fahrzeug 100 bereit. Die Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs kann dem EVSE 138 elektrische Leistung als DC oder AC bereitstellen. Das EVSE 138 beinhaltet einen Ladestecker 140 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 100. Der Ladeanschluss 134 kann eine beliebige Art von Anschluss sein, der dazu konfiguriert ist, Leistung von dem EVSE 138 an das Fahrzeug 100 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an ein Ladegerät oder ein fahrzeuginternes Leistungsumwandlungsmodul 132 gekoppelt sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 konditioniert die vom EVSE 138 zugeführte Leistung, um der Traktionsbatterie 124 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 bildet mit dem EVSE 138 eine Schnittstelle, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 100 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung oder anderer kontaktloser Leistungsübertragungsmechanismen übertragen. Die Ladekomponenten, einschließlich des Ladeanschlusses 134, des Leistungsumwandlungsmoduls 132, des Leistungselektronikmoduls 126 und des DC/DC-Wandlermoduls 128 können gemeinsam als Teil eines Leistungsschnittstellensystems betrachtet werden, das dazu konfiguriert ist, Leistung von der Leistungsquelle 136 außerhalb des Fahrzeugs aufzunehmen.
Wenn das Fahrzeug 100 in das EVSE 138 eingesteckt ist, können sich die Schütze 142 in einem geschlossenen Zustand befinden, sodass die Traktionsbatterie 124 an den Hochspannungsbus 154 und an die Leistungsquelle 136 gekoppelt ist, um die Batterie zu laden. Das Fahrzeug kann sich in einem Zustand mit ausgeschalteter Zündung befinden, wenn es in das EVSE 138 eingesteckt ist.
Die Traktionsbatterie 124 kann zudem einen oder mehrere Temperatursensoren 131 aufweisen, wie etwa Thermistoren oder andere Arten von Temperatursensoren. Der Temperatursensor 131 kann mit der Steuerung 148 in Kommunikation stehen, um Daten bereitzustellen, die die Temperatur der Batteriezellen angeben. Das Fahrzeug 100 kann zudem einen Temperatursensor 150 beinhalten, um Daten bereitzustellen, die die Umgebungslufttemperatur angeben. In dem Beispiel aus 1 ist der Temperatursensor 150 in einem Fahrzeugseitenspiegel angeordnet, es versteht sich jedoch, dass sich der Temperatursensor an einer beliebigen Stelle in dem Fahrzeug befinden kann, die zum Erkennen der Umgebungstemperatur geeignet ist.
Ein oder mehrere elektrische Hochspannungslasten 146 können an den Hochspannungsbus 154 gekoppelt sein. Die elektrischen Hochspannungslasten 146 können eine zugehörige Steuerung aufweisen, welche die elektrischen Hochspannungslasten 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Die Hochspannungslasten 146 können Kompressoren und elektrische Heizungen hinsichtlich des Fahrzeugklimatisierungssystems 158 beinhalten. Zum Beispiel kann das Fahrzeugklimatisierungssystem Hochspannungslasten im Bereich von 6 kW-ll kW unter hohen Kühllasten entnehmen. Gemäß einigen Beispielen versorgt die aufladbare Batterie 124 mindestens einen Abschnitt des Klimatisierungssystems mit Leistung.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet ferner mindestens ein Drahtloskommunikationsmodul 160, das dazu konfiguriert ist, mit externen Vorrichtungen über ein drahtloses Netzwerk zu kommunizieren. Gemäß einigen Beispielen beinhaltet das Drahtloskommunikationsmodul einen BLUETOOTH-Sendeempfänger, um mit einer mobilen Vorrichtung 162 eines Benutzers (z. B. Mobiltelefon, Smartphone, PDA oder einer beliebigen anderen Vorrichtung mit drahtloser entfernter Netzwerkkonnektivität) zu kommunizieren. Die mobile Vorrichtung 162 kann wiederum verwendet werden, um mit einem Netzwerk 164 außerhalb des Fahrzeugs 100 (d. h. der „Cloud“) zu kommunizieren, zum Beispiel mittels Kommunikation mit einem Mobilfunkmast 166. In einigen Beispielen kann es sich bei dem Mast 166 um einen WiFi-Zugangspunkt handeln. Daten, die dem drahtlosen Kommunikationsmodul 160 bereitgestellt werden, können an andere Fahrzeugmodule weitergegeben werden, die Funktionen in Bezug auf das Laden der Batterie steuern. Da das Fahrzeug mit dem drahtlosen Kommunikationsmodul für Telematik und andere Zwecke ausgestattet ist, besteht keine Notwendigkeit für zusätzliche Hardware für das System gemäß Beispielen der vorliegenden Offenbarung. In spezifischen Beispielen können ein oder mehrere Steuermodule Daten verwenden, die von einem entfernten Versorgungsunternehmen zur Ladesystemsteuerung und zum Einstellen von Lademustern übertragen werden.
