SE1630043A1 - Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles via charging stations with or without storage capacity - Google Patents
Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles via charging stations with or without storage capacity Download PDFInfo
- Publication number
- SE1630043A1 SE1630043A1 SE1630043A SE1630043A SE1630043A1 SE 1630043 A1 SE1630043 A1 SE 1630043A1 SE 1630043 A SE1630043 A SE 1630043A SE 1630043 A SE1630043 A SE 1630043A SE 1630043 A1 SE1630043 A1 SE 1630043A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- charging
- electrical energy
- charging station
- electric vehicles
- vehicles
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/63—Monitoring or controlling charging stations in response to network capacity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/53—Batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/55—Capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/67—Controlling two or more charging stations
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- 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
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- 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
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- 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
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- 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
Abstract
System (1) för laddning av elfordon (2) innefattande minst ett delsystem (3) för överföring av elektrisk energi till elfordon (2) samt minst ett delsystem (5) för styrning av laddningen av elfordon (2). Delsystem (3) innefattar minst en laddstation (4) med minst en laddningsplats (7). Laddstationen är ansluten till eller innefattar minst en lagringsenhet (7) för elektrisk energi. Med systemet (1) kan laddning av elfordon (2) ske med elektrisk energi som tillförs elfordon (2) via elnätet utan mellanlagring, ladda elfordon (2) med elektrisk energi som lagrats i lagringsenheten (17) före laddning, eller ladda elfordon (2) med en kombination av elektrisk energi tillförd från elnätet, utan mellanlagring, och tillförd elektrisk energi som lagrats i lagringsenheten (4) före laddning. Systemet (1) innefattar minst ett styrsystem som styr systemets funktioner. Systemet (1) samlar in data och information som bearbetas av minst en algoritm som skapar underlag för styrning av laddningen, beslut om prioritering samt dirigering av elfordon (2) som anländer till och laddar vid minst en laddningsplats.Patentansökan avser även ett förfarande för att använda systemet.System (1) for charging electric vehicles (2) comprising at least one subsystem (3) for transferring electrical energy to electric vehicles (2) and at least one subsystem (5) for controlling the charging of electric vehicles (2). Subsystem (3) comprises at least one charging station (4) with at least one charging station (7). The charging station is connected to or includes at least one storage unit (7) for electrical energy. With the system (1), charging of electric vehicles (2) can take place with electrical energy supplied to electric vehicles (2) via the mains without intermediate storage, charging electric vehicles (2) with electrical energy stored in the storage unit (17) before charging, or charging electric vehicles (2 ) with a combination of electrical energy supplied from the mains, without intermediate storage, and supplied electrical energy stored in the storage unit (4) before charging. The system (1) comprises at least one control system which controls the functions of the system. The system (1) collects data and information that is processed by at least one algorithm that creates a basis for controlling the charge, decisions on prioritization and routing of electric vehicles (2) that arrive at and charge at at least one charging point. The patent application also refers to a procedure for use the system.
Description
System och förfarande för kommunikation, prioritering, dirigering och laddning av elfordon vid laddstationer med eller utan lagringskapacitet Tekniskt område Den föreliggande uppfinningen avser ett system och förfarande för laddning, prioritering ochdirigering av elfordon, innefattande minst en laddstation med lagringskapacitet för elektrisk energi, i enlighet med patentkraven.Bakgrund och känd teknik Genom tiderna har ett stort antal varianter av elektrisk drivna fordon utvecklats. För attframföra elektrisk drivna fordon krävs elektrisk energi. Den elektriska energin kan tillförasfordonet genom en kontinuerlig tillförsel eller genom en diskontinuerlig tillförsel av denna.Kontinuerlig tillförsel av elektrisk energi sker exempelvis med strömavtagare, hybridteknik,induktion eller liknande. Diskontinuerlig tillförsel av elektrisk energi till fordon kräver attfordon har lagringskapacitet för elektrisk energi såsom exempelvis ackumulatorer, superkondensatorer eller annan sedan tidigare kand lagringsteknik. Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles at charging stations with or without storage capacity Technical area The present invention relates to a system and method for charging, prioritizing and directing electric vehicles, comprising at least one charging station with storage capacity for electric energy, in accordance with the claims.Background and prior art Over time, a large number of variants of electrically powered vehicles have been developed. Electric energy is required to drive electrically powered vehicles. The electrical energy can be supplied to the vehicle by a continuous supply or by a discontinuous supply thereof. Continuous supply of electrical energy takes place, for example, with pantographs, hybrid technology, induction or the like. Discontinuous supply of electrical energy to vehicles requires vehicles to have storage capacity for electrical energy such as accumulators, supercapacitors or other previously known storage technology.
Vid diskontinuerlig laddning av fordons ackumulatorer eller liknande kan laddningen skeunder relativt längre tidsperioder eller under relativt kortare tidsperioder (snabbladdning). Vidladdning under en längre tidsperiod, exempelvis utförd under tidsperioder som fordon inteanvänds såsom under natten, sker laddningen med en relativt låg maximal effekt under långtid jämfört med den motsvarande maximala effekten i samband med snabbladdning. Omladdning av ackumulatorerna, eller liknande, enbart sker under längre tid med lägre effekt vidgaragering eller liknande, begränsas fordonets användbarhet och möjlig körsträcka per dygnavsevärt. Alternativt är fordonet försett med en tillräcklig lagringskapacitet för elektriskenergi i förhållande till det ändamål fordonet skall användas till och för den omfattning somfordonet skall användas. Det faktum att lagringskapacitet för elektrisk energi i dag är kostsam,samt att den extra lagringskapaciteten tillför fordonet extra vikt och kräver utrymme, ärsträvan från tillverkarna och användare av fordon att minimera fordonets lagringskapacitet för elektrisk energi.In the case of discontinuous charging of vehicle accumulators or the like, charging can take place during relatively longer periods of time or for relatively shorter periods of time (fast charging). Recharging for a longer period of time, for example carried out during periods of time when vehicles are not used, such as during the night, the charging takes place with a relatively low maximum power for a long time compared with the corresponding maximum power in connection with fast charging. Recharging of the accumulators, or the like, only takes place for a longer period of time with lower power widening or the like, the usability of the vehicle and the possible mileage per day is limited considerably. Alternatively, the vehicle is provided with a sufficient storage capacity for electrical energy in relation to the purpose for which the vehicle is to be used and to the extent that the vehicle is to be used. The fact that storage capacity for electrical energy today is costly, and that the extra storage capacity adds extra weight to the vehicle and requires space, is an effort by the manufacturers and users of vehicles to minimize the vehicle's storage capacity for electrical energy.
Laddning av ackumulatorer eller liknande i fordonet sker vanligen via laddstationer ellerliknande anordningar och sker företrädesvis när fordonet är stillastående men kan även skenär fordonet är i rörelse. För att förbättra räckvidden för elektrisk drivna fordons och minska behovet av lagringskapacitet för elektrisk energi i fordonet har laddstationer utvecklats vilka placeras ut efter de elektriskt drivna fordonens färdvägar, rutter och liknande. Eordonenladdar sina ackumulatorer eller liknande vid en eller flera laddstationer efter fordonets färdväg såsom rutt.Charging of accumulators or the like in the vehicle usually takes place via charging stations or similar devices and takes place preferably when the vehicle is stationary, but can also be railed when the vehicle is in motion. To improve the range of electric vehicles and reduce the need for storage capacity for electrical energy in the vehicle, charging stations have been developed which placed according to the routes, routes and the like of the electrically powered vehicles. Eordon charges its accumulators or similar at one or fl your charging stations according to the vehicle's route such as route.
