RU2451380C2 - System and method to transmit power between network and vehicle - Google Patents
System and method to transmit power between network and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451380C2 RU2451380C2 RU2010107056/07A RU2010107056A RU2451380C2 RU 2451380 C2 RU2451380 C2 RU 2451380C2 RU 2010107056/07 A RU2010107056/07 A RU 2010107056/07A RU 2010107056 A RU2010107056 A RU 2010107056A RU 2451380 C2 RU2451380 C2 RU 2451380C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- vehicle
- electricity
- power
- storage medium
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y02T10/7055—
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к системе передачи электроэнергии между сетью и, по меньшей мере, одним транспортным средством, а также к способу упрощения передачи электроэнергии между сетью и транспортным средством.The present invention relates to a system for transmitting electricity between a network and at least one vehicle, as well as to a method for simplifying the transmission of electricity between a network and a vehicle.
Предшествующий уровень техники State of the art
Аккумуляторные электрические транспортные средства (BEV), включаемые в сеть гибридные электрические транспортные средства (PHEV) и транспортные средства на топливных элементах (FCV) могут обеспечивать множество положительных функций для сети энергетической компании и ее потребителей.Battery-powered electric vehicles (BEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) and fuel cell vehicles (FCVs) can provide many positive features for the energy company’s network and its consumers.
Основной пример содержит измерение реально потребленной из сети электроэнергии, в которой электроэнергия может протекать в обоих направлениях в месте нахождения и потребителю выставляется счет только за потребленную электроэнергию из сети, в течение периода, за который выставляется счет. В этом случае транспортные средства могут программироваться для возврата электроэнергии обратно в электрическую сеть, чтобы помочь снизить общее количество электроэнергии, потребленной в месте нахождения.The main example contains the measurement of the energy actually consumed from the network, in which electricity can flow in both directions at the location and the consumer is billed only for the consumed electricity from the network during the period for which it is billed. In this case, vehicles can be programmed to return electricity back to the grid to help reduce the total amount of electricity consumed at the location.
Такая система имеет несколько недостатков, так как транспортные средства эффективны не на 100% и затраты на подзаряд транспортного средства в схеме со статическим ценообразованием могут перевешивать экономию от возврата электроэнергии обратно в сеть.Such a system has several disadvantages, since vehicles are not 100% effective and the cost of recharging a vehicle in a static pricing scheme may outweigh the savings from returning electricity back to the network.
Это ведет к более совершенному сценарию, в котором транспортные средства возвращают электроэнергию в сеть в областях с другим ценообразованием, только когда выручаемые деньги будут больше, чем затраты на подзаряд аккумулятора, а также будут компенсировать затраты на пониженный срок службы аккумулятора и неудобство для пользователя.This leads to a better scenario in which vehicles return electricity to the network in areas with different pricing only when the proceeds are more than the cost of recharging the battery, and will also compensate for the reduced battery life and inconvenience for the user.
BEV будет использовать аккумулирование электроэнергии в своих аккумуляторах, чтобы возвращать энергию в сеть, и будет нуждаться в получении мощности от сети для подзаряда. Поскольку аккумуляторы заряжаются, прежде всего, от сети (некоторые имеют солнечные или регенеративные средства, работающие во время движения), когда их аккумуляторы разряжены, они не могут больше поддерживать распределенную генерацию. BEV will use the energy storage in its batteries to return energy to the network, and will need to receive power from the network for recharging. Since the batteries are charged primarily from the mains (some have solar or regenerative means that operate during movement) when their batteries are discharged, they can no longer support distributed generation.
PHEV и FCV могут поддерживать обеспечение электроэнергией, пока потребителю это экономически выгодно. PHEV имеют вторичный источник топлива, которым может быть газ, природный газ и т.д., как и FCV, и были раскрыты несколько систем, которые у себя дома используют магистрали природного газа для постоянного обеспечения топливом для генерации электроэнергии с помощью автомобиля. Это полезно, но необходимо следить за тем, чтобы плата не превышала стоимость электроэнергии на подзаряд аккумуляторов или на топливо для восполнения того, которое используется в процессе генерации, а также расходы на износ генератора в автомобиле.PHEV and FCV can support power supply while it is cost effective for the consumer. PHEVs have a secondary source of fuel, which can be gas, natural gas, etc., like FCV, and several systems have been discovered that use natural gas pipelines at home to continuously provide fuel to generate electricity through a car. This is useful, but care must be taken to ensure that the board does not exceed the cost of electricity for recharging the batteries or fuel to make up for the one used in the generation process, as well as the costs of generator wear in the car.
Другим предполагаемым преимуществом является регулирование качества электроэнергии. Энергетические компании стремятся поддерживать очень низкую региональную ошибку управления (ACE), которая, в свою очередь, обеспечивает сигнал переменного тока без помех 60 Гц для электроэнергии, доступной из сети. Аккумуляторы в BEV, PHEV и FCV могут значительно повысить качество электроэнергии вблизи конечных точек сети, в частности в жилых помещениях, общественных местах и бизнес-центрах. Регулирование электроэнергии - это 0 потребленной сетевой энергии, так как потребленная энергия обычно равна возвращаемой энергии при поддержании для доступной электроэнергии устойчивой синусоиды с частотой 60 Гц. Это не требует дополнительных затрат топлива, не истощает аккумуляторы и создаст только минимальную нагрузку на аккумуляторы при обслуживании.Another perceived benefit is power quality regulation. Energy companies strive to maintain a very low regional control error (ACE), which in turn provides an AC signal without interference of 60 Hz for electricity available from the grid. Batteries in BEV, PHEV and FCV can significantly improve the quality of electricity near the end points of the network, in particular in residential buildings, public places and business centers. Electricity regulation is 0 of the consumed mains energy, since the consumed energy is usually equal to the returned energy while maintaining a stable sinusoid with a frequency of 60 Hz for the available electricity. This does not require additional fuel costs, does not drain the batteries and creates only a minimum load on the batteries during maintenance.
Областью, возможно, максимального преимущества является предотвращение проседаний напряжения (частичное нарушение электроснабжения)/полных отключений или оказание помощи энергетическим компаниям при восстановлении после проседаний напряжения/полных отключений. Аккумулирование энергии и/или генерация мощности, доступные в BEV, PHEV и FCV, могут помочь при обеспечении электроэнергией в пиковые часы, когда спрос потребителя приближается к запасам энергетических компаний. Вместо того, чтобы покупать дорогую энергию у соседних энергетических компаний или истощать имеющуюся в наличии энергию, энергетическая компания могла бы получать электроэнергию от транспортных средств. Этот сценарий обычно возможен только на короткое время и только несколько раз год, и деньги, заработанные от подачи мощности в сеть, конечно должны превысить затраты потребителя на ее обеспечение. Если потребитель не находится в области, где энергетические компании напрямую оплачивают и управляют энергией, генерируемой во время таких суперпиковых периодов, потребитель все еще может сэкономить деньги и особенно в ситуации, когда используется транспортное средство для обеспечения энергией бытовых электроприборов и еще возвращать немного энергии в сеть, чтобы помочь в покрытии недостачи.The area of possibly maximum benefit is the prevention of voltage sags (partial power outages) / blackouts or helping energy companies recover from voltage sags / blackouts. The energy storage and / or power generation available in BEV, PHEV and FCV can help with the supply of electricity during peak hours, when consumer demand approaches stocks of energy companies. Instead of buying expensive energy from neighboring energy companies or depleting available energy, the energy company could receive electricity from vehicles. This scenario is usually possible only for a short time and only several times a year, and the money earned from supplying power to the network, of course, must exceed the consumer's costs for its provision. If the consumer is not in an area where energy companies directly pay and manage the energy generated during such super-peak periods, the consumer can still save money, and especially in a situation where a vehicle is used to provide energy to household appliances and still return some energy to the grid to help cover shortages.