Zwischen dem Drahtloskommunikationsmodul 160 und einem entfernten Netzwerk, das zum Beispiel einen Datentarif, Daten über Sprache, DTMF-Töne oder eine drahtgebundene Verbindung (nicht gezeigt) nutzt, die der mobilen Vorrichtung 162 zugeordnet sind, können Daten kommuniziert werden. Alternativ kann das Drahtloskommunikationsmodul 160 ein Modem (nicht gezeigt) innerhalb des Fahrzeugs beinhalten, das eine Antenne aufweist, um Daten über das Sprachband mit dem Netzwerk 164 auszutauschen. Gemäß einigen Beispielen ist die Steuerung 148 mit einem Betriebssystem bereitgestellt, das eine API zum Kommunizieren mit einer Modemanwendungssoftware beinhaltet. Die Modemanwendungssoftware kann auf ein eingebettetes Modul oder eine Firmware auf dem BLUETOOTH-Sendeempfänger zugreifen, um die Drahtloskommunikation mit einem Remote-BLUETOOTH-Sendeempfänger (wie etwa demjenigen, der in einer Mobilvorrichtung aufzufinden ist) abzuschließen. Bei Bluetooth handelt es sich um eine Teilmenge der Protokolle IEEE 802 PAN (Personal Area Network). IEEE-802-LAN-Protokolle (lokales Netzwerk) beinhalten WiFi und haben eine beträchtliche Kreuzfunktionalität mit IEEE 802 PAN. Beide sind für die drahtlose Kommunikation innerhalb eines Fahrzeugs geeignet. Ein weiteres Kommunikationsmittel, welches in diesem Bereich eingesetzt werden kann, sind die optische Freiraumkommunikation (wie etwa IrDA) und nicht standardisierte Verbraucher-IR-Protokolle.
In einem weiteren Beispiel beinhaltet die mobile Vorrichtung 162 ein Modem zur Sprachband- oder Breitbanddatenkommunikation. In der Daten-über-Sprache-Ausführungsform kann eine Technik umgesetzt werden, die als Frequenzmultiplexverfahren bekannt ist, wenn der Besitzer der Mobilvorrichtung bei gleichzeitiger Datenübertragung über die Vorrichtung sprechen kann. Zu anderen Zeiten, wenn der Besitzer die Vorrichtung nicht verwendet, kann die Datenübertragung die gesamte Bandbreite verwenden. Weitere Datenübertragungsprotokolle können ebenfalls gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung geeignet sein, wie etwa Code Domain Multiple Access (CDMA), Time Domain Multiple Access (TDMA) und Space-Domain Multiple Access (SDMA) für digitale Mobilfunkkommunikation.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere zugehörige Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern, zu überwachen und abzustimmen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. ein Controller Area Network (CAN)) oder über separate Leiter kommunizieren. Zusätzlich kann eine Fahrzeugsystemsteuerung 148 bereitgestellt sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Die Systemsteuerung 148 kann, obwohl sie als eine einzelne Steuerung dargestellt ist, als eine oder mehrere Steuerungen umgesetzt sein. In einigen Beispielen wirken mehrere Steuerungen, die sich an dem Fahrzeug befinden, zusammen, um hier erörterte Algorithmen durchzuführen. In anderen Beispielen können sich die Steuerung oder Abschnitte der Steuerung auf einem Server außerhalb des Fahrzeugs befinden. In zusätzlichen Beispielen kann ein zentraler Flottenserver aggregierte Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen sammeln, um die Konfidenz hinsichtlich vorhergesagtem Benutzerverhalten, Kostentrends, Laderaten, Ladepräferenzen/-voraussetzungen und/oder anderen Variablen, die das Laden beeinflussen, zu erhöhen. Der zentrale Flottenserver kann ferner aggregierte Daten von einer Vielzahl von Versorgungs- und Infrastrukturinstanzen sammeln, um Informationen über eine Leistungszufuhrkapazität in einem oder mehreren Gebieten zu erhalten, in denen sich die Fahrzeuge befinden, um die Leistungsverteilungen besser zu koordinieren. In weiteren Beispielen können sich die Steuerung oder Abschnitte der Steuerung an einer Ladestation befinden und Ladeereignisse auf Grundlage von Daten, die von dem Fahrzeug oder anderen Quellen übertragen werden, regulieren.
Die Steuerung 148 kann Betriebsbedingungen verschiedener Fahrzeugsysteme überwachen.
Gemäß dem Beispiel aus 1 stehen mindestens die elektrischen Maschinen 114, der Motor 118, die Traktionsbatterie 124, der DC/DC-Wandler 128, das Leistungsumwandlungsmodul 132, und die Hochspannungslasten 146, die Niederspannungslasten 152 und das drahtlose Kommunikationsmodul 160 in Kommunikation mit der Steuerung 148.
