DE112012005488T5

DE112012005488T5 - Energiemanagementsystem

Info

Publication number: DE112012005488T5
Application number: DE201211005488
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corpora Nishita Yoshito; c/o Mitsubishi Electric Corpor Tanimoto Masahiko; c/o Mitsubishi Electric Corporat Osawa Nanaho
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-10-02
Also published as: CN104025418A; US9358896B2; US20140361745A1; JP5680222B2; WO2013099549A1; CN104025418B; JPWO2013099549A1

Abstract

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Minimierung von elektrischen Energiekosten sowie einen ausgeglichenen elektrischen Energiebedarf zu erzielen, während eine erforderliche Batterierestmenge sichergestellt wird. Ein Energiemanagementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Ladestation, die als elektrische Energiezuführeinheit einem Elektrofahrzeug (EV) elektrische Energie zuführt, eine Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit (106), die Reservierungsinformation über die elektrische Energieaufnahme des Elektrofahrzeugs in der Ladestation ermittelt, bevor das Elektrofahrzeug an der Ladestation ankommt, eine Ladeplan-Erstellungseinheit (107), die einen elektrischen Energiebedarf in der Ladestation vorhersagt und einen Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der Reservierungsinformation erstellt, sowie eine Ladesteuerung (108), die die elektrische Energiezufuhr zu dem Elektrofahrzeug in der Ladestation auf der Basis des Ladeplans steuert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Energiemanagementsystem zum Minimieren von elektrischen Energiekosten sowie zum Ausgleichen eines elektrischen Energiebedarfs bzw. Strombedarfs einer Anlage mit einer Ladestation in Verbindung mit dem Aufladen eines Elektrofahrzeugs (das im Folgenden auch als EF bezeichnet wird).
Einschlägiger Stand der Technik
Im Stand der Technik, wie z. B. im Patentdokument 1 beschrieben, ist eine Kraftfahrzeug-Ladevorrichtung vorgeschlagen worden zum Unterdrücken eines raschen Anstiegs bei einem elektrischen Energiebedarf in Verbindung mit dem Aufladen einer Vielzahl von Elektrofahrzeugen durch Berechnen einer Ladestartzeit und einer Ladeendzeit aus einer Zeit für den Ladevorgang sowie einer gewünschten Endzeit, die bei der Ankunft eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation eingegeben wird.
Ferner ist z. B., wie im Patentdokument 2 beschrieben, eine elektrische Energiezuführ-Steuervorrichtung vorgeschlagen worden, um den Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs derart zu steuern, dass eine Obergrenze an zuführbarer elektrischer Energie nicht überschritten wird, indem eine Priorität für einen jeweiligen Fahrzeugtyp oder eine jeweilige Zielsetzung vorgegeben wird und eine Energiezuführmenge zu dem mit der Ladestation verbundenen Fahrzeug eingestellt wird.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2010-110 044 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2010-110 173 A

Kurzbeschreibung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Die im Patentdokument 1 beschriebene Kraftfahrzeug-Ladevorrichtung beinhaltet ein Problem dahingehend, dass aufgrund der Tatsache, dass Information über eine neue Ladereservierung erst dann verfügbar ist, wenn ein Elektrofahrzeug an eine Ladestation angeschlossen ist, die geschätzte Verbindungszeit des Elektrofahrzeugs mit der Ladestation nicht erfasst werden kann und kein Ladeplan unter Berücksichtigung des Ladevorgangs des anzuschließenden Elektrofahrzeugs erstellt werden kann.
Bei der im Patentdokument 2 beschriebenen elektrischen Energiezufuhr-Steuervorrichtung besteht ein Problem dahingehend, dass ein Fahrzeug mit einer niedrigeren Priorität nicht geladen wird, wenn viele Fahrzeuge mit einer höheren Priorität vorhanden sind, und dass eine im Gebrauch erforderliche Batterierestmenge nicht sichergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen ausgeglichenen elektrischen Energiebedarf zu erzielen und gleichzeitig die erforderliche Batterierestmenge sicherzustellen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Energiemanagementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Energiezuführeinheit, die einem Elektrofahrzeug elektrische Energie zuführt, eine Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit, die Reservierungsinformation über die Energieaufnahme in der Energiezuführeinheit für das Elektrofahrzeug ermittelt, bevor das Elektrofahrzeug an der Energiezuführeinheit ankommt, eine Ladeplan-Erstellungseinheit, die einen elektrischen Energiebedarf in der Energiezuführeinheit vorhersagt und einen Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der Reservierungsinformation erstellt, und eine Ladesteuerung, die die Energiezufuhr für das Elektrofahrzeug in der Energiezuführeinheit auf der Basis des Ladeplans steuert.
Wirkungen der Erfindung
Bei dem Energiemanagementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein ausgeglichener elektrischer Energiebedarf erzielt werden, während gleichzeitig eine erforderliche Batterierestmenge sichergestellt wird, indem folgende Einheiten vorgesehen sind: eine elektrische Energiezuführeinheit, die einem Elektrofahrzeug elektrische Energie zuführt, eine Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit, die Reservierungsinformation über die elektrische Energieaufnahme in der Energiezuführeinheit für das Elektrofahrzeug ermittelt, bevor das Elektrofahrzeug an der Energiezuführeinheit ankommt, eine Ladeplan-Erstellungseinheit, die einen elektrischen Energiebedarf in der Energiezuführeinheit vorhersagt und einen Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der Reservierungsinformation erstellt, sowie eine Ladesteuerung, die die elektrische Energiezufuhr für das Elektrofahrzeug in der Energiezuführeinheit auf der Basis des Ladeplans steuert.
Die Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Begleitzeichnungen noch deutlicher.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Erstellungsvorgangs eines Ladeplans durch eine Ladeplan-Erstellungseinheit des Energiemanagementsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine Darstellung zur Erläuterung des Ladeplans, der unter Verwendung von Ladeanweisungsinformation sowie eines Verbindungs- und parallelen Trennungszustands gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erstellt ist;
4 eine Darstellung zur Erläuterung des Ladeplans, der unter Verwendung der Ladeanweisungsinformation, des Verbindungs- und parallelen Trennungszustands sowie von Reservierungsinformation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erstellt ist;
5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung von elektrischer Ladeenergie für die jeweilige Zeitdauer, die in dem Ladeplan der 3 und der 4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erforderlich ist;
6 eine Darstellung zur Erläuterung einer geschätzten Verbindungs- und parallelen Trennungszeitdauer unter Berücksichtigung einer Unsicherheit in der Reservierungsinformation bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine Darstellung zur Erläuterung eines Histogramms, das eine durch eine Elektrofahrzeugtendenz-Auswertungseinheit bereitgestellte Elektrofahrzeugtendenz gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine Darstellung zur Erläuterung eines Ladeplans mit der Reservierungsinformation ohne Einbeziehung der geschätzten parallelen Trennungszeit bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 eine Darstellung zur Erläuterung eines Ladeplans mit der Reservierungsinformation unter Einbeziehung der geschätzten parallelen Trennungszeit bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 eine Darstellung zur Erläuterung eines Ladeplans, der unter Berücksichtigung des elektrischen Energieverbrauchs mit einem negativen Wert bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erstellt ist;
16 eine graphische Darstellung der elektrischen Energie für die jeweilige Zeitdauer, wie diese in dem Ladeplan der 15 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erforderlich ist;
17 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
18 eine Darstellung zur Erläuterung eines Korrekturverfahrens eines elektrischen Energiebedarfs bei einer Ladeplan-Modifizierungseinheit bei dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 eine Konfigurationsdarstellung des Energiemanagementsystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Erstes Ausführungsbeispiel
Konfiguration
1 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Energiemanagementsystem gemäß der vorliegenden Erfindung erstellt einen Ladeplan und steuert die elektrische Energiezufuhr zu einem Elektrofahrzeug (kurz als EV bezeichnet) eines Verbrauchers, der eine Ladestation als elektrische Energiezuführeinheit besitzt. Der Ladeplan plant die Zeitdauer und einen Ort für den Ladevorgang, ein Ladeverfahren und dergleichen.
In der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, dass es sich bei einer Ladestation für Elektrofahrzeuge (EV) und dergleichen um den Verbraucher handelt, der den Ladestand bzw. die Ladestation besitzt, jedoch kann es sich bei dem Verbraucher auch um eine Wohnanlage, ein Bürogebäude, eine Fabrik, ein Hotel, ein Bahnhof, ein Krankenhaus oder dergleichen handeln, die eine Vielzahl von Ladestationen aufweisen.
Als erstes wird ein Energiemanagementsystem 101 beschrieben.