В случае проседания напряжения транспортное средство не должно пытаться повторно подключиться к сети самостоятельно, потому что оно, возможно, не сможет это сделать и может повредить домашнюю электропроводку, электрический счетчик или электросистему автомобиля. Кроме того, в случае аварии, транспортное средство должно быть доступно для передвижения на значительное расстояние, если люди нуждаются в нем для транспортировки.In the event of a voltage drop, the vehicle should not try to reconnect to the network on its own, because it may not be able to do this and may damage the home wiring, electric meter or the car’s electrical system. In addition, in the event of an accident, the vehicle must be accessible for travel a considerable distance if people need it for transportation.
Краткое изложение существа изобретенияSummary of the invention
Настоящее изобретение является системой управления BEV, PHEV и FCV, когда они подключены к электрической сети, чтобы предоставлять потребителю и энергосистеме общего пользования сочетание полезных функций, в том числе, следующие:The present invention is a BEV, PHEV, and FCV control system when they are connected to an electrical network to provide a consumer and a public power system with a combination of useful functions, including the following:
1. Чувствительные к цене подзаряд и разряд, так чтобы батареи заряжались, когда стоимость ниже определенной стоимости, и разряжались, когда стоимость выше определенной более высокой стоимости (в случае PHEV или FCV с источником топлива в месте, где он подключается к сети, энергия может обеспечиваться непрерывно, чтобы гарантировать, что общее количество кВт·ч не превышается в течение определенного периода времени).1. Price-sensitive recharging and discharging, so that the batteries are charged when the cost is below a certain cost, and discharged when the cost is above a certain higher cost (in the case of a PHEV or FCV with a fuel source in the place where it is connected to the network, energy can provided continuously to ensure that the total kWh is not exceeded for a certain period of time).
2. Регулирование качества энергии в течение всего периода, пока транспортное средство подключено к энергосети.2. Regulation of energy quality throughout the period while the vehicle is connected to the power grid.
3. Разряд в течение суперпикового потребления мощности, чтобы помочь уменьшить опасность события проседания напряжения/аварии энергосистемы.3. Discharge during super-peak power consumption to help reduce the risk of a voltage sag / power outage event.
4. Помощь в восстановлении сети или генерация энергии в домашних условиях в случае проседания напряжения/полного отключения энергосистемы.4. Assistance in the restoration of the network or the generation of energy at home in the event of a voltage subsidence / complete power outage.
Управление такой системой в идеале должно осуществляться от энергосистемы общего пользования. При таком способе владельцам транспортных средств может выплачиваться компенсация в периоды, когда осуществляется регулирование мощности. Кроме того, энергосистема общего пользования находится в наилучшем положении при организации и оптимизации смягчения последствий отключения и аварий посредством циклической работы доступных транспортных средств, подобно воздушному кондиционеру, работающему циклически с отключением нагрузки для снижения пикового спроса. Таким образом, доступная энергия не расходуется полностью после нескольких коротких часов, если в сети все еще существует дефицит мощности.Management of such a system should ideally be carried out from a public power system. With this method, compensation can be paid to vehicle owners during periods when power regulation is in progress. In addition, the public power system is in the best position to organize and optimize the mitigation of the effects of shutdowns and accidents through the cyclic operation of available vehicles, like an air conditioner operating cyclically with a load shedding to reduce peak demand. Thus, the available energy is not completely consumed after a few short hours if there is still a power shortage in the network.
Если энергетическая компания не поддерживает или не осуществляет некоторый способ управления, раскрытая система все равно может обеспечить возмещение потребителю. Система может быть программирована на разряд аккумуляторов, когда стоимость электроэнергии достаточно высока, чтобы создавать прибыль, осуществлять подзаряд, когда электроэнергия является самой дешевой, и регулировать мощность в доме, чтобы помочь защитить внутренние нагрузки. Всегда должна поддерживаться изменяемая минимальная величина заряда, чтобы гарантировать, что транспортное средство будет доступно для езды, когда в этом есть необходимость. В случае PHEV или FCV должно использоваться генерирующее средство, если цена электроэнергии выше, чем расходы на восполнение топлива для генератора или топливного элемента. Если чистое измерение недоступно, дом может просто получать энергию частично или полностью от генераторных средств автомобиля или аккумулятора во время периодов высоких цен, так чтобы жители не платили энергетической компании за электроэнергию в пиковые периоды платежей.If the energy company does not support or does not implement some method of management, the disclosed system can still provide compensation to the consumer. The system can be programmed to discharge batteries when the cost of electricity is high enough to make a profit, recharge when the electricity is the cheapest, and adjust the power in the house to help protect internal loads. A variable minimum charge should always be maintained to ensure that the vehicle will be accessible for driving when necessary. In the case of PHEV or FCV, a generating facility should be used if the price of electricity is higher than the cost of replenishing fuel for a generator or fuel cell. If a clean measurement is not available, the house can simply receive energy partially or fully from the generator’s means of the car or battery during periods of high prices, so that residents do not pay the energy company for electricity during peak periods of payments.
Система содержит следующее:The system contains the following:
1. Двунаправленный интерфейс типа розетки, содержащий измерение и контроль, по меньшей мере, входной мощности, выходной мощности, напряжения, частоты, коэффициента мощности (эти средства измерения должны использоваться для идентификации опасности, связанной с аварией, такой как проседание напряжения/полное отключение).1. A bidirectional socket-type interface containing measurement and control of at least input power, output power, voltage, frequency, power factor (these measuring instruments should be used to identify the danger associated with an accident, such as voltage sagging / complete shutdown) .
2. Реле, прерыватель или переключатель, которые управляются местно или дистанционно, чтобы обеспечить отключение транспортного средства от сети в случае пропадания мощности или другой аварии (могут быть внутренними или внешними по отношению к двунаправленной розетке).2. Relays, interrupters or switches that are controlled locally or remotely to ensure that the vehicle is disconnected from the mains in the event of a power outage or other accident (may be internal or external to a bi-directional outlet).
3. Средство связи, которое может быть одним или более из следующих: связь по силовой линии (COPL), Bluetooth, связь по стандарту 802.15.4/ZigBee, сотовая беспроводная компьютерная сеть по IP-протоколу, используемая для установления прямой связи между энергосистемами общего пользования, счетчик электроэнергии, связь через один или более BEV/PHEV/FCV и/или компьютеры, PDA или другие электронные устройства.3. A communications tool, which can be one or more of the following: power line communications (COPL), Bluetooth, 802.15.4 / ZigBee communications, IP-based cellular wireless computer network, used to establish direct communication between common power systems a meter, an electricity meter, communication through one or more BEV / PHEV / FCV and / or computers, PDAs, or other electronic devices.
4. Средство определения действительного местоположения, которое может быть определено, используя систему GPS или экстраполируя с использованием средства относительного определения местоположения относительно известного местоположения, такого как счетчик электроэнергии или розетка, используемая для подключения транспортного средства к сети.4. A means of determining the actual location, which can be determined using a GPS system or extrapolated using means of relative location relative to a known location, such as an electricity meter or a socket, used to connect the vehicle to the network.
