FI12994Y1 - Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building - Google Patents

Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building Download PDF

Info

Publication number
FI12994Y1
FI12994Y1 FIU20200112U FIU20200112U FI12994Y1 FI 12994 Y1 FI12994 Y1 FI 12994Y1 FI U20200112 U FIU20200112 U FI U20200112U FI U20200112 U FIU20200112 U FI U20200112U FI 12994 Y1 FI12994 Y1 FI 12994Y1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
load
equipment
ievcc
control
load control
Prior art date
Application number
FIU20200112U
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Inventor
Janne Matti Raatikainen
Original Assignee
Janne Matti Raatikainen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Janne Matti Raatikainen filed Critical Janne Matti Raatikainen
Priority to FIU20200112U priority Critical patent/FI12994Y1/en
Publication of FI12994Y1 publication Critical patent/FI12994Y1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/63Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/64Optimising energy costs, e.g. responding to electricity rates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

1. Utrustning för att mäta och styra elektrisk belastning i realtid, vilken utrustning åtminstone omfattar öppningsbara mätslingor för att mäta elektrisk ström och prestationsduglig mikroprocessorteknik, kännetecknad av att den omfattar: a) en för en S0-puls ljuskänslig ljusgivare och dess avläsning (22) för att avläsa en belastningsindikation som en elmätare genererar i enlighet med standarden DIN 43864, b) en programanordning (10, 29) och programmässiga redskap för belastningsstyrning för att bilda funktionaliteten som utrustningen genererar, c) en radiosändare och en mottagare (16) för att sända och ta emot mätningsuppgifter via en radioväg, d) en inbördes kopplad radioförbindelse (17) av iEVCC-anordningar för att separera olika utrustningar vid deras funktion inom samma täckningsområde av radiovägen, e) belastningsstyrningsreläer K1 (13), K2 (14) och/eller K3 (15) för att ansluta de styrda belastningarna till utrustningen, f) generering av en S0-puls och en CP-signal (23) för att styra laddningsanordningar i enlighet med standarderna DIN 43864 och SAE J1772, g) en programmässig minnesanordning (12, 29) för att lagra och kontrollera mätningsuppgifter och belastningsstyrningssituationer, h) WLAN-förbindelseanordningar (24) för att förmedla information utanför iEVCC:s anordning dubbelriktat mellan kända tjänster inom digitala medier och tjänster som finns på ett offentligt nät eller på WWW-nätet.Equipment for measuring and controlling electrical load in real time, which equipment comprises at least openable measuring loops for measuring electric current and high-performance microprocessor technology, characterized in that it comprises: a) an S0-pulse photosensitive light sensor and its reading (22) to read a load indication generated by an electricity meter in accordance with standard DIN 43864, b) a program device (10, 29) and programmable load control tools to generate the functionality generated by the equipment, c) a radio transmitter and a receiver (16) transmitting and receiving measurement data via a radio path, d) an interconnected radio connection (17) of iEVCC devices to separate different equipment in their function within the same coverage area of the radio path, e) load control relays K1 (13), K2 (14) and / or K3 (15) to connect the controlled loads to the equipment, f) generating an SO pulse and a CP signal (23) to connect g) charging devices in accordance with standards DIN 43864 and SAE J1772, g) a programmable memory device (12, 29) for storing and controlling measurement data and load control situations, h) WLAN connectors (24) for transmitting information outside the iEVCC device bidirectionally known services in digital media and services available on a public network or on the WWW network.

Description

LAITTEISTO SÄHKÖKÄYTTÖISTEN AJONEUVOJEN LATAAMISEN JA KIINTEISTÖNHARDWARE FOR CHARGING AND BUILDING ELECTRIC VEHICLES

MUUN SÄHKÖKUORMAN HALLITSEMISEKSI SEKÄ OHJAAMISEKSI — KEKSINNÖN KOHDE Keksinnön kohteena on laitteisto sähkökäyttöisten ajoneuvojen latauksen ja muun sähkökuorman hallitsemiseksi sekä ohjaamiseksi. Erityisesti keksinnön kohteena on laitteisto, joka käyttää radioyhteyttä mittauspään ja kuormanohjauksien välillä. Keksinnön — mukaisen laitteiston käyttöympäristö sähkökuormien hallitsemiseksi ovat kiinteistöt kuten omakotitalo, kerrostalo ja rivitalo. Keksinnön mukaisesti laitteisto ohjaa kokonaisvaltaisesti sähköisiä kuormia siten, ettei kiinteistön tai huoneiston maksimi kulutuskapasiteettia ylitetä. — TEKNIIKAN TASO Kiinteistön maksimi kulutuskapasiteetti määräytyy sähköjakeluverkon ja sähkönkuluttajan sopimuksella, joka teknisesti toteutetaan käyttämällä kiinteistössä sovitun kokoisia sähkösulakkeita. Suomessa tyypillinen omakotitalon tai rivitalon huoneistokohtainen — sähköliittymä on toteutettu 230/400 ACV vaihtovirtajännitteellä ja 25A sulakkeilla. Siten maksimi liityntäteho on 17 250W. Sähköjakelunverkon omistaja voi luonnollisesti tuottaa suurempia tehoja kuluttajille, mutta sähköliittymän kiinteät kuukausikustannukset nousevat merkittävästi. Toisaalta ei ole — mielekästä mitoittaa kapasiteettia vain huippukuormien mukaan, varsinkin kun kuluttajat ’ voivat valita älykkään kuormanohjauksen tinkimättä asumismukavuudesta ja 3 turvallisuudesta. Nn ? Omakotitaloissa, varsinkin suorasähkölämmitteissä, on jo tunnetusti vuosia ollut käytössä N 30 — yksinkertainen kuormanohjaus esimerkiksi sähkökiukaan ja lämmityksen tai z vedenlämmittimen kesken. Sen käyttö on mielekästä silloin kun kyse on vain kahden eri N sähkölaitteen kuormanjaosta välittämättä muusta kuormaympäristöstä.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to an apparatus for controlling and controlling the charging of electric vehicles and other electrical loads. In particular, the invention relates to an apparatus using a radio connection between a measuring head and load controls. The operating environment of the apparatus according to the invention for controlling electrical loads is real estate such as a detached house, an apartment building and a terraced house. According to the invention, the equipment comprehensively controls the electrical loads so that the maximum consumption capacity of the property or apartment is not exceeded. - PRIOR ART The maximum consumption capacity of a property is determined by an agreement between the electricity distribution network and the electricity consumer, which is technically implemented by using electrical fuses of the agreed size in the property. In Finland, a typical detached house or terraced house-specific electrical connection is implemented with 230/400 ACV AC voltage and 25A fuses. Thus, the maximum connection power is 17,250W. The owner of the electricity distribution network can, of course, generate more power for consumers, but the fixed monthly cost of the electricity connection will increase significantly. On the other hand, it is not - it makes sense to dimension capacity only according to peak loads, especially when consumers ’can opt for intelligent load control without compromising on living comfort and 3 safety. Nn? It has been known for years that detached houses, especially direct electric heaters, have been using N 30 - simple load control between, for example, an electric heater and a heating or z water heater. Its use makes sense when it comes to load sharing between just two different N electrical devices, regardless of the rest of the load environment.

S O Ladattavien sähkökäyttöisten ajoneuvojen yleistyessä on ilmennyt merkittäviä > 35 — kapasiteettihaasteita paikallisesti. Taloyhtiöiden ja omakotitalojen omistajien on mietittävä miten hallita sähköisiä kuormia, jottei koko taloyhtiön, huoneiston ja omakotitalon pääsulake laukea sekä aiheuta sähkökatkosta.S O With the proliferation of rechargeable electric vehicles, significant> 35 capacity challenges have emerged locally. Condominiums and homeowners need to think about how to manage electrical loads so that the main fuse of the entire housing association, apartment and detached house does not trip and cause a power failure.

Tyypillinen ratkaisu on rajoittaa tai jopa kieltää taloyhtiöissä sähköauton lataaminen varsinkin suuremmalla tunnetulla 11 000W lataustehokapasiteetilla. Toinen vaihtoehto on alkaa uusia kiinteistön sekä ulkoisen, että sisäisen sähköverkon kaapelointia.A typical solution is to restrict or even prohibit the charging of electric cars in housing associations, especially with a higher known charging power capacity of 11,000W. Another option is to start new cabling of both external and internal power to the property.