Ett problem i samband med tillförsel av elektrisk energi till fordon via laddstationer, somenbart laddar med elektrisk energi direkt tillförd via elnätet utan att denna lagras iackumulatorer eller liknande, är att tillförseln av elektrisk effekt från laddstationen tillfordonet inte kan överstiga elnätets effekt vid laddstationen. När laddning av fordonetsackumulatorer enbart sker genom tillförsel av elektrisk energi från elnätet kan detta såledesresultera i att den maximalt överförda energimängden per tidsenhet blir förhållandevis låg ochatt laddtiden blir lång vilket medför ett ineffektivt nyttjande av chaufförer och fordon. Detföreligger således ett behov av system innefattande laddstationer som möjliggör att befintligaelnät kan användas, utan att nya investeringar i elnät behöver utföras, i samband med utplacering och omplacering av systemets laddstationer.A problem in connection with the supply of electrical energy to vehicles via charging stations, which only charges with electrical energy directly supplied via the mains without this being stored in accumulators or the like, is that the supply of electrical power from the charging station to the vehicle can not exceed the mains power at the charging station. When charging of vehicle network accumulators takes place only by supplying electrical energy from the electricity grid, this can thus result in the maximum amount of energy transferred per unit of time being relatively low and the charging time being long, which leads to inefficient use of drivers and vehicles. There is thus a need for a system comprising charging stations which enables existing electricity networks to be used, without the need for new investments in electricity networks, in connection with deployment and relocation of system charging stations.
För att minska kravet på elnätets maximala kapacitet har laddstationer med ackumulatorer,superkondensatorer och liknande utvecklats. Exempelvis beskrivs i en Europeiskpatentansökan, publicerad som EP2902249, en laddstation som innefattar ackumulatorer förelektrisk energi. I patentansökan beskrivs en variant av en laddstation där laddningen avfordons ackumulatorer kan ske antingen via energitillförseln enbart från nätet, energitillförselenbart från ackumulatorer eller en kombination av tillförsel av elektrisk energi från elnätetvilket kompletteras med elektrisk energi lagrad i laddstationens ackumulatorer eller liknande.Laddningen av laddstationens ackumulatorer sker företrädesvis genom laddning från nätetunder en relativt längre tidsperiod än tidsperioden som fordonets laddas vid laddstationen.Med konstruktionen kan elnätets dimensionerande effekt reduceras. Den beskrivna tekniken ipatentansökan EP2902249 skiljer sig i väsentlig omfattning från det föreliggande systemet dådenna är begränsad till en laddstation och en laddplats samt löser inte problem som uppstår iett system som innefattar flera laddstationer. Den beskrivna tekniken i patentansökan löserdessutom inte problem med prioritering och dirigering av fordon mellan laddstationer ochladdplatser. Vidare beskriver patentansökan inte att flera laddstationer delar en eller fleragemensamma lagringsenheter (batteribanker) för elektrisk energi i syfte att minska nät ellerströmmatningarnas maxbelastning (effekttoppar). Vidare beskriver patentansökan inte flera laddstationer som delar nät eller andra strömmatningar.To reduce the requirement for the maximum capacity of the electricity grid, charging stations with accumulators, supercapacitors and the like have been developed. For example, a European patent application, published as EP2902249, describes a charging station which includes accumulators for electric energy. The patent application describes a variant of a charging station where the charging of vehicle accumulators can take place either via the energy supply only from the grid, energy supplied from accumulators or a combination of supply of electrical energy from the mains which is supplemented by electrical energy stored in the charging station preferably by charging from the mains during a relatively longer period of time than the period of time that the vehicle is charged at the charging station. With the design, the dimensioning effect of the mains can be reduced. The technique described in patent application EP2902249 differs significantly from the present system in that it is limited to a charging station and a charging station and does not solve problems which arise in a system comprising fl your charging stations. In addition, the technology described in the patent application does not solve problems with prioritization and routing of vehicles between charging stations and charging stations. Furthermore, the patent application does not describe that lad your charging stations share one or fl erage common storage units (battery banks) for electrical energy in order to reduce the maximum load of the mains or power supplies (power peaks). Furthermore, the patent application does not describe fl era charging stations that share networks or other power supplies.
Vid laddstationer som använder batteribackup (lagringskapacitet i ackumulatorer, superkondensatorer eller liknande) föreligger ett flertal problem. Exempelvis skall lagringskapaciteten i laddstationens ackumulatorer eller liknande anpassas efter det behov avelektrisk energi som vid varje tidpunkt föreligger. Ett problem vid nämnda dimensionering äratt behovet av laddeffekt över tiden varierar beroende av fordonstyp (allt från ett relativt lågt grundbehov av elektrisk effekt till ett mycket stort behov av elektrisk effekt).At charging stations that use battery backup (storage capacity in accumulators, supercapacitors or the like) there are a number of problems. For example, shall the storage capacity of the charging station's accumulators or similar is adapted to the need for electrical energy that is present at any given time. A problem with said dimensioning is that the need for charging power over time varies depending on the type of vehicle (ranging from a relatively low basic need for electrical power to a very large need for electrical power).
Gemensamt för fordonen är att dessa fordons laddbehov vanligen är relativt förutsägbara och att deras effektbehov relativt väl kan prognosticeras.Common to the vehicles is that the charging requirements of these vehicles are usually relatively predictable and that their power needs can be forecast relatively well.
Laddningsbehov (elektrisk effekt) från fordon som regelbundet återkommer till laddstationen,eller laddstationerna, såsom fordon med korta rutter (linjetrafik) är förutsägbart.Dimensioneringen av den maximala kapaciteten (grundkapacitet samt buffert) styrs av antaletsvårplanerade fordon som oregelbundet anländer utifrån och laddar vid laddstationen.Beroende av osäkerhet i det laddningsbehov som föreligger dimensioneras laddstationemamed överkapacitet för att kunna hantera ”Worst case” situationer. Ju större andel av fordonsom anländer utifrån och med kort varsel behöver laddas med hög effekt, desto störrebuffertkapacitet krävs hos laddstationens ackumulatorer eller liknande. Användande avbuffertkapacitet medför att vid den större delen av tiden finns en större batterireserv än vaddet aktuella laddbehovet kräver vilket medför kostnader och som tar utrymme i anspråk. Ettproblem med patentansökan EP2902249 år att varje laddstation måste klara ”Worst case”situationer sj älv, vilket medför att varje station får överkapacitet medförande kostnader ochbehov av utrymme. Med det föreliggande systemet kan det totala lagringsbehovet av elektrisktenergi från ett flertal olika laddstationer slås samman vilket medför att det totala behovet av lagringskapacitet kraftigt kan reduceras.Charging requirements (electrical power) from vehicles that regularly return to the charging station, or charging stations, such as vehicles with short routes (liner traffic) are predictable. The dimensioning of the maximum capacity (basic capacity and buffer) is controlled by the number of difficult-to-plan vehicles that irregularly arrive from the charging station. Depending on the uncertainty in the charging need that exists, the charging station is dimensioned with overcapacity to be able to handle "worst case" situations. The larger proportion of vehicles that arrive from outside and at short notice need to be charged with high power, the greater buffer capacity is required at the charging station's accumulators or similar. The use of buffer capacity means that for most of the time there is a larger battery reserve than what the current charging need requires, which entails costs and which takes up space. One problem with patent application EP2902249 is that each charging station must handle "worst case" situations on its own, which means that each station has overcapacity, which entails costs and the need for space. With the present system, the total storage need for electrical energy from a number of different charging stations can be combined, which means that the total need for storage capacity can be greatly reduced.
Ett ytterligare problem vid lagring av elektrisk energi i batterier, ackumulatorer och liknandeär omvandlingsförluster i samband med transformering av nätspänningen till en spänning sompassar att användas vid laddning av ackumulatorer eller liknande respektive omvandling avlagrad energi i ackumulatorema till laddning av fordonets ackumulatorer. Nämndaomvandlingsförluster skapar energikostnader och även ett onödigt åldrande av ackumulatorer samt ett ökat behov av kylning av komponenter.A further problem in the storage of electrical energy in batteries, accumulators and similar conversion losses in connection with the transformation of the mains voltage into a voltage suitable for use in charging accumulators or similar or the conversion of deposited energy in the accumulators to charge the vehicle accumulators. The mentioned conversion losses create energy costs and also an unnecessary aging of accumulators and an increased need for cooling of components.