5. В случае PHEV или FCV, топливная линия, которая соединяется с источником природного газа или другим источником топлива, чтобы расширить производственные возможности транспортного средства.5. In the case of PHEV or FCV, a fuel line that connects to a natural gas source or other fuel source to expand the vehicle's production capabilities.
Двунаправленная розетка должна иметь средство для подключения к домашней электропроводке, независимо от того, присоединяется ли она неразъемно или через стандартную стенную розетку 110 В/220 В. Она также должна иметь средство приема для возможности электрического подключения к транспортному средству, которое может быть выполнено в форме стандартного штекера 110 В/220 В. Розетка должна определять, какое транспортное средство подключается к ней одним или более из следующих способов: анализ сигнатуры нагрузки (по коэффициенту мощности, потребляемому току, гармоникам, комбинации или другим способом, с помощью электронной связи с транспортным средством, и т.д.).A bidirectional outlet must have a means for connecting to a home electrical wiring, regardless of whether it is connected inseparably or through a standard 110 V / 220 V wall outlet. It must also have a receiving means for being able to electrically connect to a vehicle, which can be made in the form standard plug 110 V / 220 V. The socket must determine which vehicle is connected to it in one or more of the following ways: analysis of the load signature (by power factor, consumption emomu current harmonics, combinations or other means, via electronic communications with a vehicle, etc.).
Информация связиCommunication Information
Информация, совместно используемая энергетическими компаниями и к которой система получает доступ напрямую или через счетчик электроэнергии, может содержать множество типов информации:Information shared by energy companies and to which the system accesses directly or through an electricity meter can contain many types of information:
1. Информации о ценообразовании, как текущем, так и прогнозируемом;1. Information on pricing, both current and forecasted;
2. Информация о подаче электроэнергии, в том числе, запросы на консервацию или генерацию мощности;2. Information on the supply of electricity, including requests for conservation or generation of power;
3. Индивидуальные команды на управление аккумулятором/ генерирующим средством/топливным элементом внутри транспортного средства, чтобы возвращать энергию в сеть или заряжать аккумуляторы от сети;3. Individual commands to control the battery / generating device / fuel cell inside the vehicle in order to return energy to the network or charge the batteries from the network;
4. Уведомление о приближающейся или существующей в настоящее время аварии или отказе электроснабжения.4. Notification of an impending or current accident or power failure.
Чем больше средств управления и информации использует и предоставляет энергетическая компания, тем более эффективно используется сеть. Цикличность заряда среди большой группы автомобилей гарантирует, что постоянная нагрузка присутствует в ночное время и в другое популярное для подзаряда время, чтобы сеть не перегружалась. Разряд аккумуляторов подобным образом позволяет энергетическим компаниям гарантировать более длительный период времени, в течение которого доступна мощность транспортного средства, чтобы не разряжать полностью доступные источники запасной пиковой мощности.The more controls and information the energy company uses and provides, the more efficiently the network is used. The cyclical nature of the charge among a large group of cars ensures that a constant load is present at night and at other popular charging times, so that the network does not overload. Discharging batteries in this way allows energy companies to guarantee a longer period of time during which the vehicle’s power is available so as not to discharge the fully available sources of spare peak power.
Информация, собранная энергетической компанией или другой организацией, которая управляет системой, может содержать, в частности:Information collected by the energy company or other organization that controls the system may contain, in particular:
1. Тип транспортного средства, в том числе, емкость аккумулятора, мощность генератора/топливного элемента и доступное топливо/заряд;1. Type of vehicle, including battery capacity, generator / fuel cell power and available fuel / charge;
2. Работает ли транспортное средство в режиме, который обеспечивает регулирование энергии, генерацию энергии или подзаряд;2. Does the vehicle operate in a mode that provides energy regulation, power generation or recharging;
3. Местоположение, полученное средством определения действительного местоположения, таким как система GPS, или по отношению к известному местоположению, такому как счетчик электроэнергии или двунаправленная розетка. 3. A location obtained by determining a valid location, such as a GPS system, or with respect to a known location, such as an electricity meter or a bi-directional outlet.
Система служит в качестве посредника между энергетической компанией, накопителем энергии, домом и/или транспортным средством, поскольку каждый из них может использовать различный набор средств контроля, управления и протоколов связи для осуществления связи, в том числе, BACnet, LONworks, OpenWAY, и т.д. С обновленными профилями связи система будет способна сокращать команды и взаимодействия между любыми энергетическими компаниями, домашней системой, транспортным средством и накопителем энергии. Этот способ не требует для работы системы никакой установки. Любое транспортное средство может использоваться в любой розетке и владелец пользуется выгодами от своего транспортного средства.The system serves as an intermediary between the energy company, energy storage, home and / or vehicle, since each of them can use a different set of control, management and communication protocols for communication, including BACnet, LONworks, OpenWAY, etc. .d. With updated communication profiles, the system will be able to reduce teams and interactions between any energy companies, home system, vehicle and energy storage. This method does not require any installation for the system to work. Any vehicle can be used in any outlet and the owner benefits from his vehicle.
Знание типа транспортного средства и информация об энергетической установке позволяет энергетической компании или накопителю выборочно осуществлять подзаряд/генерацию, чтобы максимизировать эффективность ограничений нагрузки и программ надежности энергоснабжения. Энергетическая компания может позволить регулирование в течение всех часов или только в течение некоторого времени, когда ACE находится вне желаемого диапазона, определенного энергетической компанией.Knowing the type of vehicle and information about the power plant allows the energy company or drive to selectively recharge / generate in order to maximize the effectiveness of load restrictions and power supply reliability programs. The energy company may allow regulation for all hours or only for some time when the ACE is outside the desired range defined by the energy company.
Режим, в котором находится транспортное средство, важен, поскольку программы управления зарядом и генерацией энергетических компаний или спонсируемых коммунальных служб будут приняты, только если существует способ уклониться от ситуаций, когда заряд необходим немедленно или когда для пользователя желательна полная зарядка (или баллон с газом). Кроме того, транспортное средство или розетка при этом способны вести слежение за параметрами настройки потребителя и энергетическая компания избавляется от большого объема поиска и обработки данных.The mode in which the vehicle is located is important because the charge and generation management programs for energy companies or sponsored utilities will only be accepted if there is a way to avoid situations where the charge is needed immediately or when the user needs a full charge (or gas bottle) . In addition, the vehicle or outlet is capable of tracking consumer settings and the energy company gets rid of a large amount of search and data processing.
Эффективность распределенного регулирования, регулирования и ограничения нагрузки обычно хорошо действует только в локальной области распределенного оборудования. Обеспечение того, чтобы каждое транспортное средство идентифицировалось по его местоположению, важно для знания, какие энергетические службы или компании получают выгоду и кто получит выплату компенсации за услуги транспортных средств. Использование средства относительного определения местоположения предпочтительно, потому что система GPS обычно не работает в закрытом помещении или под землей, где многие автомобили паркуются большую часть времени, и поэтому являются местами, где они, вероятно, будут подключены к сети.The effectiveness of distributed control, regulation and load limitation usually works well only in the local area of distributed equipment. Ensuring that each vehicle is identified by its location is important for knowing which energy services or companies benefit and who will receive compensation for vehicle services. The use of relative positioning is preferable because the GPS system usually does not work indoors or underground, where many cars park most of the time, and therefore are places where they are likely to be connected to the network.
