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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nr. 61/174,130, die am 30. April 2009 eingereicht wurde und die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft das Wiederaufladen von Elektrofahrzeugen.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und bilden möglicherweise nicht den Stand der Technik.
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Fahrzeuge, die elektrische Leistung zum Antreiben verwenden, umfassen beispielsweise Elektrofahrzeuge, Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite und Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeuge. Elektrisch angetriebene Fahrzeuge sind zur Verringerung des direkten Verbrauchs fossiler Kraftstoffe ausgestaltet. Es kann sein, dass elektrische Energiespeichereinrichtungen für derartige Fahrzeuge periodisch wieder aufgeladen werden müssen. Ein derartiges Aufladen kann beispielsweise am Wohnort des Besitzers erledigt werden. Ein Aufladen an entfernten Orten kann notwendig sein.
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Mehrere Fahrzeuge, die in einem lokalen Bereich gleichzeitig aufgeladen werden, können lokale elektrische Leistungsleitungen, Transformatoren und Systeme überlasten. Ein Verfahren zur Verhinderung der Überlastung der lokalen elektrischen Leistungsleitungen, Transformatoren und Systeme umfasst, dass die Infrastruktur erweitert wird, was Kapitalkosten und Wartungskosten erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verfahren zum Verwalten des elektrischen Aufladens einer elektrischen Energiespeichereinrichtung für ein betreffendes Fahrzeug unter Verwendung elektrischer Leistung, die von einer stationären Quelle elektrischer Leistung stammt, umfasst, dass eine Datenbank bereitgestellt wird, die jeweilige geographische Orte einer Vielzahl elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme umfasst, dass eine Anforderung von dem betreffenden Fahrzeug für elektrische Aufladeleistung empfangen wird, dass ein geographischer Ort des betreffenden Fahrzeugs in einer Untermenge der Vielzahl elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme bestimmt wird, dass eine elektrische Leistungsreservekapazität für jedes elektrische Leistungsverteilungsuntersystem in der Untermenge der Vielzahl elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme ermittelt wird, und dass eine Größe elektrischer Leistung zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs auf der Grundlage der elektrischen Leistungsreservekapazität für jedes elektrische Leistungsverteilungsuntersystem in der Untermenge der Vielzahl elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme zugeteilt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine schematische Zeichnung eines Aufladeverwaltungssystems für das elektrische Aufladen eines betreffenden Fahrzeugs an einer entfernten Aufladeanlage unter Verwendung elektrischer Leistung, die von einer stationären Quelle elektrischer Leistung stammt, gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 eine schematische Zeichnung eines geographischen Gebiets ist, das eine Vielzahl von elektrischen Leistungsverteilungsuntersystemen und zugehörigen Aufladestationen gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst; und
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3 und 4 Flussdiagramme sind, die ein Verfahren zum Zuteilen eines elektrischen Leistungsflusses an ein betreffendes Fahrzeug innerhalb eines elektrischen Leistungsverteilungsuntersystems gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zum Zweck der Veranschaulichung einiger beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck des Begrenzens derselben gedacht ist, veranschaulicht 1 auf schematische Weise ein elektrisches Leistungsverteilungssystem, das ein Aufladeverwaltungssystem zum elektrischen Aufladen elektrisch angetriebener Fahrzeuge enthält. In der gesamten genauen Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente. Das Aufladeverwaltungssystem umfasst ein Aufladesteuerungsschema 41 zum entfernten Verwalten des elektrischen Aufladens eines einzelnen betreffenden Fahrzeugs 10 an einer Aufladeanlage 20 unter Verwendung von elektrischer Leistung, die von einer stationären Quelle elektrischer Leistung stammt, z. B. einem Kraftwerk 60 eines elektrischen Versorgungsunternehmens. Das Aufladeverwaltungssystem umfasst einen Fernzugriffsserver 40, der das Aufladesteuerungsschema 41 unter Verwendung von Informationen ausführt, die von einem Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 und einem Kommunikationsnetzwerksystem 30 beschafft werden. Die Kommunikation kann entweder in der Form einer drahtlosen Kommunikation oder einer verdrahteten Kommunikation oder in Form von beiden erfolgen.
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Das Kraftwerk 60 des elektrischen Versorgungsunternehmens ist Teil eines elektrischen Leistungsverteilungssystems, das elektrische Leistung über Übertragungsleitungen an eine Vielzahl lokaler Leistungsnetzwerke überträgt, welche hier als elektrische Leistungsverteilungsuntersysteme 61 bezeichnet sind. Jedes elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61 umfasst vorzugsweise eine Verteilungsunterstation 62, die eine elektrische Spannung heruntertransformiert, bevor elektrische Leistung durch Verteilungsleitungen an eine Vielzahl von Verteilungstransformatoren 64 weitergeleitet wird, von denen jeder mit einer oder einer Vielzahl von Aufladeanlagen 20 elektrisch verbunden ist. Es ist festzustellen, dass ein elektrisches Leistungsverteilungssystem viele Übertragungsleitungen, viele Verteilungsunterstationen 62, viele Verteilungstransformatoren 64 und viele Aufladeanlagen 20 umfasst. Ein beispielhafter Abschnitt eines elektrischen Leistungsverteilungssystems ist mit Bezug auf 2 gezeigt.