Det föreligger även problem med att laddstationernas laddningsplatser inte används effektivt.Exempelvis kan fordon som har en relativt längre tillgänglig tidsperiod för laddning upptaladdningsplats för fordon som har relativt kortare tidsperiod tillgänglig för laddning. Vidare skapar laddstationer som bara innefattar en laddplats tidsspillan vid växling av fordon. Med anledning av nämnda problem föreligger således ett behov av ett system som möjliggör kommunikation, prioritering och dirigering av trafik vid laddstationer och laddplatser. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen Ändamålet med den föreliggande patentansökan är att eliminera eller väsentligen reduceraminst ett av tidigare nämnda problem, eller i den följ ande beskrivningen nämnda, problemenmed kända typer av system och förfaranden. Ändamålen uppnås med ett system i enlighet med patentkraven.Kortfattad beskrivning av figurer Den föreliggande uppfinningen kommer i det följ ande att beskrivas mera i detalj medhänvisning till de bifogade schematiska ritningarna som i eXemplifierande syfte visar den förnärvarande föredragna utföringsformema. Noteras bör att detaljer uppenbara för en fackman kan vara utelämnade i figurerna.There are also problems with the charging stations of the charging stations not being used efficiently. For example, vehicles that have a relatively longer available time period for charging can accommodate the charging point of vehicles that have a relatively shorter time period available for charging. Further creates charging stations that only include one charging station wasted time when changing vehicles. With Due to the said problem, there is thus a need for a system that enables communication, prioritization and routing of traffic at charging stations and charging points. The object of the present invention The object of the present patent application is to eliminate or substantially reduce at least one of the previously mentioned problems, or mentioned in the following description, the problems of known types of systems and methods. The objectives are achieved with a system in accordance with patent claims. Brief description of figures The present invention will hereinafter be described in more detail with reference to the accompanying schematic drawings which, by way of example, show the presently preferred embodiments. It should be noted that details are obvious to a person skilled in the art may be omitted in the figures.
Figur l visar schematiskt ett eXemplifierande system i enlighet med den föreliggande patentansökan.Figure 1 schematically shows an eXemplifying system in accordance with the present one patent application.
Figur 2 visar fordon med skilda laddbehov och prioriteringsparametrar som använder laddstationen.Figur 3A visar schematiskt en laddstation enligt en första utföringsform.Figur 3B visar schematiskt en andra utföringsform av en laddstation.Figure 2 shows vehicles with different charging needs and prioritization parameters that use charging station. Figure 3A schematically shows a charging station according to a first embodiment. Figure 3B schematically shows a second embodiment of a charging station.
Figur 3c visar schematiskt en tredje utföringsform av en laddstation.Figurerna 4A och 4B visar eXemplifierande tabeller med fordon med olika laddbehov.Figure 3c schematically shows a third embodiment of a charging station. Figures 4A and 4B show exemplary tables with vehicles with different charging needs.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Med hänvisning till figurerna visas ett system 1 för laddning av elektriskt drivna fordon 2innefattande minst ett delsystem 3 för överföring av elektrisk energi från systemet tillfordonen 2 via minst en laddstation 4. Systemet l innefattar vidare minst ett delsystem 5 förstyrning av laddningen av fordonen 2 vid minst en laddstation 4. I altemativa utföringsformerinnefattar systemet l minst ett ytterligare delsystem såsom minst ett delsystem (ej visad i figurer) för att tillföra värme och/eller kyla till fordon 2.Detailed description of the invention Referring to the figures, there is shown a system 1 for charging electrically powered vehicles 2 comprising at least one subsystem 3 for transferring electrical energy from the system to vehicles 2 via at least one charging station 4. The system 1 further comprises at least one subsystem 5 controlling the charging of vehicles 2 at least a charging station 4. In alternative embodiments, the system 1 comprises at least one additional subsystem such as at least one subsystem (not shown in figures) to supply heat and / or cooling to vehicles 2.
Respektive elektriskt drivet fordon 2 innefattar enheter för lagring av elektrisk energi (ejvisade i figurer) såsom ackumulatorer, superkondensatorer eller kombinationer av dessa elleralternativt andra för ändamålet lämpliga lagringsenheter för elektrisk energi. De elektriskdrivna fordonen 2, som anvander systemet för laddning kan vara av olika typer. I deexemplifierande utföringsformema utgörs de elektrisk drivna fordonen 2 av elektriskt drivna bussar.Respective electrically driven vehicle 2 comprises units for storage of electrical energy (not shown in figures) such as accumulators, supercapacitors or combinations of these or alternatively other storage units for electrical energy suitable for the purpose. The electrically powered vehicles 2, which use the charging system, can be of different types. In the exemplary embodiments, the electrically driven vehicles 2 are electrically driven buses.
Delsystemet 3 för överföring av elektrisk energi till fordon 2 innefattar minst en laddstation 4.Laddstationen 4, eller laddstationema 4 innefattar, eller är ansluten till, minst en förstaladdningsplats 6. Alternativt är laddstationen ansluten till, eller innefattar, minst en förstaladdningsplats 6 och en andra laddningsplats 7. I figur l visas en laddstation som innefattar,eller är ansluten till, minst en första laddningsplats 6, minst en andra laddningsplats 7 samtminst en tredje laddningsplats 8. Antalet laddningsplatser kan i altemativa utföringsformer vara flera eller färre än de i figurerna visade och i texten angivna.The subsystem 3 for the transmission of electrical energy to vehicle 2 comprises at least one charging station 4. The charging station 4, or the charging stations 4 comprise, or are connected to, at least one pre-charging station 6. Alternatively, the charging station is connected to, or comprises, at least one pre-charging 6 and a second charging location 7. Figure 1 shows a charging station which comprises, or is connected to, at least a first charging location 6, at least a second charging location 7 and at least a third charging location 8. The number of charging locations can in alternative embodiments be fl yours or less than those shown in the figures and specified in the text.
Vid laddningsplatserna 6, 7 och 8 sker en överföring av elektrisk energi från laddstation tillfordonet. Överföringen av elektrisk energi till fordonen sker med sedan tidigare kand tekniksåsom med strömavtagare, induktans eller med annan för ändamålet lämplig kand teknik, varför denna teknik inte beskrivs mera ingående i denna patentansökan.At the charging points 6, 7 and 8, a transfer of electrical energy from the charging station to the vehicle takes place. The transmission of electrical energy to the vehicles takes place with prior art technology such as with pantographs, inductors or with other technology suitable for the purpose, why this technique is not described in more detail in this patent application.
Med hänvisning till figur 2 visas exempel på fordonstrafik till en laddstation med fordon 2med olika behov av laddeffekt. I figuren visas en första laddningsplats 6, en andraladdningsplats 7 och en tredje laddningsplats 8. Fordonstrafiken till laddstationerna 4 utgörsav fordon 9 som regelbundet och förutsägbart besöker minst en laddstation i systemet. Detkan utgöras av fordon 9 som trafikerar en rutt 10, styrs av turlistor eller liknande. Nämndafordon 9 kan exempelvis utgöras av fordon 9 som använder laddstationen i anslutningen tillen hållplats 11 vilket medför att laddning sker samtidigt med reglertid för tidtabell, paus eller i samband med på och avstigning av passagerare.With reference to Figure 2, examples of vehicle traffic to a charging station with vehicle 2 with different needs for charging power are shown. The figure shows a first charging station 6, a second charging station 7 and a third charging station 8. The vehicle traffic to the charging stations 4 consists of vehicles 9 which regularly and predictably visit at least one charging station in the system. This can consist of vehicles 9 operating on a route 10, controlled by timetables or the like. The said vehicle 9 can for instance consist of a vehicle 9 which uses the charging station in the connection to the stop 11, which means that charging takes place at the same time as the timetable for the timetable, break or in connection with the boarding and alighting of passengers.
Fordonen 9 kan trafikera rutter 28 som kan vara relativt korta. Fordonen 9 kan vidare trafikerarutter och med en låg eller relativ låg medelhastighet (energiförbrukning). Fordonen 9 kanbland annat ha avgångar som är behovsstyrda vilket medför att fordonets tid vidladdstation/hållplats i vissa fall kan bli mycket lång och att effektkravet per tidsenhet vidladdning därigenom blir relativt lågt. Gemensamt för fordonen 9 är att dessa fordonsladdbehov vanligen är relativt förutsägbara och att deras effektbehov relativt väl kan prognosticeras. Företrädesvis är även fordonens 9 effektbehov lågt.Vehicles 9 can operate routes 28 which can be relatively short. The vehicles 9 can also travel routes and with a low or relatively low average speed (energy consumption). The vehicles 9 can, among other things, have departures that are demand-controlled, which means that the vehicle's time at charging station / stop can in some cases be very long and that the power requirement per unit of time recharging thereby becomes relatively low. Common to the vehicles 9 is that these vehicle charging requirements are usually relatively predictable and that their power requirements can be relatively good. forecast. Preferably, the power requirements of the vehicles 9 are also low.
