CN116252663A - 从推进电池组向车外充电站放电直流功率的协议 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从推进电池组向车外充电站的放电直流功率的协议。一种用于协调放电会话的方法，在该放电会话中，直流功率从例如电动车辆(EV)的功率源卸载到双向车外充电站，所述方法包括响应于功率源经由充电线组连接到充电站而在EV和充电站之间交换充电数据。这发生在低压通信线路上，其中充电数据包括EV和充电站的功率和电流限值。响应于所述限值指示负限值，负限值表示对放电会话的请求，所述方法包括将EV功率和电流限值传输到充电站以确认该请求。响应于通过指示对放电会话的支持的唯一标识符的交换来确认请求，启动放电会话。

Description

从推进电池组向车外充电站放电直流功率的协议
引言
混合动力车辆、全电动车辆和增程电动车辆(为了简单起见在本文中统称为EV)配备有电气化动力系***，其中一个或多个电动牵引马达由推进电池组供电以生成驱动扭矩。从(多个)马达生成的驱动扭矩最终被引导到车辆的负重轮以推进车辆。推进电池组的组成电化学电池单体可以经由插接过程充电，在此期间，电池组例如使用SAE J1772兼容的线组电连接到车外电动车辆供电设备(EVSE)站。类似的电池组可用作具有固定***的可再充电能量存储***(RESS)的一部分，该***诸如但不限于发电厂、提升机、传送***等。
如本领域中所理解的，插电式充电涉及在EV和车外充电站之间的数据的双向通信，该数据采用低压控制导频(CP)信号(典型地0-12V)和0-5V接近电压信号的形式。例如，建立的J1772连接允许充电站和EV的相应的处理器使用电力线通信(PLC)彼此通信，电力线通信又经由数据消息的协调交换按照建立的通信协议进行。CP信号典型地用来验证充电站和EV之间的双向连接，以例如使用在AC充电期间的预定占空比变化或在DC充电期间的固定占空比来传送充电状态，并且根据需要调整充电速率。双向充电器的出现为EV的所有者和运营商提供了无数潜在的益处，包括车辆到家庭(V2H)、车辆到电网(V2G)或车辆到负载(V2L)放电会话，在此期间，车外充电站从EV接收DC功率，并且此后为负载供电，可能地在经由住宅AC-DC转换器将卸载DC功率转换成交流(AC)功率之后。
发明内容
本公开涉及用于将直流(DC)功率从电气***卸载到电动车辆供电设备(EVSE)的修改的通信协议、相关方法和有形存储介质，其中电动车辆供电设备(EVSE)是在正常条件下连接到可用交流(AC)电网功率的双向能力的车外充电站。车外充电站可以经由交换架构连接到AC电网功率，并用作家庭充电站。也就是说，房屋或另一住宅或商业建筑可以连接到电网，其中充电站插接到这样的建筑的AC功率插座中，并可操作用于将电网功率转换成适合于例如对电池组充电的DC功率。在这种情况下，电池组可以包括电化学能量存储单体，例如锂离子电池单体，其布置在一起或在不同的电池模块内，并且被配置成圆柱形、棱柱形或袋式电池单体。然而，在本公开的范围内可以设想具有其它应用合适化学成分的电池单体和具有电池组、燃料电池堆或另一种合适的DC功率源的其它类型的车辆或移动平台，并且因此所描述的基于EV的车辆到电网(V2G)或车辆到家庭(V2H)应用是本教导的示例。
如本领域技术人员所理解的，EV所有者可选择在家中或营业场所安装充电站，以用于享受方便的家庭充电的目的。具有双向能力的家庭充电站的使用允许所有者使用EV的功率源作为备用能量源，例如，用于在停电期间或在AC电网功率不可用的其它事件期间提供备用功率。类似的益处可以从移动或固定***的其它功率源中获得。在车辆环境中的典型DC充电期间，车外充电站和EV的对应的处理器在通过EVSE充电线组的低压数据线上彼此通信，处理器根据诸如DIN 70121的给定通信协议这样做。随后根据特定协议进行预定数据信号或消息的协调交换。
在本解决方案的范围内，当应用于EV的示例性用例时，以特定方式修改所提到的充电协议，以使车外充电站和EV的相应的处理器能够协商并执行放电会话，在放电会话期间，来自EV的DC功率被卸载或引导到充电站，并最终引导到连接到充电站的负载。本文中使用DIN 70121的修改版本作为示例性标准，其中DIN 70121通常在J1772下应用于联合充电***(CCS)，并且ISO 15118是用于CCS的示例性备选标准。因此，所公开的方法在协商和执行作为本公开的主题的放电会话时充当备选通信协议。无论放电会话是由EV还是由充电站请求，这都可能发生。