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Das betreffende Fahrzeug 10 ist ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das beispielsweise ein Elektrofahrzeug, ein Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite oder ein Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeug sein kann. Das betreffende Fahrzeug 10 weist vorzugsweise ein Antriebssystem auf, das elektrische Leistung verwendet, die von einer fahrzeugeigenen elektrischen Energiespeichereinrichtung geliefert wird, welche hier nachstehend als eine Hochspannungsbatterie (HV-Batt) 12 bezeichnet wird. Es ist festzustellen, dass die Hochspannungsbatterie 12 eine oder mehrere vielzellige Einrichtungen, Ultrakondensatoren oder andere elektrische Energiespeichereinrichtungen umfassen kann, welche aus Materialien hergestellt sind, die Lithium-Ionen und andere Materialien umfassen können, wobei der Umfang dieser Offenbarung dadurch nicht eingeschränkt ist. Das Antriebssystem umfasst die Hochspannungsbatterie 12, die über einen elektrischen Gleichrichter/Wechselrichter (I/M) 14 mit einem Elektromotor/Generator (M/G) 16 elektrisch gekoppelt ist. Der Elektromotor/Generator 16 setzt elektrische Energie in Drehmoment um, um Antriebsleistung an eines oder mehrere Fahrzeugräder 18 zu liefern. Die Hochspannungsbatterie 12 ist mit einem elektrischen Aufladeverbinder 11 elektrisch verbunden, der über ein Kabel 21 mit einer elektrischen Steckdose (O) 24 an jeder Aufladeanlage 20 während einer Periode mit ausgeschaltetem Fahrzeug elektrisch verbunden ist. Ein fahrzeugeigenes elektrisches Leistungsmessgerät (M) 13 steuert einen elektrischen Leistungsfluss und überwacht und protokolliert einen kumulierten elektrischen Leistungsfluss an die Hochspannungsbatterie 12, vorzugsweise in Kilowattstunden (kWh). Die Hochspannungsbatterie 12 wird unter Verwendung von elektrischer Leistung wieder aufgeladen, die von dem Versorgungsunternehmen 60 für elektrische Leistung über das elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61, mit welchem die Aufladeanlage 20 verbunden ist, geliefert wird.
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Das betreffende Fahrzeug 10 umfasst vorzugsweise ein globales Positionierungssystem (GPS) 15, das zur Definition eines geographischen Ortes des betreffenden Fahrzeugs 10 verwendet werden kann. Das betreffende Fahrzeug 10 kann auch ein Navigationssystem (NAV) 17 umfassen. Das elektrische Leistungsmessgerät 13 ist ausgestaltet, um einen kumulierten elektrischen Leistungsfluss (z. B. in kWh) zu überwachen und zu protokollieren, welcher durch die elektrische Aufladeverbindung 11 an die Hochspannungsbatterie 12 übertragen wird. Das elektrische Leistungsmessgerät 13 ist vorzugsweise ausgestaltet, um eine Uhrzeit und ein Datum eines elektrischen Aufladeereignisses, einen geographischen Ort des betreffenden Fahrzeugs 10, der einen Ort und Identifikationselemente mit Bezug auf die Aufladeanlage 20 umfasst, den Eigentümer der Aufladeanlage 20 und eine Größe des kumulierten elektrischen Leistungsflusses (z. B. kWh), der an das betreffende Fahrzeug 10 übertragen wird, zu erfassen und zu protokollieren.