Восстановление после провалов напряжения/полных отключенийRecovery after voltage dips / complete blackouts
Предложенная система будет служить буфером между домом или транспортным средством и сетью в случае серьезных проседаний напряжения или полных отключений, позволяя дому получать электроэнергию от транспортного средства, чтобы обеспечивать мощность. Энергетические компании со смарт-измерителями могут оказывать помощь при восстановлении после энергетических аварий, используя запитываемые аккумуляторами измерители AMI для отключения подачи электроэнергии к домам, где произошло проседание напряжения/полное отключение, чтобы снизить величину нагрузки на сеть. Жилые дома и места расположения EV, PHEV и FCV могут затем возвращать мощность обратно в сеть, чтобы помочь увеличить доступную мощность, а дома без средств генерации мощности могут подключаться обратно к сети без опасения беспорядочного возврата в сеть подключением всех жилых домов одновременно.The proposed system will serve as a buffer between the house or the vehicle and the network in the event of serious voltage sags or complete blackouts, allowing the house to receive electricity from the vehicle to provide power. Energy companies with smart meters can assist in recovering from energy disruptions by using battery-powered AMI meters to turn off power to homes where voltage has subsided / completely shut down to reduce network load. Residential buildings and EV, PHEV, and FCV locations can then return power back to the network to help increase available power, and homes without power generation means can connect back to the network without fear of randomly returning to the network by connecting all residential buildings at the same time.
В этом сценарии раскрытая система защищает транспортное средство/а в индивидуальном месте проживания, отделяя его от проблем с сетью. Тем самым защищается домашняя электроника и транспортное средство. Большинство преобразователей будут отключаться, когда электрический сигнал, который пытаются поддерживать, изменяется или теряется, и в этом случае способность транспортного средства помочь в устранении проблемы теряется. Отделение транспортного средства от сети до тех пор, пока ему можно безопасно позволить помогать возвращать энергию обратно в локальную сеть, является как экономически выгодной, так и быстрой реакцией, чтобы помочь вернуть мощность обратно потребителям энергетической компании.In this scenario, the disclosed system protects the vehicle / s in an individual place of residence, separating it from network problems. This protects home electronics and the vehicle. Most inverters will turn off when the electrical signal that they try to maintain is changed or lost, in which case the vehicle’s ability to help fix the problem is lost. Separating a vehicle from the network, as long as it can be safely allowed to help return energy back to the local network, is both a cost-effective and quick response to help return the power back to the consumers of the energy company.
При отсутствии средства связи с энергетической компанией или накопителем электроэнергии, во время нарушения энергоснабжения система будет просто отключать жилой дом от сети и электроэнергия будет поступать непосредственно от силовой установки транспортного средства.In the absence of a means of communication with the energy company or energy storage device, during a power outage, the system will simply disconnect the apartment building from the network and the electricity will come directly from the vehicle’s power plant.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:The invention is further explained in the description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 изображает блок-схему модуля пользователя как вариант осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a block diagram of a user module as an embodiment of the present invention;
Фиг. 2 изображает блок-схему последовательности выполнения операций для передачи электроэнергии от сети транспортному средству и от транспортного средства к сети, как вариант осуществления изобретения;FIG. 2 is a flowchart for transmitting electric power from a network to a vehicle and from a vehicle to a network, as an embodiment of the invention;
Фиг. 3 изображает нормальный рабочий режим системы для аккумуляторного электрического транспортного средства (BEV) как варианта осуществления изобретения;FIG. 3 depicts the normal operating mode of a system for a battery electric vehicle (BEV) as an embodiment of the invention;
Фиг. 4 изображает нормальное рабочее состояние системы для включаемого в сеть гибридного электрического транспортного средства (PHEV) или транспортного средства на топливных элементах (FCV) как вариант осуществления изобретения;FIG. 4 depicts the normal operating state of a system for a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) or fuel cell vehicle (FCV) as an embodiment of the invention;
Фиг. 5 изображает аварийное рабочее состояние системы как вариант осуществления настоящего изобретения.FIG. 5 depicts an emergency operating state of a system as an embodiment of the present invention.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDescription of preferred embodiments of the invention
Настоящее изобретение раскрывает систему передачи электроэнергии между сетью и, по меньшей мере, одним транспортным средством. Система дополнительно обеспечивает электрическую изоляцию между транспортным средством, сетью и зданием в случае события проседания напряжения (частичного отключения электроэнергии) или полного отключения электроэнергии. Система также облегчает обеспечение электроэнергией сооружений от транспортного средства. В одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один аккумулятор используется как средство аккумулирования электроэнергии в транспортном средстве. Однако, без ограничения объема изобретения, могут также использоваться другие устройства аккумулирования электроэнергии.The present invention discloses a power transmission system between a network and at least one vehicle. The system additionally provides electrical isolation between the vehicle, the network and the building in the event of a voltage sag (partial power outage) or a complete power outage. The system also facilitates the provision of electric power to buildings from a vehicle. In one embodiment of the invention, at least one battery is used as a means of storing electric power in a vehicle. However, without limiting the scope of the invention, other power storage devices may also be used.
Система содержит модуль пользователя, подключенный к сети и к транспортному средству через сеть связи. Модуль пользователя дополнительно соединяется с источником топлива. Сеть связи содержит связь по силовой линии (COPL), Bluetooth, связь по протоколу IEEE 802.15.4, ZigBee, сотовую сеть беспроводной связи или компьютерную сеть на основе IP-протокола. Сеть связи использует такие протоколы как, например, BACnet, LonWorks, OpenWay, OpenAMI, SmartGrid, ZigBee или профиль AMI. Однако, как может быть очевидно для специалиста в данной области техники, без ограничения объема настоящего изобретения могут также использоваться другие сети и протоколы связи, помимо упомянутых здесь.The system comprises a user module connected to the network and to the vehicle via a communication network. The user module is additionally connected to a fuel source. The communication network contains a power line communication (COPL), Bluetooth, IEEE 802.15.4, ZigBee, a wireless cellular network or an IP-based computer network. The communication network uses such protocols as, for example, BACnet, LonWorks, OpenWay, OpenAMI, SmartGrid, ZigBee or the AMI profile. However, as may be apparent to one skilled in the art, without limiting the scope of the present invention, other communication networks and protocols than those mentioned here may also be used.
Модуль пользователя дополнительно способен устанавливать прямую связь со счетчиком электроэнергии, компьютером или устройством дистанционной связи, таким как, например, персональный цифровой помощник (PDA). Модуль пользователя также способен обмениваться информацией, по меньшей мере, с одной энергетической компанией. Такая информация может содержать стоимость электроэнергии, информацию о подаче электроэнергии, информацию о состоянии и уведомлении пользователей. Стоимость электроэнергии содержит как текущие затраты, так и прогнозируемую стоимость электроэнергии. Информация о подаче электроэнергии содержит запросы на сохранение электроэнергии и запросы на генерацию электроэнергии для пользователя. Информация о состоянии содержит состояние генерации энергии и состояние заряда/разряда энергии аккумулятора транспортного средства. Уведомления пользователей информируют пользователя, когда существует опасность аварии или пропадания входной мощности. Для специалистов в данной области техники должно быть очевидно, что такая информация, которой обмениваются модуль пользователя, энергетическая компания и транспортное средство, улучшает использования сети и любые изменения в этом отношении не должны рассматриваться как ограничение объема изобретения.The user module is additionally able to establish a direct connection with an electricity meter, a computer or a remote communication device, such as, for example, a personal digital assistant (PDA). The user module is also capable of exchanging information with at least one energy company. Such information may include the cost of electricity, information about the supply of electricity, information about the status and notification of users. The cost of electricity contains both current costs and the projected cost of electricity. The power supply information contains power conservation requests and power generation requests for the user. The state information contains a state of energy generation and a state of charge / discharge of energy of the vehicle’s battery. User notifications inform the user when there is a danger of an accident or loss of input power. It should be apparent to those skilled in the art that such information exchanged between a user module, an energy company, and a vehicle improves network utilization and any changes in this regard should not be construed as limiting the scope of the invention.