Das Energiemanagementsystem 101 weist Folgendes auf: eine Reservierungs-Steuereinheit 102, die Reservierungsinformation von dem Elektrofahrzeug (EV) sowie Ladeanweisungen an das Elektrofahrzeug (EV) steuert; eine Ladeanweisungs-Ermittlungseinheit 104, die Information hinsichtlich der Ladeanweisungen (Ladeanweisungsinformation) von der Reservierungs-Steuereinheit 102 ermittelt; eine Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106, die Reservierungsinformation von der Reservierungs-Steuereinheit 102 ermittelt, bevor das Elektrofahrzeug an der Ladestation ankommt; eine Verbindungs- und parallele Trennungs-Steuereinheit 103, die einen Verbindungszustand des Elektrofahrzeugs mit der Ladestation sowie einen Trennungszustand von der Ladestation steuert (paralleler Trennungs- bzw. AUS-Zustand, in dem Energie- bzw. Stromerzeugungsgerätschaften oder dergleichen von einem elektrischen Energiesystem getrennt sind); eine Verbindungs- und parallele Trennungs-Ermittlungseinheit 105, die Information (Verbindungs- und parallele Trennungsinformation) hinsichtlich des Verbindungs- und parallelen Trennungszustands des Elektrofahrzeugs von der Verbindungs- und parallelen Trennungs-Steuereinheit 103 ermittelt; eine Ladeplan-Erstellungseinheit 107, die einen Ladeplan in Abhängigkeit von einem Einsatzzweck für den jeweiligen Verbraucher auf der Basis der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation, der Ladeanweisungsinformation sowie der Reservierungsinformation erstellt; sowie eine Ladesteuerung 108, die die elektrische Energie steuert, die dem Elektrofahrzeug über die Ladestation auf der Basis des Ladeplans zugeführt wird.
Jedoch kann es sich bei der Reservierungs-Steuereinheit 102 und der Verbindungs- und parallelen Trennungs-Steuereinheit 103 um externe Funktionen des Energiemanagementsystems 101 der vorliegenden Erfindung handeln.
Die Reservierungs-Steuereinheit 102 steuert die Reservierungsinformation, die von einem Nutzer des Elektrofahrzeugs vor der Ankunft an der Ladestation eingegeben wird, wie z. B. die geschätzte Verbindungszeit, die geschätzte parallele Trennungs- bzw. AUS-Zeit, die Batterierestmenge zur Ankunftszeit sowie die erforderliche Lademenge (sicherzustellende Mindest-Lademenge) sowie die von dem Benutzer des Elektrofahrzeugs vorgegebene Ladeanweisungsinformation für die Ladestation zum Zeitpunkt der Ankunft an der Ladestation, wie z. B. die Lade-Startzeit, die gewünschte Lade-Endzeit sowie die erforderliche Lademenge.
Dabei können die geschätzte Verbindungszeit und die Batterierestmenge zur Ankunftszeit von dem Benutzer direkt eingegeben werden oder können durch ein in dem Elektrofahrzeug angebrachtes Fahrzeugnavigationssystem geschätzt werden.
Darüber hinaus assoziiert die Reservierungs-Steuereinheit 102 die Reservierungsinformation und die Ladeanweisungsinformation mit dem reservierten Elektrofahrzeug und gibt die Reservierungsinformation in die Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106 ein bzw. die Ladeanweisungsinformation in die Ladeanweisungs-Ermittlungseinheit 104 ein.
Hierbei kann die Assoziierung des reservierten Elektrofahrzeugs mit solchen Informationen erfolgen, bei denen die geschätzte Verbindungszeit und dergleichen der Reservierungsinformation sowie die Lade-Startzeit und dergleichen der Ladeanweisungsinformation zeitlich am nähesten liegen, wobei diese von dem Benutzer aus der Reservierungsinformation ausgewählt werden können. Der Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106 wird dann die in der Reservierungs-Steuereinheit 102 gesteuerte Reservierungsinformation zugeführt.
Ferner wird der Ladeanweisungs-Ermittlungseinheit 104 die in der Reservierungs-Steuereinheit 102 gesteuerte Ladeanweisungsinformation zugeführt. Bei dem Zeitpunkt für die Zufuhr der Information kann es sich jedoch um ein regelmäßiges Intervall sowie um einen Zeitpunkt handeln, zu dem die Reservierung oder die Ladeanweisung vorgenommen wird.
Die Verbindungs- und parallele Trennungs-Steuereinheit 103 steuert Information hinsichtlich des Elektrofahrzeugs (Elektrofahrzeuginformation) sowie Information hinsichtlich der Verbindungs- und parallelen Trennungszeit und dergleichen des Elektrofahrzeugs mit bzw. von der Ladestation, wenn das Elektrofahrzeug mit der Ladestation verbunden wird oder parallel von dieser getrennt wird. Bei der Elektrofahrzeuginformation handelt es sich um Information zum Identifizieren des Elektrofahrzeugs, wie z. B. eine Elektrofahrzeug-Identifizierungskennung und eine Nutzerkennung.
Der Verbindungs- und parallelen Trennungs-Ermittlungseinheit 105 wird die in der Verbindungs- und parallelen Trennungs-Steuereinheit 103 gesteuerte Verbindungs- und parallele Trennungsinformation zugeführt, d. h. die Elektrofahrzeuginformation sowie die Information hinsichtlich der Verbindungs- und parallelen Trennungszeit und dergleichen. Bei dem Zeitpunkt für die Zufuhr der Information kann es sich jedoch um ein regelmäßiges Intervall sowie um einen Zeitpunkt handeln, zu dem die Reservierung oder die Ladeanweisung vorgenommen wird.
Die Ladesteuerung 108 steuert die elektrische Ladeenergie des angeschlossenen Elektrofahrzeugs auf der Basis des von der Ladeplan-Erstellungseinheit 107 erstellten Ladeplans.
Arbeitsweise
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Vorgangs zum Erstellen des Ladeplans durch die Ladeplan-Erstellungseinheit 107. Der Ladeplan-Erstellungseinheit 107 werden jeweils die Ladeanweisungsinformation von der Ladeanweisungs-Ermittlungseinheit 104 zugeführt, die Reservierungsinformation von der Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106 zugeführt sowie die von der Verbindungs- und parallelen Trennungs-Ermittlungseinheit 106 ermittelte Information hinsichtlich des Verbindungs- und parallelen Trennungszustands zugeführt.
Die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 erstellt den Ladeplan für das Elektrofahrzeug in Abhängigkeit von der Zielsetzung des Verbrauchers (wie z. B. Minimierung der elektrischen Energiekosten, Ausgleichen eines elektrischen Energiebedarfs, Minimierung eines Ladeverlusts sowie eine Reduzierungsanforderung des Energieverbrauchs von externen Organisationen, die Energieverbrauchsunternehmen sowie Kommunen beinhalten).
Als erstes werden jeweils die Reservierungsinformation von einem Zeitpunkt t bis zu einem nächsten Zeitpunkt t + Δt, die Ladeanweisungsinformation zu dem Zeitpunkt t sowie die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation zu dem Zeitpunkt t empfangen (Schritt ST11, Schritt ST12, Schritt ST13). Die Abfolge des Empfangs der jeweiligen Information ist nicht auf die in dem Ablaufdiagramm der 2 veranschaulichte Abfolge begrenzt.
Als nächstes wird die Zeitdauer von dem Zeitpunkt t bis zu dem nächsten Zeitpunkt t + Δt in eine Periode Δs unterteilt, die gleich der oder kleiner als die Periode Δt ist, und die elektrische Ladeenergie des Elektrofahrzeugs in der Periode Δs wird für die Erstellung des Ladeplans berechnet (Schritt ST14).
Wenn z. B. der Ladeplan zur Minimierung der elektrischen Energiekosten der Ladestation erstellt wird, wird mittels der elektrischen Ladeenergie des Elektrofahrzeugs (k) von dem Zeitpunkt t + Δs × (i – 1) bis zu dem Zeitpunkt t + Δs × i als P (k, i), der Energieverbrauch P (i) der Ladestation in Verbindung mit dem Ladevorgang des Elektrofahrzeugs von dem Zeitpunkt t + Δs × (i – 1) bis zu dem Zeitpunkt t + Δs × i mittels der Gleichung (1) berechnet. Dabei kann P (k, i) ein negativer Wert sein (elektrische Entladung). Gleichung 1
Dabei bezeichnet n in der Gleichung (1) die Anzahl der Elektrofahrzeuge.
Dann wird der Ladeplan zum Minimieren der elektrischen Energiekosten erstellt, indem ein Optimierungsproblem mit einer Leistung von dem Zeitpunkt t + Δs × (i – 1) bis zu dem Zeitpunkt t + Δs × i als m (i), eine objektive Funktion als Gleichung (2) und eine restriktive Bedingung als Gleichung (3) gelöst werden. Gleichung 2
Gleichung 3
Hierbei bezeichnen in der Gleichung (3) C_k die erforderliche Lademenge des Elektrofahrzeugs EV (k), C_k0 die Batterierestmenge zum Zeitpunkt der Verbindung des Elektrofahrzeugs (k), und C_max eine maximale Lademenge des Elektrofahrzeugs (k). Ferner bezeichnen P_min einen Mindestenergieverbrauch, P_max den maximalen Energieverbrauch, S_min eine maximale elektrische Entladegeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, S_max eine a maximale Ladegeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs, C_ki die Batterierestmenge des Elektrofahrzeugs zu dem Zeitpunkt t + Δs × C_k(i–1) die Batterierestmenge des Elektrofahrzeugs zu dem Zeitpunkt t + Δs × (i – 1), C_min einen Mindestwert der in der Batterie des Elektrofahrzeugs gespeicherten elektrischen Energie, und C_max einen Maximalwert der in der Batterie des Elektrofahrzeugs gespeicherten elektrischen Energie. Dabei kann S_min ein negativer Wert (maximale elektrische Entladegeschwindigkeit) sein.