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Das betreffende Fahrzeug 10 umfasst ein Steuerungsmodul (CM) 19, das ausgestaltet ist, um Signalausgänge von dem elektrischen Leistungsmessgerät 13 zu überwachen und einen elektrischen Leistungsfluss durch das elektrische Leistungsmessgerät 13 zu steuern. Bei einer Ausführungsform verfügt das Steuerungsmodul 19 über ein drahtloses Telematikkommunikationssystem, das zur Kommunikation außerhalb des Fahrzeugs in der Lage ist, was eine Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerksystem 30 umfasst, das drahtlose und drahtgebundene Kommunikationsfähigkeiten aufweist. Das Steuerungsmodul 19 übermittelt Fahrzeugidentifikationsinformationen an den Fernzugriffserver 40, welche den Namen des Fahrzeugbesitzers und/oder eines Kontos, Uhrzeit und Datum, den ungefähren geographischen Ort des Fahrzeugs und ein Vorhandensein eines elektrischen Leistungsflusses dorthin umfassen. Fahrzeugidentifikationsinformationen in der Form des Fahrzeugtyps, Modells, Modelljahrs, der VIN (Fahrgestellnummer), der Farbe und/oder anderer Parameter können ebenfalls übermittelt werden. Alternativ verfügt das Steuerungsmodul 19 über ein drahtloses Telematikkommunikationssystem, das zur drahtlosen Kurzbereichskommunikation mit einer tragbaren Einrichtung 19A, z. B. einem Mobiltelefon, in der Lage ist. Bei einer Ausführungsform ist die tragbare Einrichtung 19A mit einer Softwareanwendung geladen, die ein drahtloses Protokoll zur Kommunikation mit dem Steuerungsmodul 19 umfasst, und die tragbare Einrichtung 19A führt die Kommunikation außerhalb des Fahrzeugs aus, was eine Kommunikation mit dem Fernzugriffserver 40 über das Kommunikationsnetzwerksystem 30 umfasst. Bei einer Ausführungsform können die Fahrzeuginformationen, welche den Namen des Fahrzeugbesitzers und/oder eines Kontos, Uhrzeit und Datum, den ungefähren geographischen Ort des Fahrzeugs, das Vorhandensein eines elektrischen Leistungsflusses dorthin, und Fahrzeugidentifikationsinformationen in der Form des Fahrzeugtyps, Modells, Modelljahrs, der VIN, der Farbe und/oder anderer Parameter umfassen, von dem Steuerungsmodul 19 stammen und über die tragbare Einrichtung 19A an das Kommunikationsnetzwerksystem 30 übermittelt werden. Bei einer Ausführungsform kann ein Teil der Fahrzeuginformationen, der z. B. den Kontonamen, die Uhrzeit und das Datum und den ungefähren geographischen Ort des Fahrzeugs umfasst, von der tragbaren Einrichtung 19A zur Übermittlung über das Kommunikationsnetzwerksystem 30 an den Fernzugriffserver 40 stammen.
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Jede Aufladeanlage 20 umfasst die elektrische Steckdose 24, die vorzugsweise über eine Leistungszugangssteuereinrichtung 22 mit einem Transformator 64 eines der elektrischen Leistungsverteilungsuntersysteme 61 elektrisch verbunden ist. Die Leistungszugangssteuereinrichtung 22 kann bei einer Geschäftseinrichtung, einem Arbeitsplatz oder einem anderen geeigneten Ort eingesetzt werden. Die Größe des kumulierten elektrischen Leistungsflusses an der Aufladeanlage 20 kann unter Verwendung eines elektrischen Leistungsverwendungsmessgeräts 23 überwacht werden. Ein Überwachungscomputer 26 steuert die Leistungszugangssteuereinrichtung 22, um die Größe des elektrischen Leistungsflusses durch die elektrische Steckdose 24 zu steuern. Der Überwachungscomputer 26 ist mit dem Netzwerksystem 30 entweder über drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsschemata oder beide verbunden. Es ist festzustellen, dass die Aufladeanlage 20 eine beliebige Aufladeanlage umfassen kann, welche diejenigen umfassen, die dem Besitzer des betreffenden Fahrzeugs 10 zugeordnet sind, und diejenigen, die einer anderen Instanz gehören und von dieser betrieben werden. Es ist festzustellen, dass die Aufladeanlage 20 eine einzige oder eine Vielzahl elektrischer Steckdosen 24 umfassen kann, wobei jede elektrische Steckdose 24 eine eigene Leistungszugangssteuereinrichtung 22 und ein elektrisches Leistungsverwendungsmessgerät 23 aufweist, das individuell gesteuert und überwacht wird. Der Überwachungscomputer 26 kommuniziert über das Netzwerksystem 30 mit dem Fernzugriffsserver 40 und dem Versorgungsnetzüberwachungssystem 50, um eine Größe des kumulierten elektrischen Leistungsflusses zu übermitteln, der an das betreffende Fahrzeug 10 übertragen wurde. Jede Aufladeanlage 20 weist einen geographischen Ort auf, d. h. Längen- und Breitenkoordinaten, und ist in einer geographischen Informationsdienstdatenbank (GIS-Datenbank) registriert, auf die der Fernzugriffsserver 40 zugreifen kann.
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Das Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 umfasst Überwachungseinrichtungen und Analysewerkzeuge, die den elektrischen Leistungsfluss in einem Abschnitt des elektrischen Leistungsverteilungssystems, der mindestens ein Kraftwerk 60 des elektrischen Versorgungsunternehmens, mehrere Übertragungsleitungen, mehrere elektrische Leistungsverteilungsuntersysteme 61, welche mehrere Verteilungsunterstationen 62, mehrere Verteilungstransformatoren 64 und mehrere Aufladeanlagen 20 umfassen, überwachen und melden. Das Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 überwacht die verfügbare Zufuhr elektrischer Leistung und es überwacht einen elektrischen Leistungsverbrauch in jedem elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61. Mit einem elektrischen Leistungsverteilungssystem kann eine Vielzahl von Versorgungsnetzüberwachungssystemen 50 verbunden sein. Bei einer hier beschriebenen Ausführungsform ist das Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 ausgestaltet, um jedes elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61 zu überwachen, das eine einzige Verteilungsunterstation 62 umfasst, die durch Verteilungsleitungen mit einer Vielzahl von Verteilungstransformatoren 64 elektrisch verbunden ist, von denen jeder mit einer oder einer Vielzahl von Aufladeanlagen 20 elektrisch verbunden ist. Das Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 überwacht laufend Zustände von Parametern, die mit dem Betrieb des elektrischen Leistungsverteilungsuntersystems 61 verbunden sind, welche eine Frequenz und eine Amplitude der übertragenen elektrischen Leistung bei verschiedenen Knoten umfasst.