Дополнительно энергетическая компания через модуль пользователя может также собирать информацию управления от пользователя и транспортного средства. Информация управления содержит, но не ограничиваясь этим, тип транспортного средства, емкость аккумулятора транспортного средства, производительность генератора, производительность топливного элемента, доступное топливо, доступный заряд и рабочий режим транспортного средства. Передачей электроэнергии можно дополнительно управлять, проверяя, находится ли транспортное средство в режиме регулирования электроэнергии или генерации электроэнергии, как в рабочем режиме. В одном варианте осуществления энергетическая компания обеспечивает регулирование электроэнергии в течение всего периода времени, когда транспортное средство соединено с сетью. В другом варианте осуществления регулирование электроэнергии обеспечивается только в течение определенного периода времени. Определенный период времени устанавливается энергетической компанией. В еще одном другом варианте осуществления регулирование электроэнергии обеспечивается в зависимости от региональной ошибки управления (ACE). Низкое значение ACE гарантирует доступную от сети электроэнергию в виде сигнала переменного тока без помех с частотой 60 Гц. Энергетические компании, таким образом, пытаются поддерживать очень низкое значение ACE. В одном варианте осуществления регулирование электроэнергии обеспечивается, когда ACE превышает заданный диапазон, установленный пользователем. В другом варианте осуществления заданный диапазон ACE устанавливается энергетической компанией.Additionally, the energy company, through the user module, can also collect control information from the user and the vehicle. The control information includes, but is not limited to, vehicle type, vehicle battery capacity, generator performance, fuel cell performance, available fuel, available charge, and vehicle operating mode. Electric power transmission can be further controlled by checking whether the vehicle is in the mode of regulation of electricity or generation of electricity, as in the operating mode. In one embodiment, the energy company provides power control throughout the time period when the vehicle is connected to the grid. In another embodiment, the regulation of electricity is provided only for a certain period of time. A certain period of time is set by the energy company. In yet another embodiment, power control is provided depending on a regional control error (ACE). The low ACE value ensures that the mains power is available as an AC signal without interference at a frequency of 60 Hz. Energy companies are thus trying to maintain a very low ACE. In one embodiment, power control is provided when the ACE exceeds a predetermined range set by a user. In another embodiment, the predetermined ACE range is set by the energy company.
Для передачи электрической энергии от сети к транспортному средству и от транспортного средства к сети полезно знать действительное географическое местоположение транспортного средства. Действительное географическое местоположение транспортного средства помогает в определении того, какая энергетическая компания вовлечена в передачу электроэнергии. Дополнительно, энергетическая компания может компенсировать пользователю предоставление (возврат) электрической энергии в сеть. Знание действительного географического местоположения транспортного средства помогает энергетической компании в идентификации, какому пользователю необходимо выплатить компенсацию. Модуль пользователя способен идентифицировать действительное географическое местоположение транспортного средства. Для определения действительного географического местоположения транспортного средства в варианте осуществления изобретения используется технология GPS. В другом варианте осуществления действительное географическое местоположение транспортного средства определяется путем экстраполяции относительного географического местоположения относительно известного географического местоположения. Известное географическое местоположение может дополнительно быть определено при помощи счетчика электроэнергии. Использование средства экстраполяции для определения действительного географического местоположения транспортного средства более полезно, когда большинство транспортных средств припаркованы большую часть времени или когда транспортное средство расположено под землей.To transfer electrical energy from the network to the vehicle and from the vehicle to the network, it is useful to know the actual geographical location of the vehicle. The actual geographical location of the vehicle helps in determining which energy company is involved in the transmission of electricity. Additionally, the energy company can compensate the user for the provision (return) of electrical energy to the network. Knowing the vehicle’s actual geographic location helps the energy company identify which user needs to be compensated. The user module is able to identify the actual geographical location of the vehicle. To determine the actual geographical location of the vehicle, an embodiment of the invention uses GPS technology. In another embodiment, the actual geographic location of the vehicle is determined by extrapolating the relative geographic location from a known geographic location. A known geographical location can be additionally determined using an electricity meter. Using an extrapolation tool to determine the actual geographic location of a vehicle is more useful when most vehicles are parked most of the time or when the vehicle is underground.
На фиг. 1 показана блок-схема модуля пользователя, как вариант осуществления изобретения. Модуль пользователя содержит двунаправленный электрический интерфейс типа розетки. Двунаправленный электрический интерфейс типа розетки осуществляет мониторинг таких параметров, как, например, входная мощность, выходная мощность, напряжение, частота и коэффициент мощности. Эти параметры могут дополнительно использоваться для идентификации явления проседания напряжения и полного отключения.In FIG. 1 is a block diagram of a user module as an embodiment of the invention. The user module contains a bi-directional electrical interface such as a socket. A bidirectional electrical interface such as a socket monitors parameters such as, for example, input power, output power, voltage, frequency and power factor. These parameters can be additionally used to identify the phenomenon of voltage subsidence and complete shutdown.
Двунаправленный электрический интерфейс типа розетки соединен с переключателем. Переключателем может быть реле или автоматический прерыватель. Переключатель используется для электрической изоляции транспортного средства от сети в случае события пропадания сетевого напряжения, провала напряжения или полного отключения. Дополнительно, переключатель также электрически изолирует здание от сети в случае события пропадания сетевого напряжения, проседания напряжения или полного отключения. В одном варианте осуществления изобретения переключатель встроен в счетчик электроэнергии. В другом варианте осуществления переключатель встроен в двунаправленный электрический интерфейс тип розетки. Дополнительно, переключателем можно либо управлять местно, либо им может дистанционно управлять двунаправленный электрический интерфейс типа розетки.A bidirectional electrical interface such as a socket is connected to a switch. The switch may be a relay or circuit breaker. The switch is used to electrically isolate the vehicle from the network in the event of a power failure, power failure, or complete shutdown. Additionally, the switch also electrically isolates the building from the network in the event of a power failure, voltage sag or a complete shutdown. In one embodiment of the invention, a switch is integrated in the electricity meter. In another embodiment, the switch is integrated in a bi-directional electrical interface such as a socket. Additionally, the switch can either be controlled locally, or it can be remotely controlled by a bi-directional electrical interface such as a socket.
Двунаправленный электрический интерфейс типа розетки способен подключаться к электропроводке здания. В одном варианте осуществления соединение между двунаправленным электрическим интерфейсом типа розетки и электропроводкой здания является неразъемным. В другом варианте осуществления соединение между двунаправленным электрическим интерфейсом типа розетки и электропроводкой здания выполняется через стандартную розетку 110 В/220 В.A bidirectional electrical interface such as a socket is able to connect to the building's electrical wiring. In one embodiment, the connection between the bi-directional electrical interface of a socket type and the building wiring is inextricable. In another embodiment, the connection between the bi-directional electrical interface of a socket type and the building wiring is through a standard 110 V / 220 V socket.