Kumpikaan edellisistä asian käsittelytavoista ei ole hyvä. Asukkaiden kesken syntyy jopa eripuraa ja kustannuksia, joille ei välttämättä lainkaan ole halukkaita maksajia. Omakotitalossa tilanne on yksinkertaisempi, koska omistaja voi omalla päätöksellään tehdä miten haluaa. Kumminkin sähköverkon lisäkapasiteetin rakentaminen on kallista.Neither of the previous approaches is good. There are even differences and costs between residents, for which there may not be willing payers at all. In a detached house, the situation is simpler, because the owner can make as he wishes. Building additional capacity on both networks is expensive.

Pahimmillaan piha-alueita joudutaan kaivamaan auki.At worst, yard areas have to be dug open.

Erilaisia teknisiä laitteita sähkökuorman ohjaamiseksi on runsaasti. Mutta ne ovat joko teollisuuskäyttöön tarkoitettuja suuria ja kalliita järjestelmiä tai eivät muodosta keksinnön kohteena olevaa toiminnallisesti kokonaista laitetta. Ne eivät käytä radioyhteyttä — mittauspään ja kuormanohjauksen välillä, kuten keksinnön kohteena oleva laite tekee. On myös tunnettuja järjestelmiä esimerkiksi lohkolämmitin pistorasioiden kapasiteetin ohjaukseen tai älypistorasioita latauksen ohjaukseen useamman sähkökäyttöisen ajoneuvon lataukseen ja kuormanohjaukseen.There are many different technical devices for controlling the electrical load. But they are either large and expensive systems for industrial use or do not form a functionally complete device according to the invention. They do not use a radio connection - between the measuring head and the load control, as the device according to the invention does. There are also known systems, for example a block heater for controlling the capacity of sockets or smart sockets for controlling charging for charging and load control of several electric vehicles.

— Tämä onkin tuonut esiin selkeän tarpeen kehittää tunnettuja ratkaisuja edullisemman, taloyhtiölle ja omakotitaloille sopivan kuormien ohjaukseen. Myös erilaisten kaivuutöiden välttäminen maakaapeleiden tai ohjauskaapeleiden asentamiseksi, on erittäin keskeistä asiassa. Älykkäällä kuormanohjauksella vältetään nämä haitat sekä myös säästetään sähköliittymän kuukausikustannuksissa. Voidaan myös todeta sähköverkon osalta, koskien — jakeluverkkoa, asian tuleva edullisemmaksi, kun se voidaan mitoittaa hallitun _ sähkökuorman perusteella, eikä vain huippukuormien mukaan.- This has highlighted the clear need to develop known solutions for cheaper load control suitable for housing companies and detached houses. Also, avoiding different types of excavation work to install underground cables or control cables is very important in this matter. Intelligent load control avoids these disadvantages and also saves on the monthly cost of the electricity connection. With regard to the electricity network, it can also be said that the distribution network will be more advantageous when it can be dimensioned on the basis of a controlled electricity load, and not only on the basis of peak loads.

S NnS Nn

T KEKSINNÖN TARKOITUS N 30 z Keksinnön mukaisen laitteiston käyttötarkoituksena on hallita yhtä tai useampaa N sähkökuormaa älykkäästi taloyhtiössä ja omakotitalossa, ”kuormaympäristössä”.PURPOSE OF THE INVENTION N 30 z The purpose of the apparatus according to the invention is to intelligently control one or more N electrical loads in a housing association and a detached house, in a “load environment”.

S Keksinnön mukaista laitteistoa on jo koekäytetty menestyksellisesti.S The apparatus according to the invention has already been tested successfully.

O Kuormaympäristössä hallitaan tyypillisesti: sähkökäyttöisen ajoneuvon latausta, > 35 — sähkösaunaa, käyttövedenlämmitintä ja esimerkiksi suoraa sähkölämmitystä. Kuormien hallinta on reaaliaikaista, tarkkaa ja edullista.O The load environment is typically controlled by: electric vehicle charging,> 35 - electric sauna, domestic hot water heater and, for example, direct electric heating. Load management is real-time, accurate and cost-effective.

LAITTEISTON TUNNUSMERKIT Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, että kuormanohjaus käsittää: e mittauspisteessä kolmivaiheisen sähkönsyötön rinnalle kytkettävät virranmittaussensorit ja reaaliaikaisen sähkövirran mittauksen, e tunnetun DIN 43864 sähkömittarin SO-pulssin mittauksen (optinen luku), e mittaustuloksen välittömän muokkauksen ja jalostetun tiedon lähettämisen tunnetulla radioyhteydellä keksinnön mukaisen laitteiston vastaanottimelle, jossa mittaustulos keksinnön mukaisesti vastaanotetaan ja analysoidaan, e sekä tehdään kuormanohjaukset perustuen sekä laitteiston mittaustuloksiin ja ennalta aseteltuihin käyttöprofiilien kynnysarvoihin, e SO-pulssin replikoinnin ja tunnetun SAE J1772 CP-signaalin generoinnin noin enintään viiden sekunnin viiveellä mittauksesta, e laitteiston tuottaen sovellusohjelmineen tilasto-, diagnostiikka ja ohjaustietoa, sekä e laitteiston monitoreille ja keksinnön tarpeisiin kehitetylle älypuhelinsovellukselle. Kuormanohjaus perustuu keksinnön mukaisen laitteiston käytössä olevien käyttäjän — asettamien raja-arvojen mukaiseen sähkökuorman hallintaprofiiliin. Päättelyn tuloksena laitteisto ohjaa älykkäästi sähkökuormia pois ja päälle. Hallintaprofiili on ohjelmistonlaitteen käyttämä ohjeistus. Ohjelmistolaite tuottaa neljä asiaa: _ - ohjataan kaikkia kolmea kuormaa esimerkiksi siten, etta:CHARACTERISTICS OF THE EQUIPMENT The apparatus according to the invention is characterized in that the load control comprises: e current measuring sensors e receiving a pulse replication and generating a known SAE J1772 CP signal with a delay of up to five seconds from the measurement, e statistical, diagnostic and control information, and e for hardware monitors and a smartphone application developed for the needs of the invention. The load control is based on the electric load management profile according to the user-set limit values used by the apparatus according to the invention. As a result of the reasoning, the equipment intelligently controls the electrical loads off and on. A management profile is a set of instructions used by a software device. The software device produces four things: _ - controls all three loads, for example, by:

S N a. kuormat ohjataan pois, kun sähköliittymän kokonaiskuorma on T i.sähköisen ajoneuvon lataus: 95%, tai yli mahdollisesta N 30 ii.sähkökiuas: 85%, tai yli mahdollisesta z iii. käyttövedenlämmitin: 75%, tai yli mahdollisestaS N a. Loads are diverted when the total load on the electrical interface is T i.electric vehicle charge: 95%, or more than possible N 30 ii.electric heater: 85%, or more than possible z iii. hot water heater: 75%, or more than possible

N S b. kuorma ohjataan vuoroaikaisesti vaihtelemaan, kun kokonaiskuorma on S i.sähköisen ajoneuvon lataus: 95%, tai yli mahdollisesta 5 35 ii.sähkökiuas ja käyttövedenlämmitin vuorottelevat kun: 85%, tai yli mahdollisesta c. ohjataan vain sähköisen ajoneuvon latausta, kun latauskuorma on 95%, tai yli kokonaiskuormasta, mutta ei ohjata sähkökiuasta tai käyttövedenlämmitintä d. laitteisto vain mittaa ja esittää sähkökuorman määrän käyttäjälle, mutta mitään kuormanohjausta ei tehdä Edellisten ohjelmistolaitteen toiminnan kohdissa a, b ja c kuormanohjaus tehdään käyttäen sekä kuormanohjausreleitä, että replikoimalla sähkömittarin SO-pulssia tai generoimalla CP -signaalia älykkäälle sähkökäyttöisen ajoneuvon latauslaitteelle.N S b. The load is controlled alternately to vary when the total load is S i.electric vehicle charge: 95%, or more than possible 5 35 ii.electric heater and hot water heater alternate when: 85%, or more than possible c. only controls the charging of the electric vehicle when the charging load is 95% or more than the total load, but does not control the electric heater or hot water heater d. the hardware only measures and displays the amount of electrical load to the user, but no load control is performed in steps a, b and c of the previous software operation.