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Der Fernzugriffsserver 40 umfasst vorzugsweise ein Rechensystem, das ausgestaltet ist, um Datenverwaltungsfunktionen bereitzustellen, die mit dem elektrischen Leistungsverteilungssystem verbunden sind, welche eine Rechnungsstellung und einen Kontenabgleich, eine elektrische Aufladeverwaltung, geographische Orte von Aufladeanlagen 20 über die Datenbank des geographischen Informationsdienstes (GIS-Datenbank) und andere Funktionen umfassen. Das Aufladesteuerungsschema 41 wird darin vorzugsweise als ein Untersystem ausgeführt. Der Fernzugriffsserver 40 kommuniziert über das Netzwerksystem 30 mit einem oder mehreren Überwachungscomputern 26, um die eine oder die mehreren Leistungszugangssteuereinrichtungen 22 zu steuern, um den elektrischen Leistungsfluss durch die elektrischen Steckdosen 24 zu verwalten, um das oder die betreffenden Fahrzeuge 10 elektrisch aufzuladen, die an einer oder mehreren entsprechenden Aufladestationen geparkt sind. Das Steuern der Leistungszugangssteuereinrichtung 22 umfasst ein Sperren und Entsperren der Leistungszugangssteuereinrichtung 22, um einen elektrischen Leistungsfluss durch die elektrische Steckdose 24 an das betreffende Fahrzeug 10 zu verhindern und zuzulassen, und ein Betreiben der Leistungszugangssteuereinrichtung 22, um eine Größe des elektrischen Leistungsflusses dort hindurch zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 zu steuern. Es ist festzustellen, dass andere Verfahren und Einrichtungen eingesetzt werden können, um eine Größe des elektrischen Leistungsflusses von dem elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 zu steuern. Es ist festzustellen, dass der Fernzugriffsserver 40 über das Netzwerksystem 30 mit anderen Überwachungscomputern kommuniziert, um Leistungszugangssteuereinrichtungen zu steuern, um einen elektrischen Leistungsfluss durch die elektrische Steckdose 24 zu verhindern und zuzulassen, um ein elektrisches Aufladen anderer elektrisch angetriebener Fahrzeuge zu verwalten.
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Das Aufladeverwaltungssystem umfasst Untersysteme zum Identifizieren eines geographischen Orts und eines Besitzers des betreffenden Fahrzeugs 10, zum Bestimmen des geographischen Orts des betreffenden Fahrzeugs 10, zum Entsperren einer elektrischen Steckdose 24, zum Steuern einer Größe des elektrischen Leistungsflusses an das betreffende Fahrzeug 10, wobei ein kumulierter elektrischer Leistungsfluss überwacht und protokolliert wird, und zum Übermitteln einer Größe des kumulierten elektrischen Leistungsflusses, der an das betreffende Fahrzeug 10 übertragen wurde, an einen Abrechnungscomputer, der mit dem elektrischen Leistungsversorgungsunternehmen 60 verbunden ist, der Rechnungen stellen, abrechnen oder anderweitig eine Bezahlung von dem Eigentümer des betreffenden Fahrzeugs 10 für den kumulierten elektrischen Leistungsfluss an das betreffende Fahrzeug 10 einziehen kann.
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Der Fernzugriffsserver 40 frägt die Datenbank des geographischen Informationsdiensts (GIS-Datenbank) ab, um den Ort des betreffenden Fahrzeugs 10 unter Verwendung von geographischen Ortsinformationen von dem betreffenden Fahrzeug 10 zu bestimmen. Dies kann umfassen, dass bestimmt wird, dass sich das betreffende Fahrzeug 10 bei einer speziellen Aufladestation an einer speziellen Aufladeanlage 20 befindet, das bestimmt wird, dass sich das betreffende Fahrzeug 10 in einem geographischen Gebiet befindet, das mit einem einzigen identifizierbaren elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 übereinstimmt, und dass bestimmt wird, dass sich das betreffende Fahrzeug 10 in einem geographischen Gebiet befindet, das mit einer Vielzahl identifizierbarer elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme 61 übereinstimmt. Bei der Verwendung hierin soll das Bestimmen des Orts des betreffenden Fahrzeugs 10 bedeuten, dass genügend Informationen zur Verfügung stehen, um zu einer definitiven und sicheren Schlussfolgerung über den Ort des betreffenden Fahrzeugs 10 relativ zu einem speziell identifizierbaren geographischen Ort oder Gebiet zu gelangen.