特别地，如下文详细描述的方法能够实现放电会话的协调，在放电会话中，DC功率从电气***的功率源卸载到双向车外充电站。根据示例性实施例的方法包括响应于功率源经由充电线组连接到车外充电站在电气***的处理器和车外充电站的处理器之间交换充电数据。这种交换通过低压通信线路(例如，在DIN 70121的非限制性上下文中的控制导频(CP)线路)发生，或者可能地使用控制器局域网(CAN)总线或诸如Wi-Fi的无线通信，充电数据包括电气***的功率和电流限值以及车外充电站的功率和电流限值。响应于车外充电站的功率和电流限值指示表示对放电会话的请求的负功率和电流限值，该方法包括将电气***的限值传输到车外充电站，从而确认该请求，并且然后响应于确认该请求而经由电气***的处理器启动放电会话。
该方法可以包括：使用电气***的处理器从充电站接收唯一标识符代码；以及当唯一标识符代码与批准标识符代码的经校准的列表上的预定标识符代码匹配时，启动放电会话。在可能的实现中，唯一标识符代码包括车外充电站的MAC地址的至少一部分，例如，前三个字节或整个MAC地址。
电气***和车外充电站的相应的负限值可以经由具有协议特定范围的电信号传送。协议特定范围的指定部分对应于在本实施例中的负功率和电流限值。
在可能的实现中，协议特定范围为0kW至870kW和0A至870A，协议特定范围的指定部分为700kW至870kW和700A至870A，并且协议特定范围的指定部分对应于0kW至-170kW和0A至-170A。
放电会话可以由不存在电缆检查过程来表征，并且可以发生在到充电站的电网功率的停电期间。
在放电会话的电流需求阶段期间，本方法可以包括经由电气***的处理器接收零值，即0V或可忽略的电压，该零值指示由车外充电站确认放电会话的持续有效性状态。
本公开的另一方面包括一种电动车辆(EV)，其具有一组负重轮和电气化动力系***，该电气化动力系***具有处理器、DC功率源和电动牵引马达。DC功率源连接到电动牵引马达，而电动牵引马达连接到负重轮中的一个或多个。EV的车载处理器被配置成协调放电会话，在放电会话中，DC功率从DC功率源卸载到车外充电站，并且被配置成响应于DC功率源经由充电线组连接到车外充电站而通过低压CP线路与车外充电站的处理器交换充电数据。如上文所提到的，充电数据包括EV的功率和电流限值以及充电站的功率和电流限值。响应于充电站的功率和电流限值指示表示对放电会话的请求的负功率和电流限值，处理器将EV的功率和电流限值传输到充电站，从而确认该请求，并且然后响应于确认该请求而启动放电会话。
本文还公开了一种计算机可读存储介质，在其上记录用于协调放电会话的指令，在放电会话中，DC功率从EV的功率源卸载到车外充电站。由EV的处理器对指令的执行导致在本实施例中的EV响应于功率源经由充电线组连接到车外充电站，以通过诸如CP线路的低压通信线路在EV的处理器和车外充电站的处理器之间交换充电数据。响应于充电站的功率和电流限值指示表示对放电会话的请求的负功率和电流限值，导致处理器将EV的功率和电流限值传输到车外充电站，从而确认请求。此后，处理器响应于确认该请求而经由EV的处理器启动放电会话。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1. 一种用于协调放电会话的方法，在所述放电会话中，直流(DC)功率从电气***的功率源卸载到双向车外充电站，所述方法包括：
响应于功率源经由充电线组连接到所述车外充电站，通过低压通信线路在所述电气***的处理器和所述车外充电站的处理器之间交换充电数据，所述充电数据包括所述电气***的功率和电流限值以及所述车外充电站的功率和电流限值；
响应于所述车外充电站的所述功率和电流限值指示表示对所述放电会话的请求的负功率和电流限值，将所述电气***的所述功率和电流限值传输到所述车外充电站，从而确认所述请求；和
响应于确认所述请求，经由所述电气***的所述处理器启动所述放电会话。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，还包括：
使用所述电气***的所述处理器从所述车外充电站接收唯一标识符代码；和
当所述唯一标识符代码与经校准的批准标识符代码的列表上的预定标识符代码匹配时，启动所述放电会话。
技术方案3. 根据技术方案2所述的方法，其中，所述唯一标识符代码包括所述车外充电站的MAC地址的至少一部分。
技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述电气***的所述负功率和电流限值以及所述车外充电站的所述负功率/电流限值经由具有协议特定范围的电压信号传送，并且其中，所述协议特定范围的指定部分对应于所述负功率和电流限值。