Двунаправленный электрический интерфейс типа розетки дополнительно способен осуществлять прием электрического подключения от транспортного средства. В одном варианте осуществления электрическое подключение от транспортного средства выполняется через стандартную розетку 110 В/220 В.A bi-directional electrical interface such as a socket is additionally capable of receiving an electrical connection from a vehicle. In one embodiment, the electrical connection from the vehicle is through a standard 110 V / 220 V socket.
Тип транспортного средства может определяться двунаправленным электрическим интерфейсом типа розетки. Для определения типа транспортного средства могут использоваться такие подходы, как, например, анализ сигнатуры нагрузки, измерение коэффициента мощности или RFID. В случае анализа сигнатуры нагрузки информация, полученная двунаправленным электрическим интерфейсом типа розетки, может быть введена в базу данных сигнатур нагрузки или в нейронную сеть. Анализ сигнатуры нагрузки дополнительно содержит анализ коэффициента мощности, потребление тока и гармонический анализ. Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что для определения типа транспортного средства, кроме описанных, могут также использоваться подходы, отличные от тех, которые описаны здесь, без какого-либо ограничения объема настоящего изобретения.The type of vehicle may be determined by a bi-directional electrical interface such as a socket. Approaches such as, for example, load signature analysis, power factor measurement, or RFID can be used to determine the type of vehicle. In the case of analysis of a load signature, information obtained by a bi-directional electrical interface such as a socket can be entered into a load signature database or into a neural network. The load signature analysis further comprises power factor analysis, current consumption and harmonic analysis. One of ordinary skill in the art will appreciate that approaches other than those described can also be used in approaches other than those described herein without limiting the scope of the present invention.
Модуль пользователя дополнительно содержит блок обработки, модуль запоминающего устройства, модуль датчика, модуль управления и источник электропитания. Блок обработки содержит устройство управляющей логики. Устройство управляющей логики управляет различными функциями для передачи электроэнергии между сетью и транспортным средством, такими как управление мощностью электропитания, подаваемой на транспортное средство, регулирование электрической мощности и управление получением электроэнергии от транспортного средства. Этап подачи электроэнергии на транспортное средство дополнительно содержит заряд аккумулятора транспортного средства. Этап получения электроэнергии от транспортного средства дополнительно содержит разряд аккумулятора транспортного средства. Как может быть очевидно для специалиста в данной области техники, аккумулятор используется просто как средство аккумулирования электроэнергии и не должен рассматриваться как ограничение объема изобретения. Дополнительно, в случае включаемого в сеть гибридного электрического транспортного средства (PHEV) и транспортного средства на топливных элементах (FCV), электроэнергия может обеспечиваться за счет внешнего топлива. В одном варианте осуществления изобретения в качестве внешнего топлива используется природный газ. Однако, не влияя на объем изобретения, могут также использоваться и другие виды топлива, отличные от природного газа.The user module further comprises a processing unit, a storage module, a sensor module, a control module, and a power source. The processing unit comprises a control logic device. The control logic device controls various functions for transmitting electric power between the network and the vehicle, such as controlling the power supply to the vehicle, adjusting the electric power, and controlling receiving electric power from the vehicle. The step of supplying electric power to the vehicle further comprises a battery charge of the vehicle. The step of generating electric power from the vehicle further comprises discharging the vehicle’s battery. As may be apparent to one skilled in the art, a battery is used merely as a means of storing electricity and should not be construed as limiting the scope of the invention. Additionally, in the case of a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) and a fuel cell vehicle (FCV), electric power can be provided by external fuel. In one embodiment of the invention, natural gas is used as an external fuel. However, without affecting the scope of the invention, other fuels other than natural gas can also be used.
Система дополнительно способна заряжать и разряжать аккумулятор транспортного средства в зависимости от цены. В этом случае, аккумулятор транспортного средства подзаряжается, когда стоимость электроэнергии ниже определенного заданного уровня. Электроэнергию получают от транспортного средства, разряжая аккумулятор транспортного средства, когда стоимость электроэнергии выше определенного заданного уровня. Заданный уровень может быть установлен пользователем или энергетической компанией. Дополнительно, в случае включаемого в сеть гибридного электрического транспортного средства (PHEV) или транспортного средства с топливными элементами (FCV), аккумулятор транспортного средства может заряжаться и разряжаться, чтобы гарантировать, что определенное количество кВт-часов для заданного периода времени доступно в сети. Определенное количество кВт-часов может быть выбрано энергетической компанией. В одном варианте осуществления указанный период времени выбирается как пиковый период потребления электроэнергии. Таким способом можно снизить вероятность возникновения явления проседания напряжения или полного отключения. Энергетическая компания может дополнительно компенсировать пользователю электроэнергию, получаемую от транспортного средства за определенный период времени.The system is additionally capable of charging and discharging the vehicle’s battery, depending on the price. In this case, the vehicle’s battery is recharged when the cost of electricity is below a certain predetermined level. Electricity is received from the vehicle by discharging the vehicle’s battery when the cost of electricity is above a certain predetermined level. The set level can be set by the user or the energy company. Additionally, in the case of a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) or fuel cell vehicle (FCV), the vehicle’s battery can be charged and discharged to ensure that a certain number of kWh for a given period of time is available on the network. A certain number of kWh can be selected by the energy company. In one embodiment, the specified time period is selected as the peak period of electricity consumption. In this way, it is possible to reduce the likelihood of the occurrence of a voltage subsidence or a complete shutdown. The energy company can additionally compensate the user for the electricity received from the vehicle for a certain period of time.
Чтобы избежать перегрузки сети, система дополнительно способна заряжать и разряжать транспортное средство в циклическом режиме. В этом случае группа транспортных средств заряжается циклически, чтобы гарантировать, что в ночное время и в другие популярные периоды заряда присутствует постоянная нагрузка. Разряд аккумулятора транспортного средства в циклическом режиме гарантирует, что транспортные средства способны подавать электроэнергию в течение более длительного периода времени, помогая, таким образом, энергетической компании в периоды пикового использования электроэнергии.To avoid network congestion, the system is additionally able to charge and discharge the vehicle in a cyclic mode. In this case, the group of vehicles is charged cyclically to ensure that a constant load is present at night and during other popular charge periods. Discharging a vehicle’s battery in cyclic mode ensures that vehicles are able to supply electricity for a longer period of time, thus helping the energy company during periods of peak use of electricity.