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Der elektrische Energieversorger entlastet ein Konto des Besitzers der Aufladeanlage 20 für die Verwendung der Elektrizität und belastet ein Konto des Fahrzeugeigentümers für die Verwendung der Elektrizität. Der elektrische Energieversorger verfügt über einen Mechanismus, um auf der Grundlage von Informationen, die von dem Fahrzeug bereitgestellt werden, Abrechnungen für elektrische Energie zu erstellen, um einzelne Konten zu entlasten und zu belasten.
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Der Fernzugriffsserver 40 kommuniziert mit dem Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 und mit der Vielzahl von Fahrzeugen, die an jeder der Vielzahl von Aufladestationen 27 und den zugehörigen entfernten elektrischen Steckdosen 24 geparkt sind. Der Fernzugriffsserver 40 kann den Leistungszugang und den elektrischen Leistungsfluss in dem elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 an jeder der Vielzahl entfernter elektrischer Steckdosen 24 steuern.
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2 ist eine schematische Zeichnung eines geographischen Gebiets, das eine Vielzahl elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme 61 und eine zugehörige Vielzahl von Aufladestationen 20 mit entfernten elektrischen Steckdosen 24 umfasst, die Netzwerkverbindungen zugeordnet sind. Geographische Orte, d. h. Längen- und Breitenkoordinaten von jeder Aufladestation 27 und den entfernten elektrischen Steckdosen 24 sind in der vorstehend erwähnten Datenbank des geographischen Informationsdiensts (GIS-Datenbank) enthalten, die für den Fernzugriffsserver 40 zugänglich ist. Wie gezeigt ist, gibt es zwei elektrische Leistungsverteilungsuntersysteme 61, die jeweils vorzugsweise eine Verteilungsunterstation 62 umfassen, welche die elektrische Spannung heruntertransformiert, bevor elektrische Leistung durch Verteilungsleitungen an eine Vielzahl von Verteilungstransformatoren 64 geleitet wird, welche mit einer oder mehreren Aufladeanlagen 20 elektrisch verbunden sind. Es ist festzustellen, dass das elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61 andere Ausgestaltungen aufweisen kann. Es ist festzustellen, dass das Aufladeverwaltungssystem, welches das Aufladesteuerungsschema 41 umfasst, das als ein Element des Fernzugriffsservers 40 ausgeführt wird, berücksichtigt, dass es eine Vielzahl elektrisch angetriebener Fahrzeuge geben kann, die über das elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61 hinweg gleichzeitig elektrisch aufgeladen werden.
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Das Aufladeverwaltungssystem verwaltet aus der Ferne das Fahrzeugaufladen über das drahtlose Netzwerk. Der Fernzugriffsserver 40 führt eine Datenbank mit lokalen Leistungsnetzwerken und geographischen Karten mit, welche ungefähre Orte einer Vielzahl entfernter elektrischer Steckdosen mit Netzwerkverbindungen enthält. Informationen von der GIS-Datenbank werden mit den GPS-Daten von der Vielzahl von aufladenden Fahrzeugen kombiniert, um die elektrische Leistungsbelastung an den entfernten elektrischen Steckdosen in einem Gebiet zu schätzen. Der Fernzugriffsserver 40 kann auch über Rückmeldungsdaten der elektrischen Belastung jedes elektrischen Leistungsverteilungsuntersystems 61 verfügen. Beim Aufladen verifiziert das betreffende Fahrzeug zunächst über das drahtlose Netzwerk, dass eine ausreichende elektrische Leistungskapazität lokal verfügbar ist, um die erhöhte elektrische Last eine längere Zeitspanne lang zu verwalten. Wenn nicht genügend Kapazität verfügbar ist, teilt der Fernzugriffsserver 40 Aufladeleistung auf alle Fahrzeuge an dem lokalen Netzwerk einschließlich des betreffenden Fahrzeugs 10 zu. Beim Aufladen frägt jedes der Fahrzeuge das Netzwerk kontinuierlich ab, um die Verfügbarkeit der Aufladeleistung zu bestätigen. Die Zuteilung von Netzwerkleistung kann beispielsweise auf Kundenvorlieben, erwarteten Reisebedürfnissen, dem Kostenbewusstsein und der Verfügbarkeit von gesammelter Leistung über eine Region beruhen. Die Zuteilung von Netzwerkleistung kann erreicht werden, indem eine Beschränkung für die Leistungsverfügbarkeit für jedes Fahrzeug festgelegt wird oder indem Kosten festgelegt werden, welche von jedem Fahrzeug verwendet werden, um dessen Leistungsentnahme auf der Grundlage interner Aufladekostenkompromisse einzustellen.