Ferner wird der Ladeplan zum Ausgleichen des elektrischen Energiebedarfs z. B. durch Lösen des Optimierungsproblems mit den objektiven Funktionen gemäß Gleichung (4) erstellt. Gleichung 4
3 zeigt eine Darstellung eines Beispiels des Ladeplans, der ausschließlich unter Verwendung der Ladeanweisungsinformation und der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation erstellt ist, und 4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Ladeplans, der unter Verwendung der Reservierungsinformation zusätzlich zu der Ladeanweisungsinformation und der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation erstellt ist. Hierbei ist entlang der vertikalen Achse jeweils die elektrische Ladeenergie des einzelnen Elektrofahrzeugs EV aufgetragen, während entlang der horizontalen Achse jeweils die Zeit aufgetragen ist.
Ein weißes Dreieck stellt einen Elektrofahrzeug-Verbindungsstartzeitpunkt dar, und ein schwarzes Dreieck stellt den parallelen Elektrofahrzeug-Trennungszeitpunkt dar. Ferner ist die elektrische Ladeenergie in ihrer Menge pro Zeiteinheit in der vertikalen Richtung aufgetragen, während die Zeitdauer zum Aufladen in der horizontalen Richtung dargestellt ist.
Ferner zeigt 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der elektrischen Ladeenergie gemäß dem Plan der 3 und 4.
Wenn nur die Ladeanweisungsinformation und die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation verwendet werden, wie dies in 3 veranschaulicht ist, kann nur der Ladeplan für das Laden des Elektrofahrzeugs erstellt werden, das zu dem Zeitpunkt der Planerstellung angeschlossen ist (z. B. EV1, EV2, deren Verbindungszustand mit der Ladestation zum aktuellen Zeitpunkt hergestellt ist).
Somit kann ein Elektrofahrzeug, das später ein kurzzeitiges Laden benötigt (z. B. EV3, EV4, die in der horizontalen Richtung kurz sind und elektrische Ladeenergie benötigen) nicht erfasst werden, und wenn die erforderliche Lademenge des Elektrofahrzeugs innerhalb der Zeitdauer erfüllt werden soll, steigt die elektrische Energie rasch an.
Dagegen kann, wie in 4 dargestellt, aufgrund der Tatsache, dass die geschätzte Verbindung des Elektrofahrzeugs unter Nutzung von vorheriger Reservierungsinformation ermittelt werden kann, ein Ladeplan erstellt werden, bei dem die für das Aufladen erforderliche elektrische Energie ausgeglichen ist, und zwar selbst dann, wenn ein Elektrofahrzeug vorhanden ist, das später ein kurzzeitiges Laden benötigt (z. B. EV3, EV4).
Wie vorstehend beschrieben, kann dann, wenn vorherige Reservierungsinformation, d. h. die Reservierungsinformation hinsichtlich des Fahrzeugs vor der Ankunft desselben an der Ladestation, zum Erstellen des Ladeplans verwendet wird (graphische Darstellung, die in 5 in durchgezogener Linie dargestellt ist), im Vergleich zu einem Fall, in dem der Ladeplan (graphische Darstellung, die in 5 in gestrichelter Linie dargestellt ist) nur unter Verwendung der Ladeanweisungsinformation und der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation erstellt wird, die für das Laden erforderliche elektrische Energie besser ausgeglichen werden.
Darüber hinaus zeigt 13 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Ladeplans mit der Reservierungsinformation ohne Einbeziehung der geschätzten parallelen Trennungszeit, und 14 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Ladeplans mit der Reservierungsinformation unter Einbeziehung der geschätzten parallelen Trennungszeit. Dabei sind entlang der vertikalen Achse jeweils die elektrische Ladeenergie sowie die Leistung des Elektrofahrzeugs aufgetragen, wobei entlang der horizontalen Achse jeweils die Zeit aufgetragen ist. In 13 und 14 ist die Leistung in der ersten Hälfte höher vorgegeben und in der zweiten Hälfte niedriger vorgegeben.
Wie in 13 gezeigt, ist es dann, wenn die Reservierungsinformation die geschätzte parallele Trennungszeit nicht beinhaltet, zur Erstellung des Ladeplans notwendig, das Laden des Elektrofahrzeugs EV2 unmittelbar nach dem Anschließen desselben zu beginnen, da die geschätzte parallele Trennungszeit erst nach dem Anschließen des Elektrofahrzeugs EV2 bekannt ist.
Somit wird dann, wenn bei dem Energieverbrauch Einschränkungen bestehen, der für das Fahrzeug EV1 bereits erstellte Ladeplan (13(a)) in manchen Fällen nach oben bewegt (13(b)), und es wird ein Plan erstellt zum Laden des Fahrzeugs EV1 zu einer Zeit, in der die Leistung höher ist. Selbst wenn festgestellt wird, dass ausreichend Zeit für das Laden vorhanden ist, nachdem das Fahrzeug EV2 angeschlossen ist und das Elektrofahrzeug EV1 zu einer Zeit geladen werden kann, in der die Leistung niedriger ist, tritt aufgrund der Tatsache, dass das Laden des Elektrofahrzeugs EV1 in dem Stadium, in dem das Elektrofahrzeug EV2 angeschlossen wird, bereits abgeschlossen ist, ein Phänomen auf, bei dem das Fahrzeug EV1 in einer Zeit, zu der die Leistung niedriger ist, nicht geladen werden kann (13(c)).
Dagegen kann in dem in 14 veranschaulichten Fall aufgrund der Tatsache, dass die Reservierungsinformation die geschätzte parallele Trennungszeit beinhaltet, zum Zeitpunkt des Empfangs der Reservierungsinformation ermittelt werden, dass ausreichend Ladezeit für das Fahrzeug EV2 vorhanden ist und dass das Fahrzeug EV2 geladen werden kann, nachdem das Laden des Fahrzeugs EV1 abgeschlossen ist. Somit kann ohne Änderung des bereits erstellten Ladeplans (14(a)) für das Fahrzeug EV1 der Ladeplan für das Fahrzeug EV2 erstellt werden (14(b)), und beide Fahrzeuge EV1 und EV2 können zu einer Zeit geladen werden, zu der die Leistung niedriger ist (14(c)) niedriger ist.
Weiterhin zeigt 15 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels des Ladeplans für einen Fall, in dem P (k, i) oder S_min einen negativen Wert haben können (elektrische Entladung). Dabei ist entlang einer vertikalen Achse die elektrische Ladeenergie des jeweiligen Elektrofahrzeugs aufgetragen war und entlang einer horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen.
Weiterhin zeigt 16 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Energieverbrauchs in Verbindung mit dem Ladevorgang der 15 sowie des Energieverbrauchs in Verbindung mit dem Ladevorgang für einen Fall, in dem P (k, i) oder S_min kein negativer Wert (elektrische Entladung) sein kann.
Wie in 15 und 16 dargestellt, kann dann, wenn das Laden einer Vielzahl von Elektrofahrzeugen gleichzeitig erforderlich ist, durch Zufuhr von elektrischer Energie durch elektrische Entladung von einem anderen Elektrofahrzeug, das einen Ladespielraum aufweist, ein kurzzeitiger Anstieg beim Energieverbrauch verhindert werden, und es kann eine stabile elektrische Energiezufuhr durchgeführt werden.
Der bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel erstellte Ladeplan ist für einen Fall vorgesehen, in dem die Verbindung und die parallele Trennung des Elektrofahrzeugs in Abhängigkeit von der Reservierungsinformation erfolgen. Die Reservierungsinformation beinhaltet jedoch eine Ungewissheit, und der auf der Reservierungsinformation basierende Verbindungs- und parallele Trennungszustand sowie der auf der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation basierende Verbindungs- und parallele Trennungszustand stimmen nicht notwendigerweise überein.
Somit kann die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 der vorliegenden Erfindung einen Ladeplan unter Berücksichtigung des Unsicherheitsfaktors erstellen, den die Reservierungsinformation beinhaltet.
Wie insbesondere in 6 veranschaulicht, wird die Zeit (zulässige geschätzte Verbindungszeit und zulässige geschätzte parallele Trennungszeit) berücksichtigt, die ± Δu bis zu der geschätzten Verbindungszeit c_t und der geschätzten parallelen Trennungszeit d_t jedes Elektrofahrzeugs zulässt. Dann wird ein Ladeplan unter Berücksichtigung des Abschnitts erstellt. Dabei sind entlang der vertikalen Achse die einzelnen Elektrofahrzeuge EV aufgetragen, und entlang der horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen.