Till laddstation 4, eller laddstationerna 4, anländer även företrädesvis fordon 11 varsanvändning av systemet, tidpunkter och laddningsbehov, kan vara svår att planera i förväg.Fordonen ll kan exempelvis utgöras av fordon från externa rutter 12, fordon som trafikerartillfälliga rutter, ersättningsbussar för tågtrafik eller liknande. Fordonen ll kan vidare utgörasav fordon som i förhållande till nämnda fordonen 9 har relativt längre körsträckor ochframförs med relativt högre medelhastighet. Fordonen ll kan även ha krav på kortare, ellermycket kortare, laddningstid än fordonen 9. Fordonen ll kan vidare ha en stor ellerextraordinär längd och/eller ha en stor massa medförande en högre energiförbrukning perkilometer i förhållande till energiförbrukningen per kilometer för fordonen 9. Nämndaförhållanden och behov medför att laddstationen 6 måste kunna leverera en relativt högre effekt per tidsenhet till fordonen ll än vad fallet är till fordonen 9.Vehicle station 4, or charging stations 4, also preferably arrive at vehicles 11 whose use of the system, times and charging needs, can be difficult to plan in advance. Vehicles l1 can for instance consist of vehicles from external routes 12, vehicles as traffic temporary routes, replacement buses for train traffic or similar. The vehicles 11 can furthermore consist of vehicles which in relation to said vehicles 9 have relatively longer driving distances and are driven at a relatively higher average speed. Vehicles ll may also have requirements for shorter, or much shorter, charging time than vehicles 9. Vehicles ll can furthermore have a large or extraordinary length and / or have a large mass leading to a higher energy consumption per kilometer in relation to the energy consumption per kilometer for vehicles 9. Board conditions and need means that the charging station 6 must be able to deliver a relatively higher power per unit time to vehicles ll than is the case to vehicles 9.
Med hänvisning till figur 3A visas schematiskt ett exempel på utförande av ett delsystem 3 förladdning av eldrivna fordon enligt sedan tidigare känd teknik. Delsystemet 3 är anslutet till ettelnät 13 via minst en nätanslutning 14. Delsystemet 3 innefattar minst en första omvandlare15 såsom en första transformator. Delsystemet 3 innefattar vidare minst en likriktare 16 föromvandling från växelström till likström. Vidare innefattar system minst en lagringsenhet 17för lagring av elektrisk energi. Lagringen av elektrisk energi i lagringsenheten l7 skerexempelvis i ackumulatorer eller superkondensatorer eller någon typ av kombination avdessa. I altemativa utföringsformer sker lagringen av elektrisk energi i lagringsenheten medannan typ av för ändamålet lämplig lagringsteknik eller kombination av lagringstekniker.Delsystemet 3 innefattar vidare minst en spänningsomvandlare 18 och minst enströrr1regleringsutrustning 19, vilka kan vara separata eller kombinerade, med vilkenspänningsnivån och strömstyrka anpassas till den spänning och strömstyrka med vilkenladdning fordonets ackumulatorer eller liknande skall utföras. I figuren 3A visas ett fordon 2som laddar via vid en laddningsplats. Fordonet 2 innefattar minst en enhet för lagring avelektrisk energi såsom ackumulatorer, superkondensatorer eller annan för ändamålet lämpligenhet eller kombinationer av enheter för lagring av elektrisk energi. Laddstation 4 innefattarminst en kommunikationsenhet för kommunikation mellan komponenter i laddstationen 4 och med delsystemet 5.With reference to Figure 3A, an example of an embodiment of a subsystem 3 pre-charging of electric vehicles according to prior art is schematically shown. The subsystem 3 is connected to a single network 13 via at least one network connection 14. The subsystem 3 comprises at least one first converter 15 as a first transformer. The subsystem 3 further comprises at least one rectifier 16 pre-conversion from alternating current to direct current. Furthermore, the system comprises at least one storage unit 17 for storing electrical energy. The storage of electrical energy in the storage unit 17 takes place, for example, in accumulators or supercapacitors or some type of combination thereof. In alternative embodiments, the storage of electrical energy takes place in the storage unit with another type of storage technique suitable for the purpose or a combination of storage techniques. The subsystem 3 further comprises at least one voltage converter 18 and at least one-tube control equipment 19, which may be separate or combined. and current with which charge the vehicle's accumulators or the like are to be performed. Figure 3A shows a vehicle 2 which charges via at a charging point. The vehicle 2 comprises at least one unit for storage of electrical energy such as accumulators, supercapacitors or other suitable suitability for the purpose or combinations of units for storage of electrical energy. Charging station 4 comprises at least one communication unit for communication between components in the charging station 4 and with the subsystem 5.
Med hänvisning till figur 3B visas schematiskt en alternativ utföringsform av ett delsystem 3där laddning sker via en laddstation 4. Laddstationen 3 är anslutet till ett elnät l3 via minst ennätanslutning l4. I alternativa utföringsformer kan laddstationen (delsystemet) erhålla elektrisk energi som produceras via vindkraft, solceller eller liknande i laddstationens, eller laddstationemas, relativa närhet. Laddstationen 4 innefattar minst en första omvandlare 15såsom exempelvis en första transformator. Laddstationen 4 innefattar vidare en likriktare 16för omvandling från växelström till likström. Vidare innefattar laddstationen, eller är anslutentill, minst en lagringsenhet 17 (batteribank) för lagring av elektrisk energi. Lagringen avelektrisk energi kan ske i lagringsenheter 17 av typen ackumulatorer. I altemativautföringsformer kan lagringsenheterna 17 utgöras av superkondensatorer eller annan förändamålet lämplig lagringsteknik eller kombination av lagringstekniker. Laddstationen 4innefattar vidare minst en spänningsomvandlare 18 för likspänning och minst enströn1regleringsutrustning 19, vilka kan vara separata eller kombinerade, med vilkaspänningen och strömstyrka anpassas till den spänning och strömstyrka med vilken laddningsker av fordonets 2 enhet, eller lagringsenheter, för elektrisk energi. Laddstationen 4innefattar vidare minst en omkopplare (brytare) 20 för att koppla om mellan laddning medelektrisk energi från enbart elnätet ll eller enbart elektrisk energi enbart frånlagringsenheterna 17 eller någon kombination av elektrisk energi från nätet och elektrisk energi från lagringsenheten 17, eller lagringsenhetema 17.Referring to Figure 3B, an alternative embodiment of a subsystem 3 is shown schematically where charging takes place via a charging station 4. The charging station 3 is connected to an electrical network 13 via at least one network connection 14. In alternative embodiments, the charging station (subsystem) may obtain electrical energy produced by wind power, solar cells or similar in the charging station, or the relative proximity of the charging stations. The charging station 4 comprises at least one first converter 15 such as, for example, a first transformer. The charging station 4 further comprises a rectifier 16 for conversion from alternating current to direct current. Furthermore, the charging station comprises, or is connected to, at least one storage unit 17 (battery bank) for storing electrical energy. The storage of electrical energy can take place in storage units 17 of the type accumulators. In alternative embodiments, the storage units 17 may be supercapacitors or other suitable storage technology or combination of storage techniques. The charging station 4 further comprises at least one voltage converter 18 for direct voltage and at least one current regulating equipment 19, which may be separate or combined, with the voltage and current being adapted to the voltage and current with which the charging device of the vehicle 2 unit, or storage units, for electrical energy. The charging station 4 further comprises at least one switch (switch) 20 for switching between charging mean electric energy from the mains only 11 or only electric energy only the storage units 17 or some combination of electric energy from the mains and electric energy from the storage unit 17, or the storage units 17.
Med det föreliggande delsystemet kan fordonets enheter för lagring av elektrisk energi laddasav elektrisk energi enbart från elnätet 13, utan mellanlagring i lagringsenheterna 17,alternativt enbart laddas med elektrisk energi från lagringsenhetema 17. Laddningen avfordonets lagringsenhet, eller lagringsenheter, kan även ske genom att elektrisk energi tillförsbåde från elnätet 13, utan mellanlagring i lagringsenhet 17, kombinerat med elektrisk energi som tillförs från lagringsenheten 17 eller lagringsenheterna 17.With the present subsystem, the vehicle's units for storing electrical energy can be charged by electrical energy only from the mains 13, without intermediate storage in the storage units 17, alternatively only charged by electrical energy from the storage units 17. The vehicle's storage unit, or storage units, can also be charged by electrical energy supplied from the mains 13, without intermediate storage in storage unit 17, combined with electrical energy supplied from the storage unit 17 or the storage units 17.