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3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Prozesses 300, der mit dem Aufladesteuerungsschema 41 zum entfernten Verwalten eines elektrischen Wiederaufladens einer fahrzeugeigenen elektrischen Energiespeichereinrichtung für ein betreffendes Fahrzeug 10 unter Verwendung des Aufladeverwaltungssystems, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist, verbunden ist. Der mit dem Aufladeverwaltungssystem verbundene Fernzugriffsserver 40 umfasst die GIS-Datenbank der elektrischen Leistungsverteilungsuntersysteme 61, welche geographische Orte einer Vielzahl von Aufladestationen 27 und einer entsprechenden Vielzahl entfernter elektrischer Steckdosen 24 umfasst, oder hat Zugriff auf diese.
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Informationen mit Bezug auf einen geographischen Ort, die von dem betreffenden Fahrzeug 10 stammen, werden laufend überwacht, welche eine Ausgabe von dem GPS 15, z. B. einen letzten gültigen GPS-Lesewert, und eine Distanz umfassen, die seit dem letzten gültigen GPS-Lesewert gefahren wurde (302). Der Fernzugriffsserver 40 überwacht Informationen von dem betreffenden Fahrzeug 10 einschließlich einer Anforderung für ein elektrisches Aufladen (304).
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Wenn das betreffende Fahrzeug 10 eine elektrische Aufladung angefordert hat, was anzeigt, dass das betreffende Fahrzeug 10 gestoppt und ausgeschaltet ist, ermittelt der Fernzugriffsserver 40, ob er zur Bestimmung eines Orts des betreffenden Fahrzeugs 10 bei einem spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 und vorzugsweise an einer spezifischen Aufladestation 27 bei einer spezifischen Aufladeanlage 20 in der Lage ist (308).
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Wenn der Fernzugriffsserver 40 nicht in der Lage ist, den Ort des betreffenden Fahrzeugs 10 bei einem spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 oder an einer spezifischen Aufladestation 27 zu bestimmen (Gehe zu A), schätzt der Fernzugriffsserver 40 einen geographischen Ort des betreffenden Fahrzeugs 10, was hier mit Bezug auf 4 beschrieben ist, um den Ort des betreffenden Fahrzeugs bei einer Untermenge der Vielzahl elektrischer Leistungsverteilungsuntersysteme 61 zu bestimmen.
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Wenn der Fernzugriffsserver 40 in der Lage ist, den Ort des betreffenden Fahrzeugs 10 bei einem spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 zu bestimmen, frägt er das Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 ab, um eine maximale elektrische Leistungsreservekapazität für das elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61 zu ermitteln, das mit der spezifischen Aufladeanlage 20 verbunden ist (310). Die maximale elektrische Leistungsreservekapazität wird analysiert, um zu ermitteln, ob sie größer als ein minimaler Schwellenwert ist (312) wodurch verifiziert wird, ob genügend elektrische Leistungskapazität verfügbar ist, um eine erhöhte elektrische Last eine längere Zeitspanne lang zu verwalten, welche mit dem Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 verbunden ist. Wenn nicht ausreichend elektrische Leistungskapazität verfügbar ist, um eine erhöhte elektrische Last eine längere Zeitspanne lang zu verwalten, wird das elektrische Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 deaktiviert und der Fahrzeugbediener wird benachrichtigt (314). Bei einer Ausführungsform wird das elektrische Aufladen für das betreffende Fahrzeug 10 und für beliebige andere Fahrzeuge deaktiviert, die unter Verwendung des spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystems 61 aufladen wollen.
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Wenn ausreichend elektrische Leistungskapazität verfügbar ist, um eine erhöhte elektrische Last eine längere Zeitspanne lang zu verwalten, werden die anderen Fahrzeuge identifiziert, die unter Verwendung des spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystems 61 aufladen wollen (316). Es werden Prioritäten und zugehörige Kosten für ein elektrisches Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 und für die anderen Fahrzeuge bestimmt (318). Der Fernzugriffsserver 40 teilt elektrische Leistung und zugehörige Kosten zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 zu (320A) und er teilt auf ähnliche Weise elektrische Leistung und zugehörige Kosten zum Aufladen der anderen Fahrzeuge zu (320B). Auf der Grundlage der zugeteilten elektrischen Leistung werden Größen des elektrischen Leistungsflusses an das betreffende Fahrzeug 10 und an die anderen Fahrzeuge gesteuert (322A, 322B). Dies kann umfassen, dass der elektrische Leistungsfluss an das betreffende Fahrzeug 10 und/oder die anderen Fahrzeuge auf der Grundlage der zugeteilten elektrischen Leistung und der Aufladeprioritäten begrenzt oder gedrosselt wird. Während der elektrischen Aufladeoperation wird die Reservekapazität des spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystems 61 laufend überwacht (324) und die zugeteilten elektrischen Leistungsflüsse für das betreffende Fahrzeug 10 und die anderen Fahrzeuge werden in Ansprechen auf Veränderungen bei der Reservekapazität eingestellt, was umfasst, dass dies in Ansprechen darauf geschieht, dass ein oder mehrere andere Fahrzeuge zum elektrischen Aufladen verbunden oder getrennt werden (326). Abrechnungsbeträge, die mit den zugeteilten elektrischen Leistungsflüssen für das betreffende Fahrzeug 10 und die anderen Fahrzeuge verbunden sind, werden auf ähnliche Weise eingestellt (328).