Dabei kann bei der Erstellung des Ladeplans eine Ladeplangruppe durch eine Monte-Carlo-Simulation auf der Basis der normalen Verteilung in dem Abschnitt erstellt werden, wobei der wahrscheinlichste Plan daraus der Ladeplan sein kann. Ferner kann ein erstellter Plan mit der zulässigen geschätzten Verbindungsdauer c_t + Δu und der zulässigen geschätzten parallelen Trennungszeit d_t – Δu mit der maximal zulässigen Zeitdauer als schlimmster Fall der Ladeplan sein.
Das vorstehend beschriebene Energiemanagementsystem 101 kann den Ladeplan erstellen, der die Zielsetzung des Verbrauchers besser erfüllt als ein Ladeplan, der ohne Verwendung der Reservierungsinformation erstellt wird, indem die zukünftige Verbindungs- und parallele Trennungszeit des Elektrofahrzeugs erfasst wird und der Unsicherheitsfaktor, wie z. B. die Reservierungsinformation, berücksichtigt wird. Dadurch kann ein Energieverbrauch zu dem Zeitpunkt verhindert werden, zu dem die Leistung höher ist, und ein rascher Anstieg bei dem elektrischen Energiebedarf kann auch dann verhindert werden, wenn eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen gleichzeitig mit der Ladestation verbunden ist.
Wirkungen
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt das Energiemanagementsystem die Ladestation als elektrische Energiezuführeinheit, die dem Elektrofahrzeug (EV) elektrische Energie zugeführt, die Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106, die Reservierungsinformation über die elektrische Energieaufnahme des Elektrofahrzeugs in der Ladestation ermittelt, bevor das Elektrofahrzeug an der Ladestation ankommt, die Ladeplan-Erstellungseinheit 107, die den elektrischen Energiebedarf in der Ladestation vorhersagt und den Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der Reservierungsinformation erstellt, sowie die Ladesteuerung 108, die die elektrische Energiezufuhr zu dem Elektrofahrzeug in der Ladestation auf der Basis des Ladeplans steuert.
Da der zukünftige elektrische Energiebedarf im Hinblick auf das anzuschließende Elektrofahrzeug vorhergesagt werden kann, ist es möglich, einen ausgeglichenen elektrischen Energiebedarf zum Laden einer Vielzahl von Elektrofahrzeugen mit unterschiedlichen Verbindungszeiten mit der Ladestation zu erzielen.
Da ferner der zukünftige elektrische Energiebedarf unter Berücksichtigung des anzuschließenden Elektrofahrzeugs vorhergesagt werden kann, kann ein solcher Nachteil eliminiert werden, dass eine für einen Elektrofahrzeug mit niedrigerer Priorität erforderliche Batterierestmenge nicht sichergestellt ist, da die Priorität und dergleichen vorrangig auf das Aufladen eines bestimmten Elektrofahrzeugs eingestellt sind.
Weiterhin lässt sich die Zeitdauer vermeiden, zu der die Leistung höher ist, indem der elektrische Energiebedarf ausgeglichen wird, und die elektrischen Energiekosten einer Ladeeinrichtung lassen sich minimieren.
Da ferner bei dem Energiemanagementsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Reservierungsinformation zumindest die geschätzte Verbindungszeit des Elektrofahrzeugs mit der Ladestation als elektrischer Energiezuführeinheit sowie die geschätzte parallele Trennungszeit von der Ladestation beinhaltet, kann der Ladeplan unter Berücksichtigung der geschätzten Verbindungszeit und der geschätzten parallelen Trennungszeit des anzuschließenden Elektrofahrzeugs erstellt werden.
Da ferner das Elektrofahrzeug außerhalb des Rahmens der Lademengensteuerung geladen wird, bis die Lademenge des Elektrofahrzeugs die sicherzustellende Mindestlademenge erreicht, kann durch zusätzliches Einbeziehen der sicherzustellenden Mindestlademenge in der Reservierungsinformation eine Situation verhindert werden, in der ein Elektrofahrzeug nicht aufgeladen worden ist, wenn eine plötzliche Verwendung des Elektrofahrzeugs stattfindet, und der Komfort für den Nutzer des Elektrofahrzeugs lässt sich verbessern.
Da ferner bei dem Energiemanagementsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit besteht, einen negativen Wert als elektrische Ladeenergie des Elektrofahrzeugs zu benennen sowie einen Entladevorgang von dem Elektrofahrzeug mit einem Spielraum hinsichtlich der Lademenge zu einem Zeitpunkt auszuführen, wenn der elektrische Energiebedarf hoch ist und die Versorgung knapp ist, und zu einem Zeitpunkt, zu dem die Leistung höher ist, ist es möglich, den Energieverbrauch zu vermindern und eine Minimierung der elektrischen Energiekosten zu erzielen sowie die elektrische Energiezufuhr gleichmäßiger auszuführen.
Da hierbei ferner ein Verlust aufgrund eines Ladens oder Entladens der Fahrzeugbatterie durch Steuern aller angeschlossenen Elektrofahrzeuge mit der elektrischen Ladeenergie mit einem positiven Wert oder der elektrischen Ladeenergie mit einem negativen Wert unterdrückt werden kann, kann ein exaktes Laden des Elektrofahrzeugs erzielt werden, und ferner lassen sich eine Minimierung der elektrischen Energiekosten sowie eine ausgeglichene elektrische Energiezufuhr erzielen.
Darüber hinaus erstellt bei dem Energiemanagementsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 einen Ladeplan auf der Basis der zulässigen geschätzten Verbindungszeit, die um eine vorbestimmte Zeit von der geschätzten Verbindungszeit versetzt ist, sowie der zulässigen geschätzten parallelen Trennungszeit, die um die vorbestimmte Zeit von der geschätzten parallelen Trennungszeit versetzt ist, und selbst wenn das Elektrofahrzeug zu einem Zeitpunkt angeschlossen wird, der von der geschätzten Verbindungszeit und der geschätzten parallelen Trennungszeit in der Reservierungsinformation versetzt ist, kann ein effektiver Ladeplan erstellt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Konfiguration
7 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet werden und 7 eine identische oder äquivalente Konfiguration betrifft, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101a gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt zusätzlich zu den bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit 109, die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation sowie in einer Reservierungs-Steuereinheit 102 akkumulierte Daten steuert, sowie eine Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110, die eine Tendenz eines Elektrofahrzeugs aus Reservierungsinformation sowie der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation auswertet.
Jedoch kann es sich bei der Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit 109 auch um eine externe Funktion des Energiemanagementsystems 101a gemäß der vorliegenden Erfindung handeln.
Zuerst wird die Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit 109 beschrieben. Die Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit 109 steuert die in der Reservierung-Steuereinheit 102 akkumulierten Daten (Reservierungsinformation und Ladeanweisungsinformation) sowie die in einer Verbindungs- und parallelen Trennungs-Steuereinheit 103 gesteuerten Verbindungs- und parallele Trennungsinformation und assoziiert und akkumuliert geschätzte Verbindungs- und parallele Trennungszeiten sowie Verbindungs- und parallele Trennungszeiten.
Bei der Speicherung der Daten werden die Daten in einer Form gespeichert, die eine Elektrofahrzeug-Identifizierungskennung, eine Nutzer-Identifizierungskennung, das Datum und den Zeitpunkt (den Wochentag) und dergleichen der Elektrofahrzeug-Information in der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation beinhaltet.
Als nächstes wird die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 beschrieben. Die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 erstellt Tendenzinformation (Elektrofahrzeug-Tendenzinformation) des zum Zeitpunkt der Erstellung eines Ladeplans verwendeten Elektrofahrzeugs aus den in der Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit 109 akkumulierten Daten.
Insbesondere berechnet die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 jeweils eine zeitliche Verzögerung zwischen der geschätzten Verbindungszeit und der tatsächlichen Verbindungszeit (Verbindungszeit – geschätzte Verbindungszeit) des Elektrofahrzeugs sowie eine zeitliche Verzögerung zwischen der geschätzten parallelen Trennungszeit und der tatsächlichen parallelen Trennungszeit (parallele Trennungszeit – geschätzte parallele Trennungszeit), die in der Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit 109 gesammelt werden, um ein Histogramm zu erstellen, das eine Häufigkeit zwischen bestimmten Zeitpunkten darstellt. Hierbei kann das Histogramm für jedes Elektrofahrzeug erstellt werden, jedoch kann es auch für einen jeweiligen Nutzer, ein jeweiliges Datum und einen jeweiligen Zeitpunkt, einen jeweiligen Wochentag oder Kombinationen davon erstellt werden.
Ferner gibt die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 die erstellte Elektrofahrzeug-Tendenzinformation an eine Ladeplan-Erstellungseinheit 107 ab.