Hallintaprofiilin mukaisesti ohjelmistolaite huomioi eri toimintamoodissa esimerkiksi sähkömarkkinoiden energianhinnan perustuen käyttäjän tarpeisiin suhteessa vuorokauden aikaan, lämpimään käyttöveteen ja sähkökäyttöisen ajoneuvon akun latausaikaan.In accordance with the control profile, the software device takes into account, for example, the energy price in the electricity market in different operating modes based on the user's needs in relation to the time of day, hot water and battery life of the electric vehicle.

— Hallintaprofiilin ohjaustasot (esimerkiksi 75%, 85% ja 95%) ovat käyttäjän aseteltavissa. Kuormanohjaus voi koskea myös lattialämmitystä, ilmakompressoria tai esimerkiksi maalämpöpumppua tarkoituksenmukaisesti.- The control levels of the control profile (for example 75%, 85% and 95%) are user-adjustable. Load control can also apply to underfloor heating, an air compressor or a ground source heat pump, for example.

Edellisten lisäksi, keksinnön mukainen laitteisto, edullisesti: e laitteisto mittaa myös latauskuormaa reaaliajassa, e ohjelmistolaitteistoon kuuluu kuormanohjaustilanteista toipumiseen aikavakio, joka estää toimintamoodin mukaisen ohjatun kuormanohjauksen oskiloinnin kuorman palauttamisen yhteydessä, N e ohjelmistolaitteisto tietää kunkin kuorman suuruudun tehona [W] ja siten . kuormanpalauttamisen yhteydessä tekee laskentaa riittävän vapaan ? kuormakapasiteetin varmistamiseksi estäen kuormanohjauksen oskiloinnin, N 30 z e laitteisto on edullinen hankkia ja hallita. Käytön hallinta valitaan kolmella eri tavalla:In addition to the above, the apparatus according to the invention, preferably: e also measures the loading load in real time, e the software hardware includes a time constant for recovery from load control situations, in connection with load recovery makes the calculation sufficiently free? to ensure load capacity by preventing load control oscillation, N 30 z e equipment is preferred to acquire and manage. Access control is selected in three different ways:

N = o täysin automaattiseksi, S o yksinkertaisilla käyttökytkimillä ja/tai, S 35 o älypuhelinsovelluksella e laitteisto tukee tiedonsiirtoprotokollaa radiotiellä ja keksinnön mukaisen laitteiston lähetys- ja vastaanottopään paritusta keskenään, jolloin samalla alueella olevat käyttöympäristöt eivät häiritse toisiaan 5 e laitteisto rakentuu osakokonaisuuksista, jolloin asiakas voi valita ratkaisun juuri omiin tarpeisiin e keksinnön mukaisen laitteiston ohjelmisto-ohjauksen mukaan kootaan lisäpalveluna hallintakeskuksen käyttöön reaaliaikainen tai tallennettu tilannekuva kuormasta ja kuormanohjauksesta. Tilannekuva aikaansaadaan esimerkiksi älypuhelimeen siten, että laitteisto tuottaa oman paikallisen langattoman lähiverkon (WLAN) johon älypuhelimella tunnetuilla tavoilla kytkeytyen kuluttuja voi sekä seurata että ohjata laitteistoa toimintamoodien mukaisesti. — Suoritetuissa kenttätesteissä on todettu laitteiston toimivan mm. Tesla, Volvo, Hyundai ja BMW sähköautojen latauksen hallintaan sekä mm. tehokkaan ilmakompressorin kuorman ohjaukseen. Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu yksinomaan edellä esitettyihin — sovellusesimerkkeihin ja käyttötilanteisiin, vaan voi vaihdella kuormaympäristön mukaan.N = o fully automatic, S o with simple operating switches and / or, S 35 o with a smartphone application e the equipment supports the data transmission protocol by radio and the transmitting and receiving end pairing of the equipment according to the invention, can choose the solution for his own needs e according to the software control of the equipment according to the invention, a real-time or stored snapshot of the load and load control is compiled for use by the control center as an additional service. The snapshot is provided, for example, to a smartphone in such a way that the hardware produces its own local wireless local area network (WLAN) to which the smartphone can be connected in known ways to consume and control the hardware according to operating modes. - In the field tests performed, it has been established that the equipment works e.g. Tesla, Volvo, Hyundai and BMW electric car charge management and e.g. for efficient air compressor load control. It will be clear to a person skilled in the art that the invention is not limited exclusively to the above-mentioned application examples and use situations, but may vary according to the load environment.

LAITTEISTO — Keksinnön kohteena on laitteisto kokonaisuutena kokonaissähkökuorman mittaamiseksi ja ’ ohjaamiseksi. Erityisesti keksinnön kohteena on laitteisto, joka käyttää radioyhteyttä N mittauspään ja kuormanohjauksien välillä.HARDWARE - The invention relates to an apparatus as a whole for measuring and controlling the total electrical load. In particular, the invention relates to an apparatus using a radio connection N between a measuring head and load controls.

NOF

K <QK <Q

LO N 30 — LAITTEISTON TUNNUSMERKIT JA RAKENTEELLISET OSAT N Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen S laitevaatimuksen tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukainen laitteisto on kokonainen O järjestelmä, jonka avulla keksinnön mukainen toiminallisuus on toteutettavissa. > 35 Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluvat tunnetut kolmivaiheisen sähköverkon mittaussensorit, tunnettu S0-pulssin luku ja generointi, tunnettu CP-signaalin generointi,LO N 30 - CHARACTERISTICS AND STRUCTURAL PARTS OF THE EQUIPMENT The apparatus according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of the independent S device claim. The apparatus according to the invention is a complete O system by means of which the functionality according to the invention can be implemented. The apparatus according to the invention comprises known three-phase electrical network measurement sensors, known S0 pulse reading and generation, known CP signal generation,

tunnettu mikroprosessori ohjattuna keksinnön mukaisella ohjelmistolla, tunnettu LoRa lähetin ja vastaanotinradio, tunnetut ohjausreleet, tunnettu WLAN — lähetin ja vastaanotin, tunnettu OLED — näyttö ja tietoliikenne.known microprocessor controlled by software according to the invention, known LoRa transmitter and receiver radio, known control relays, known WLAN transmitter and receiver, known OLED display and communication.

Keksinnön mukainen laitteisto on kokonaisuutena uusi. Tämän uutuusarvon lisäksi siinä on toiminnallisena kokonaislaitteistona uudella tavalla merkittävä ero tunnettuihin sähköauton latauksen ja muiden kuormien hallintaan. Laitteiston valmistus teollisesti on normaalia elektroniikan valmistusta ja massatuotanto sujuvaa sekä erittäin edullista.The apparatus according to the invention is entirely new. In addition to this novelty value, as a functional overall equipment, it has a significant difference in a new way to the known control of electric car charging and other loads. The manufacture of hardware industrially is normal for the manufacture of electronics and mass production is smooth and very inexpensive.

— Keksinnön mukainen laitteisto asennetaan tunnettuun DIN-kisko koteloon tunnettuun sähkökaappiin ja kuluttajalle optiona monitori tunnettuun seinärasiaan huoneistossa seurattavaksi. Siten keksinnön mukainen laitteisto toimii joko taustalla tai näkyvillä kuluttajan omakohtaisen kiinnostuksen mukaan. Laitteiston omakulutus, energiantarve on vähäinen, noin 1W.- The apparatus according to the invention is installed in a known DIN rail housing in a known electrical cabinet and, as an option for the consumer, a monitor in a known wall box for monitoring in the apartment. Thus, the apparatus according to the invention operates either in the background or visible according to the individual interest of the consumer. Equipment self-consumption, energy demand is low, about 1W.