Med hänvisning till figur 3C visas en utföringsform av delsystemet 3 som innefattande minsten första laddstation 4 och minst en andra laddstation 21, alternativt minst en förstaladdstation 4, minst en andra laddstation 21 och minst en tredje laddstation 22, vilka delarminst en gemensam lagringsenhet (batteribank) 17. Respektive laddstation 4 innefattar eller äransluten till, minst en laddningsplats alternativt kan anslutas till minst en laddningsplats. Meraspecifikt visas att den första laddstationen 4 i figur 3C innefattar minst en förstaladdningsplats 6, minst en andra laddningsplats 7 och minst en tredje laddningsplats 8. Medkonstruktionen undviks tidspillan i samband med inkoppling och urkoppling av kontaktdonsamt framkörning och bortköming av fordon. Vid användning av minst två laddplatsermöjliggörs att proceduren (inkoppling och urkoppling av kontaktdon) pågår på den enasamtidigt som ett fordon laddas på den andra laddningsplatsen. På så sätt kan laddstations tillgängliga laddtid utnyttjas mera effektivt än med sedan tidigare kända konstruktioner.Referring to Figure 3C, an embodiment of the subsystem 3 is shown comprising at least one first charging station 4 and at least one second charging station 21, alternatively at least one pre-charging station 4, at least one second charging station 21 and at least one third charging station 22, which subdivide at least one common storage unit (battery bank) 17. Each charging station 4 comprises or is connected to, at least one charging station or alternatively can be connected to at least one charging station. More specifically, it is shown that the first charging station 4 in Figure 3C comprises at least one first charging station 6, at least a second charging station 7 and at least a third charging station 8. The co-design avoids wasting time in connection with switching on and disconnecting contactors and driving away vehicles. When using at least two charging points, it is possible for the procedure (connection and disconnection of connectors) to take place on it at the same time as one vehicle is charged at the other charging point. In this way, charging stations available charging time is used more efficiently than with previously known constructions.
Den första laddstationen 4 är ansluten till minst en första nätanslutning 14, den andraladdstationen 21 är ansluten till minst en andra nätanslutning 23 och den tredje laddstationen22 är ansluten till minst en tredje nätanslutning. 24. I altemativa utföringsformer kan två ellerflera laddstationer vara ansluten till minst en gemensam nätanslutning, eller flera gemensamma nätanslutningar. lutföringsforrnen tillförs elektrisk energi till en lagringsenhet 17, eller gemensammalagringsenhetema 17, via minst en anslutning eller flera anslutningar till elnätet. Ensammanslagning av lagringsenheterna från flera laddstationer till en gemensam lagringsenhet ökar den maximalt tillgängliga lagrade elektriska energimängden för respektive laddplats.The first charging station 4 is connected to at least one first mains connection 14, the second charging station 21 is connected to at least one second mains connection 23 and the third charging station 22 is connected to at least one third mains connection. 24. In alternative embodiments, two or fl your charging stations may be connected to at least one common mains connection, or fl your common network connections. the discharge means supply electrical energy to a storage unit 17, or the common storage units 17, via at least one connection or fl your connections to the mains. Merge the storage units from your charging stations into a common storage unit increases the maximum available amount of stored electrical energy for each charging location.
I alternativa utföringsformer kan delsystemet även erhålla elektrisk energi som produceras via vindkraft, solceller eller liknande i laddstationens, eller laddstationernas, relativa närhet.In alternative embodiments, the subsystem may also receive electrical energy produced via wind power, solar cells or the like in the relative vicinity of the charging station, or charging stations.
Respektive laddstation innefattar företrädesvis minst en första omvandlare 15, såsom en förstatransformator, samt minst en första likriktare 16 med vilka en transforrnering och likriktningav elnätets växelspänning till likspänning sker. Respektive nätanslutning 14, 23 och 24 kanvia omkopplare 25 enskilt kopplas till en eller flera av laddningsplatserna 6 - 8 och till dengemensam lagringsenhet (batteribank). Laddstationen innefattar vidare minst enspänningsomvandlare 18 och minst en strörnregleringsutrustning 19, vilka kan vara separataeller kombinerade, med vilka spänningen och strömstyrka anpassas till den spänning ochströmstyrka med vilken laddning av fordonen sker. Laddstationen innefattar vidare minst enomkopplare (brytare) 26 eller flera omkopplare (brytare) 26, med vilken energitillförseln tillrespektive laddningsplats 6 till 8 sker.The respective charging station preferably comprises at least one first converter 15, such as a first transformer, and at least one first rectifier 16 with which a transformation and rectification of the alternating voltage of the mains to direct voltage takes place. The respective mains connections 14, 23 and 24 can switch switches 25 individually connected to one or more of the charging locations 6 - 8 and to the common storage unit (battery bank). The charging station further comprises at least one voltage converter 18 and at least one current control equipment 19, which may be separate or combined, with which the voltage and current are adapted to the voltage and current with which the vehicles are charged. The charging station further comprises at least one switch (switch) 26 or fl your switches (switches) 26, with which the energy supply to the respective charging point 6 to 8 takes place.
Vid laddningen av fordon med laddstationen enligt figur 3C kan elektrisk energi tas från eneller flera av nätanslutningar 14, 23 och 24 utan mellanlagring i lagringsenhet (batteribank).Med systemet kan flera laddstationer leverera gemensam effekt till valfria laddplatser.Alternativt kan laddningen av fordonen ske enbart med elektrisk energi från lagringsenhetema17 eller av en kombination mellan elektrisk energi från lagringsenheterna 17 och elektriskenergi från minst en nätanslutning, minst två nätanslutningar eller minst tre nätanslutningar.When charging vehicles with the charging station according to figure 3C, electrical energy can be taken from one or more of mains connections 14, 23 and 24 without intermediate storage in a storage unit (battery bank). With the system, your charging stations can deliver common power to optional charging stations. Alternatively, charging of vehicles can only take place with electrical energy from the storage units 17 or by a combination of electrical energy from the storage units 17 and electrical energy from at least one mains connection, at least two mains connections or at least three mains connections.
Ytterligare nätanslutningar kan förekomma i alternativa utföringsforrner.Additional network connections may occur in alternative embodiments.
I alternativ utföringsformer av systemet innefattar det även ett delsystem (ej visad i figurer)för tillförsel av värme eller kyla till fordon 2. Delsystemet kan utgöras ett separat system iförhållande till systemet 3 eller utgöras av en integrerad del av delsystemet 3. Med delsystemet tillförs termisk energi till fordonet. Lagrad termisk energi kan tillföras fordonen med ett flertal olika typer av tekniker. Exempelvis kan detta ske genom överföring av vätskaalternativt fast material med en relativt hög temperatur. Delsystemet kan aven användas för atttillföra fordonet vätska eller fast material, eller en kombination av dessa som har en relativtlägre nivå av termisk energi (altemativt anges temperatur). Överföring av termisk energimellan fordonen och laddstationen kan även ske genom kontakt där någon typ avvärmeväxling sker. Den överförda värmeenergin används för att värma fordonet när behov avuppvärmning föreligger och kyla används för att kyla fordonet när behov av detta föreligger.In alternative embodiments of the system, it also comprises a subsystem (not shown in figures) for supplying heat or cooling to vehicle 2. The subsystem may be a separate system relative to system 3 or may be an integral part of subsystem 3. With the subsystem supplies thermal energy to the vehicle. Stored thermal energy can be supplied to the vehicles with a number of different types of techniques. For example, this can be done by transferring liquid alternative solid material with a relatively high temperature. The subsystem can also be used to supply the vehicle with liquid or solid material, or a combination of these which have a relatively lower level of thermal energy (alternatively the temperature is indicated). Transfer of thermal energy between the vehicles and the charging station can also take place through contact where some type of heat exchange takes place. The transferred heat energy is used to heat the vehicle when there is a need for heating and cooling is used to cool the vehicle when there is a need for it.