技术方案5. 根据技术方案4所述的方法，其中，所述协议特定范围为0kW至870kW和0A至870A，所述协议特定范围的所述指定部分为700kW至870kW和700A至870A，并且所述协议特定范围的所述指定部分对应于0kW至-170kW和0A至-170A。
技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述放电会话的特征在于不存在电缆检查过程，并且发生在到所述车外充电站的电网功率的停电期间。
技术方案7. 根据技术方案6所述的方法，还包括：
在所述放电会话之前的所述停电期间进行的预充电阶段期间，打开所述车外充电站的一组接触器；
检测横跨所述电气***的DC链路电容器的DC链路电压；和
响应于所述DC链路电压处于或接近0伏，按预定顺序闭合所述车外充电站的所述一组接触器。
技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，还包括：
在所述放电会话的电流需求阶段期间，经由所述电气***的所述处理器接收零值，所述零值指示由所述车外充电站确认所述放电会话的持续有效性状态。
技术方案9. 一种电动车辆(EV)，包括：
一组负重轮；和
电气化动力系***，其具有处理器、直流(DC)功率源和电动牵引马达，其中，所述DC功率源连接到所述电动牵引马达，所述电动牵引马达连接到所述负重轮中的一个或多个，并且所述处理器配置成协调放电会话，在所述放电会话中，DC功率从所述DC功率源卸载到车外充电站，其中，所述处理器配置成：
响应于所述DC功率源经由充电线组连接到所述车外充电站，通过低压通信线路与所述车外充电站的处理器交换充电数据，所述充电数据包括所述EV的功率和电流限值以及所述车外充电站的功率和电流限值；
响应于所述车外充电站的所述功率和电流限值指示表示对所述放电会话的请求的负功率和电流限值，将所述EV的所述功率和电流限值传输到所述车外充电站，从而确认所述请求；和
响应于确认所述请求，启动所述放电会话。
技术方案10. 根据技术方案9所述的EV，其中，所述EV的所述处理器被配置成：从所述车外充电站的所述处理器接收唯一标识符代码，并且当所述唯一标识符代码与批准标识符代码的经校准的列表上的预定标识符代码匹配时，启动所述放电会话。
技术方案11. 根据技术方案10所述的EV，其中，所述唯一标识符代码包括所述车外充电站的MAC地址的至少一部分。
技术方案12. 根据技术方案9所述的EV，其中，所述负功率和电流限值经由具有协议特定范围的电压信号来传送，并且其中，所述协议特定范围的指定部分对应于所述负功率和电流限值。
技术方案13. 根据技术方案12所述的EV，其中，所述协议特定范围为0kW至870kW和0A至870A，所述协议特定范围的所述指定部分为700kW至870kW和700A至870A，并且所述协议特定范围的所述指定部分对应于0kW至-170kW和0A至-170A。
技术方案14. 根据技术方案9所述的EV，其中，所述EV的所述处理器被配置成响应于确认所述请求而启动所述放电会话，所述放电会话的特征在于不存在电缆检查过程，并且所述放电会话发生在到所述车外充电站的电网功率的停电期间。
技术方案15. 根据技术方案14所述的EV，其中，所述电气化动力系***包括一组电池组接触器、DC链路电容器和一组DC充电接触器，其中，所述EV的所述处理器被配置成：在所述放电会话之前的所述停电期间进行的预充电阶段期间打开所述一组电池组接触器，从而将所述DC功率源从所述车外充电站断开连接，并闭合所述一组DC充电接触器以对所述DC链路电容器充电。
技术方案16. 根据技术方案9所述的EV，其中，在所述放电会话的电流需求阶段期间，所述EV的所述处理器被配置成接收零值，所述零值指示由所述车外充电站确认所述放电会话的持续有效性状态。
技术方案17. 一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上记录用于协调放电会话的指令，在所述放电会话中，直流(DC)功率从电动车辆(EV)的功率源卸载到车外充电站，其中，由所述EV的处理器执行所述指令导致所述EV：
响应于所述功率源经由充电线组连接到所述车外充电站，通过低压控制导频(CP)线路在所述EV的所述处理器和所述车外充电站的处理器之间交换充电数据，所述充电数据包括所述EV的功率和电流限值以及所述车外充电站的功率和电流限值；
响应于所述车外充电站的所述功率和电流限值指示表示对所述放电会话的请求的负功率和电流限值，将所述EV的所述功率和电流限值传输到所述车外充电站，从而确认所述请求；和
响应于确认所述请求，经由所述EV的所述处理器启动所述放电会话。