Arbeitsweise
8 zeigt ein Beispiel des erstellten Histogramms der zeitlichen Verzögerung. Dabei zeigt 8(a) das Histogramm der zeitlichen Verzögerung, das für einen jeweiligen Nutzer erstellt ist, und 8(b) zeigt ein Diagramm eines Beispiels des Histogramms, das unter Kombination des Nutzers und des Wochentags erstellt ist.
Da die Tendenz des jeweiligen Elektrofahrzeug-Nutzers in 8(a) erfasst werden kann, können ein zulässiger Abschnitt unter Berücksichtigung der Tendenz des jeweiligen Nutzers und eine Wahrscheinlichkeitsverteilung in dem Abschnitt zum Zeitpunkt der Erstellung des Ladeplans genutzt werden.
Ferner kann in Kombination mit der Berücksichtigung des Wochentages, wie in 8(b) veranschaulicht, nicht nur die Tendenz des jeweiligen Nutzers, sondern auch die Tendenz des Nutzers für den jeweiligen Wochentag erfasst werden.
Die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 erstellt dann den Ladeplan unter Berücksichtigung der Unsicherheit unter Verwendung des erstellten Histogramms. Bei der Erstellung des Ladeplans kann die Monte-Carlo-Simulation auf der Basis der aus dem Histogramm ermittelten Wahrscheinlichkeitsverteilung zum Berechnen einer Zeitdifferenz der wahrscheinlichsten Häufigkeit verwendet werden, und es kann ein schlimmster Fall (z. B. im Fall der 8(a) eine geschätzte Verbindungszeit von +40 Minuten, eine geschätzte parallele Trennungszeit von –30 Minuten) angenommen werden.
Das vorstehend beschriebene Energiemanagementsystem 101a kann einen Fehler bei der Verbindungs- und parallelen Trennungszeit sowie der tatsächlichen Verbindungs- und parallelen Trennungszeit zum Zeitpunkt der Erstellung des Ladeplans unterdrücken, indem die Tendenzinformation für das jeweilige Elektrofahrzeug auf der Basis der akkumulierten vergangenen geschätzten Verbindungs- und parallelen Trennungszeit und der tatsächlichen Verbindungs- und parallelen Trennungszeit des Elektrofahrzeugs erstellt wird und der Ladeplan unter Verwendung der Elektrofahrzeug-Tendenzinformation erstellt wird.
Wirkungen
Außerdem besitzt das Energiemanagementsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Verbindungs- und parallele Trennungs-Ermittlungseinheit 105, die die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation ermittelt, die einen Verbindungszustand und einen parallelen Trennungszustand des Elektrofahrzeugs mit bzw. von einer Ladestation als elektrischer Energiezuführeinheit ermittelt, sowie die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110, die die Tendenz des Elektrofahrzeugs unter Verwendung von mindestens einer von einer Differenz zwischen der geschätzten Verbindungszeit und der tatsächlichen Verbindungszeit, wie diese durch die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation angezeigt wird, und einer Differenz zwischen der geschätzten parallelen Trennungszeit und der tatsächlichen parallelen Trennungszeit, wie diese durch die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation angezeigt wird, auswertet, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 den Ladeplan auf der Basis eines Auswertungsresultats in der Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 erstellt, so dass es möglich ist, die Unsicherheit der Reservierungsinformation zu berücksichtigen und den Fehler bei der Verbindungs- und parallelen Trennungszeit sowie der tatsächlichen Verbindungs- und parallelen Trennungszeit zum Zeitpunkt der Erstellung des Ladeplans zu unterdrücken.
Drittes Ausführungsbeispiel
9 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie in den 1 und 7 und 9 eine identische oder äquivalente Konfiguration betrifft, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt zusätzlich zu den bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine Straßensituation-Steuereinheit 111, die eine Straßensituation an einem aktuellen Ort eines Elektrofahrzeugs steuert, sowie eine Straßensituation-Ermittlungseinheit 112, die Information hinsichtlich der Straßensituation (Straßensituationsinformation) ermittelt.
Bei der Straßensituation-Steuereinheit 111 kann es sich jedoch um eine externe Funktion des Energiemanagementsystems 101b der vorliegenden Erfindung handeln. Darüber hinaus sind die grundlegende Arbeitsweise und dergleichen einer Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110a ähnlich wie bei der Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei lediglich die Verbindungen unterschiedlich sind.
Als erstes wird die Straßensituation-Steuereinheit 111 beschrieben. Der Straßeninformation-Steuereinheit 111 wird von einer Reservierungs-Steuereinheit 102 ermittelte Reservierungsinformation hinsichtlich einer Ladestation zugeführt, und die Straßensituation-Steuereinheit 111 steuert die Straßensituation, wie z. B. einen aktuellen Ort des reservierten Elektrofahrzeugs sowie einen Verkehrsstau auf einem Weg von dem aktuellen Ort zu der Ladestation, in Form von Straßensituationsinformation.
Als nächstes wird die Straßensituation-Ermittlungseinheit 112 beschrieben. Der Straßensituation-Ermittlungseinheit 112 wird die in der Straßensituation-Steuereinheit 111 gespeicherte Straßensituationsinformation des Elektrofahrzeugs zugeführt. Die Straßensituation-Ermittlungseinheit 112 gibt die Straßensituationsinformation dann an die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110a ab.
Die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110a erhält die Straßensituationsinformation des reservierten Elektrofahrzeugs von der Straßensituation-Ermittlungseinheit 112, sagt die Verbindungszeit des Elektrofahrzeugs voraus und korrigiert die von einer Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106 ermittelte geschätzte Verbindungszeit.
Insbesondere wird dann, wenn ein Verkehrsstau auf dem Weg zu der Ladestation auftritt, von der Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110a die Korrektur unter der Annahme ausgeführt, dass eine Tendenz zu einer Verzögerung gegenüber der geschätzten Verbindungszeit um eine vorbestimmte Zeit besteht.
Da jedoch die Vorhersage der Verbindungszeit ein ähnliches Verfahren wie ein Vorhersageverfahren für eine geschätzte Ankunftszeit eines vorhandenen Fahrzeugnavigationssystems verwendet, kann die Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110a die geschätzte Verbindungszeit des Elektrofahrzeugs direkt von dem in dem Elektrofahrzeug angebrachten Fahrzeugnavigationssystem empfangen.
Die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 erstellt dann den Ladeplan auf der Basis der in der Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110a erstellten Elektrofahrzeug-Tendenzinformation.
Das vorstehend beschriebene Energiemanagementsystem 101b kann einen Fehler bei der geschätzten Verbindungszeit und der tatsächlichen Verbindungszeit zum Zeitpunkt der Erstellung des Ladeplans unterdrücken, indem die Straßensituation zusätzlich zu der Tendenzinformation des jeweiligen Elektrofahrzeugs berücksichtigt wird, die auf der akkumulierten vergangenen geschätzten Verbindungs- und parallelen Trennungszeit sowie der tatsächlichen Verbindungs- und parallelen Trennungszeit des Elektrofahrzeugs basiert. Wenn ein Verkehrsstau aufgrund eines Unfalls oder einer Wetteränderung auftritt, ist es somit möglich, einen Ladeplan mit höherer Genauigkeit zu erstellen als bei einem Ladeplan, der unter Verwendung vergangener Elektrofahrzeug-Resultatwerte oder dergleichen erstellt wird.
Wirkungen
Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt das Energiemanagementsystem zusätzlich die Straßensituation-Ermittlungseinheit 112, die die Straßensituationsinformation ermittelt, die die Straßensituation um den aktuellen Ort des Elektrofahrzeugs herum anzeigt, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 den Ladeplan auf der Basis der Straßensituationsinformation erstellt, so dass sich selbst dann ein Ladeplan mit höherer Genauigkeit erstellen lässt, wenn ein Verkehrsstau aufgrund eines Unfalls oder einer Wetteränderung auftritt.
Viertes Ausführungsbeispiel
10 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie in 1 und 10 eine identische oder äquivalente Konfiguration betrifft, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101c gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt zusätzlich zu den bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine Ladecharakteristik-Steuereinheit 113, die eine Ladecharakteristik des jeweiligen Elektrofahrzeugs steuert, sowie eine Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit 114, die Information (Ladecharakteristikinformation) hinsichtlich der Ladecharakteristik einer Batterie eines jeweiligen Elektrofahrzeugs von der Ladecharakteristik-Steuereinheit 113 ermittelt.
Bei der Ladecharakteristik-Steuereinheit 113 kann es sich jedoch auch um eine externe Funktion des Energiemanagementsystems 101c der vorliegenden Erfindung handeln.