На фиг. 2 показана работа системы передачи электроэнергии от сети к транспортному средству и от транспортного средства к сети, как вариант осуществления настоящего изобретения. На этапе 101 система детектирует, подключено ли транспортное средство к модулю пользователя. На этапе 102 определяются параметры транспортного средства. Параметры транспортного средства содержат тип транспортного средства, действительное географическое местоположение транспортного средства и количество электроэнергии, запасенной в транспортном средстве. Несколько параметров, помимо упомянутых здесь, также могут быть идентифицированы, не ограничивая объем настоящего изобретения. На этапе 103 система детектирует, подключена ли постоянно сеть. Если сеть не подключена постоянно, то система на этапе 106 переходит в аварийный рабочий режим. На этапе 104 система пытается синхронизироваться с сетью и проверяет, была ли синхронизация с сетью успешной. На этапе 105 система входит в нормальный рабочий режим. Если этап 102 или 104 терпит неудачу, то система входит в режим устранения неисправностей.In FIG. 2 shows the operation of a power transmission system from a network to a vehicle and from a vehicle to a network, as an embodiment of the present invention. At step 101, the system detects whether the vehicle is connected to the user module. At 102, vehicle parameters are determined. Vehicle parameters contain the type of vehicle, the actual geographic location of the vehicle, and the amount of electricity stored in the vehicle. Several parameters, in addition to those mentioned here, can also be identified without limiting the scope of the present invention. At step 103, the system detects whether the network is permanently connected. If the network is not permanently connected, then the system goes into emergency operation mode at
На фиг. 3 показан нормальный рабочий режим системы для аккумуляторного электрического транспортного средства (BEV), как вариант осуществления настоящего изобретения. На этапе 201 система проверяет, требует ли транспортное средство регулирования электрической мощности. Это определяется, используя текущую цену электроэнергии или запрос обслуживания от пользователя. На этапе 202 система начинает регулирование электроэнергии. На этапе 203 система определяет, требует ли заряда аккумулятор BEV. Если аккумулятор требует заряда, система переходит к этапу 204, на котором аккумулятор транспортного средства заряжается, используя электроэнергию от сети. На этапе 205 система либо детектирует полностью заряженный аккумулятор или запрос остановки от пользователя. Когда электроэнергию получают от транспортного средства, система переходит к этапу 208, на котором аккумулятор транспортного средства разряжается. На этапе 207 транспортное средство подает электроэнергию в сеть. Когда на этапе 206 система детектирует низкий заряд аккумулятора или запрос остановки от пользователя, система повторно вводит этап 203 и снова начинает заряжать аккумулятор транспортного средства.In FIG. 3 shows the normal operating mode of a system for a battery electric vehicle (BEV), as an embodiment of the present invention. At 201, the system checks if the vehicle requires electrical power control. This is determined using the current price of electricity or a service request from the user. At step 202, the system begins to regulate electricity. At step 203, the system determines whether the BEV battery requires charging. If the battery requires charging, the system proceeds to step 204, in which the vehicle’s battery is charged using electricity from the network. At step 205, the system either detects a fully charged battery or a stop request from the user. When electricity is received from the vehicle, the system proceeds to step 208, in which the vehicle’s battery is discharged. At step 207, the vehicle supplies electricity to the network. When, at step 206, the system detects a low battery or a stop request from the user, the system re-enters step 203 and starts charging the vehicle battery again.
На фиг. 4 показан нормальный рабочий режим системы для включаемого в сеть гибридного электрического транспортного средства (PHEV) или транспортного средства на топливных элементах (FCV), как вариант осуществления изобретения. На этапе 301 система проверяет, требует ли транспортное средство регулирования электроэнергии. Это определяется, используя текущую цену электроэнергии или запрос обслуживания от пользователя. На этапе 302 система начинает регулирование электроэнергии. На этапе 303 система определяет, требует ли заряда аккумулятор PHEV или FCV. Если аккумулятор требует заряда, система переходит к этапу 305, на котором аккумулятор транспортного средства заряжается, используя электроэнергию от сети. Если невозможно зарядить аккумулятор транспортного средства от сети, то система переходит к этапу 304. На этапе 304 проверяется, может ли аккумулятор транспортного средства заряжаться, используя внешний источник топлива. В одном варианте осуществления изобретения в качестве внешнего источника топлива используется природный газ. На этапе 306 система либо детектирует полностью заряженный аккумулятор, либо запрос остановки от пользователя. При получении электроэнергии от транспортного средства система переходит к этапу 309, на котором аккумулятор транспортного средства разряжается. На этапе 308 транспортное средство обеспечивает подачу электроэнергии в сеть. Когда система на этапе 307 детектирует разряженный аккумулятор или запрос остановки от пользователя, система повторно вводит этап 303 и снова начинает заряд аккумулятора транспортного средства.In FIG. 4 shows the normal operating mode of a system for a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) or fuel cell vehicle (FCV), as an embodiment of the invention. At step 301, the system checks if the vehicle requires electric power regulation. This is determined using the current price of electricity or a service request from the user. At step 302, the system begins to regulate electricity. At
На фиг. 5 показан аварийный рабочий режим системы. На этапе 401 система отключает здание от сети. Это может осуществляться посредством использования переключателя, подключенного к двунаправленному электрическому интерфейсу типа розетки. На этапе 402 система детектирует, было ли здание успешно отключено от сети. Затем на этапе 403 система проверяет участие пользователя в программе реакции на спрос. При участии пользователя система переходит к этапу 404, на котором зданию обеспечивается электроэнергия. На этапе 405 система выдает команду на начало генерации электроэнергии для здания. Затем на этапе 406 система разрешает энергетической компании присоединить здание обратно к сети согласно просьбе пользователя. На этапе 407 аккумуляторное электрическое транспортное средство (BEV) начинает выполнение следующих команд, выдаваемых энергетической компанией. На этапе 408 система проверяет, восстановлена ли сеть. Если сеть восстановлена, система переходит к этапу 501, на котором достигается синхронизация с сетью. После детектирования успешной синхронизации с сетью на этапе 502 система возвращается в нормальный рабочий режим. Если сеть не восстановлена, то система на этапе 409 проверяет, находится ли аккумулятор BEV на изменяемом минимальном уровне. Если транспортное средство является гибридным электрическим транспортным средством (PHEV), включаемым в сеть, или транспортным средством на топливных элементах (FCV), система переходит к этапу 500, на котором детектируется доступность внешнего источника топлива. Если внешний источник топлива доступен, система переходит к этапу 503, на котором выполняются команды, выданные энергетической компанией. На этапе 504 система детектирует, восстановлена ли сеть. Если сеть восстановлена, система переходит к этапу 501, на котором достигается синхронизация с сетью. После детектирования на этапе 502 успешной синхронизации с сетью система возвращается в нормальный режим работы. Если на этапе 502 детектируется неудача с синхронизацией, система переходит в режим устранения неисправностей.In FIG. 5 shows the emergency operating mode of the system. At
На этапе 403 если участие пользователя не детектируется, система переходит к этапу 505, на котором здание обеспечивается электроэнергией. На этапе 506 аккумуляторное электрическое транспортное средство (BEV) продолжает подавать энергию к зданию. На этапе 507 система проверяет, восстановлена ли сеть. Если сеть восстановлена, система переходит к этапу 600, на котором достигается синхронизация с сетью. После детектирования успешной синхронизации с сетью на этапе 601 система возвращается в нормальный рабочий режим. Если сеть не восстановлена, то система на этапе 508 проверяет, находится ли аккумулятор BEV на минимальном конфигурируемом уровне. Если транспортное средство является включаемым в сеть гибридным электрическим транспортным средством (PHEV) или транспортным средством на топливных элементах (FCV), система переходит к этапу 509, на котором детектируется доступность внешнего источника топлива. Если внешний источник топлива доступен, система переходит к этапу 602, на котором система обеспечивает электроэнергию зданию, при этом поддерживая полный заряд аккумуляторов. На этапе 603 система детектирует, восстановлена ли сеть. Если сеть восстановлена, система переходит к этапу 600, на котором достигается синхронизация с сетью. После детектирования успешной синхронизации с сетью на этапе 601 система возвращается в нормальный рабочий режим. Если на этапе 601 детектируется неудача синхронизации с сетью, система переходит в режим устранения неисправностей.At
Устройство управляющей логики дополнительно обеспечивает вход в режим холостого хода, в котором система не выполняет никаких управляющих функций. Система входит в режим устранения неисправностей всякий раз, когда в нормальном рабочем режиме или в аварийном рабочем режиме сталкиваются с ошибкой. Ошибка дополнительно содержит пропадание сети, при котором невозможно заряжать или разряжать аккумулятор транспортного средства.The control logic device additionally provides entry into idle mode, in which the system does not perform any control functions. The system enters troubleshooting mode whenever an error is encountered in normal operating mode or in emergency operating mode. The error additionally contains the loss of the network, in which it is impossible to charge or discharge the battery of the vehicle.