Keksinnön mukaiseen laitteiston rakenteelliset osat mittaus- ja ohjauspisteissä: e sähkövirtaa mittaavat ja tulkitsevat elimet (11) (avattavat virtasilmukat (esim. SCT103)) e S0-pulssin mittaus (22), valoherkkä valosensori (esim LDR-A) e mikroprosessori ja ohjelmistot (10, 12, 29) (ohjelmistolaite (esim Atmega 328/2560 ja C++)) e LoRaradiolähetin ja -vastaanotin (16) (mikroprosessori sekä 868MHz radiotekniikka (esim RFM95W-868S2)) e WLAN/WiFi laite (24) (mikroprosessori sekä 2.4GHz radiotekniikka (esim ESP-8266)) e SO-pulssin ja CP-signaalin generoinnin tekevät elimet (23) (ohjelmistolaite, ajastinmikropiiri (esim NE555)) | e OLED näyttö ja ohjauselimet ohjattuna 12C piirilevyprotokollalla (57) (esim SSD1306) N e hallintaprofiilin ja laitteiston toimintamoodin DIP- valintakytkimet (58) (esim A6S2104H) . e kuormanohjauselimet (13, 14, 15) (esim signaalirele IM23TS) I e tehoyksikkö (230ACV/5V) N 30 e laitekotelointi (27) (esim CNMB/3/KIT) z e elektroniikan piirilevy keksinnön mukaiselle laitteelle (50) (esim JLCPCB - tehdas) N e sekä ohjelmistosovellus käytettäväksi älypuhelimessa (26) (mm. iOS, Json) 3 S Kuviossa 6 on esitetty laitteen elektroniikan osien listaus ja keskinäinen mekaaninen 5 35 — sijainti suhteessa toisiinsa elektroniikan piirilevyllä.Structural components of the apparatus according to the invention at measuring and control points: e means for measuring and interpreting electric current (11) (openable current loops (e.g. SCT103)) e S0 pulse measurement (22), light-sensitive light sensor (e.g. LDR-A) e microprocessor and software ( 10, 12, 29) (software device (eg Atmega 328/2560 and C ++)) e LoRario radio transmitter and receiver (16) (microprocessor and 868MHz radio technology (eg RFM95W-868S2)) e WLAN / WiFi device (24) (microprocessor and 2.4 GHz radio technology (eg ESP-8266) e SO pulse and CP signal generating elements (23) (software device, timer integrated circuit (eg NE555)) | e OLED display and controls controlled by the 12C PCB protocol (57) (eg SSD1306) N e Control profile and hardware mode DIP selector switches (58) (eg A6S2104H). e load control means (13, 14, 15) (e.g. signal relay IM23TS) I e power unit (230ACV / 5V) N 30 e device housing (27) (e.g. CNMB / 3 / KIT) ze electronics circuit board for device according to the invention (50) (e.g. JLCPCB - factory) N e and a software application for use in a smartphone (26) (eg iOS, Json) 3 S Figure 6 shows the listing of the electronic components of the device and their mutual mechanical position in relation to each other on the electronic circuit board.

KUVIOIDEN LYHYT SELOSTUS Laitteen toiminta, termit ja suureet ovat alan ammattilaiselle kuvioiden selostuksen — perusteella selvät. Keksinnön mukaisessa laitteistossa olevat yksittäiset laitteet ja niiden toiminta sekä oleelliset toimintaympäristöön liittyvät asiat ja edellytykset: Kuvio 1, numeroinnin mukaisestiBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The operation, terms and quantities of the device will be clear to a person skilled in the art from the description of the figures. The individual devices in the apparatus according to the invention and their operation, as well as the essential issues and conditions related to the operating environment: Figure 1, according to the numbering

1. Sähköpääkeskus (katkoviivalla rajattu alue). Se on tunnettu joko erillinen kaappi tai laitetila sijaiten tyypillisesti kiinteistön kellarikerroksessa tai omakotitalon tontilla1. Main electrical station (dashed area). It is known as either a separate closet or equipment room, typically located in the basement of a property or on a detached house plot

2. Katos tai kiinteistö tai huoneisto (katkoviivalla rajattu alue). Sähköauton tunnetut latausjärjestelmät ulkona katoksessa tai parkkialueella. Huoneistossa muut ohjattavat tunnetut sähköiset kuormat2. Canopy or property or apartment (area delimited by a dashed line). Known electric car charging systems outdoors in a canopy or parking area. Other known electrical loads are controlled in the apartment

3. Tunnettu sähköverkko syöttäen kolmivaihe 230 — 400ACV, 50Hz energiaa3. Known electrical network supplying three-phase 230 - 400ACV, 50Hz energy

4. Energian suunta verkosta sulakkeille, sähkömittarille ja kuormille4. Energy direction from the grid to fuses, electricity meters and loads

5. Tunnetut sulakkeet kolmivaihe sähköverkkokytkennälle. Niiden tunnettu, tyypillinen koko on 25A5. Known fuses for three-phase mains connection. Their known, typical size is 25A

6. Tunnettu sähkömittari, verkkoyhtiön omistama ja valvoma6. Well-known electricity meter, owned and controlled by the network company

7. Tunnetut syötöt sähkömittarilta kuormille kiinteistössä tai huoneistossa7. Known inputs from an electricity meter for loads in a property or apartment

8. Syötöt kytkeytyvät kohdan (2) kuormanohjauksille (13, 14, 15)8. The inputs are connected to the load controls (13, 14, 15) in (2)

9. Kuviossa esimerkkinä kuormina tunnetut sähkökuormat: sähkökäyttöisen ajoneuvon latauslaite (18), sähkökiuas (19), käyttövedenlämmitin (20)9. Electric loads known as examples in the figure: electric vehicle charger (18), electric heater (19), domestic water heater (20)

10. Keksinnön mukainen mittaus, ”IEVCC” (intelligent Electric Vehicle Charging Control . (älykäs sähköauton latausohjaus)) 5 11. Kolmivaihevirranmittaus reaaliaikaisesti avautuvia virtasilmukoita käyttäen S 12. iIEVCC ohjaus käsittäen keksinnön mukaiset laitteiston elimet, ohjelmistot ja N radiotekniikan laitteet 0 30 13. Tunnetun sähkökäyttöisen ajoneuvon latausohjausrele, K1 I 14. Tunnettu kuormanohjausrele K2, esimerkiksi sähkökiuas tai suorasähkölämmitys E 15. Tunnettu kuormanohjausrele K3, esimerkiksi vedenlämmitin = 16. Tunnettu LoRa radiotekniikka, tunnettu loT ratkaisuissa S 17. Radiokantama on riittävä keksinnön mukaisen laitteiston tarpeisiin esim. 200m N 35 18. Sähkökäyttöisen ajoneuvon tunnettu latauslaite, teho esimerkiksi 4 — 22kW10. Measurement according to the invention, “IEVCC” (Intelligent Electric Vehicle Charging Control.) 5 11. Three-phase current measurement using real-time current loops S 12. iIEVCC control comprising hardware elements, software and N radio engineering devices according to the invention 0 30 13. Charge control relay for a known electric vehicle, K1 I 14. Known load control relay K2, for example electric heater or direct electric heating E 15. Known load control relay K3, for example water heater = 16. Known LoRa radio technology, known in loT solutions S 17. The radio range is sufficient for the equipment N according to the invention 35 18. A known charging device for an electric vehicle, power, for example, 4 - 22 kW

19. Tunnettu sähkökiuas, teho esimerkiksi 3 — 9kW19. Known electric heater, power for example 3 - 9kW

20. Tunnettu käyttövedenlämmitin, teho esimerkiksi 3 — 6kW20. Known domestic hot water heater, power for example 3 - 6kW

21. Tunnettu maakaapeli paikkojen (1) ja (2) välillä, kaapelipituus esim. 10 — 200m, jonka kalliin muutoksen keksinnön mukainen laitteisto tekee useimmiten tarpeettomaksi21. Known underground cable between locations (1) and (2), cable length e.g. 10 - 200m, the expensive modification of which is most often unnecessary by the equipment according to the invention

22. Sähkömittarissa (6) oleva S0-pulssin näyttö LED valolla22. S0 pulse display on the electricity meter (6) with LED light

23. IEVCC:ssä (12) oleva S0-pulssin ja CP-signaalin generointi älykkäälle latauslaitteelle (18). SO-pulssi ja CP-signaali toimivat vaihtoehtoina latausohjausreleelle K1 (13)23. Generating an S0 pulse and a CP signal in the IEVCC (12) for the smart charger (18). SO pulse and CP signal serve as alternatives to charge control relay K1 (13)