技术方案18. 根据技术方案17所述的计算机可读存储介质，其中，由所述EV的所述处理器执行所述指令导致所述处理器：
从所述车外充电站接收MAC地址；并且
当所述MAC地址或其一部分与批准标识符代码的经校准的列表上的预定标识符代码匹配时，启动所述放电会话。
技术方案19. 根据技术方案17所述的计算机可读存储介质，其中，所述负功率和电流限值作为对应于0kW至-170kW或0A至-170A的电信号来传送。
技术方案20. 根据技术方案17所述的计算机可读存储介质，其中，所述EV的所述处理器被配置成在所述放电会话的电流需求阶段期间接收指示由所述车外充电站确认所述放电会话的持续有效性状态的零值。
当结合附图和所附权利要求时，本公开的上述特征和优点以及其它特征和伴随的优点将从用于执行本公开的说明性示例和模式的以下详细描述中变得显而易见。此外，本公开明确地包括上面和下面呈现的元素和特征的组合和子组合。
附图说明
图1是代表性放电会话的示意图，其中直流(DC)功率根据情况从呈电动车辆(EV)形式的电气***的功率源卸载到车外充电站，放电会话“握手”过程由本文中详细描述的修改协议管控。
图2是描述用于执行如图1中所图示的放电会话的方法的代表性实施例的流程图。
具体实施方式
本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出，并且在本文中作为所公开原理的非限制性示例详细地描述。为此，在说明书摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述但在权利要求书中没有明确阐述的元素和限制不应该通过暗示、推断或其它方式单独或共同地结合到权利要求书中。
为了本说明书的目的，除非特别声明，单数的使用包括复数，反之亦然，术语“和”和“或”应该是合取的和析取的，“任何”和“所有”应该都意指“任何和所有”，并且词语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”等应该意指“包括但不限于”。此外，近似的词语诸如“约”、“几乎”、“基本上”、“大体上”、“大约”等在本文中可以在“处于、接近或几乎处于”、或者“在...的0-5%内”、或者“在可接受的制造公差内”或者它们的逻辑组合的意义上使用。
参考附图，其中类似的附图标记在所有的若干视图中都表示类似的特征，图1描绘了代表性的放电会话10，在放电会话期间，电气***12选择性地经由充电线组16、车外充电站17和负载14连接到负载14。为了说明的一致性，在下文的示例性用例中，电气***12是电动车辆(EV)，并且负载14包括在房屋或其它建筑物内的一个或多个负载。因此，电气***12在下文中被称为EV 12，但不是限制性的。
为了说明的简单而省略，图1的设置可以包括设置在充电站17和负载14之间的合适的转换开关架构，这种架构被配置成在情况许可时选择性地将负载14连接到可用的公用事业供应的电网功率15和/或充电站17。这样的架构的开关状态因此确定在车辆到家庭(V2H)或车辆到电网(V2G)配置中的操作。本领域技术人员将理解，开关架构可以是或包括单独的电路，或者该架构可以完全集成到充电站17中。
EV 12包括连接到车辆车身120的一个或多个负重轮13。在本公开的范围内，EV 12在具有电气化动力系***30的意义上是“电动的”。来自电气化动力系***30的输出扭矩(箭头T36)用来为负重轮13中的一个或多个提供功率，并且因此推进EV 12。EV 12包括连接到车辆车身120的一个或多个负重轮13。在本公开的范围内，EV 12在具有电气化动力系***30的意义上是“电动的”。来自电气化动力系***30的输出扭矩(箭头T36)用来为负重轮13中的一个或多个提供功率，并且因此推进EV 12。EV 12可以不同地实施为全电动车辆(FEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)或增程式电动车辆(EREV)，或者实施为具有车载功率源31(例如，如图所示的多单体可再充电推进电池组(BHV))的另一电气化移动平台。EV 12同样可以以不同的方式配置，包括作为如图所示的乘用轿车，或者卡车、跨界车辆、运动型多用途车辆等。车载功率源31的其它可能的配置也可以存在于本公开的范围内，诸如燃料电池堆。如上文所提到的，可以在本公开的范围内使用其它类型的移动或固定***，诸如发电厂、提升机或传送***，作为图示示例性EV 12的备选方案。仅为了说明的一致性，下面参照EV 12来描述所描述的放电会话10，其中车载功率源31被配置为可再充电推进电池组，例如，锂离子电池，而不将本公开的范围限制到移动或车辆应用。