Zudem beinhaltet die Steuerung 148 im Allgemeinen eine beliebige Anzahl an Teilkomponenten, wie etwa Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speicher (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode, um zusammenzuwirken, um verschiedene Vorgänge durchzuführen. Die Teilkomponenten ermöglichen die fahrzeuginterne Verarbeitung von Befehlen und führen eine beliebige Anzahl von vorbestimmten Routinen gemäß einem gewünschten Zeitpunkt oder alternativ als Reaktion auf eine oder mehrere Eingaben aus, die von Fahrzeugsystemen empfangen werden. Die Prozessoren können an nicht dauerhaften Speicher und/oder dauerhaften Speicher gekoppelt sein. In einer beispielhaften Konfiguration handelt es sich bei dem nicht dauerhaften Speicher um einen RAM und bei dem dauerhaften Speicher um Flash-Speicher. Im Allgemeinen kann dauerhafter (nicht transitorischer) Speicher alle Formen von Speicher beinhalten, die Daten aufbewahren, wenn ein Computer oder eine andere Vorrichtung heruntergefahren ist. Die Steuerung 148 kann außerdem vorbestimmte Daten innerhalb des Speichers, wie etwa „Lookup-Tabellen“, speichern, die auf Berechnungen und/oder Testdaten beruhen. Die Steuerung kommuniziert über eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung üblicher Busprotokolle (z. B. CAN und LIN) mit anderen Fahrzeugsystemen und Teilsteuerungen. Wie hierin verwendet, kann sich „eine Steuerung“ auf eine oder mehrere Steuerungen beziehen.
Die Traktionsbatterie 124 beinhaltet einen Stromsensor, um ein Signal auszugeben, das einen Betrag und eine Richtung des Stroms angibt, der in die Traktionsbatterie 124 hinein- oder aus dieser herausfließt. Die Traktionsbatterie 124 beinhaltet zudem einen Spannungssensor, um eine Spannung an Klemmen der Traktionsbatterie 124 zu erfassen. Der Spannungssensor gibt ein Signal aus, das die Spannung an den Klemmen der Traktionsbatterie 124 angibt. Die Traktionsbatterie 124 kann zudem einen oder mehrere Temperatursensoren 131 aufweisen, wie etwa Thermistoren oder andere Arten von Temperatursensoren. Der Temperatursensor 131 kann mit der Steuerung 148 in Kommunikation stehen, um Daten bereitzustellen, die die Temperatur der Batteriezellen angeben.
Die Ausgaben des Stromsensors, des Spannungssensors und des Temperatursensors der Traktionsbatterie 124 werden der Steuerung 148 bereitgestellt. Die Steuerung 148 kann dazu programmiert sein, einen Ladezustand (state of charge - SOC) auf Grundlage der Signale von dem Stromsensor und dem Spannungssensor der Traktionsbatterie 124 zu berechnen. Es können verschiedene Techniken zum Berechnen des Ladezustands verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Ampere-Stunden-Integration umgesetzt werden, bei welcher der Strom durch die Traktionsbatterie 124 im Zeitverlauf integriert wird. Der SOC kann außerdem auf Grundlage der Ausgabe des Spannungssensors 104 der Traktionsbatterie geschätzt werden. Die spezifische verwendete Technik kann von der chemischen Zusammensetzung und den Eigenschaften der konkreten Batterie abhängen.
Ein gewünschter Temperaturbetriebsbereich kann ebenfalls für die Traktionsbatterie spezifiziert werden. Der Temperaturbetriebsbereich kann eine obere und untere Wärmegrenze definieren, innerhalb derer die Batterie 124 betrieben wird. Die Batterietemperatur kann sich ändernde und/oder Energieentleerungsraten beeinflussen. Als Reaktion darauf, dass sich eine erfasste Temperatur einer Wärmegrenze nähert, kann der Betrieb der Traktionsbatterie 124 modifiziert werden oder es können andere Minderungsmaßnahmen eingeleitet werden, um die Temperatur aktiv zu regulieren. Gemäß einigen beispielhaften Konfigurationen werden die Traktionsbatterie 124 sowie andere Fahrzeugkomponenten mit einem oder mehreren Wärmeverwaltungssystemen wärmereguliert.
2 zeigt ein Systemdiagramm eines Fahrzeugladesystems 200. Das Fahrzeugladesystem 200 kann eine koordinierende Plattform 202 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, Routinen durchzuführen, die das Laden des Fahrzeugs auf Grundlage von Voraussetzungen von den Leistungsanbietern 204 und Bedarfen von den Leistungsverbrauchern 206 koordinieren, die über eine Schnittstelle (nicht gezeigt) kommuniziert werden. Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 kann die koordinierende Plattform 202 als ein nicht einschränkendes Beispiel über einen Server als Teil des Netzwerks 164 umgesetzt sein. Die Leistungsanbieter 204 können verschiedene Instanzen beinhalten, die elektrische Energie erzeugen und/oder an verschiedene Verbraucher bereitstellen. Als einige nicht einschränkende Beispiele können die Leistungsanbieter 204 ein oder mehrere Versorgungsunternehmen 208 beinhalten, die Leistungserzeugung und -zufuhr an die Verbraucher 206 erzeugen und verwalten. Die Versorgungsunternehmen 208 können unterschiedliche Preisstufen auf Grundlage des Standorts und der Nutzungszeit der Verbraucher 206 anwenden. Verbrauchern, die sich an einem Standort befinden, kann im Vergleich zu Verbrauchern, die sich an einem anderen Standort befinden, ein höherer oder niedrigerer Tarif berechnet werden. Zusätzlich können die Versorgungsunternehmen 208 einen höheren Tarif zu Spitzenzeiten (z. B. 7:00 - 22:00 Uhr) und einen niedrigeren Tarif zu Zeiten außerhalb der Spitzenzeiten (z. B. 22:00 - 7:00 Uhr) berechnen. Darüber hinaus kann jedes Versorgungsunternehmen zu einer gegebenen Zeit eine Ausgabekapazität aufweisen, die auf Grundlage des Verfahrens, das die Elektrizität erzeugt, vorhersagbar ist. Zum Beispiel erzeugen einige Versorgungsunternehmen Elektrizität unter Verwendung von erneuerbarer Energie zusätzlich zu herkömmlichen Kraftwerken. Für die durch Windkraftanlagen erzeugte Leistung kann auf Grundlage der Wettervorhersage eine höhere Ausgabekapazität für einen windigen Tag erwartet werden. Gleichermaßen können die Versorgungsunternehmen 208 eine höhere durch Sonnenkollektoren erzeugte Ausgabeleistung an einem sonnigen Tag erwarten, im Vergleich zu einer niedrigeren Ausgabeleistung an einem regnerischen Tag und in der Nacht. Die Preisstufen und die erwartete Ausgabeleistung können zur Verarbeitung und Aggregation als eine Voraussetzung 210 an die koordinierende Plattform 202 gesendet werden. Die Leistungsanbieter 204 können ferner Elektrizitätsnetzunternehmen 212 beinhalten, die Infrastrukturen (z. B. Übertragungsleitungen, Transformatoren) betreiben, um die von den Versorgungsunternehmen 208 erzeugte Leistung an die Verbraucher 206 zu verteilen. Die Elektrizitätsnetzunternehmen 202 können eine Verteilungskapazität aufweisen, die nach Standort und Ereignissen (z. B. Wartungsarbeiten) variabel ist. Die Verteilungskapazität sowie die Ereignisse können als Teil der Voraussetzungen 210 zur Verarbeitung an die koordinierende Plattform 202 gesendet werden. Die Leistungsanbieter 204 können ferner eine oder mehrere lokalisierte Mikronetzinstanzen 214 beinhalten, die auf diskrete Weise erzeugen und verteilen. Die Mikronetze 214 können Elektrizität unter Verwendung von erneuerbarer Energie ähnlich der erneuerbaren Energie der vorstehend erörterten Versorgungsunternehmen erzeugen. Der aktuelle und der voraussichtliche Status und die Kapazität der Mikronetze können als Teil der Voraussetzungen 210 an die koordinierende Plattform 202 gesendet werden. Zusätzlich zu den Voraussetzungen 210 können die Leistungsanbieter 204 ferner Anreize 216 an die koordinierende Plattform 202 senden, um die Leistungsverbraucher 206 dafür zu belohnen, dass sie die Voraussetzungen 210 erfüllen. Die Anreize 216 können Kundengutschriften, einen Rabatt für den weiteren Kauf oder dergleichen beinhalten.
Die Leistungsverbraucher 206 können verschiedene Instanzen beinhalten. Zum Beispiel können die Leistungsverbraucher 206 die Fahrzeuge 100 und die mobilen Vorrichtungen 162, die den Fahrzeugen 100 zugeordnet sind, beinhalten. Der Batteriestatus und der Ladebedarf jedes Fahrzeugs 100 können an einen oder mehrere entsprechende Hersteller (Erstausrüster (original equipment manufacturer - OEM)) 218, die den Fahrzeugen 100 zugeordnet sind, zur Konsolidierung gemeldet werden. Alternativ kann jedes der Hersteller 218, der Fahrzeuge 100 und der mobilen Vorrichtungen 162 dazu konfiguriert sein, den Ladebedarf 220 individuell zur Verarbeitung an die koordinierende Plattform 202 zu senden. Die Ladeanforderung 220 kann Informationen über eine erforderliche Lademenge zu einer spezifischen Zeit für ein Fahrzeug 100 beinhalten. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 100 und/oder die dem Fahrzeug zugeordnete mobile Vorrichtung 162 auf Grundlage des über eine Kalenderanwendung erhaltenen Benutzerzeitplans bestimmen, dass mindestens 70 % SOC um 7 Uhr am nächsten Tag benötigt werden. Die Zielladung von 70 % SOC kann der koordinierenden Plattform 202 als der Ladebedarf gemeldet werden. Die Leistungsverbraucher 206 können ferner Verpflichtungen 222 und Umsetzungen 224 der Ladestrategie an die koordinierende Plattform 202 kommunizieren, was nachstehend ausführlich erörtert wird.