Det är tänkbart att fj ärrvärmesystem, respektive fj ärrkylsystem, används i stationema.It is conceivable that district heating systems and district cooling systems, respectively, are used in the stations.
I alternativa utföringsformer är det tänkbart att systemet även innefattar minst en andra typ avladdstation som härefter benämns separat icke styrd laddstation 27 med tillhörande minst enladdplats, visad i figur 2. Systemet l kan således i alternativa utföringsformer innefatta minsten separat icke styrd laddstation 27. Den separata icke styrda laddstationen 27, eller separataicke styrda laddstationerna, används när en stor belastning på laddstationerna medlagringskapacitet för elektrisk energi föreligger (exempelvis när laddstationen 4, ellerladdstationema 4, är upptagna). De separata icke styrda laddstationerna kan vara placerade pånågon plats efter ett fordons rutt (ordinarie slinga) eller i anslutning till fordonets rutt eller påannan för ändamålet lämplig plats. Laddstationerna möjliggör att en stödladdning av fordonskan utföras vid hög belastning (stor behov laddning föreligger). Laddstationen 27, ellerladdningsstationerna 27, används företrädesvis av lågprioriterade fordon som vill undvika kö vid ordinarie laddplatserna där de har låg prioritet.In alternative embodiments it is conceivable that the system also comprises at least one second type of unloading station which is hereinafter referred to as separate uncontrolled charging station 27 with associated at least one charging station, shown in figure 2. Thus, in alternative embodiments the system 1 may comprise at least separately uncontrolled charging station 27. The separate uncontrolled charging station 27, or separately controlled charging stations, are used when a large load on the charging stations has co-storage capacity for electrical energy (for example when the charging station 4, or charging stations 4, are occupied). The separate uncontrolled charging stations may be located somewhere along the route of a vehicle (ordinary loop) or in connection with the route of the vehicle or at another suitable location for the purpose. The charging stations make it possible for a support charge of the vehicle to be carried out at high load (there is a great need for charging). The charging station 27, or charging stations 27, are preferably used by low-priority vehicles that want to avoid queues at the regular charging stations where they have low priority.
Systemet l innefattar minst en enhet för kommunikation, prioritering och styrning. Enheteninnefattar utrusning för kommunikation mellan systemets l ingående komponenter ochdelsystem. Exempelvis innefattar systemet l utrustning för kommunikation mellan minst enladdstation 4 och styrsystemet samt kommunikation mellan minst ett fordon och styrsystemet.Eöreträdesvis sker kommunikationen trådlöst, men detta utesluter inte andra typer avkommunikation. Systemet samlar inkommande signaler från fordon 2, vars signaler (data)bearbetas till information om respektive fordons laddningsstatus, energibehov, tillgänglig tidför laddning, tecknade avtal, betalningsvilja för elektrisk energi med flera variabler, parametrar eller liknande.System 1 comprises at least one unit for communication, prioritization and control. The unit includes equipment for communication between the system's components and subsystems. For example, the system 1 comprises equipment for communication between at least one charging station 4 and the control system as well as communication between at least one vehicle and the control system. Preferably, the communication takes place wirelessly, but this does not exclude other types of communication. The system collects incoming signals from vehicle 2, whose signals (data) are processed into information about each vehicle's charge status, energy requirements, available time for charging, signed agreements, willingness to pay for electrical energy with fl your variables, parameters or the like.
Systemet, alternativt delsystemet, innefattar vidare minst ett styrsystem (kontrollsystem) somplanerar och utför laddning samt anpassar laddningen av respektive fordons behov och dentotala situationen. Styrsystemet utför även prioritering av fordonen dem emellan och skapar en turordning bland fordonen till laddningsplatserna samt anvisar laddplatser för fordonen.The system, alternatively the subsystem, further comprises at least one control system (control system) which plans and performs charging and adapts the charging to the needs of each vehicle and the dentotal situation. The control system also performs prioritization of the vehicles between them and creates a turn order among the vehicles to the charging points and indicates charging points for the vehicles.
Styrsystemet använder minst en algoritm för att bearbeta data (information) som samlas in avsystemet (beskrivs i det följande). Systemets styrsystem (kontrollsystem) styr (bestämmer)hur laddningen av fordon som kommer till laddstationen 4, eller laddstationema 4,laddningsplatser 6, 7, 8 utförs. Även förhållandet mellan hur stor del av den elektriska energin som tas från natet respektive från lagringsenheterna styrs med styrsystemet.The control system uses at least one algorithm to process the data (information) collected by the system (described below). The control system of the system (control system) controls (determines) how the charging of vehicles coming to the charging station 4, or the charging stations 4, charging stations 6, 7, 8 is performed. Also the ratio between how much of the electrical energy taken from the network and from the storage units are controlled by the control system.
Med hänvisning till figurema 4A och 4B visas exempel på data som samlats i tabeller.Tabellema visar ett fordons behov av laddning vid minst en laddstation ingående i systemet.Laddstationen innefattar tre laddningsplatser, en första laddningsplats 6, en andraladdningsplats 7 och en tredje laddningsplats 8. I exemplet används endast laddningsplats 6och 7.Referring to Figures 4A and 4B, examples of data collected in tables are shown. The tables show a vehicle's need for charging at at least one charging station included in the system. The charging station comprises three charging stations, a first charging station 6, a second charging station 7 and a third charging station 8. In the example, only charging points 6 and 7 are used.
I tabell 4A visas olika fordons laddningsbehov såsom önskad spänning, strömstyrka ochladdtid samt tidpunkten när fordonen önskar anlända till laddstationen. Data och information,som visas av de exemplifierande tabellerna, ligger till grund för beslut av styrsystemet om hurprioritering av laddning av respektive fordon som kommer till laddningsstationens, eller laddningsstationernas laddningsplatser, skall ske. Även om exemplet innehåller två laddplatser fungerar förfarandet med prioritering och dirigering även för en laddstation och en laddplats.Förfarande för användning av systemet Systemet i enlighet med den föreliggande patentansökan anläggs initialt med ett godtyckligtantal laddningsstationer och med ett godtyckligt antal laddningsplatser i enlighet med beskrivning av systemet.Table 4A shows the charging needs of different vehicles such as the desired voltage, current and charging time as well as the time when the vehicles wish to arrive at the charging station. Data and information, as shown by the exemplary tables, form the basis for decisions by the control system on how to prioritize the charging of the respective vehicles coming to the charging station, or charging stations of charging stations, shall take place. Although the example contains two charging points, the priority and routing also for a charging station and a charging station. Procedure for using the system The system according to the present patent application is initially constructed with an arbitrary number of charging stations and with an arbitrary number of charging sites in accordance with description of the system.
Systemet innefattar en prioritering av fordon vid minst en laddningsplats. Prioritering avfordonen sker med utgångspunkt från ett antal variabler vilka styrsystemet samlar in ochbearbetar. Minst en algoritm styr besluten för hur prioriteringen av laddning av fordon skall ske.The system includes a prioritization of vehicles at at least one charging station. Prioritization of the vehicles is based on a number of variables which the control system collects and processes. At least one algorithm governs decisions on how to prioritize vehicle charging happen.
Vid användning av systemet samlar styrsystemet således in information om laddningsnivåer irespektive laddstations lagringsenheter. Styrsystemet (kontrollsystemet) har företrädesvis enfunktion vilken samlar in/eller erhåller data eller information om vilken laddningsnivårespektive fordons energilagarande enheter har såsom ackumulatorer eller liknande respektivevilket laddningsbehov varje fordon har. Styrsystemet (kontrollsystemet) samlar vidare in information om vilken tillgänglig tid som finns tillhands för laddningen och effekten. I alternativa utföringsformer kan information lämnas till system från en del av laddstationema och/eller en del av fordonen som anvander laddstationema.When using the system, the control system thus collects information on charge levels in the respective charging station storage units. The control system (control system) preferably has a single function which collects / or receives data or information about which charge level respective vehicle's energy storage units have such as accumulators or the like and which charge requirement each vehicle has. The control system (control system) collects further information about the available time available for charging and power. IN In alternative embodiments, information may be provided to systems from some of the charging stations and / or a part of the vehicles using the charging stations.