图1的负载14可以由住宅或商业建筑物及其典型地驻留在这种结构内或连接到这种结构的各种连接的***、部件和设备共同呈现。尽管为了说明的简单而省略，但本领域技术人员将理解，这种连接的设备典型地包括灯、空调单元、风扇、炉鼓风机、污水泵、厨房电器、电视等。在正常操作条件下，负载14连接到电网功率15并由电网功率15驱动。在典型的住宅使用场景中，电网功率15将需要公用事业提供的交流(AC)功率。因此，EV 12的所有者或操作者可以选择在家庭办公室或其它建筑物中配备EVSE充电站17，以便享受家庭充电的便利。
如本领域所理解的，充电站17包括充电电路20，充电电路20又在图1中以简化形式示出，以图示某些核心部件，即具有处理器P1、AC-DC转换器24、一个或多个充电接触器25和充电插座26的本地充电控制器(CCH)22。AC-DC转换器24用来将AC电网功率15转换为DC功率，以用于执行车载功率源31的DC充电操作的目的。为此，位于AC-DC转换器24的DC侧上的(多个)充电接触器25由处理器P1命令闭合，从而将AC-DC转换器24连接到充电插座26。
在其中电网功率15可用于充电站17的典型DC充电场景中，充电站17经由EVSE线组16的AC插头19连接到电网功率15。充电插头16C(例如，如上文大体上描述的多引脚J1772连接器)连接到位于EV 12上的对应的充电端口21。根据DIN 70121协议或其它相关协议，在图1中示出为VCH(+, -)的DC充电功率通过充电端口21的导电引脚，横跨一组主电池接触器23，并被馈送到车载功率源31。整个充电过程经由在充电控制器22的处理器P1与EV 12的住宅控制器32的对应处理器P2之间的数据/消息的交换来协调，在该非限制性示例中为电池管理***。如本领域中所理解的，在进行的预充电阶段期间，例如，在放电会话之前的停电期间，接触器控制顺序通过打开车外充电站的接触器25并且此后检测DC链路电容器两端的DC链路电压来进行。响应于DC链路电压处于或接近0伏(其中“接近”是可忽略地低的电压水平，使得DC链路电压被视为处于0V)，EV的接触器按预定顺序闭合，即主电池接触器23之后是接触器35。
上面提到的CP和PRX信号在如上所述的处理器P1和P2之间交换，在DIN 70121下的DC充电的一般过程是在本领域中很好理解的。如下所述，DIN 70121标准或另一相关标准在本文中被修改以使得能够发生反向过程，即，让车载功率源31选择性地为充电站17和因此负载14供电，这在电网功率15并非不可用时(诸如在停电期间)将是有益的。
仍然参考图1，电气化动力系***30使用来自车载功率源31的可用能量来为负重轮13的动力旋转供电。为此，电气化动力系***30包括至少一个电动牵引马达36，该电动牵引马达36具有联接到负重轮13中的一个或多个的输出构件36O。在图示实施例中，电动牵引马达(ME)36实施为具有径向地设置在定子36S内的转子36R的AC电机，定子36S连接到输出构件36O。牵引功率逆变器模块(TPIM)34连接到定子36S的各个相绕组，其中半导体开关(未示出)的内部切换控制用来将来自车载功率源31的DC输入功率转换为适于为定子36S供电的AC输出功率。以这种方式，最终生成马达扭矩T36，以用于推进EV 12的目的。
在车载功率源31和TPIM 34之间设置有高压接触器35，其中一个这样的接触器35与预充电电阻器(R)37串联连接。如本领域中所理解的，电气部件的集合组的目的是在将EV12的车载功率源31连接到DC电压总线和连接的部件(主要是TPIM 34和电动牵引马达36)时防止电弧和浪涌电流。相同的预充电电路部件也由本修改协议在放电会话期间使用，其中充电站17打开其充电接触器25，同时EV 12通过闭合与电阻器37串联的接触器35和然后主电池接触器23来为DC链路电容器39充电。
放电会话：现在参考图2，方法100使得能够在放电会话期间协调和控制图1的各种硬件部件。在设想的放电会话中，来自车载功率源31的DC功率被馈送到EVSE充电站17，以用于例如在公用事业停电期间为负载14供电。如本领域中所理解的，DIN 70121和其它相关充电标准在允许能量从充电站17转移到EV 12之前按照限定的多步握手过程进行。本解决方案涉及修改现有协议和握手顺序。
作为示例标准，可以修改DIN 70121 V2G通信层消息请求响应对，如粗体所示：
# 消息名称 消息意图
1 支持的应用协议（Supported Application Protocol） 确认协议版本和架构ID。
2 会话设置（Session Setup） EV请求V2G；EVSE响应。
3 服务发现（Service Discovery） EVSE指示充电服务的类型等。