Die koordinierende Plattform 202 kann im Allgemeinen dazu konfiguriert sein, die Informationen, die sowohl von den Leistungsanbietern 204 als auch von den Leistungsverbrauchern 206 empfangen werden, zu aggregieren, um eine Ladestrategie zu bestimmen, um die Bedürfnisse von beiden Parteien zu erfüllen. Die koordinierende Plattform 202 kann ferner die Umsetzung der Ladestrategie überwachen und die Anreize entsprechend verteilen. Die koordinierende Plattform 202 kann verschiedene Komponenten beinhalten, um die Verarbeitung und Transaktionen zu erleichtern. Zum Beispiel kann die koordinierende Plattform 202 ein Marktplatzmodul 226 beinhalten, um die Transaktionen zu erleichtern. Das Marktplatzmodul 226 kann dazu konfiguriert sein, Preisgestaltungsmechanismen zu verwalten und die Leistung individueller Leistungsverbraucher bei der Erfüllung ihrer Verpflichtungen auszuwerten. Anreize können als Reaktion darauf, dass ihre entsprechenden Verpflichtungen erfüllt werden, an die Verbraucher 206 verteilt werden. Das Marktplatzmodul 226 kann ferner Strafen (z. B. einen höheren Tarif) an Personen bereitstellen, wenn die Verpflichtungen nicht umgesetzt werden. Der Marktplatz 226 kann ferner einen Gebotsmechanismus ermöglichen, der es den Leistungsverbrauchern 206 ermöglicht, auf dem Elektrizitätsmarkt zu bieten. Falls zum Beispiel zusätzliche Leistungskapazität von den Anbietern 204 zu einer gegebenen Zeit und an einem gegebenen Standort verfügbar ist, kann es den Verbrauchern 206 erlaubt werden, über das Marktplatzmodul 226 auf die zusätzliche Leistungskapazität zu bieten.
Die koordinierende Plattform 202 kann ferner einen oder mehrere Kommunikationskanäle 228 beinhalten, die durch einen oder mehrere Datensicherheitsmechanismen 230 geschützt sind, um Daten von verschiedenen Instanzen zu kommunizieren und zu speichern. Die Kommunikationskanäle 228 können dazu konfiguriert sein, die Annahme beliebiger neuer Parteien sowohl von den Anbietern 204 als auch von den Verbrauchern 206 zu erleichtern. Zum Beispiel kann der Kommunikationskanal eine standardmäßige integrierende Plattform sein, wie etwa die Open Vehicle-Grid Integration Platform (OVGIP), die Softwareanwendungen nutzt, um verschiedene Knoten zu verbinden, die an der Bereitstellung und Verwaltung von Energie für EVs beteiligt sind. Der Datensicherheitsmechanismus 230 kann verwendet werden, um den Datenschutz und die Isolierung zu verbessern, da jede am Rahmenwerk beteiligte Instanz möglicherweise nicht bereit ist, ihre Daten mit irgendeiner anderen zu teilen. Zum Beispiel ist es unwahrscheinlich, dass ein OEM 218 bereit ist, die Daten seiner Kunden mit einem anderen OEM 218 zu teilen. Daten, die durch die koordinierende Plattform 202 empfangen werden, können anonymisiert werden, bevor sie verarbeitet werden können. Die koordinierende Plattform 202 kann ferner einen Abbildungsmechanismus 232 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die Voraussetzungen 210 mit dem Bedarf 220 in Übereinstimmung zu bringen. Der Abbildungsmechanismus kann ein Ladeprofil für jedes Fahrzeug 100 nutzen, das in der koordinierenden Plattform 202 und/oder bei dem OEM 218 gespeichert ist, um die Leistungszufuhr automatisch anzupassen und mit dem Bedarf in Übereinstimmung zu bringen. Das Ladeprofil kann eine Ladepräferenz (z. B. Ladeleistungsgrenze) und einen Batteriestatus (z. B. Batteriezustand) der Traktionsbatterie 124 des Fahrzeugs 100 widerspiegeln, um es dem Abbildungsmechanismus zu ermöglichen, den Abbildungsprozess besser durchzuführen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Abbildungsmechanismus 232 die Voraussetzungen 210 und Anreize 216 von den Leistungsanbietern 204 verarbeiten und zusammenfassen, die eine Energiemenge beinhalten können, die von der Spitzenzeit zu der Nebenzeit in einem gegebenen Gebiet verschoben werden muss. Die Voraussetzungen 210 und Anreize 216 können ferner eine Netzereignisbenachrichtigung zum Stoppen des Ladens einiger oder aller EVs 100 in einem Gebiet und die Preise oder Anreize beinhalten, die die Leistungsanbieter 204 bereit sind, zu zahlen, um diese Voraussetzungen zu erfüllen (z. B. über den Marktplatz 226). Wenn die Daten aggregiert sind, kann der Abbildungsmechanismus 232 dann die Voraussetzungen 210 und Anreize 216 auswerten und die Kapazität bestimmen, um diese Voraussetzungen 210 zu erfüllen, und als Ergebnis die Verpflichtungen 222 schätzen, um den Anbietern 204 zu antworten. Die Bestimmung und Schätzung kann unter Verwendung von prädiktiven Algorithmen, Optimierung und Konzepten der Spieltheorie durchgeführt werden, während die Eingaben die Anreize 216 und historische Daten von den Leistungsverbrauchern 206 in dem gegebenen Gebiet sind. Als Reaktion auf die Zustimmung von den Leistungsanbietern 204 kann der Abbildungsmechanismus 232 die EV-Populationsverpflichtungen auf individuelle EV-Verpflichtungen abbilden. Die individuellen EV-Verpflichtungen können direkt und automatisch auf individuellen EVs als Ladezeitpläne umgesetzt werden, die die Energievoraussetzungen des EV-Besitzers erfüllen. Die in 2 veranschaulichte Systemstruktur ist lediglich ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung und es kann eine alternative Umsetzung verwendet werden, um die Vorgänge des Systems unter im Wesentlichen demselben Prinzip durchzuführen. Zum Beispiel kann der Abbildungsmechanismus 232 in einem alternativen Beispiel vollständig oder teilweise über einen oder mehrere Leistungsverbraucher 206 umgesetzt sein.