24. Tunnettu WLAN verkko lähetin ja vastaanotin tiedon välittämiseksi älypuhelimeen (26) ja siinä olevaan keksinnön mukaiseen menetelmän ja laitteiston ohjaamiseen, sekä tunnetun digitaalisen median WWW — verkon palveluiden käyttöön24. A known WLAN network for transmitting information to a smartphone (26) and for controlling the method and apparatus according to the invention therein, as well as for using the services of a known digital media web network

25. Etämonitori keksinnön mukaisen laitteiston tapahtumien seuraamiseen huoneistossa erikseen tai älypuhelimen (26) ohella. Etämonitori kuuntelee LoRa (16) radioliikennettä ja tekee paikallisen tiedon prosessoinninA remote monitor for monitoring the events of the apparatus according to the invention in the apartment separately or together with a smartphone (26). The remote monitor listens to LoRa (16) radio traffic and performs local data processing

26. Tunnettu älypuhelin ja WLAN26. Well-known smartphone and WLAN

29. IEVCC käyttöjärjestelmä ja sovellusohjelmisto Kuvio 2, numeroinnin mukaisesti Kuvion 2 tilanne, kun keksinnön mukainen laitteisto ei ole käytössä29. IEVCC operating system and application software Figure 2, according to numbering Situation of Figure 2 when the apparatus according to the invention is not in use

30. Kuormaympäristön (2) tarvitsema teho [W].30. Power required by the load environment (2) [W].

31. Kun sulakekoko on 25A on käyttöpaikan maksimiteho 17 250W31. When the fuse size is 25A, the maximum power at the site is 17,250W

32. Esimerkki kuvaaja kuormaympäristön tehonkulutuksesta vuorokaudessa. Kyseisessä kohdassa (32) maksimiteho ylittyy ja sulakkeet (johdonsuojat) laukeavat tehden sähkökatkoksen : 33. kuten (32) N 34. kuten (32, 33) . 35. Kuormaympäristön kulutusprofiili vuorokaudessa I 36. Kuormaympäristön edellyttämä alhainen teho, jolloin kuormanohjausta ei tarvita N 30 37. kuten (31) kuvaajana indikoimassa käyttöpaikan maksimitehoa »32. Example of a graph of the power consumption of a load environment per day. At that point (32) the maximum power is exceeded and the fuses (line protectors) trip, making a power failure: 33. as (32) N 34. as (32, 33). 35. Consumption profile of the load environment in day I 36. Low power required by the load environment, in which case load control is not required N 30 37. as (31) as a graph indicating the maximum power at the place of use »

N = Kuvio 3, numeroinnin mukaisesti S Kuvion 3 tilanne, kun keksinnön mukainen laitteisto on käytössä S 35N = Fig. 3, according to numbering S Situation of Fig. 3 when the apparatus according to the invention is in use S 35

30. Kuormaympäristön (2) tarvitsema teho [W].30. Power required by the load environment (2) [W].

31. Kun sulakekoko on 25A on käyttöpaikan maksimiteho 17 250W31. When the fuse size is 25A, the maximum power at the site is 17,250W

42. Esimerkkikuvaaja kuormaympäristön tehonkulutuksesta, kun ohjataan hallitusti. Maksimikuorma ei nouse yli sallitun, kun esimerkiksi sähkökiuas tai käyttövedenlämmitin ovat kuormina erotettu kuormanerotusreillä K2 ja K3 (14, 15)42. An example graph of the power consumption of a load environment when controlled. The maximum load does not exceed the permissible when, for example, the electric heater or the hot water heater are separated as loads by load separators K2 and K3 (14, 15)

43. kuten (42)43. such as (42)

44. kuten (42, 43) Kuvio 4, numeroinnin mukaisesti Kuvion 4 tilanne, kun keksinnön mukainen laitteisto on käytössä eri paikoissa — käyttöympäristössä44. as (42, 43) Fig. 4, according to numbering The situation of Fig. 4 when the apparatus according to the invention is used in different places - in the operating environment

26. Tunnettu älypuhelin ja/tai tabletti WEB selain tyyppisellä sovelluksella26. A well-known smartphone and / or tablet with a WEB browser type application

27. IEVCC laitteen asennuskotelo. iEVCC mittaus (10) ja IEVCC ohjaus (12) tyypillisesti sijaitsevat eri paikoissa liittyen käyttöympäristön rakenteisiin. Pääkeskuksen (1) ja autokatos (2) etäisyys voi olla kymmeniä metrejä. Tiedonsiirto tehdään keksinnön mukaisella laitteistolla LoRa radio (16) yhteydellä. Asennuskotelot (27) ovat samanlaiset iEVCC -mittaus ja ohjauslaitteissa. Asennuskotelona käytetään tunnettua DIN-kisko kotelotyyppiä.27. IEVCC device mounting box. The iEVCC measurement (10) and the IEVCC control (12) are typically located in different locations related to the structures of the operating environment. The distance between the main center (1) and the carport (2) can be tens of meters. The data transmission is performed with the equipment according to the invention in connection with the LoRa radio (16). The mounting housings (27) are similar for iEVCC measurement and control devices. A known DIN rail housing type is used as the mounting housing.

28. Erillinen IEVCC monitorilaitteen (25) käyttö on myös mahdollista kuvion 4 mukaisessa tilanteessa, jos IEVCC ohjaus (12) optiona varustetaan LoRa radiolla (16). Myös WLAN (24) on optio mutta varustetaan yleensä kuvion 4 ja 5 mukaisissa tilanteissa28. A separate use of the IEVCC monitoring device (25) is also possible in the situation according to Figure 4, if the IEVCC control (12) is optionally equipped with a LoRa radio (16). WLAN (24) is also an option but is usually provided in the situations shown in Figures 4 and 5

29. IEVCC:n ohjelmisto on sama kaikissa kuvioiden 1, 2, 3, 4 ja 5 mukaisissa tilanteissa29. The IEVCC software is the same in all the situations shown in Figures 1, 2, 3, 4 and 5

NOF OO NOF

K <QK <Q

LOLO NOF II EE

N OoN Oo

OO QAQA OO NOF IDID

Kuvio 5, numeroinnin mukaisesti Kuvion 5 tilanne, kun keksinnön mukainen laitteisto ovat käytössä samassa paikassa, käyttöympäristössäFig. 5, according to numbering The situation of Fig. 5, when the apparatus according to the invention is used in the same place, in the operating environment

27. IEVCC laitteen asennuskotelossa (27) ovat sekä mittaus ja ohjaus Kuvion 5 mukaisessa tilanteessa IEVCC mittaus ja ohjaus ovat samassa kotelossa (27). Yksi ja sama IEVCC laite tekee kaiken tarvittavan keksinnön mukaisen toiminnallisuuden suorittamiseksi. LoRa radio (16) ei ole käytössä. WLAN (24) ja LoRa radio (16) on — mahdollista käyttää optiona kuvion 5 mukaisessa tilanteessa. Kuvio 6, numeroinnin mukaisesti Kuvion 6 tilanne, keksinnön mukaisen laitteiston elektroniikan piirilevy. Yleiskuva27. The IEVCC device mounting housing (27) has both measurement and control In the situation of Figure 5, the IEVCC measurement and control are in the same housing (27). One and the same IEVCC device does everything necessary to perform the functionality according to the invention. The LoRa radio (16) is not used. WLAN (24) and LoRa radio (16) are - possible to use as an option in the situation according to Fig. 5. Fig. 6, according to numbering Situation of Fig. 6, circuit board of the electronics of the apparatus according to the invention. Overview

50. Keksinnön mukainen iEVCC laitteen elektroniikan piirilevy50. The electronics circuit board of an iEVCC device according to the invention

51. Tunnetun kuomanohjausreleiden (13, 14, 15) kytkentäpiste51. Switching point of known slope control relays (13, 14, 15)

52. Tunnetun LoRa radion (16) asennuspaikka piirilevyllä (50)52. Installation location of the known LoRa radio (16) on a circuit board (50)