4 服务和付款选择（Service&Payment Selection） EV请求付款的方法；EVSE确认。
5 合同认证（Contract Authentication） EVSE指示充电会话是否被授权。
6 电荷参数发现（Charge parameter Discovery） EVSE、EV交换负功率/电流限值。
7 电缆检查(Cable Check) 如果电网功率可用，则进行EVSE隔离检查。
8 预充电（Pre-Charge） EVSE打开其接触器；EV为DC链路充电。
9 功率输送（Power Delivery） EV请求EVSE启用EVSE输出。
10 当前需求请求（Current Demand Request） EV为电流命令发送零电流；EVSE确定有多少电流将源自EV。
11 功率输送（Power Delivery） EV请求EVSE禁用EVSE输出。
NA 焊接检测(可选)（Welding Detection） 可选的。
12 会话停止（Session Stop） EV请求终止PLC通信会话。
因此，在所请求的放电会话期间使用上述响应对以在向充电站17的功率卸载之前执行必需握手顺序。
方法100的代表性实施例从框B102开始，其中图1的充电站17连接到EV 12(“EVSE-EV”)，即通过将充电线组16的充电插头16C***到EV 12的充电端口21中。这样的用例需要插接，紧接着是所描述的动作。本领域技术人员将理解，可能出现其它V2H场景，诸如充电线组16一直***在EV 12中，例如，通宵充电，在充电启动或完成后的某个时候发生停电。在任一情况下，框B102包括建立或验证正和负DC连接以及所提到的CP和PRX连接的先前建立。方法100然后继续进行到框B104。
框B104(“CP COMMS”)需要经由低压通信线路建立数据连接，本文中例示为CP电力线通信。如本领域中所理解的，在充电插头16C上的控制导频(CP)引脚使得能够在EV 12和充电站17之间发生双向通信。在正常充电会话期间，交换的数据将包括EV 12需要并且能够接收的最大充电电流和功率以及充电站17配备以提供的最大充电电流和功率。然而，在用于放电会话的本协议中，该数据被修改以包括指示或代表负功率和电流限值的信号。一旦已经使用充电线组16建立了双向连接，方法100就继续进行到框B106。
在框B106处，图1的处理器P1和P2开始电荷参数发现(“CPD”)。如本文中修改的，CPD涉及EV 12通过EVSE线组16在已建立的电力线连接上向充电站17传送其正常功率和电流限值。反过来，充电站17向EV 12提供其功率和电流限值。然而，框B106所进行的方式与典型充电会话的数据交换明显不同。
特别地，根据本示例性实现中的DIN 70121协议，在低压CP电力线上传送的DC电流和功率信号具有0kW至870kW的协议特定的功率范围和0A至870A的电流范围。根据市场上目前可获得的EVSE充电站的类型的能力，指定范围的上部部分目前没有使用，典型的住宅放电功率和电流能力具有分别小于20kW和50A的相对较低的量值。为了进入本文中设想的放电模式，在此期间图1的负载14与AC电网功率15断开连接，充电站17具有向EV 12传送对来自车载功率源31的DC功率的需求的能力。
为此，框B106的实现可涉及人为地将上述功率和电流限值扩展到负范围内。在所提到的0kW至870kW和安培(A)范围内这样做的一种方式是将所述范围的上部部分保留为对应于负限值，在该指定的负范围内的值发出需要将DC功率从车载功率源31卸载到充电站17的信号。例如，700kW至870kW和700A至870A的上部范围可以被分配到0kW至-170kW和0A至-170A的负范围，使得通过CP电力线上的低压AC信号的750kW的通信表示-50kW，即需要从车载功率源31卸载50kW的功率。类似地，在本示例中的800kW将发出需要来自车载功率源31的100kW的信号，以此类推。
作为框B106的一部分，EV 12和充电站17在CPD阶段期间以以下顺序交换这种负功率和电流限值：EV 12到充电站17到EV 12。以这种方式，EV 12和充电站17都能够请求放电会话，并且通过首先发出它们的负限值并允许另一方确认该请求来这样做。因此，EV 12和充电站17共同同意将即将发生的会话作为放电会话来进行。方法100然后继续进行到框B108。
框B108包括评估来自框B106的功率和电流限值，以确定所传送的限值是否对应于预定负范围，例如700kW-870kW。当所传送的功率和电流限值对应于预定负范围时，方法100继续进行到框B110，并在备选方案中继续进行到框B116。