3 veranschaulicht einen Prozess 300 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei Vorgang 302 empfängt die koordinierende Plattform 202 die Voraussetzungen 210 und Anreize 216 von den Leistungsanbietern 204. Die Voraussetzungen können Informationen über ein oder mehrere Netzereignisse beinhalten, die die Leistungszufuhr an die Verbraucher in einem gegebenen Zeitraum reduzieren werden. Bei Vorgang 304 kommuniziert die koordinierende Plattform 202 die Voraussetzungen 210 und Anreize 216 mit den Leistungsverbrauchern 206, um einen Beitrag zu bestimmen, den jeder teilnehmende Verbraucher 206 zu den Ereignissen leisten kann. Als ein Beispiel kann die koordinierende Plattform 202 individuell mit jedem der teilnehmenden Verbraucher 206 kommunizieren, um den verfügbaren Beitrag dieser über den Marktplatz 226 zu bestimmen. Alternativ kann die koordinierende Plattform 202 mit einem oder mehreren Herstellern 218 kommunizieren, um den Beitrag der Fahrzeuge 100 gemeinsam zu bestimmen, die von jedem jeweiligen Hersteller 218 verwaltet werden. Alternativ kann die koordinierende Plattform 202 als Reaktion auf das Empfangen der Voraussetzungen 210 und Anreize 216 die Beiträge von den Verbrauchern 206 unter Verwendung der historischen Daten von den Verbrauchern 206 und des jedem Fahrzeug 100 zugeordneten Ladeprofils auswerten und vorhersagen. Als Reaktion auf das Sammeln ausreichender Informationen von den Verbrauchern 206 meldet die koordinierende Plattform 202 die gesammelten Informationen an die Anbieter 204, um eine Zustimmung zu den Beiträgen durch die Verbraucher 206 anzufordern. Falls die Anbieter 204 den Beiträgen nicht zustimmen, kehrt der Prozess zu Vorgang 304 zurück, um mit den Verbrauchern 206 erneut zu kommunizieren, um zu versuchen, mehr Beiträge anzufordern. Zusätzlich kann die koordinierende Plattform 202 mit den Leistungsanbietern 204 kommunizieren, um die Netzereignisse zu verzögern oder zu verschieben und die Leistungszufuhr bei Vorgang 308 zu erhöhen. Unter anderen Umständen kann die koordinierende Plattform 202 mit dem jeweiligen Hersteller 218 oder den Fahrzeugen 100 kommunizieren, um anzufordern, dass sie eine Startzeit für das Laden ändern oder das gesamte Laden während der Netzereignisse vermeiden. Falls die Antwort für Vorgang 306 ein Ja ist, geht der Prozess zu Vorgang 308 über und die koordinierende Plattform 202 setzt die Leistungsverpflichtung wie geplant um und überwacht die Umsetzung der Beiträge. In der Realität kann die Umsetzung des Leistungsbeitrags aus verschiedenen Gründen von dem Leistungsbeitrag, zu dem man sich verpflichtet hat, abweichen. Die Abweichung kann signifikanter sein, falls die Beiträge durch den Abbildungsmechanismus ausgewertet und vorhergesagt werden, ohne mit den Verbrauchern 206 zu kommunizieren. Bei Vorgang 312 verteilt die koordinierende Plattform 202 die Anreize/Belohnungen auf Grundlage der Umsetzungsergebnisse an die Verbraucher 206. Im Allgemeinen können die Belohnungen, die an jeden Verbraucher 206 verteilt werden, proportional zu dem geleisteten Beitrag (d. h. reduzierter Ladungsbetrag) sein. Zusätzlich kann durch den Marktplatz 226 ein Strafenmechanismus auferlegt werden. Zum Beispiel kann ein Verbraucher bestraft werden, wenn er nicht den Betrag des Beitrags liefert, zu dem er sich verpflichtet hat. Der Marktplatz 226 kann die Belohnung unter Verwendung der Strafe anpassen. Wie vorstehend erörtert, kann die koordinierende Plattform 202 in dem Fall, dass der umgesetzte Beitrag einer Instanz von dem Beitrag abweicht, zu dem sie sich verpflichtet hat, die Instanz nur als Reaktion auf die Abweichung bestrafen, falls sie größer als ein Schwellenwert ist. Der Abweichungsschwellenwert und die Strafe können in Abhängigkeit von den spezifischen Umständen anpassbar sein. Zum Beispiel können ein höherer Abweichungsschwellenwert und eine geringere Strafe für Verpflichtungen verwendet werden, die durch die koordinierende Plattform 202 vorhergesagt werden, wohingegen ein niedrigerer Schwellenwert und eine große Strafe für Verpflichtungen verwendet werden können, die explizit von dem Fahrzeug 100 und/oder der zugehörigen mobilen Vorrichtung 162 übermittelt werden.