Als erstes wird die Ladecharakteristik-Steuereinheit 113 beschrieben. Die Batteriekapazität eines Elektrofahrzeugs wird mit zunehmender Wiederholung des Ladevorgangs geringer. Darüber hinaus unterscheidet sich die Ladeeffizienz (der Verlust) der Batterie in Abhängigkeit von der von einer Ladestation zugeführten elektrischen Energie. Aus diesem Grund steuert die Ladecharakteristik-Steuereinheit 113 die Batteriekapazität (aufladbare Kapazität) der Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs sowie die Ladecharakteristik, wie z. B. die Ladeeffizienz, als Ladecharakteristikinformation. Die Ladecharakteristikinformation wird von jedem Elektrofahrzeug ermittelt.
Als nächstes wird die Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit 114 beschrieben. Die Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit 114 ermittelt die in der Ladecharakteristik-Steuereinheit 113 akkumulierte Ladecharakteristikinformation bezüglich der Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs. Danach erstellt die Ladeplan-Erstellungseinheit 107a den Ladeplan, der die von der Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit 114 ermittelte Ladecharakteristik der Batterie des Elektrofahrzeugs zusätzlich zu der Reservierungsinformation, der Ladeanweisungsinformation und der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation bei dem ersten Ausführungsbeispiel berücksichtigt.
Insbesondere wird bei Erstellung des Ladeplans, bei dem die elektrischen Energiekosten unter Berücksichtigung der Ladeeffizienz minimiert werden, der Ladeplan derart erstellt, dass der Ladeverlust des jeweiligen Elektrofahrzeugs in Bezug auf die von der Ladestation zugeführte elektrische Energie mit 1 (k, i) vorgegeben wird, und zwar unter Änderung der Gleichung (1) des ersten Ausführungsbeispiels zur Gleichung (5) sowie Lösung eines Optimierungsproblems. Gleichung 5
Das vorstehend beschriebene Energiemanagementsystem 101c kann einen Ladeplan erstellen, bei dem der Verlust in Verbindung mit dem Ladevorgang des Elektrofahrzeugs unterdrückt ist, indem der Ladeplan unter Verwendung der Batterieladecharakteristik des Elektrofahrzeugs erstellt wird.
Wirkungen
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt das Energiemanagementsystem zusätzlich die Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit 114, die die aufladbare Kapazität des Elektrofahrzeugs sowie die Ladecharakteristikinformation hinsichtlich der Ladeeffizienz des Elektrofahrzeugs ermittelt, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 den Ladeplan auf der Basis der Ladecharakteristikinformation erstellt; auf diese Weise ist es möglich, einen Energieverbrauch aufgrund eines Ladeverlusts der Batterie zu unterdrücken sowie den Ladeplan in geeigneterer Weise für das Elektrofahrzeug zu erstellen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
11 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie in den 1 und 7 und 11 eine identische oder äquivalente Konfiguration betrifft, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101d gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt zusätzlich zu den bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine elektrische Energiemesseinheit 115, die den Energieverbrauch einer Anlage eines Verbrauchers misst, sowie eine elektrische Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116, die einen elektrischen Energiebedarf vorhersagt.
Jedoch kann es sich bei der Energiemesseinheit 115 und der Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116 auch um externe Funktionen des Energiemanagementsystems 101d des vorliegenden Ausführungsbeispiels handeln. Darüber hinaus sind die grundlegende Arbeitsweise und dergleichen einer Ladeplan-Erstellungseinheit 107b ähnlich wie bei der Ladeplan-Erstellungseinheit 107 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei nur die Verbindungen unterschiedlich sind.
Als erstes wird die elektrische Energiemesseinheit 115 beschrieben. Die Energiemesseinheit 115 misst den Energieverbrauch einer Gesamtanlage mit einer Ladestation innerhalb einer Zeitdauer Δt und speichert die Daten.
Als nächstes wird die elektrische Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116 beschrieben. Die Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116 sagt den zukünftigen elektrischen Energiebedarf auf der Basis des in der Energiemesseinheit 115 gespeicherten vergangenen Energieverbrauchs der Anlage voraus.
Insbesondere wird ein Histogramm des Energieverbrauchs während einer Periode Δs von x Stunden vor dem aktuellen Zeitpunkt t erstellt. Anschließend wird eine Ähnlichkeit mit einem Histogramm des Energieverbrauchs bis zu der vergangenen identischen Zeit in der Anlage berechnet, und es werden die Daten mit einer Ähnlichkeit ermittelt, die gleich einem oder größer als ein Schwellenwert th ist. Der elektrische Energiebedarf von dem aktuellen Zeitpunkt t bis zu dem nächsten Zeitpunkt t + Δt wird für jede Zeitdauer Δs aus den ermittelten Daten vorhergesagt.
Bei der Berechnung der Ähnlichkeit kann es sich um eine Quadratsumme der Residuen oder um einen Korrelationskoeffizienten handeln. Darüber hinaus können als vorhergesagter Wert des elektrischen Energiebedarfs Daten mit der höchsten Ähnlichkeit verwendet werden, oder es kann ein Durchschnittswert der Daten mit einer bestimmten Ähnlichkeit oder einer größeren Ähnlichkeit verwendet werden.
Zusätzlich zu der in einer Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit 110 erstellten Elektrofahrzeug-Tendenzinformation erstellt die Ladeplan-Erstellungseinheit 107b dann den Ladeplan, der den in der Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116 vorhergesagten elektrischen Energiebedarf der Anlage bis zu dem nächsten Zeitpunkt t + Δt berücksichtigt.
Insbesondere wird bei Erstellung eines Ladeplans, bei dem die elektrischen Energiekosten unter Berücksichtigung des elektrischen Energiebedarfs der Anlage minimiert sind, der Ladeplan unter Vorgabe des vorhergesagten elektrischen Energiebedarfs für die jeweilige Zeitdauer Δs mit F (i) erstellt, und zwar unter Änderung der Gleichung (2) zur Gleichung (6) sowie Lösung eines Optimierungsproblems. Gleichung 6
Das vorstehend beschriebene Energiemanagementsystem 101d kann den Ladeplan unter Berücksichtigung des elektrischen Energiebedarfs der die Ladestation beinhaltenden Gesamtanlage durch Vorhersagen des elektrischen Energiebedarfs der Anlage entwerfen. Dies ermöglicht eine Minimierung der elektrischen Energiekosten sowie ein Ausgleichen des elektrischen Energiebedarfs der die Ladestation beinhaltenden Gesamtanlage.
Wirkungen
Bei dem Energiemanagementsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sagt die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 den elektrischen Energiebedarf der die Ladestation beinhaltenden Gesamtanlage als elektrischer Energiezuführeinheit voraus und erstellt den Ladeplan, so dass es möglich ist, den Ladeplan unter Berücksichtigung des elektrischen Energiebedarfs der die Ladestation beinhaltenden Gesamtanlage zu entwerfen.
Sechstes Ausführungsbeispiel
12 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen wie in den 1, 7 und 11 verwendet werden und 12 eine identische oder äquivalente Konfiguration betrifft, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101e gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt zusätzlich zu den bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine Resultat-Steuereinheit 117, die eine aktuelle Situation einem Operator bzw. einem Betreiber des Energiemanagementsystems 101e anzeigt. Darüber hinaus sind die grundlegende Arbeitsweise und dergleichen einer Ladesteuerung 108a ähnlich wie bei der Ladesteuerung 108 des fünften Ausführungsbeispiels, wobei nur die Verbindungen unterschiedlich sind.
Als erstes wird die Resultat-Steuereinheit 117 beschrieben. Die Resultat-Steuereinheit 117 ermittelt Daten, die in einer Verbindungs- und parallelen Trennungs-Ermittlungseinheit 105, einer Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit 106 und einer Energiemesseinheit 115 gespeichert sind, und steuert die Daten derart, dass der Operator des Energiemanagementsystems 101e den Energieverbrauch in der Vergangenheit, die Verbindungs- und parallele Trennungszeit eines Elektrofahrzeugs, Reservierungsinformation und dergleichen überprüfen kann.
Auf der Basis von Information, die über die Resultat-Steuereinheit 117 überprüft wird, kann der Operator ferner eine Kooperationsaufforderung für eine Reservierungsänderung an einen Nutzer des Elektrofahrzeugs vornehmen, für das eine Reservierung durch eine Reservierungs-Steuereinheit 102 besteht, um auf diese Weise die Verbindungszeit und die parallele Trennungszeit nach vorn oder nach hinten zu verschieben.
Dabei kann die Kooperationsaufforderung direkt durch den Operator an den Nutzer des Elektrofahrzeugs erfolgen, oder es kann ein System verwendet werden, bei dem eine operatorseitige Konfiguration dahingehend erfolgt, in welchem Umfang die Aufforderung zu befolgen ist und bei dem die Kooperationsaufforderung an den Nutzer des Elektrofahrzeugs automatisch erfolgt.
Wenn jedoch der Nutzer durch das Akzeptieren der Kooperationsaufforderung keinen Vorteil hat, wird davon ausgegangen, dass der Nutzer die Aufforderung ablehnt. Aus diesem Grund erhält einen Nutzer, der die Aufforderung akzeptiert, einen Belohnungspunkt. Bei dem Belohnungspunkt kann es sich um einen solchen Punkt, wie etwa einen Öko-Punkt handeln, jedoch muss es sich nicht notwendigerweise um Geld oder ein geldwertes Äquivalent handeln.