53. Keksinnön mukainen iEVCC laitteen mikroprosessori ja ohjelmisto (29)53. Microprocessor and software of the iEVCC device according to the invention (29)

54. Keksinnön mukainen elin signaalin generointi, SO-pulssi ja CP-signaali54. An element according to the invention for signal generation, an SO pulse and a CP signal

55. Tunnetun WLAN laitteen asennuspaikka piirilevyllä55. Location of a known WLAN device on a circuit board

56. Elimet sähköisen kuorman mittaukselle (11)56. Bodies for measuring electrical loads (11)

57. Tunnetun 12C -protokollaa käyttävien elimien liityntäpiste57. Access point for known organs using the 12C protocol

58. Hallintaprofiilin ja laitteiston toimintamoodin tunnetut DIP -valintakytkimet . KEKSINNON TOIMINNAN SELOSTUS58. Known DIP selector switches for control profile and hardware operating mode. DESCRIPTION OF THE FUNCTIONING OF THE INVENTION

N N Keksinnön mukaisessa laitteistossa:N N In the apparatus according to the invention:

S O 30 — Sähköpääkeskus (1). Se on joko erillinen kaappi tai laitetila sijaiten tyypillisesti kiinteistön z kellarikerroksessa tai omakotitalon tontilla. Luonnollisesti sen sijainti suhteessa A kuormapaikkaan vaihtelee kiinteistöittäin. Sähköverkkoyhtiön kaapeli kiinteistön sähköille = päätetään sähköpääkeskukseen tai tonttikeskukseen.S O 30 - Main electrical switchboard (1). It is either a separate closet or equipment room, typically located on the basement floor of a property z or on a detached house plot. Naturally, its location relative to the A load compartment varies from property to property. Electricity company's cable for the property's electricity = to be decided at the electricity main center or plot center.

OO

S S 35 — Katos, autokatos, autotalli tai kiinteistö tai huoneisto (2) ovat sähköauton latausjärjestelmien asennuspaikkoja parkkialueen lisäksi. Muut ohjattavat kuormat (19, 20) ovat tyypillisesti huoneistoissa.S S 35 - Canopy, carport, garage or property or apartment (2) are installation places for electric car charging systems in addition to the parking area. Other controllable loads (19, 20) are typically in apartments.

Sähköverkko (3) syöttää kolmivaihe 230 — 400ACV 50Hz tehoa ja energian suunta (4) verkosta sulakkeille (5), sähkömittarille (6) ja kuormille (18, 19, 20).The electrical network (3) supplies three-phase 230 - 400ACV 50Hz power and energy direction (4) from the network to fuses (5), electricity meters (6) and loads (18, 19, 20).

Sulakkeet (5) ovat kolmivaihe sähköverkkokytkennälle. Niiden yleinen koko on 25A mahdollistaen 17 250W tehon käytön. Sulakekoko määritetään verkkoyhtiön toimesta arvioituun energiamäärän nähden, maksimi kuormituksen mukaan. Sähkömittari (6), on rajapinta verkkoyhtiön ja asiakkaan kesken.The fuses (5) are three-phase for mains connection. Their overall size is 25A, allowing the use of 17,250W of power. The fuse size is determined by the network company in relation to the estimated amount of energy, according to the maximum load. The electricity meter (6) is the interface between the network company and the customer.

— Syötöt (7) sähkömittarilta sähkökuormille kiinteistössä tai huoneistossa kulkevat yleisimmin maakaapelina. Sen mitoitus on yleensä tarkka, eikä salli suurempia sulakkeiden (johdonsuojien) käyttöä. Taloyhtiöissä karsastetaan merkittäviä uusia kaapelointiurakoita, varsinkin jos niiden syynä vain muutaman sähköisen ajoneuvon latausjärjestelyjen teko. Myös kustannusten ja kiinteistön arvonkehityksen jako ovat vaikeita käsiteltäviä — taloyhtiöissä. Keksinnön mukaisella laitteistolla kustannukset ovat noin 1/10 — osa pienempääkin uuteen maakaapelointiurakkaan nähden. Syötöt kytkeytyvät kuormanohjauksille (13, 14, 15). Kuormanohjaustyypit ovat potentiaalivapaita ja pystyvät ohjaamaan vaihejännitteitä 230ACV tasolle asti. Lepotilassa — kuormanohjaukset (13, 14, 15) välittävät sähkön kuormille. Kuviossa 1 on esimerkkinä (9) kuormina käyttövedenlämmitin (20), sähkökiuas (19). Luonnollisesti muutkin kuormat kuten esimerkiksi ilmakompressori, pakastin tms. tulevat kyseeseen.- The inputs (7) from the electricity meter to the electrical loads in the building or apartment are most often run as an underground cable. Its sizing is usually accurate and does not allow the use of larger fuses (line protectors). Significant new cabling contracts are being phased out in housing associations, especially if they are due to charging arrangements for only a few electric vehicles. The division between costs and property value development is also difficult to deal with - in housing companies. With the equipment according to the invention, the costs are about 1/10 - even lower compared to a new underground cabling contract. The inputs are connected to the load controls (13, 14, 15). Load control types are potential-free and can control phase voltages up to 230ACV. In sleep mode - the load controls (13, 14, 15) transmit electricity to the loads. Figure 1 shows, by way of example (9), a hot water heater (20), an electric heater (19). Naturally, other loads such as an air compressor, freezer, etc. are also possible.

’ Keksinnön mukainen mittaus (10), ”IEVCC” (intelligent Electric Vehicle Charging Control N (älykäs sähköauton latausohjaus)) saa kolmivaihevirranmittauksen (11) tiedot . reaaliaikaisesti. Se prosessoi tiedot merkitseväksi informaatioksi ja paketoi ne ? tiedonsiirtoprotokollaan sekä lähettää sen LoRa radio (16, 17) kautta IEVCC ohjaukselle N 30 (12) ja etämonitoroinnille (25). LoRa radiotekniikka ei keksinnön mukaisessa tekniikassa z ole ainoa mahdollinen, vaan esimerkiksi tunnettu ZigBee, tai muita tunnettuja loT N tiedonsiirtomenetelmiä, voi käyttää.The measurement (10) according to the invention, “IEVCC” (Intelligent Electric Vehicle Charging Control N), receives the data of the three-phase current measurement (11). in real time. It processes the data into meaningful information and packages it? and transmits it via the LoRa radio (16, 17) to the IEVCC for control N 30 (12) and remote monitoring (25). LoRa radio technology is not the only one possible in the technology z according to the invention, but, for example, the known ZigBee, or other known loT N data transmission methods, can be used.

S O IEVCC ohjaus (12) käsittäen keksinnön mukaiset tarvittavat elimet, ohjelmistot ja > 35 — radiotekniikan laitteet, ottaa vastaan IEVCC:n (10) lähettämän informaation.The S IEVCC control (12), comprising the necessary means, software and> 35 radio equipment according to the invention, receives the information sent by the IEVCC (10).

IEVCC ohjauksella on käyttäjätietona parametroituna käyttöympäristön kuvaus sisältäen sulakekoot (5), ja kuormat (18, 19, 20). IEVCC hyödyntää laajaa (yli 3000 ohjelmariviä) keksinnön mukaiseen sovellukseen — kehitettyä ohjelmistoa, ohjelmistolaite (29). Ohjelmisto on sama iEVCC mittaukselle (10), ohjaukselle (12) ja etämonitoroinnille (25). Parametroinnilla kuvataan IEVCC:n toimintaprofiili suhteessa maksimitehoon (37) sekä kuvioiden 4 ja 5 mukaiset eri käyttöympäristöt. Toimintaprofiili tehdään joko — tehdasasennuksena tai käyttäjän toimenpiteenä älypuhelinsovelluksella (26). Keksinnön mukainen laitteisto myös oppii tuntemaan ympäristöään ja siten kuormanohjaukset (13, 14,15) pois- ja päälle tapahtuvat suunnitellusti suhteessa maksimitehoon (37).The IEVCC control has a description of the operating environment parameterized as user data, including fuse sizes (5), and loads (18, 19, 20). IEVCC utilizes extensive (more than 3000 lines of software) software developed for the application according to the invention, software device (29). The software is the same for iEVCC measurement (10), control (12) and remote monitoring (25). The parameterization describes the operating profile of the IEVCC in relation to the maximum power (37) and the different operating environments according to Figures 4 and 5. The action profile is made either - as a factory installation or as a user action with a smartphone application (26). The apparatus according to the invention also learns to know its surroundings and thus the load controls (13, 14, 15) on and off take place as planned in relation to the maximum power (37).