Beroende på exempelvis laddning, separat avtalad prioritet, betalvilja, försening, med merastyr systemet hur laddningen av respektive fordon skall ske och sker. Alla fordon somanländer till en laddstation behöver inte alltid snabbt ladda. Om laddbehovet är relativt lågtsamt att laddplatsens beläggning tillåter en längre laddtid kan en lägre laddström användasoch den lagrade energin i laddstationen sparas. Alternativt kan laddström från två eller flera laddstationer skickas till en laddningsplats.Depending on, for example, charging, separately agreed priority, willingness to pay, delay, with additional control, the system how the charging of each vehicle should take place and takes place. All vehicles that arrive at a charging station do not always need to charge quickly. If the charging demand is relatively low that the occupancy of the charging station allows a longer charging time, a lower charging current can be used and the stored energy in the charging station is saved. Alternatively, charging current from two or fl era charging stations are sent to a charging station.
Valet om från var den elektriska energin tas vid laddning av fordonen det vill säga, direkt frånelnätet 12 utan mellanlagring, från mellanlager (såsom ackumulatorer, superkondensatorer)eller en kombination av nämnda, utförs företrädesvis av systemet (intelligent automatik).Alternativt kan nämnda val, om hur tillförseln av den elektriska energin för laddningen sker,tas av föraren. Systemet kan alltså välja att ta en lägre laddeffekt från nätet och/eller väljalagrad elektrisk energi i laddstationen för att ladda fordonet. Vid laddning från lagradelektrisk energi i laddstationen kan systemet välja att koppla in en deleffekt av den lagrade energin från lagringsenheten (ackumulatom).The choice of where the electrical energy is taken when charging the vehicles, i.e., directly from the mains 12 without intermediate storage, from intermediate storage (such as accumulators, supercapacitors) or a combination of said, is preferably performed by the system (intelligent automation). Alternatively, said selection, on how the supply of the electrical energy for the charge takes place, is taken by the driver. The system can thus choose to take a lower charging power from the mains and / or well-stored electrical energy in the charging station to charge the vehicle. When charging from stored dielectric energy in the charging station, the system can choose to switch on a partial power of the stored the energy from the storage device (accumulator).
Systemet håller företrädesvis reda på tidtabeller för fordonen i systemet, fordonens verkligapositioner, eventuella förseningar samt även tidtabeller för anslutande trafik såsom flyg, båtaroch liknande. Systemet samlar företrädesvis vidare även in information om inkommandeextraordinära fordon som flaggar för behov av elektrisk energi för laddning av fordonet med hög avtalad prioritet och betalningsvilja.The system preferably keeps track of timetables for the vehicles in the system, the actual positions of the vehicles, any delays and also timetables for connecting traffic such as flights, boats and the like. The system preferably also collects information about incoming extraordinary vehicles that flag for the need for electrical energy for charging the vehicle with high agreed priority and willingness to pay.
Exempel på underlag för prioriteringsbeslut I den exemplifierande tabellen i 4A visas laddningsbehovet för ett antal fordon som anländertill en laddstation för laddning. Det första fordonet anländer till laddstationen klockan 12.18och laddningen kan ske under en tidsperiod om sju minuter. Fordonet har ett behov av attelektrisk energi överförs till fordonet med en spänning om 500 V och med en strömstyrka om 100 A.Examples of basis for prioritization decisions The exemplary table in 4A shows the charging needs of a number of vehicles arriving at a charging station for charging. The first vehicle arrives at the charging station at 12.18 and charging can take place over a period of seven minutes. The vehicle has a need for attelectric energy transferred to the vehicle with a voltage of 500 V and with a current of 100 A.
Det andra fordonet anländer till laddstation klockan 12.18 och har en maximal laddningstidom sex minuter. Fordonet har behov av att elektrisk energi överförs med en spänning om 700V med en strömstyrka om 100A.The other vehicle arrives at the charging station at 12.18 and has a maximum charging time of six minutes. The vehicle needs electrical energy to be transmitted at a voltage of 700V with a current of 100A.
Det tredje fordonet anländer till laddstationen 12.18 och kan laddas under en tidsperiod omfyra minuter. Fordonet har behov av att elektrisk energi överförs med en spänning om 700V med en strömstyrka om 857A.The third vehicle arrives at the charging station 12.18 and can be charged for a period of four minutes. The vehicle needs electrical energy to be transmitted with a voltage of 700V with a current of 857A.
Det tredje fordonet anländer till laddstationen 12.18 och kan laddas under en tidsperiod omsex minuter. Fordonet har behov av att elektrisk energi överförs med en spänning om 400V med en strömstyrka om 750A.The third vehicle arrives at the charging station 12.18 and can be charged for a period of six minutes. The vehicle needs electrical energy to be transmitted at a voltage of 400V with a current of 750A.
Med hänvisning till figur 4B visas en andra exemplifierande tabell visande fordon medmotsvarande de som visas i tabellen 4A avseende vilken spänningsnivå och strömstyrkaelektrisk energi skall överföras till respektive fordon samt tidpunkten när respektive fordonenanländer till laddstationen respektive den tidsperiod som är tillhands för respektive fordon.Tabellen visar ytterligare variabler än de i figur 4A exemplifierade som ligger till grund förprioritering av laddningen av fordon som anländer till en laddstation. Exempelvis tar hänsyntill variabler avseende avtalad prioritet, nivå på prioritet, nivå på betalningsviljan för denelektriska energin (priset för levererad energi) eller laddningstillfälle, redan väntad tid samteventuell förtur. I de fall där systemet 1 kan leverera värme eller kyla till fordonen 2 innefattar beslutsunderlaget visad i tabell 4B även uppgifter om behov av värme eller kyla hos fordonen.Referring to Figure 4B, a second exemplary table showing vehicles corresponding to those shown in Table 4A is shown regarding the voltage level and current electrical energy to be transmitted to each vehicle and the time when each vehicle arrives at the charging station and the time period available for each vehicle. variables other than those exemplified in Figure 4A which form the basis for prioritizing the charging of vehicles arriving at a charging station. For example, variables regarding agreed priority, level of priority, level of willingness to pay for the electric energy (price for delivered energy) or charging time, already expected time and possible priority are taken into account. In cases where the system 1 can supply heat or cooling to the vehicles 2 includes the decision basis shown in table 4B also includes information on the need for heating or cooling of the vehicles.
Med hänvisning till figur 4B visas således även att fordon nummer ett inte har någon avtaladprioritet. Betalningsvilj an är relativt låg samt att fordonen inte skall tillföras värme eller kyla.Fordon nummer två har inte har någon avtalad prioritet och att betalningsviljan är medel, detvill säga vare sig låg eller hög, samt att fordonen inte skall tillföras värme eller kyla. Fordon nummer tre har avtalad prioritet (klass 7) samt att betalningsviljan är hög och att fordonen skall tillföras kyla. Fordon nummer fyra har avtalad prioritet (klass 3) samt att betalningsviljan är hög och att fordonet varken vill ha värme eller kyla tillförd.With reference to Figure 4B, it is thus also shown that vehicle number one has no contractual priority. The willingness to pay is relatively low and the vehicles are not to be supplied with heating or cooling. Vehicle number two has no agreed priority and that the willingness to pay is medium, ie neither low nor high, and that the vehicles are not to be supplied with heating or cooling. Vehicle number three has the agreed priority (class 7) and that the willingness to pay is high and that the vehicles shall be supplied with cooling. Vehicle number four has the agreed priority (class 3) and that the willingness to pay is high and that the vehicle does not want heat or cold added.
Resultat av prioriteringen av fordonen vid laddningssystemet är att fordon tre laddas på platsnummer 1 under tidsperioden 12.18 och 12.22 utan väntetid. Fordon nummer fyra laddas på plats nummer 2 under tidsperioden 12.24 utan väntetid.The result of the prioritization of the vehicles at the charging system is that vehicle three is charged at location number 1 during the time period 12.18 and 12.22 without waiting time. Vehicle number four is loaded place number 2 during the time period 12.24 without waiting time.