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4 zeigt den fortgesetzten Betrieb des Prozesses 300, der mit dem Aufladesteuerungsschema 41 zum entfernten Verwalten eines elektrischen Wiederaufladens einer fahrzeugeigenen elektrischen Energiespeichereinrichtung für das betreffende Fahrzeug 10 verbunden ist, wenn der Fernzugriffsserver 40 nicht in der Lage ist, den Ort des betreffenden Fahrzeugs 10 bei einem spezifischen elektrischen Leistungsverteilungsuntersystem 61 zu bestimmen. Der Fernzugriffsserver 40 schätzt einen geographischen Ort des betreffenden Fahrzeugs 10 mit einem bekannten Auflösungsniveau, das mit der Position und Genauigkeit verbunden ist, auf der Grundlage von von dem betreffenden Fahrzeug 10 übermittelten Informationen, die den letzten gültigen GPS-Lesewert, die seit dem letzten gültigen GPS-Lesewert gefahrene Distanz und die Fahrzeugstoppzeit umfassen, welche anzeigt, wann das betreffende Fahrzeug 10 ausgeschaltet wurde. Dies kann Informationen von dem GPS 15 und dem optionalen Navigationssystem 17 umfassen. Der Fernzugriffsserver 40 verwendet die GPS-Informationen und die Genauigkeitsinformationen, um ein wahrscheinliches Parkgebiet des betreffenden Fahrzeugs 10 und zugehöriger Aufladestationen 27 zu schätzen. Das wahrscheinliche Gebiet für ein elektrisches Aufladen wird mit geographischen Informationen verglichen, um ein oder mehrere elektrische Leistungsverteilungsuntersysteme 61 zu identifizieren, das bzw. die zur Bereitstellung elektrischer Leistung zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 aufgefordert werden kann bzw. können. Der Fernzugriffsserver 40 frägt die GIS-Datenbank ab, um wahrscheinlich betroffene elektrische Leistungsverteilungsuntersysteme 61 zu identifizieren, um die Anwesenheit anderer Fahrzeuge zu ermitteln, die gegenwärtig bei zugehörigen Aufladestationen 27 aufgeladen werden, und um andere Einschränkungen zu identifizieren, die zum Einstellen von Aufladebeschränkungen verwendet werden können (340).
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Der Fernzugriffsserver 40 frägt das Versorgungsnetzüberwachungssystem 50 ab, um eine maximale elektrische Leistungsreservekapazität für jedes elektrische Leistungsverteilungsuntersystem 61 zu ermitteln, in welchem das betreffende Fahrzeug möglicherweise betrieben wird, und speichert dies als einen Beschränkungsvektor (342).
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Der Fernzugriffsserver 40 ermittelt einen Minimalwert für den Beschränkungsvektor, d. h. ein Minimum der maximalen elektrischen Leistungsreservekapazitäten und vergleicht ihn mit einem minimalen Schwellenwert (344). Wenn der Minimalwert für den Beschränkungsvektor kleiner als der minimale Schwellenwert ist, deaktiviert der Fernzugriffsserver 40 das Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 (346). Andernfalls identifiziert der Fernzugriffsserver 40 die anderen Fahrzeuge, welche in jedem der elektrischen Leistungsverteilungsuntersysteme 61 elektrisch aufladen wollen (348) und bestimmt eine Priorität und Kosten für das elektrische Aufladen für das betreffende Fahrzeug 10 (350). Elektrische Leistung zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs 10 (352A) und zum Aufladen der anderen Fahrzeuge (352B) wird zugeteilt. Die Größe des elektrischen Leistungsflusses an das betreffende Fahrzeug 10 wird auf der Grundlage der zugeteilten elektrischen Leistung und der zugehörigen Kosten gesteuert (354A), vorzugsweise, indem das fahrzeugeigene elektrische Leistungsmessgerät 13 gesteuert wird. Größen des elektrischen Leistungsflusses an die anderen Fahrzeuge werden auf der Grundlage der zugeteilten elektrischen Leistung und der zugehörigen Kosten gesteuert (354B). Die Reservekapazitäten der wahrscheinlichen elektrischen Leistungsverteilungsuntersysteme 61 werden überwacht (356) und der zugeteilte elektrische Leistungsfluss wird in Ansprechen darauf eingestellt (358). Auf ähnliche Weise wird ein Abrechnungsbetrag, der mit dem zugeteilten elektrischen Leistungsfluss verbunden ist, für das betreffende Fahrzeug 10 eingestellt, wobei die Konten am Ende der Aufladeperiode abgeglichen werden (360).