在框B110处，EV 12将其功率/电流限值重新发送到车外充电站17。当确认来自充电站17的对来自EV 12的DC功率的请求时，框B110需要使用已建立的电力线通信将负功率和电流限值传输回到充电站17。因此，在指定的或商定的负限值之外的限值的传输可以指示未确认或者EV 12无法在放电会话期间提供所需的功率和电流水平。方法100然后继续进行到框B112。
框B112包括经由图1的充电控制器22的处理器P1确定来自EV 12的传送的限值是否对应于负限值。当是这种情况时，方法100继续进行到框B114，并且当来自EV 12的功率和电流限值不在商定的负范围内时，方法100在备选方案中继续进行到框B116。
框B114(“EVSE ID = OK
Figure DEST_PATH_IMAGE002
”)提供了可选策略，用于在开始放电会话之前添加安全和保护措施。如本领域技术人员将理解的，存储在图1的车载功率源31中的功率的可用性对于不法的个人来说可能是诱人的目标。无论电网功率是否可用，这都是正确的。为了防止能量盗窃，并确保特定充电站17为继续放电会话的目的而被“信任”，充电站17可在框B114处向EV 12传输唯一标识符代码，其处理器P2可以通过将标识符代码与批准标识符代码的经校准的列表进行比较来验证标识符代码。
例如，唯一标识符代码可以是充电站17的MAC地址中的一些或全部，例如，整个MAC地址或其上部三个字节，其中对应于特定制造商的MAC地址的上部三个字节作为“组织唯一标识符”或OUI。因此，本文所设想的放电会话可以与有限数量的批准的EVSE制造商一起使用，其中框B114车辆对照批准的OUI的列表检查MAC地址/OUI，以确定充电站17是否是支持根据本协议的放电的充电站。当标识符代码是批准的标识符代码时，方法100继续进行到框B118，并且当标识符代码不在批准的列表中时，方法100在备选方案中继续进行到框B116。
框B116包括响应于在框B108、B112或B114处的否定决策(即，当框B108的传送的功率和电流限值在商定的负限值范围之外时，或者如果在可选步骤B114处唯一标识符不对应于批准的供应商时)而启动正常DC充电会话(INIT DCCHG)。然后，方法100继续进行到结束框B120。
框B118(INIT DCDISCHG)包括响应于在框B108、B112或B114处的肯定决策(即，当框B108的传送的功率/电流限值在商定的负限值范围内时，并且如果使用可选框B114，其中唯一标识符对应于批准的EVSE供应商)而启动DC放电会话。然后，方法100继续进行到结束框B120。
在结束框B120处，如本领域所理解的，基于CP和PRX功率信号的正在进行的通信，默认充电或当前放电会话可以以通常的方式继续。在放电会话的电流需求阶段期间，EV 12的车载处理器P2可以被配置成接收零值，该零值指示充电站17确认放电会话的持续有效性状态，即希望放电会话继续。
因此，方法100适于协调放电会话，在放电会话中，DC功率从图1中所示的EV 12的车载功率源31卸载到充电站17。方法100一般如下进行：(1)响应于车载功率源31经由充电线组16连接到车外充电站17，在EV 12的处理器P2与车外充电站17的处理器P1之间交换充电数据。如上文所提到的，这在低压CP线路上发生，其中充电数据包括EV 12和充电站17的相应的功率和电流限值。
然后，响应于充电站17的功率和电流限值在指示负功率和电流限值的预定范围内，即，对来自车载功率源31的卸载功率的请求，方法100通过将EV 12的功率和电流限值传输到充电站17而继续进行，从而确认请求。方法100通过响应于确认请求而经由EV 12的处理器P2开始放电会话来继续进行。方法100可以备选地实施为记录在计算机可读存储介质上的计算机可读指令。在这样的实施例中，由EV 12的处理器P2执行指令导致EV 12执行如上文所阐述的方法100。
因此，如上所述的方法100能够在标准化EV充电通信的构造内实现DC能量放电操作模式。以这种方式，充电站17和EV 12需要最少的附加逻辑来协调地进入放电模式，从而导致诸如家庭能量备份、V2G传输等的客户特征。考虑到前述公开，本领域技术人员将容易理解这些和其它潜在的益处。
详细描述和附图或图是对本教导的支持和描述，但是本教导的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施本教导的一些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实施所附权利要求中限定的本教导的各种替代设计和实施例。此外，本公开明确地包括上面和下面呈现的元素和特征的组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于协调放电会话的方法，在所述放电会话中，直流(DC)功率从电气***的功率源卸载到双向车外充电站，所述方法包括：