4 veranschaulicht einen Prozess 400 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei Vorgang 102 schätzt die koordinierende Plattform 202 eine Zielenergiemenge für eine zukünftige Zeit (z. B. einen Day-Ahead-Markt) innerhalb eines gegebenen Gebiets. Der Zielenergiebetrag kann auf Grundlage eines von den Verbrauchern empfangenen Ladebedarfs 220 sowie der historischen Daten von Lademustem/-präferenzen der Fahrzeuge 100 geschätzt werden. Bei Vorgang 404 postet die koordinierende Plattform 202 die Zielenergie auf dem Marktplatz 226 und empfängt Gebote von verschiedenen Instanzen, die darauf abzielen, das Ziel zu erreichen. Das Bieten kann für verschiedene Instanzen offen sein, die am Energiemarkt in dem gegebenen Gebiet teilnehmen. Zum Beispiel kann das Bieten für einen oder mehrere der Leistungsanbieter 204 offen sein, die jeweils anbieten, einen gewissen Betrag an Energie zu einem gewissen Preis zu erzeugen. Das Bieten kann ferner für die Fahrzeughalter und OEMs 218 offen sein, die sich dazu verpflichten, den Energieverbrauch innerhalb des gegebenen Zeitraums zu reduzieren. Als ein Beispiel kann die koordinierende Plattform 202 und/oder der OEM 218 mit ausreichendem Vertrauensniveau vorhersagen, dass ein Elektrofahrzeug 100 von 19:00 Uhr heute Abend bis 7:00 Uhr am nächsten Morgen (d. h. 12-stündige Einsteckzeit) eingesteckt sein wird, während der Ladebetrag dieses Fahrzeugs nur 2 Stunden aktive Ladezeit erfordern kann. Der OEM 218 und/oder das Fahrzeug 100 können auf dem Marktplatz 226 bieten, sich zu verpflichten, das Laden während der Hauptverkehrszeiten (z. B. 19:00 - 22:00 Uhr) nicht zu starten, obwohl das Fahrzeug eingesteckt sein kann, um im Gegenzug Anreize zu erhalten. Das Bieten kann ferner für Nicht-Fahrzeug-Energieverbraucher (z. B. Haushalte, Unternehmen) offen sein, sich zu verpflichten, den Leistungsverbrauch während eines gegebenen Zeitraums gegen Belohnungen zu reduzieren (z. B. Abschalten von AC). Mit den empfangenen Geboten bildet die koordinierende Plattform 202 bei Vorgang 406 die Leistungszufuhr der Leistungsanbieter 204 auf den Leistungsbedarf der Leistungsverbraucher 206 ab, wie zusammengefasst, um die Kapazität zu liefern, zu der man sich verpflichtet hat. Bei Vorgang 408 überwacht die koordinierende Plattform 202 die Umsetzung der Leistungszufuhr und des Verbrauchs der Instanzen, die sich verpflichtet haben. Bei Vorgang 410 verteilt die koordinierende Plattform 202 die Anreize an die sich konform verhaltenden Instanzen. Die koordinierende Plattform 202 kann ferner Strafen für Instanzen ausstellen, die die Verpflichtungen verletzen, ähnlich den Vorgängen 310 und 312, wie vorstehend erörtert.
Die in dieser Schrift offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die durch eine Steuerung oder einen Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich unter anderem Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Vorrichtungen mit Festwertspeicher (read only memory - ROM), gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, Compact Discs (CDs), Vorrichtungen mit Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM) und sonstigen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zudem in einem mit Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ dazu können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, verwirklicht sein.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die in den Patentansprüchen inbegriffen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. In einigen Ausführungsformen, wie sie zum Beispiel vorstehend vorgeschlagen sind, kann eine Steuerung, nach Empfangen einer Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge erhöhen, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die mindestens gleich einer Schwellenrate ist. Ähnlich kann die Steuerung die Kosten der Ladeenergie für Fahrzeuge verringern, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden. Ein Betrag der Erhöhung oder Verringerung kann von der Rate abhängen. Der Elektrizitätsversorgungsanbieter kann die Schwellenrate definieren. Die Steuerung kann zudem anfordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten von den Fahrzeugen ändert. Diese Daten können eine Angabe beinhalten, die sich darauf bezieht, ob die Fahrzeuge während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden werden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden. Die Steuerung kann ferner anfordern, dass die Fahrzeuge eine Ladestartzeit ändern, um das Laden während mindestens eines Abschnitts des bevorstehenden Zeitraums zu vermeiden.
Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass bei einem/einer oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können unter anderem Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verbauung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. beinhalten. Demnach liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das eine Steuerung aufweist, die programmiert ist, um nach Empfangen einer Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die mindestens gleich einer Schwellenrate ist, zu erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert zum Anfordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten von den Fahrzeugen ändert.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Daten eine Angabe, die sich darauf bezieht, ob die Fahrzeuge während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden werden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert zum Anfordern, dass die Fahrzeuge eine Ladestartzeit ändern, um das Laden während mindestens eines Abschnitts des bevorstehenden Zeitraums zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um als Reaktion auf das Empfangen einer Nachricht, die eine Zeit und einen Standort spezifiziert, von dem Elektrizitätsversorgungsanbieter, eine Energiesparverpflichtung für die Zeit und den Standort unter Verwendung von historischen elektronischen Ladedaten der Fahrzeuge zu schätzen und eine Zahlung von dem Elektrizitätsversorgungsanbieter zu empfangen, wobei ein Betrag der Zahlung auf der Umsetzung der Energiesparverpflichtung basiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert zum Empfangen eines Gebots von einem der Fahrzeuge und ferner zum Schätzen der Energiesparverpflichtung unter Verwendung des Gebots.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert zum Verteilen einer Belohnung an die Fahrzeuge und wobei die Belohnung einer Energieeinsparung jedes Fahrzeugs für die Zeit und den Standort entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform hängt ein Betrag der Erhöhung von der Rate ab.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert zum Verringern der Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform hängt ein Betrag der Verringerung von der Rate ab.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schwellenrate durch den Elektrizitätsversorgungsanbieter definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das eine Steuerung aufweist, die programmiert ist, um als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, anzufordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten ändert, die angeben, ob Fahrzeuge, die dafür eingeplant sind, während des bevorstehenden Zeitraums zu laden, eine Laderate reduzieren werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert zum Anfordern, dass die Fahrzeuge eine Ladestartzeit ändern, um das Laden während mindestens eines Abschnitts des bevorstehenden Zeitraums zu vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Verringern von Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während eines bevorstehenden Zeitraums nach Empfangen der Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während des bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, das Laden vermeiden oder mit einer Rate laden, die geringer als eine Schwellenrate ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anfordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten von den Fahrzeugen ändert.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Daten eine Angabe, die sich darauf bezieht, ob die Fahrzeuge während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden werden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Anfordern, dass die Fahrzeuge eine Ladestartzeit ändern, um das Laden während mindestens eines Abschnitts des bevorstehenden Zeitraums zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform hängt ein Betrag der Erhöhung von der Rate ab.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Erhöhen der Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die mindestens gleich der Schwellenrate ist.
Gemäß einer Ausführungsform hängt ein Betrag der Verringerung von der Rate ab.

Claims

System, das Folgendes umfasst: eine Steuerung, die programmiert ist, um nach Empfangen einer Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die mindestens gleich einer Schwellenrate ist, zu erhöhen.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist zum Anfordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten von den Fahrzeugen ändert.
System nach Anspruch 2, wobei die Daten eine Angabe beinhalten, die sich darauf bezieht, ob die Fahrzeuge während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden werden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist zum Anfordern, dass die Fahrzeuge eine Ladestartzeit ändern, um das Laden während mindestens eines Abschnitts des bevorstehenden Zeitraums zu vermeiden.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um als Reaktion auf das Empfangen einer Nachricht, die eine Zeit und einen Standort spezifiziert, von dem Elektrizitätsversorgungsanbieter, eine Energiesparverpflichtung für die Zeit und den Standort unter Verwendung von historischen elektronischen Ladedaten der Fahrzeuge zu schätzen und eine Zahlung von dem Elektrizitätsversorgungsanbieter zu empfangen, wobei ein Betrag der Zahlung auf der Umsetzung der Energiesparverpflichtung basiert.
System nach Anspruch 5, wobei die Steuerung ferner programmiert ist zum Empfangen eines Gebots von einem der Fahrzeuge und ferner zum Schätzen der Energiesparverpflichtung unter Verwendung des Gebots.
System nach Anspruch 5, wobei die Steuerung ferner programmiert ist zum Verteilen einer Belohnung an die Fahrzeuge und wobei die Belohnung einer Energieeinsparung jedes Fahrzeugs für die Zeit und den Standort entspricht.
System nach Anspruch 1, wobei ein Betrag der Erhöhung von der Rate abhängt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist zum Verringern der Kosten von Ladeenergie für Fahrzeuge, die während des bevorstehenden Zeitraums mit einer Rate laden, die geringer als die Schwellenrate ist, oder das Laden vermeiden.
System nach Anspruch 9, wobei ein Betrag der Verringerung von der Rate abhängt.
System nach Anspruch 1, wobei die Schwellenrate durch den Elektrizitätsversorgungsanbieter definiert ist.
System, das Folgendes umfasst: eine Steuerung, die programmiert ist, um als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während eines bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, anzufordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten ändert, die angeben, ob Fahrzeuge, die dafür eingeplant sind, während des bevorstehenden Zeitraums zu laden, eine Laderate reduzieren werden.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner programmiert ist zum Anfordern, dass die Fahrzeuge eine Ladestartzeit ändern, um das Laden während mindestens eines Abschnitts des bevorstehenden Zeitraums zu vermeiden.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Verringern von Kosten einer Ladeenergie für Fahrzeuge, die während eines bevorstehenden Zeitraums nach Empfangen einer Angabe, dass ein Elektrizitätsversorgungsanbieter bereitgestellte Leistung während des bevorstehenden Zeitraums reduzieren wird, das Laden vermeiden oder mit einer Rate laden, die geringer als eine Schwellenrate ist.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend Anfordern, dass der Elektrizitätsversorgungsanbieter einen Start oder eine Dauer des bevorstehenden Zeitraums auf Grundlage von Daten von den Fahrzeugen ändert.