Als nächstes wird die Ladesteuerung 108a beschrieben. Die Ladesteuerung 108a gestattet dem Operator eine direkte, situationsabhängige Ausführung der Ladesteuerung zusätzlich zu einer Ausführung der Ladesteuerung des Elektrofahrzeugs auf der Basis eines in einer Ladeplan-Erstellungseinheit 107 erstellten Ladeplans.
Das vorstehend beschriebene Energiemanagementsystem 101e kann den Energieverbrauch einstellen, da der Operator die Ladesteuerung direkt vornehmen kann oder eine Aufforderung für eine Reservierungsänderung an den Nutzer des Elektrofahrzeugs abgeben kann, und zwar selbst dann, wenn der erstellte Ladeplan von der tatsächlichen Situation abweicht.
Selbst wenn eine Differenz zwischen dem Energieverbrauch gemäß dem erstellten Ladeplan und dem tatsächlichen Energieverbrauch größer wird, ist es somit möglich, den Energieverbrauch einzustellen, die elektrischen Energiekosten zu minimieren, den elektrischen Energiebedarf auszugleichen sowie auf die angeforderte Reduzierung des Energieverbrauchs in flexibler Weise zu reagieren.
Wirkungen
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Energiemanagementsystem zusätzlich die Resultat-Steuereinheit 117, die zumindest die Reservierungsinformation, die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation sowie den elektrischen Energiebedarf einer Gesamtanlage steuert, und da die Ladeplan-Erstellungseinheit 107 den Ladeplan in Abhängigkeit von der Aufforderung von der Resultat-Steuereinheit 117 ändert und eine Einstellung des Energieverbrauchs ermöglicht, lässt sich ein Ladeplan erstellen, mit dem sich eine Minimierung der elektrischen Energiekosten sowie eine gleichmäßige Ausführung des elektrischen Energiebedarfs erzielen lassen.
Da eine Einstellung des Energieverbrauchs durch die Resultat-Steuereinheit 117 möglich wird, die die Ladesteuerung ausführt und eine Aufforderung für eine Reservierungsänderung an den Nutzer des Elektrofahrzeugs richtet, lassen sich nicht nur eine Minimierung der elektrischen Energiekosten und ein Ausgleich des elektrischen Energiebedarfs, sondern auch ein flexibles Ansprechen auf die Energieverbrauch-Reduzierungsaufforderung von einer kommunalen Einrichtung erzielen.
Siebtes Ausführungsbeispiel
17 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen wie in den 1, 7, und 11 verwendet werden und 17 eine identische oder äquivalente Konfiguration darstellt, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101f gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt zusätzlich zu den bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine Ladeplan-Modifizierungseinheit 118, die einen Ladeplan modifiziert, der anhand des von einer elektrischen Energiemesseinheit 115 ermittelten Energieverbrauchs einer Gesamteinrichtung und eines von einer Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116 ermittelten vorhergesagten Werts eines elektrischen Energiebedarfs erstellt wird.
Es wird nun die Ladeplan-Modifizierungseinheit 118 beschrieben. Die Ladeplan-Modifizierungseinheit 118 modifiziert den Ladeplan unter Vergleichen eines Ergebniswerts des Energieverbrauchs der Gesamtanlage mit dem vorhergesagten Wert des elektrischen Energiebedarfs während einer Zeitdauer Δs (von dem Zeitpunkt t + Δs × (i – 1) bis zu dem Zeitpunkt t + Δs × i).
18 zeigt ein Beispiel einer Korrektur des vorhergesagten Werts des elektrischen Energiebedarfs auf der Basis des Energieverbrauchs. Dabei ist entlang einer vertikalen Achse der Energieverbrauch der Gesamtanlage aufgetragen, und entlang der horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen.
Als erstes wird die Zeitdauer Δs in eine Zeitdauer Δs' (Zeitdauer Δs > Zeitdauer Δs') weiter unterteilt, und der resultierende Wert des Energieverbrauchs für jede Zeitdauer Δs' wird von der elektrischen Energiemesseinheit 115 ermittelt.
Als nächstes wird ein Fehler des resultierenden Werts mit dem vorhergesagten Wert des elektrischen Energiebedarfs verteilt auf die Zeitdauer Δs' berechnet. Der berechnete Fehler wird dann dem vorhergesagten Wert des elektrischen Energiebedarfs der Restzeit zugeordnet, um den vorhergesagten Wert zu korrigieren. Ein Verfahren zum Zuordnen des vorhergesagten Werts kann jedoch gleich einer Zuordnung anhand der restlichen Zeit (18) sein, oder die Zuordnung kann derart erfolgen, dass die zugeordnete Größe mit dem Verstreichen der Zeit geringer wird.
Schließlich wird der Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis des vorhergesagten Werts des korrigierten elektrischen Energiebedarfs modifiziert.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Energiemanagementsystem 101f kann selbst dann, wenn der vorhergesagte Wert des elektrischen Energiebedarfs von dem resultierenden Wert des Energieverbrauchs verschieden ist, eine Minimierung der elektrischen Energiekosten der Gesamtanlage sowie ein ausgeglichener elektrischer Energiebedarf in akkurater Weise erzielt werden, da der Energieverbrauch während der Zeitdauer Δs durch Berechnen des Fehlers anhand des resultierenden Werts in feinen Perioden sowie Modifizieren des Ladeplans eingestellt werden kann.
Wirkungen
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Energiemanagementsystem ferner die Ladeplan-Modifizierungseinheit 118, die den Ladeplan modifiziert, der aus dem von der elektrischen Energiemesseinheit 115 ermittelten Energieverbrauch der Gesamtanlage sowie dem von der Energiebedarf-Vorhersageeinheit 116 ermittelten vorhergesagten Wert des elektrischen Energiebedarfs erstellt wird, und da die Ladeplan-Modifizierungseinheit 118 den Energieverbrauch durch Korrigieren des vorhergesagten Wert anhand einer Differenz zwischen dem vorhergesagten Wert des elektrischen Energiebedarfs und dem tatsächlichen Energieverbrauch sowie Modifizierung des Ladeplans einstellen kann, können eine Minimierung der elektrischen Energiekosten der Gesamtanlage und ein exaktes Ausgleichen des elektrischen Energiebedarfs erzielt werden.
Achtes Ausführungsbeispiel
19 zeigt eine Konfigurationsdarstellung eines Energiemanagementsystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Da die gleichen Bezugszeichen wie in den 1, 7, 11 und 12 verwendet werden und 19 eine identische oder äquivalente Konfiguration betrifft, entfällt eine erneute Beschreibung.
Ein Energiemanagementsystem 101g gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt zusätzlich zu den bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten eine Prioritäts-Eingabeeinheit 119, mit der eingegeben wird, ob dem Aufladen eines Elektrofahrzeugs Vorrang gegeben wird oder einer Reduzierung (Ausgleichen und ”Abschneiden” der Spitzen) des Energieverbrauchs einer Gesamtanlage Vorrang gegeben wird, wenn eine Ladeplan-Erstellungseinheit 107c einen Ladeplan erstellt. Jedoch kann es sich bei der Prioritäts-Eingabeeinheit 119 auch um eine externe Funktion des Energiemanagementsystems 101g der vorliegenden Erfindung handeln.
Es wird nun die Prioritäts-Eingabeeinheit 119 beschrieben. Die Prioritäts-Eingabeeinheit 119 besitzt einen Eingabeschirm zum Spezifizieren einer Priorität durch einen Operator, und sie gestattet dem Operator eine Spezifizierung dahingehend, ob die Erstellung des Ladeplans mit Priorität auf das Aufladen des Elektrofahrzeugs erfolgen soll oder die Erstellung des Ladeplans mit Priorität auf eine Reduzierung (Ausgleichen und Abschneiden der Spitzen) des Energieverbrauchs der Gesamtanlage erfolgen soll.
Anschließend übermittelt die Prioritäts-Eingabeeinheit 119 die Information hinsichtlich der von dem Operator spezifizierten Priorität an die Ladeplan-Erstellungseinheit 107c. Ein Vorgabeverfahren für die Priorität kann hierbei eine identische Vorgabe der Priorität über die gesamte Zeit sein, oder es ist eine Vorgabe für jede einzelne Zeitdauer Δs möglich.
Weiterhin erstellt die Ladeplan-Erstellungseinheit 107c den Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der vorgegebenen Priorität.
Da bei dem Energiemanagementsystem 101g gemäß dem Ausführungsbeispiel die Priorität zum Zeitpunkt der Ladeplanerstellung vorgegeben werden kann, werden die Erstellung des Ladeplans nach Maßgabe einer Energieverbrauch-Reduzierungsaufforderung sowie die Erstellung des Ladeplans in einer Weise möglich, die ein sicheres Erreichen der erforderlichen Lademenge bis zum Zeitpunkt der parallelen Trennung des Elektrofahrzeugs zulässt, und es kann eine Ladesteuerung in Abhängigkeit von einer Zielsetzung der jeweiligen Anlage erzielt werden.