Kuormanohjauksia (13, 14, 15) ohjataan erikseen kuormille (18, 19, 20). Sähkökäyttöisen ajoneuvon latausohjausrele, on K1 (13). Kuormanohjausrele K2 (14), on esimerkiksi sähkökiuas tai suorasähkölämmitykseen. Kuormanohjausrele K3 (15), on esimerkiksi vedenlämmittimen hallintaan. Sähköisen ajoneuvon latauslaite (18), teho esimerkiksi 4 — = 22kW, sähkökiuas (19) teho esimerkiksi 3 — 9kW ja käyttövedenlämmiitin (20), teho esimerkiksi 3 — 6kW. LoRa radiotekniikka (16), on laajalti käytössä tunnetuissa loT ratkaisuissa. Sen radiokantama (17) on hyvä ja vastaa keksinnön mukaisiin tarpeisiin hyvin. Myös muut — radiotekniikat ovat mahdollisia. 3 Maakaapeli (21) paikkojen (1) ja (2) välillä, jonka laajentamisen keksinnön mukainen N laitteisto tekee useimmiten tarpeettomaksi hankkia. Se on merkitsevä etu sekä taloyhtiö- ? että omakotitalokäyttöympäristöille. Luonnollisesti jos tarvittava lisäkuorma on ratkaisevasti N 30 = suurempi ei lisäkaapeloinneilta voi välttyä, mutta keksinnön mukainen laitteisto on z kilpailukykyinen vaihtoehto, kun muutostarve on maltillinen suhteessa pääsulakkeisiin. N Tilastollisuus ja kuormien ajoittaminen leikkaa ”piikkikuorman” (32, 33, 34 ja 42, 43, 44). S Maksimikapasiteettia (37) ylitetään harvoin, jos lainkaan.The load controls (13, 14, 15) are controlled separately for the loads (18, 19, 20). Electric vehicle charge control relay, is K1 (13). The load control relay K2 (14) is, for example, an electric heater or for direct electric heating. The load control relay K3 (15) is, for example, for controlling the water heater. Electric vehicle charger (18), power e.g. 4 - = 22kW, electric heater (19) power e.g. 3-9kW and domestic water heater (20), power e.g. 3-6kW. LoRa radio technology (16) is widely used in known loT solutions. Its Radio Range (17) is good and meets the needs of the invention well. Other - radio technologies are also possible. 3 Ground cable (21) between locations (1) and (2), the extension of which is most often unnecessary to obtain by the N apparatus according to the invention. It is a significant advantage for both the condominium? for detached home environments. Naturally, if the additional load required is decisively N 30 = higher, additional cabling cannot be avoided, but the equipment according to the invention is a z competitive alternative when the need for modification is moderate in relation to the main fuses. N Statistics and load timing intersect the “peak load” (32, 33, 34 and 42, 43, 44). S Maximum capacity (37) is rarely, if ever, exceeded.

QA 8 > 35 — Sähkövirran mittauksen (11) lisäksi tai sijaan keksinnön mukainen laitteisto käyttää edullisesti myös sähkömittarissa olevaa S0-pulssin näyttö LED valoa (22). Nämä kaksi mittausmenetelmää (11, 22) voivat olla yhdessä tai erikseen käytössä. Keksinnön mukainen laitteisto on edullisimmillaan iEVCC (10, 12) kun esimeriksi käytetään S0- pulssia (22) koko kiinteistön päämittarin lukemiseksi. Käyttöpaikan ympäristö voi olla esimerkiksi 10 kpl huoneiston taloyhtiö. Siten — huoneistokohtaisesti tehot yhteen laskien olisi taloyhtiön pääsulakekoko oltava 10 x 25 = 250A. Näin ei kuitenkaan käytännössä ole, vaan sulakekoko on esimerkiksi 200A. Eli, suunnittelussa luotetaan tilastollisuuteen, etteivät kaikki mahdolliset kuormat ole yht'aikaa päällä.QA 8> 35 - In addition to or instead of the electric current measurement (11), the apparatus according to the invention preferably also uses the S0 pulse display LED light (22) in the electric meter. The two measuring methods (11, 22) can be used together or separately. The apparatus according to the invention is most preferably an iEVCC (10, 12) when, for example, an SO pulse (22) is used to read the main meter of the entire property. The environment of the place of use can be, for example, a 10-apartment condominium. Thus - adding up the capacities per apartment, the main fuse size of the housing association should be 10 x 25 = 250A. However, this is not the case in practice, but the fuse size is, for example, 200A. That is, the design relies on statistics that not all possible loads are on at the same time.

— Keksinnön mukainen laitteisto mittaa sekä taloyhtiön kokonaisvirtaa S0-pulssi (22) ja huoneistokohtaista virrankulutusta (11). Siten iEVCC (10,12) sallii huoneistokohtaisesti maksimikapasiteetin (37), kun taloyhtiön tasolla kumulatiivinen huoneistojen yhteenlaskettu kuorma ei ylitä esimerkin mukaista maksimia 200A. Edellä kuvattu kuormien ohjaus on IEVCC:n (10,12) ohjelmistojen (29) kanssa muodostama keskeinen — etu.- The apparatus according to the invention measures both the total current of the housing association S0 pulse (22) and the power consumption per apartment (11). Thus, the iEVCC (10,12) allows the maximum capacity per apartment (37) when, at the level of the housing association, the cumulative total load of the apartments does not exceed the maximum of 200A according to the example. The load control described above is a key advantage of the IEVCC (10,12) with the software (29).

Keksinnön mukainen laitteisto yhdessä (10, 12, 24, 26, 29) noutavat markkinoilta energian tuntitasoiset hintamuutokset, sekä suorittavat kuormanohjausta edullisen energiakustannusten tiedon ohjaamana.The apparatus according to the invention together (10, 12, 24, 26, 29) retrieves hourly energy price changes from the market, and performs load control under the control of low-cost energy cost information.

Älykästä latauslaitetta (18) voidaan ohjata IEVCC:ssä (12) oleva SO-pulssilla tai CP- signaalilla (23, 54). S0-pulssi tai CP-signaali toimivat vaihtoehtoina latausohjausreleelle K1 (13). Mikä kuormanohjaustapa otetaan käyttöön, perustuu käyttöympäristön tilanteeseen ja mahdollisuuksiin. Valinta tehdään ennen laitteiston asentamista.The intelligent charger (18) can be controlled by an SO pulse or a CP signal (23, 54) in the IEVCC (12). The S0 pulse or CP signal acts as alternatives to the charge control relay K1 (13). Which load control method is used is based on the situation and possibilities of the operating environment. The selection is made before installing the hardware.

3 KEKSINNÖN KÄYTTÖ3 USE OF THE INVENTION

K ? Keksinnön mukainen laitteisto on helppo käyttää. Keskeinen suunnittelukriteeri käytön N 30 — kannalta on helppokäyttöisyys, tai se ettei käyttäjän halutessaan tarvitse tehdä mitään.K? The apparatus according to the invention is easy to use. The key design criterion for the N 30 is ease of use, or that the user does not have to do anything.

z Laitteisto toimii automaattisesti seuraten sähkönkulutusta (32, 33, 34) ja tehden N toimenpiteet, jotta ”kulutuspiikit” leikkaantuvat (42, 43, 44).z The system operates automatically by monitoring the electricity consumption (32, 33, 34) and taking N steps to cut the “consumption peaks” (42, 43, 44).

S S Käyttäjän uteliaisuuden tai osallistumisen kiinnostumisen kannalta iEVCC (10, 12, 25) S 35 — koteloituna (28), sekä älypuhelinsovellus (26) tukevat reaaliaikaista interaktiivisuutta laitteiston ja sovelluksen kanssa.S S For user curiosity or interest, iEVCC (10, 12, 25) S 35 - encapsulated (28), as well as the smartphone application (26) support real-time interactivity with hardware and application.