Fordon nummer två laddas på plats nummer 2 under tidsperioden 12.22 till 12.28. Fordonnummer två får alltså vänta fyra minuter mellan 12.18 till 12.22 för laddning. Fordon nummerett laddas på plats nummer två under tidsperioden 12.24 och 12.31. Fordonet får således vänta under en tidsperiod om sex minuter innan det laddas.Vehicle number two is charged in place number 2 during the time period 12.22 to 12.28. Vehicle number two must therefore wait four minutes between 12.18 and 12.22 for charging. Vehicle number is loaded in place number two during the time period 12.24 and 12.31. The vehicle thus has to wait for a period of six minutes before charging.
Systemet innefattar ett styrsystem som styr (intelligent styr om när, var och i vilkenomfattning laddning skall ske). Valet av hur laddning skall utföras sker med utgångspunktfrån tidtabeller, erfarenheter om tidigare utförda laddningar och behov av laddning eller andra uppenbara variabler.The system includes a control system that controls (intelligent control of when, where and to what extent charging should take place). The choice of how charging is to be performed is based on timetables, experiences of previously performed charges and the need for charging or other obvious variables.
Styrsystemet kan i alternativa utföringsformer utgöras av ett intelligent utförande darresultatet av tidigare fattade beslut (historik) analyseras och ligger till grund för nya beslut som fattas av styrsystemet.In alternative embodiments, the control system can consist of an intelligent execution where the results of previously made decisions (history) are analyzed and form the basis for new decisions. taken by the control system.
I den detaljerade beskrivningen av den föreliggande uppfinningen kan konstruktionsdetaljervara utelämnade som är uppenbara för en fackman. Sådana uppenbara konstruktionsdetaljeringår i den omfattning som krävs för att en fullgod funktion för den föreliggande uppfinningen skall uppnås. Även om vissa föredragna utföringsformer har beskrivits i detalj, kan variationer ochmodifieringar inom ramen för uppfinningen, komma att framgå för fackmännen inom detområde uppfinningen avser och samtliga sådana anses falla inom ramen för efterföljandepatentkrav. Det är således tänkbart att den föreliggande uppfinningen används för andraändamål och applikationer än de i denna patentansökan angivna. I altemativa utföringsformer används systemet för prioritering och dirigering utan mellanlager av elektrisk energi.Fördelar med uppfinningen Med den föreliggande uppfinningen uppnås ett antal fördelar. För det första erhålls ettförbättrat system, samt förfarande för att använda denna, som löser eller reducerar, minst ett ibakgrunden eller i beskrivningen nämnda tekniska problemen. En annan fördel med systemet är att förlusten i dubbel transforrnering beroende av att bara en transformering utförs vid lägre effektbehov. En ytterligare fördel med systemet är att en längre livslängd för ackumulatorernaoch liknande i fordonen och laddstationema kan uppnås. En ytterligare fördel med systemet äratt förluster vid mellanlagring av elektrisk energi i exempelvis ackumulatorer och liknandereduceras. Systemet minimerar också lagringskapaciteten i ackumulatorer. Systemet har ävenfördelen av att denna ger mindre miljöpåverkan och medför lägre investeringsbehov samt germindre inbyggnadsmått och lägre vikt. Med systemet uppnås även fördelen av att kötiden minimeras och nyttjandet av en viss nätanslutning och ackumulatorstorlek ökar.In the detailed description of the present invention, construction details may be omitted which will be apparent to one skilled in the art. Such obvious design details are to the extent necessary for the proper functioning of the present invention. the invention is to be achieved. Although certain preferred embodiments have been described in detail, variations and modifications within the scope of the invention may become apparent to those skilled in the art to which the invention pertains, and all of these are considered to fall within the scope of the appended patent claims. Thus, it is conceivable that the present invention will be used for purposes and applications other than those set forth in this patent application. In alternative embodiments The system is used for prioritization and routing without intermediate layers of electrical energy. Advantages of the invention With the present invention a number of advantages are achieved. Firstly, an improved system is obtained, as well as a method for using it, which solves or reduces, at least one of the background or technical problems mentioned in the description. Another advantage of the system is that the loss in double transformation depends on only one transformation being performed at lower power requirements. A further advantage of the system is that a longer service life of the accumulators and the like in the vehicles and charging stations can be achieved. An additional advantage of the system is that losses during intermediate storage of electrical energy in, for example, accumulators and the like are reduced. The system also minimizes storage capacity in accumulators. The system also has the advantage that it provides less environmental impact and entails lower investment needs as well as smaller installation dimensions and lower weight. With the system, the advantage of queuing time is also achieved minimized and the utilization of a certain mains connection and accumulator size increases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1630043A SE541327C2 (en) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles at charging stations with or without storage capacity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1630043A SE541327C2 (en) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles at charging stations with or without storage capacity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1630043A1 true SE1630043A1 (en) | 2017-09-02 |
SE541327C2 SE541327C2 (en) | 2019-07-02 |
Family
ID=59981144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1630043A SE541327C2 (en) | 2016-03-01 | 2016-03-01 | Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles at charging stations with or without storage capacity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE541327C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210070141A1 (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-11 | Thermo King Corporation | Optimized power distribution to transport climate control systems amongst one or more electric supply equipment stations |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3626490A1 (en) | 2018-09-19 | 2020-03-25 | Thermo King Corporation | Methods and systems for power and load management of a transport climate control system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101150259B (en) * | 2006-09-18 | 2010-05-12 | 比亚迪股份有限公司 | Electric car charging system |
US9248752B2 (en) * | 2011-03-04 | 2016-02-02 | Nec Corporation | Charging control system, charging control method, and recording medium |
US8731730B2 (en) * | 2011-04-27 | 2014-05-20 | Ev Patent Holdings, Llc | Electric vehicle clustered charge distribution and prioritization method, system and apparatus |
US8350526B2 (en) * | 2011-07-25 | 2013-01-08 | Lightening Energy | Station for rapidly charging an electric vehicle battery |
US9142978B2 (en) * | 2012-11-06 | 2015-09-22 | EV Connect, Inc. | Queue prioritization for electric vehicle charging stations |
-
2016
- 2016-03-01 SE SE1630043A patent/SE541327C2/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210070141A1 (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-11 | Thermo King Corporation | Optimized power distribution to transport climate control systems amongst one or more electric supply equipment stations |
US11794551B2 (en) * | 2019-09-09 | 2023-10-24 | Thermo King Llc | Optimized power distribution to transport climate control systems amongst one or more electric supply equipment stations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE541327C2 (en) | 2019-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110392967B (en) | Fixed energy accumulator for buffering electric energy in power supply network, method and additional module | |
US11192465B2 (en) | Charging station for charging multiple electric vehicles, in particular electric cars | |
KR101877098B1 (en) | Rapid multi-level recharge system | |
CN102164772B (en) | Method and system for control of a vehicle energy storage device | |
JP2019004696A (en) | Method for performing load distribution of plural charging stations to movement load in charging station network and charging station network | |
TW201010883A (en) | Power supply controlling system and power supply controlling method | |
CN105934362B (en) | Onboard power system and method for running onboard power system | |
EP2476573A2 (en) | Energy management system for trains with flexible formations incorporating regenerative braking | |
JP2007535282A (en) | Battery charging system and method | |
US8866335B2 (en) | Control concept for limit-value management for DC/DC converter in an energy system | |
EP2872359B1 (en) | Energy management system for railbound vehicles | |
CN103229382A (en) | Electrical power control system for a vehicle | |
JP5595456B2 (en) | Battery charge / discharge system | |
KR101729483B1 (en) | A variable capacity charging system for vehicles | |
JP7121902B2 (en) | Power interchange system | |
CN109177772A (en) | A kind of power shared system and control method for electric charging station | |
JP2008526620A (en) | Energy buffer device for aircraft | |
US10099789B2 (en) | Self sufficient galley system, method for operating electrical galley devices, and aircraft having such a galley system | |
JP5244554B2 (en) | Battery circuit control system | |
SE1630043A1 (en) | Systems and procedures for communication, prioritization, routing and charging of electric vehicles via charging stations with or without storage capacity | |
JP2017158356A (en) | Power supply system | |
JP2006280113A (en) | Control unit for railway vehicle | |
KR102113270B1 (en) | Energy Management System for Railway station and Hydrogen Fuel Cell Hybrid Railway Vehicle | |
JP4156426B2 (en) | Energy transmission / reception control system, railway vehicle drive system, and railway vehicle | |
ES2957173T3 (en) | Electric vehicle charging system and electric vehicle charging apparatus |