Wirkungen
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Energiemanagementsystem ferner die Prioritäts-Eingabeeinheit für die Eingabe, ob dem Aufladen des Elektrofahrzeugs Vorrang gegeben wird oder einer Reduzierung (Ausgleichen und Abschneiden der Spitzen) des Energieverbrauchs der Gesamtanlage bei der Erstellung des Ladeplans Vorrang gegeben wird, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit 107c den Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der Priorität erstellt, so dass es möglich wird, den Ladeplan in Abhängigkeit von der Energieverbrauch-Reduzierungsaufforderung zu erstellen sowie den Ladeplan in einer derartigen Weise erstellen, dass die erforderliche Lademenge bis zu dem Zeitpunkt der parallelen Trennung des Elektrofahrzeugs sicher erzielt werden kann, wobei es ferner möglich ist, die Ladesteuerung in Abhängigkeit von einer Zielsetzung für die jeweilige Anlage zu erzielen.
Es sei erwähnt, dass bei der vorliegenden Erfindung eine freie Kombination der jeweiligen Ausführungsbeispiele oder eine Modifizierung von beliebigen Komponenten der jeweiligen Ausführungsbeispiele oder eine Weglassung von beliebigen Komponenten bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen im Umfang der Erfindung möglich sind.
Die vorliegende Erfindung ist ausführlich beschrieben worden, jedoch soll die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten lediglich der Erläuterung dienen und die vorliegende Erfindung nicht auf diese eingeschränkt werden. Ferner versteht es sich, dass zahllose, nicht dargestellte Variationen ins Auge gefasst werden können, ohne dass man den Umfang der vorliegenden Erfindung verlässt.
Bezugszeichenliste

101: Energiemanagementsystem
101a: Energiemanagementsystem
101b: Energiemanagementsystem
101c: Energiemanagementsystem
101d: Energiemanagementsystem
101e: Energiemanagementsystem
101f: Energiemanagementsystem
101g: Energiemanagementsystem
102: Reservierungs-Steuereinheit
103: Verbindungs- und parallele Trennungs-Steuereinheit
104: Ladeanweisungs-Ermittlungseinheit
105: Verbindungs- und parallele Trennungs-Ermittlungseinheit
106: Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit
107: Ladeplan-Erstellungseinheit,
107a: Ladeplan-Erstellungseinheit
107b: Ladeplan-Erstellungseinheit
107c: Ladeplan-Erstellungseinheit
108: Ladesteuerung
108a: Ladesteuerung
109: Elektrofahrzeug-Resultatsteuereinheit
110,: Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit
110a: Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit
111: Straßensituation-Steuereinheit
112: Straßensituation-Ermittlungseinheit
113: Ladecharakteristik-Steuereinheit
114: Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit
115: Energiemesseinheit
116: Energiebedarf-Vorhersageeinheit
117: Resultat-Steuereinheit
118: Ladeplan-Modifizierungseinheit
119: Prioritäts-Eingabeeinheit

Claims

Energiemanagementsystem, das Folgendes aufweist: eine Energiezuführeinheit, die einem Elektrofahrzeug elektrische Energie zuführt; eine Reservierungsinformation-Ermittlungseinheit (106), die Reservierungsinformation über die elektrische Energieaufnahme für das Elektrofahrzeug in der Energiezuführeinheit ermittelt, bevor das Elektrofahrzeug an der Energiezuführeinheit ankommt; eine Ladeplan-Erstellungseinheit (107) die einen elektrischen Energiebedarf in der Energiezuführeinheit vorhersagt und einen Ladeplan für das Elektrofahrzeug auf der Basis der Reservierungsinformation erstellt; und eine Ladesteuerung (108), die die elektrische Energiezufuhr für das Elektrofahrzeug in der Energiezuführeinheit auf der Basis des Ladeplans steuert.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Reservierungsinformation zumindest eine geschätzte Verbindungszeit des Elektrofahrzeugs mit der Energiezuführeinheit sowie eine geschätzte parallele Trennungszeit von der Energiezuführeinheit beinhaltet.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 2, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107) den Ladeplan auf der Basis einer zulässigen geschätzten Verbindungszeit, die von der geschätzten Verbindungszeit um eine vorbestimmte Zeit versetzt ist, sowie auf der Basis einer zulässigen geschätzten parallelen Trennungszeit, die von der geschätzten parallelen Trennungszeit um eine vorbestimmte Zeit versetzt ist, erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 2, das weiterhin Folgendes aufweist: eine Verbindungs- und parallele Trennungs-Ermittlungseinheit (103), die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation ermittelt, die einen Verbindungszustand und einen parallelen Trennungszustand des Elektrofahrzeugs mit bzw. von der Energiezuführeinheit angibt; und eine Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit (110), die eine Tendenz des Elektrofahrzeugs auswertet unter Verwendung von mindestens einer von einer Differenz zwischen der geschätzten Verbindungszeit und der tatsächlichen Verbindungszeit, die von der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation angegeben wird, sowie einer Differenz zwischen der geschätzten parallelen Trennungszeit und der tatsächlichen parallelen Trennungszeit, die von der Verbindungs- und parallelen Trennungsinformation angegeben wird, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107) den Ladeplan auf der Basis eines Auswertungsresultats in der Elektrofahrzeug-Tendenzauswertungseinheit (110) erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 4, das weiterhin Folgendes aufweist: eine Straßensituation-Ermittlungseinheit (112), die Straßensituationsinformation ermittelt, die eine Straßensituation um einen aktuellen Ort des Elektrofahrzeugs herum angibt, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107) den Ladeplan auf der Basis der Straßensituationsinformation erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 1, das weiterhin Folgendes aufweist: eine Ladecharakteristik-Ermittlungseinheit (114), die eine aufladbare Kapazität des Elektrofahrzeugs sowie Ladecharakteristik-Information hinsichtlich einer Ladeeffizienz des Elektrofahrzeugs ermittelt, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107a) den Ladeplan auf der Basis der Ladecharakteristik-Information erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 4, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107b) einen elektrischen Energiebedarf einer Gesamtanlage vorhersagt, die die Energiezuführeinheit beinhaltet und den Ladeplan erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 7, das weiterhin Folgendes aufweist: eine Resultat-Steuereinheit (117), die zumindest die Reservierungsinformation, die Verbindungs- und parallele Trennungsinformation sowie den elektrischen Energiebedarf der Gesamtanlage steuert, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107b) den Ladeplan nach Maßgabe einer Aufforderung von der Resultat-Steuereinheit (117) ändert.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 2, wobei die Reservierungsinformation weiterhin eine sicherzustellende Mindest-Lademenge des Elektrofahrzeugs beinhaltet, und wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107) den Ladeplan derart erstellt, dass das Elektrofahrzeug als außerhalb eines Steuerumfangs befindlich geladen wird, bis eine Lademenge des Elektrofahrzeugs die sicherzustellende Mindest-Lademenge erreicht.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 2, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107) den Ladeplan unter Einbeziehung einer Steuerung von negativer elektrischer Ladeenergie erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 2, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107) den Ladeplan derart erstellt, dass alle mit der Energiezuführeinheit verbundenen Elektrofahrzeuge auf eine von einer positiven elektrischen Ladeenergie und einer negativen elektrischen Ladeenergie gesteuert werden.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 2, das weiterhin eine Ladeplan-Modifizierungseinheit (118) aufweist, die den Ladeplan auf der Basis einer Differenz zwischen einem vorhergesagten Wert des elektrischen Energiebedarfs in der Energiezuführeinheit und einem neuesten Ergebniswert des elektrischen Energiebedarfs in der Energiezuführeinheit modifiziert.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 4, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107b) den elektrischen Energiebedarf einer Gesamtanlage vorhersagt, die die Energiezuführeinheit beinhaltet, und den Ladeplan derart erstellt, dass der Energieverbrauch der Gesamtanlage innerhalb eines Steuerbereichs liegt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 7, das weiterhin eine Prioritäts-Eingabeeinheit (119) aufweist, die eine Priorität vorgibt, gemäß der entweder das Aufladen des Elektrofahrzeugs oder eine Reduzierung des Energieverbrauchs der Gesamtanlage in dem Ladeplan Vorrang erhält, wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107b) den Ladeplan auf der Basis der Priorität erstellt.
Energiemanagementsystem nach Anspruch 14, wobei die Priorität für die jeweilige Zeitdauer vorgegeben werden kann, für die entweder das Aufladen des Elektrofahrzeugs oder die Reduzierung des Energieverbrauchs der Gesamtanlage Priorität erhält, und wobei die Ladeplan-Erstellungseinheit (107b) den Ladeplan auf der Basis der für die jeweilige Zeitdauer vorgegebenen Priorität erstellt.