响应于功率源经由充电线组连接到所述车外充电站，通过低压通信线路在所述电气***的处理器和所述车外充电站的处理器之间交换充电数据，所述充电数据包括所述电气***的功率和电流限值以及所述车外充电站的功率和电流限值；
响应于所述车外充电站的所述功率和电流限值指示表示对所述放电会话的请求的负功率和电流限值，将所述电气***的所述功率和电流限值传输到所述车外充电站，从而确认所述请求；和
响应于确认所述请求，经由所述电气***的所述处理器启动所述放电会话。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述电气***的所述处理器从所述车外充电站接收唯一标识符代码；和
当所述唯一标识符代码与经校准的批准标识符代码的列表上的预定标识符代码匹配时，启动所述放电会话。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述唯一标识符代码包括所述车外充电站的MAC地址的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电气***的所述负功率和电流限值以及所述车外充电站的所述负功率/电流限值经由具有协议特定范围的电压信号传送，并且其中，所述协议特定范围的指定部分对应于所述负功率和电流限值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述协议特定范围为0kW至870kW和0A至870A，所述协议特定范围的所述指定部分为700kW至870kW和700A至870A，并且所述协议特定范围的所述指定部分对应于0kW至-170kW和0A至-170A。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述放电会话的特征在于不存在电缆检查过程，并且发生在到所述车外充电站的电网功率的停电期间。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
在所述放电会话之前的所述停电期间进行的预充电阶段期间，打开所述车外充电站的一组接触器；
检测横跨所述电气***的DC链路电容器的DC链路电压；和
响应于所述DC链路电压处于或接近0伏，按预定顺序闭合所述车外充电站的所述一组接触器。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述放电会话的电流需求阶段期间，经由所述电气***的所述处理器接收零值，所述零值指示由所述车外充电站确认所述放电会话的持续有效性状态。
9.一种电动车辆(EV)，包括：
一组负重轮；和
电气化动力系***，其具有处理器、直流(DC)功率源和电动牵引马达，其中，所述DC功率源连接到所述电动牵引马达，所述电动牵引马达连接到所述负重轮中的一个或多个，并且所述处理器配置成协调放电会话，在所述放电会话中，DC功率从所述DC功率源卸载到车外充电站，其中，所述处理器配置成：
响应于所述DC功率源经由充电线组连接到所述车外充电站，通过低压通信线路与所述车外充电站的处理器交换充电数据，所述充电数据包括所述EV的功率和电流限值以及所述车外充电站的功率和电流限值；
响应于所述车外充电站的所述功率和电流限值指示表示对所述放电会话的请求的负功率和电流限值，将所述EV的所述功率和电流限值传输到所述车外充电站，从而确认所述请求；和
响应于确认所述请求，启动所述放电会话。
10.一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上记录用于协调放电会话的指令，在所述放电会话中，直流(DC)功率从电动车辆(EV)的功率源卸载到车外充电站，其中，由所述EV的处理器执行所述指令导致所述EV：
响应于所述功率源经由充电线组连接到所述车外充电站，通过低压控制导频(CP)线路在所述EV的所述处理器和所述车外充电站的处理器之间交换充电数据，所述充电数据包括所述EV的功率和电流限值以及所述车外充电站的功率和电流限值；
响应于所述车外充电站的所述功率和电流限值指示表示对所述放电会话的请求的负功率和电流限值，将所述EV的所述功率和电流限值传输到所述车外充电站，从而确认所述请求；和
响应于确认所述请求，经由所述EV的所述处理器启动所述放电会话。
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