Käyttäjä voi edellisen lisäksi valita (58) hallintaprofiilin, kuormanohjaustapojen välillä käytettävissä neljä (kohdat a, b, c ja d kuvattuna heti alla) eri toimintamoodia: a. kuormat ohjataan pois, kun sähköliittymän kokonaiskuorma on i. sähköisen ajoneuvon lataus: 95%, tai yli mahdollisesta ii. sähkökiuas: 85%, tai yli mahdollisesta ili. käyttövedenlämmitin: 75%, tai yli mahdollisesta b. kuorma ohjataan vuoroaikaisesti vaihtelemaan i. sähköisen ajoneuvon lataus: 95%, tai yli mahdollisesta ii. sähkökiuas ja käyttövedenlämmitin vuorottelevat kun: 85%, tai yli mahdollisesta c. ohjataan vain sähköisen ajoneuvon latausta, kun latauskuorma on 95%, tai yli kokonaiskuormasta, mutta ei ohjata sähkökiuasta tai käyttövedenlämmitintä d. laitteisto vain mittaa ja esittää sähkökuorman määrän käyttäjälle (25,28), mutta kuormanohjausta ei tehdä — Kaikissa edellisissä toimintamoodeissa keksinnön sovelluksen mukaisesti eri yksittäiset IEVCC (10,12, 57) laitteet esittävät paikallisella tunnetulla OLED — näytöllä (57) eri vaiheiden virrat, lähetetyt ja vastaanotetut LoRa (16) yhteyden siirretyt tietomäärät, kuormanohjaus K1, K2, K3 (13, 14, 15) tilat, sekä mm. latauslaitteen (18) aktiivisuuden ja statuksen. Kaikki sama tieto on myös saatavilla älypuhelimella (26).In addition to the above, the user can choose (58) four different operating modes (points a, b, c and d described below) between the control profile, load control modes: a. Loads are diverted when the total load on the electrical interface is i. Electric vehicle charge: 95%, or more than possible ii. electric heater: 85%, or more than possible ili. hot water heater: 75%, or more than possible b. the load is controlled alternately to vary i. electric vehicle charge: 95%, or more than possible ii. electric heater and hot water heater alternate when: 85%, or more than possible c. only controls the charging of the electric vehicle when the charging load is 95% or more than the total load, but does not control the electric heater or hot water heater d. the apparatus only measures and displays the amount of electrical load to the user (25,28), but no load control is performed - In all previous modes of operation according to the invention, different individual IEVCC (10,12, 57) devices display different phase currents and the received LoRa (16) connection transmitted data amounts, load control K1, K2, K3 (13, 14, 15) states, and e.g. the activity and status of the charger (18). All the same information is also available on the smartphone (26).

’ Laitteiston asentaminen on helppoa. Tavallinen hyväksytty sähköasentaja pystyy 3 tekemään asennukset jännitetöinä asennusohjeiden ohjeistamana.‘Hardware installation is easy. A standard approved electrician can 3 perform voltage-free installations as instructed in the installation instructions.

K I Alan ammattilaiselle puolestaan on ilmeistä, että menetelmien ja laitteistojen kehittyessä N 30 — sekä markkinoiden vakiintuessa, keksinnön mukainen laitteisto sekä niiden käyttö ovat z itsestään selvyyksiä. Toistaiseksi ei kuitenkaan tiettävästi mikään merkittävä toimija kuten N esimerkiksi ABB tai Schneider ole julkaissut vastaavaa, keksinnön mukaista laitteistoa.K I On the other hand, it is obvious to a person skilled in the art that with the development of methods and equipment N 30 - and with the stabilization of the market, the equipment according to the invention and their use are self-evident. So far, however, it is known that no major player such as N, for example ABB or Schneider, has published a corresponding apparatus according to the invention.

SS NOF IDID

Claims (1)

SUOJAVAATIMUSPROTECTION REQUIREMENTS 1. Laitteisto sähköisen kuorman mittaamiseksi ja ohjaamiseksi reaaliaikaisesti, jossa on ainakin avattavat mittasilmukat sähkövirran mittaamiseksi ja suorituskykyistä mikroprosessoritekniikkaa, tunnettu siitä, että se käsittää: a) S0-pulssille valoherkän valosensorin ja sen luennan (22) sähkömittarin DIN 43864 -standardin mukaisesti tuottaman kuormaindikaation lukemiseksi, b) ohjelmalaitteen (10, 29) ja kuormanohjauksen ohjelmalliset välineet laitteiston sen tuottaman toiminallisuuden muodostamiseksi, c) radiolähettimen ja vastaanottimen (16) mittaustietojen lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi radioteitse, d) IEVCC laitteiden keskinäisen paritetun radioyhteyden (17) eri laitteistojen erottamiseksi niiden toimiessa samalla radiotien kuuluvuusalueella, e) kuormanohjausreleet K1 (13), K2 (14) ja/tai K3 (15) ohjattavien kuormien liittämiseksi laitteistoon, f) S0-pulssin ja CP-signaalin (23) generoinnin latauslaitteiden ohjaamiseksi DIN 43864 ja SAE J1772 -standardien mukaisesti, g) ohjelmallisen muistilaitteen (12, 29) mittaustietojen ja kuormanohjaustilanteiden tallentamiseksi ja hallitsemiseksi, h) WLAN yhteyslaitteet (24), IEVCC:n laitteen ulkopuolisen informaation välittämiseksi kaksisuuntaisesti tunnettujen digitaalisen median ja julkisen tai WWW — verkossa olevien palveluiden kesken.Apparatus for real-time measurement and control of electrical loads, comprising at least openable measuring loops for measuring electrical current and high-performance microprocessor technology, characterized in that it comprises: a) a light-sensitive light sensor , b) software means for the program device (10, 29) and the load control to form the functionality provided by the hardware; c) to transmit and receive measurement data of the radio transmitter and receiver (16) by radio; e) load control relays K1 (13), K2 (14) and / or K3 (15) for connecting the loads to be controlled to the equipment, f) for controlling the S0 pulse and CP signal (23) generation chargers according to DIN 43864 and SAE J1772 g) the program (h) WLAN connection devices (24) for the two-way transmission of information outside the IEVCC device between known digital media and public or web-based services. NOF OO NOF K <QK <Q LOLO NOF II EE N OoN Oo OO QAQA OO N 5N 5
FIU20200112U 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building FI12994Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIU20200112U FI12994Y1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIU20200112U FI12994Y1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FI12994Y1 true FI12994Y1 (en) 2021-08-13

Family

ID=77669820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FIU20200112U FI12994Y1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI12994Y1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11400821B2 (en) Electric-vehicle charging apparatus
US8981716B2 (en) Power share system for electric vehicle service equipment
JP6081375B2 (en) Energy interface system
CN102696198B (en) Apparatus for controlling a power using a smart device and method thereof
CN109863663A (en) Power supply charge system
CN103947122A (en) Wireless communication apparatus, wireless communication system having same, and power consumption management apparatus
US9090175B2 (en) Power share system for electric vehicle service equipment
US20110181124A1 (en) Breaker and power monitoring system
US20200112199A1 (en) Integrated electrical management system and architecture
CN104981955A (en) Self forming microgrids
CN103210558B (en) For the method running the energy networks of local
US20120197563A1 (en) Electric power meter
CN114728599A (en) Electrical device for energy control
JP2019097308A (en) Draw-in board and multiple dwelling house
CN109891705A (en) Power supply device and electrical storage device
KR101095493B1 (en) Intelligent Energy Management System
JP2014192986A (en) Electric power system
EP3422524A1 (en) Power coordination control system, power coordination control method and power coordination control program
FI12994Y1 (en) Apparatus for charging electric vehicles and for managing and controlling the other electrical load of a building
WO2015104740A1 (en) Control system and distribution board
RU2451380C2 (en) System and method to transmit power between network and vehicle
JP2009033880A (en) Watt-hour meter having function for blocking electric power line communication signal
McMahon et al. Operational study of domestic battery energy storage system
JP7320795B2 (en) Power distribution system and installation method
JP2014192985A (en) Electric power system

Legal Events

Date Code Title Description
FGU Utility model registered

Ref document number: 12994

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: U1