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Wenn daher mehrere Fahrzeuge im gleichen Gebiet vorhanden sind, werden die Aufladebeschränkungen für jedes der Fahrzeuge entweder durch eine zentrale Zuteilung oder über ein verteiltes Zuteilungsschema auf die Fahrzeuge zugeteilt. Auf diese Weise kann die verfügbare elektrische Leistung verteilt und zugeteilt werden. Der Fernzugriffsserver 40 kommuniziert mit allen Fahrzeugen, die in einem lokalen Leistungsnetzwerk aufgeladen werden, und teilt Aufladeleistung für jedes der Fahrzeuge zu. Wenn Fahrzeuge mit dem Netzwerk verbunden oder von diesem getrennt werden oder sich andere Bedingungen ändern, kann der Fernzugriffsserver 40 die lokale Aufladeleistung neu zuteilen.
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Somit kann die elektrische Leistungsbelastung durch eine Vielzahl von Fahrzeugen, die aufgeladen werden, welche mit den entfernten elektrischen Steckdosen in dem Gebiet elektrisch verbunden sind, geschätzt werden. Das betreffende Fahrzeug kommuniziert mit dem Fernzugriffsserver 40, um zu verifizieren, dass eine ausreichende elektrische Leistungskapazität lokal verfügbar ist, um eine erhöhte elektrische Last eine längere Zeitspanne lang zu verwalten, die mit dem Aufladen des betreffenden Fahrzeugs verbunden ist. Der Fernzugriffsserver 40 teilt Aufladeleistung an die Vielzahl der Fahrzeuge zu, die aufgeladen werden und mit den entfernten elektrischen Steckdosen in dem Gebiet elektrisch verbunden sind. Das System ermöglicht es einem Betreiber eines Steckdosenhybridfahrzeugs, eines Elektrofahrzeugs mit erweiterter Reichweite oder eines Elektrofahrzeugs, überall wieder aufzuladen, wobei die Rechnung für die Elektrizität korrekt abgerechnet wird. Ein Geschäftsort kann Hardware umfassen, um die entfernte elektrische Steckdose automatisch zu entsperren und das Aufladen zu ermöglichen.
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Die Offenbarung hat einige bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben. Beim Lesen und Verstehen der Beschreibung können anderen weitere Modifikationen und Veränderungen begegnen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die als die beste Art zum Ausführen dieser Offenbarung angesehen werden, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen enthält, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
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Bezugszeichenliste
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Fig. 3
- 302
- GPS, Tacho des betreffenden Fahrzeugs überwachen
- 304
- Aufladeleistung bei betreffendem Fahrzeug anfordern?
- 308
- Betreffendes Fahrzeug bei spezifischem elektrischem Leistungsverteilungsuntersystem bestimmen?
- Go to A
- Springe zu A
- 310
- Reservekapazität ermitteln
- 312
- Ist Reservekapazität größer als minimaler Schwellenwert?
- 314
- Fahrzeugaufladen deaktivieren
- 316
- Andere Fahrzeuge identifizieren
- 318
- Priorität, Kosten für elektrisches Aufladen bestimmen
- 320A
- Elektrische Leistung zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs zuteilen
- 320B
- Elektrische Leistung zum Aufladen anderer Fahrzeuge zuteilen
- 322A
- Größe des elektrischen Leistungsflusses an betreffendes Fahrzeug steuern
- 322B
- Größe des elektrischen Leistungsflusses an andere Fahrzeuge steuern
- 324
- Reservekapazität überwachen
- 326
- Zugeteilte elektrische Leistung zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs und der anderen Fahrzeuge einstellen
- 328
- Abrechnungsbetrag einstellen
Fig. 4 - 340
- Wahrscheinliches Aufladegebiet schätzen und wahrscheinliche elektrische Leistungsverteilungsuntersysteme identifizieren
- 342
- Reservekapazitäten ermitteln
- 344
- Ist Reservekapazität größer als minimaler Schwellenwert
- 346
- Aufladen des betreffenden Fahrzeugs deaktivieren
- 348
- Andere Fahrzeuge identifizieren
- 350
- Priorität, Kosten für elektrisches Aufladen des betreffenden Fahrzeugs bestimmen
- 352A
- Elektrische Leistung zum Aufladen des betreffenden Fahrzeugs zuteilen
- 352B
- Elektrische Leistung zum Aufladen der anderen Fahrzeuge zuteilen
- 354A
- Größe des elektrischen Leistungsflusses an betreffendes Fahrzeug steuern
- 354B
- Größe des elektrischen Leistungsflusses an andere Fahrzeuge steuern
- 356
- Reservekapazität überwachen
- 358
- Zugeteilte elektrische Leistung einstellen
- 360
- Abrechnungsbetrag einstellen