В одном варианте осуществления изобретения устройство управляющей логики интегрируется в блок обработки. В другом варианте осуществления изобретения устройство управляющей логики является внешним по отношению к блоку обработки.In one embodiment of the invention, the control logic device is integrated into the processing unit. In another embodiment, the control logic device is external to the processing unit.
Если энергетическая компания не поддерживает управляющие функции, устройство управляющей логики может дополнительно быть запрограммировано на получение электроэнергии от транспортного средства в случае явлений проседания напряжения или полного отключения. Дополнительно, устройство управляющей логики может также получать электроэнергию от транспортного средства, когда стоимость получения электроэнергии от транспортного средства меньше, чем стоимость получения электроэнергии от сети. Чтобы определить стоимость получения электроэнергии от транспортного средства, устройство управляющей логики вычисляет стоимость подачи электроэнергии к транспортному средству и стоимость износа компонентов, участвующих в процессе подачи и получения электроэнергии. В случае включения в сеть гибридного электрического транспортного средства (PHEV) или транспортного средства на топливных элементах (FCV), устройство управляющей логики учитывает затраты на использование внешнего топлива, при подаче электроэнергии на транспортное средство.If the energy company does not support the control functions, the control logic device can be additionally programmed to receive electricity from the vehicle in the event of a voltage subsidence or a complete shutdown. Additionally, the control logic device may also receive electricity from the vehicle when the cost of receiving electricity from the vehicle is less than the cost of receiving electricity from the network. To determine the cost of receiving electricity from a vehicle, the control logic device calculates the cost of supplying electricity to the vehicle and the cost of wear of the components involved in the process of supplying and receiving electricity. If a hybrid electric vehicle (PHEV) or fuel cell vehicle (FCV) is included in the network, the control logic device takes into account the cost of using external fuel when supplying electricity to the vehicle.
Дополнительно, система поддерживает изменяемый минимальный уровень заряда в аккумуляторном электрическом транспортном средстве (BEV), чтобы гарантировать, что пользователь при необходимости сможет воспользоваться транспортным средством для поездки. В случае включаемого в сеть гибридного электрического транспортного средства (PHEV) или транспортного средства на топливных элементах (FCV) система поддерживает изменяемый минимальный уровень внешнего топлива в транспортном средстве.Additionally, the system supports a variable minimum charge level in a battery-powered electric vehicle (BEV) to ensure that the user can use the vehicle for travel if necessary. In the case of a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) or fuel cell vehicle (FCV), the system maintains a variable minimum level of external fuel in the vehicle.
Многочисленные вариации и изменения в вариантах осуществления, которые были здесь раскрыты в пределах сущности настоящего изобретения, конечно, могут производиться специалистами в данной области техники. Однако эти вариации и изменения нельзя считать ограничивающим фактором для объема настоящего изобретения.Numerous variations and changes in the embodiments that have been disclosed herein within the spirit of the present invention can of course be made by those skilled in the art. However, these variations and changes cannot be considered a limiting factor for the scope of the present invention.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107056/07A RU2451380C2 (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | System and method to transmit power between network and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107056/07A RU2451380C2 (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | System and method to transmit power between network and vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010107056A RU2010107056A (en) | 2011-09-20 |
| RU2451380C2 true RU2451380C2 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=44758215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010107056/07A RU2451380C2 (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | System and method to transmit power between network and vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451380C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766823C1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-03-16 | Игорь Николаевич Перекальский | Electric energy meter using blockchain technology |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113492696B (en) * | 2020-04-08 | 2022-12-06 | 长城汽车股份有限公司 | Charging method and device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025862C1 (en) * | 1992-01-30 | 1994-12-30 | Юлий Иосифович Майзенберг | Gear for control over charging of storage battery of motor vehicle |
| RU2184660C1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-10 | Леонов Владимир Семенович | Method of recuperation of kinetic energy and vehicle with recuperator (design versions) |
| US6710575B2 (en) * | 2000-12-30 | 2004-03-23 | Hyundai Motor Company | Method for controlling a charging state of a battery for an electric vehicle |
-
2007
- 2007-07-26 RU RU2010107056/07A patent/RU2451380C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025862C1 (en) * | 1992-01-30 | 1994-12-30 | Юлий Иосифович Майзенберг | Gear for control over charging of storage battery of motor vehicle |
| US6710575B2 (en) * | 2000-12-30 | 2004-03-23 | Hyundai Motor Company | Method for controlling a charging state of a battery for an electric vehicle |
| RU2184660C1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-10 | Леонов Владимир Семенович | Method of recuperation of kinetic energy and vehicle with recuperator (design versions) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2766823C1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-03-16 | Игорь Николаевич Перекальский | Electric energy meter using blockchain technology |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010107056A (en) | 2011-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090030712A1 (en) | System and method for transferring electrical power between grid and vehicle | |
| US11050259B2 (en) | Power supply device and control device | |
| AU2007356889A1 (en) | System and method for transferring electrical power between grid and vehicle | |
| JP3985390B2 (en) | Power management system | |
| US10763692B2 (en) | Method and apparatus for controlling the power supply from an electric vehicle to a dwelling or to an AC power distribution network | |
| JP5728582B2 (en) | Power distribution device | |
| JP5168891B2 (en) | Electric vehicle charging power management system | |
| ES2825709T3 (en) | Aggregation server for networked vehicles | |
| CN106415972B (en) | Power supply device and power supply method | |
| US9906025B2 (en) | Electric power supply apparatus and system | |
| US11241975B2 (en) | Electric vehicle home microgrid power system | |
| US20110276194A1 (en) | System and method for energy management | |
| CN103828171A (en) | Power conditioner system and storage battery power conditioner | |
| KR20140068384A (en) | Apartment smart power management system and method using electric vehicle | |
| JP2016189691A (en) | Power supply system using power generation facility utilizing renewable energy | |
| KR20120041498A (en) | System and method for managing charger of electric vehicle using a network of ami system | |
| KR20110048444A (en) | Hierarchical Electric Vehicle Charging System for Efficient Charging | |
| JP6844618B2 (en) | Power supply device | |
| KR20110047950A (en) | Smart outlet based hierarchical electric car charging system | |
| CN114665464A (en) | Server and power management method | |
| CN114665461A (en) | Server and power management method | |
| RU2451380C2 (en) | System and method to transmit power between network and vehicle | |
| JP2016046829A (en) | Power supply system | |
| KR20120136051A (en) | Energy management system and energy management method | |
| JP7537406B2 (en) | Management server and management system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |