DE102021123536A1

DE102021123536A1 - Fahrzeugaufladung von einem heimenergiespeicher

Info

Publication number: DE102021123536A1
Application number: DE102021123536.7A
Authority: DE
Inventors: Lan Yu; Michael W. Degner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-03-17
Also published as: CN114172178A; US11524601B2; US11951865B2; US20220080852A1; US20230073683A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Fahrzeugaufladung von einem Heimenergiespeicher bereit. Ein System zum Verwalten von Energie eines Gebäudes beinhaltet eine Steuerung, die mit einem Ladegerät in Kommunikation steht und zu Folgendem konfiguriert ist: Anweisen eines Fahrzeugs, eine Batterie an einer Zielladestation aufzuladen und zurückzukehren, bevor eine gespeicherte Energie eines Speichers für elektrische Energie unter einen vordefinierten Wert fällt, als Reaktion auf Prognostizieren (i) eines bevorstehenden Stromausfalls einer erwarteten Dauer und (ii) dass eine Gesamtenergiereserve der Batterie des Fahrzeugs und des Energiespeichers unter einer erwarteten Energiemenge liegt, die während der erwarteten Dauer durch das Gebäude verwendet werden soll, und Befehlen der Ladevorrichtung, dem Gebäude elektrische Energie aus der Batterie und dem Speicher für elektrische Energie zuzuführen, als Reaktion auf das Eintreten des Stromausfalls.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Heimenergieverwaltungssystem, das mit einem Elektrofahrzeug koordiniert ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Heimenergieökosystem (home energy ecosystem - HEE) kann verschiedene Komponenten beinhalten, wie etwa einen Heimenergiespeicher (home energy storage - HES), ein Elektrofahrzeug, ein Gerät, ein Thermostat, einen Sonnenkollektor und andere Vorrichtungen, die über ein Heimenergieverwaltungssystem (home energy management system - HEMS) betrieben und gesteuert werden. Das HEMS kann verschiedene Komponenten des Ökosystems koordinieren, um den Komfort zu steigern, die Effizienz zu erhöhen und die Energiekosten zu reduzieren. Im Falle eines Stromausfalls (z. B. Aktualisierung eines Versorgungsdienstes) kann das HEMS in dem HES gespeicherte Energie verwenden, um einem Haushalt vorübergehend elektrischen Strom bereitzustellen. Aufgrund der begrenzten Kapazität des HES ist das HEMS jedoch unter Umständen nicht in der Lage, den Haushalt kontinuierlich mit Strom zu versorgen, bis die Stromversorgung wiederhergestellt ist.
KURZDARSTELLUNG
In einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein System zum Verwalten von Energie eines Gebäudes eine Steuerung, die mit einem Ladegerät in Kommunikation steht und zu Folgendem konfiguriert ist: Anweisen eines Fahrzeugs, eine Batterie an einer Zielladestation aufzuladen und zurückzukehren, bevor eine gespeicherte Energie eines Speichers für elektrische Energie unter einen vordefinierten Wert fällt, als Reaktion auf Prognostizieren (i) eines bevorstehenden Stromausfalls einer erwarteten Dauer und (ii) dass eine Gesamtenergiereserve der Batterie des Fahrzeugs und des Energiespeichers unter einer erwarteten Energiemenge liegt, die während der erwarteten Dauer durch das Gebäude verwendet werden soll, und Befehlen der Ladevorrichtung, dem Gebäude elektrische Energie aus der Batterie und dem Speicher für elektrische Energie zuzuführen, als Reaktion auf das Eintreten des Stromausfalls.
In einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Verwalten von Energie für ein Gebäude Verbinden einer Stromleitung des Gebäudes über ein Ladegerät mit einer Batterie eines Fahrzeugs; Zuführen von elektrischer Energie aus der Batterie und aus einem von dem Fahrzeug getrennten Energiespeicher zu dem Gebäude als Reaktion auf das Auftreten eines Stromausfalls; und Anweisen des Fahrzeugs, die Batterie aufzuladen und in einer vordefinierten Zeit, bevor die gespeicherte Energie des Energiespeichers unter einen vordefinierten Wert fällt, zu dem Gebäude zurückzukehren.
In einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Energieverwaltungssystem für ein Gebäude eine Steuerung, die mit einer oder mehreren elektrischen Verbrauchern, einem Speicher für elektrische Energie und einem Ladegerät in Kommunikation steht, das konfiguriert ist, um mit einem Elektrofahrzeug verbunden zu werden, das eine Batterie aufweist, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um als Reaktion auf Erfassen eines Stromausfalls und dass eine Energiereserve der Batterie und eines Energiespeichers unter einem vordefinierten Schwellenwert liegt, die Stromversorgung für als nicht wesentlich eingestufte Verbraucher zu unterbrechen und weiterhin Verbraucher mit Strom zu versorgen, die als wesentlich eingestuft sind.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm eines elektrifizierten Fahrzeugs, das Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten, einschließlich einer elektrischen Maschine, veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm eines HEMS, das einem Elektrofahrzeug zugeordnet ist.
3 ist ein Ablaufdiagramm für einen Prozess des HEMS.
4 ist ein Ablaufdiagramm für einen weiteren Prozess des HEMS.
5A und 5B sind Wellenformdiagramme des HES und des Fahrzeugbatterieladezustandes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in dieser Schrift beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt mal stabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind in der vorliegenden Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den vielfältigen Einsatz der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
1 stellt ein elektrifiziertes Fahrzeug 112 dar, das als Plugin-Hybridelektrofahrzeug (plugin hybrid-electric vehicle - PHEV) bezeichnet werden kann. Ein Plugin-Hybridelektrofahrzeug 112 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 114 umfassen, die mechanisch an ein Hybridgetriebe 116 gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 114 können dazu in der Lage sein, als Elektromotor oder Generator betrieben zu werden. Des Weiteren ist das Hybridgetriebe 116 mechanisch an einen Motor 118 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 116 ist außerdem mechanisch an eine Antriebswelle 120 gekoppelt, die mechanisch an die Räder 122 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 114 können Antriebs- und Bremsfähigkeit bereitstellen, wenn der Motor 118 ein- oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 114 können aul erdem als Generatoren fungieren und können Kraftstoffeffizienzvorteile bereitstellen, indem sie Energie zurückgewinnen, die normalerweise in einem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können aul erdem Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie ermöglichen, dass der Motor 118 bei effizienteren Drehzahlen betrieben wird, und ermöglichen, dass das Hybridelektrofahrzeug 112 im Elektromodus betrieben wird, wobei der Motor 118 bei bestimmten Bedingungen ausgeschaltet ist. Bei einem elektrifizierten Fahrzeug 112 kann es sich außerdem um ein Batterieelektrofahrzeug (Battery Electric Vehicle - BEV) handeln. In einer BEV-Konfiguration ist der Motor 118 unter Umständen nicht vorhanden.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 124 speichert Energie, die durch die elektrischen Maschinen 114 verwendet werden kann. Der Fahrzeugbatteriepack 124 kann einen Ausgang mit Hochspannungsgleichstrom (direct current - DC) bereitstellen. Die Traktionsbatterie 124 kann elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 (wie etwa einen Traktionswechselrichter) gekoppelt sein. Ein oder mehrere Schütze 142 können die Traktionsbatterie 124 von anderen Komponenten isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 124 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 126 ist außerdem elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 124 und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Beispielsweise kann die Traktionsbatterie 124 eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 mit einem Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) betrieben werden können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 126 kann die DC-Spannung in einen Dreiphasen-AC-Strom zum Betreiben der elektrischen Maschinen 114 umwandeln. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasen-AC-Strom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren fungieren, in die DC-Spannung umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist.
Das Fahrzeug 112 kann einen Wandler für variable Spannungen (variable-voltage converter - VVC) (nicht gezeigt) beinhalten, der elektrisch zwischen der Traktionsbatterie 124 und dem Leistungselektronikmodul 126 gekoppelt ist. Der VVC kann ein DC/DC-Aufwärtswandler sein, der konfiguriert ist, um die durch die Traktionsbatterie 124 bereitgestellte Spannung zu erhöhen oder hochzusetzen. Durch Erhöhen der Spannung können Stromanforderungen gesenkt werden, was zu einer Reduzierung der Verdrahtungsgröl e für das Leistungselektronikmodul 126 und die elektrischen Maschinen 114 führt. Ferner können die elektrischen Maschinen 114 mit besserem Wirkungsgrad und geringeren Verlusten betrieben werden.
Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 124 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Das Fahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das den Hochspannungs-DC-Ausgang der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-DC-Versorgung umwandelt, die mit Niederspannungslasten des Fahrzeugs kompatibel ist. Ein Ausgang des DC/DC-Wandlermoduls 128 kann elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-V-Batterie) zum Laden der Hilfsbatterie 130 gekoppelt sein. Die Niederspannungssysteme können elektrisch an die Hilfsbatterie 130 gekoppelt sein. Ein oder mehrere elektrische Lasten 146 können an den Hochspannungsbus/die Hochspannungsschiene gekoppelt sein. Die elektrischen Lasten 146 können eine zugeordnete Steuerung aufweisen, welche die elektrischen Lasten 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Beispiele für elektrische Lasten 146 können ein Lüfter, ein elektrisches Heizelement und/oder ein Klimakompressor sein.
Das elektrifizierte Fahrzeug 112 kann konfiguriert sein, um die Traktionsbatterie 124 anhand einer externen Stromquelle 136 aufzuladen. Bei der externen Stromquelle 136 kann es sich um eine Verbindung mit einer Steckdose handeln. Die externe Stromquelle 136 kann elektrisch an ein Ladegerät oder eine Stromtankstelle für Elektrofahrzeuge (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die externe Stromquelle 136 kann ein elektrisches Stromversorgungsnetz oder Stromnetz sein, wie es durch einen Energieversorger bereitgestellt wird. Die EVSE 138 kann eine Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Stromquelle 136 und dem Fahrzeug 112 zu regulieren und zu verwalten. Die externe Stromquelle 136 kann der EVSE 138 elektrischen DC- oder AC-Strom bereitstellen. Die EVSE 138 kann einen Ladesteckverbinder 140 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 112 aufweisen. Der Ladeanschluss 134 kann eine beliebige Art von Anschluss sein, der konfiguriert ist, um Strom von der EVSE 138 an das Fahrzeug 112 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an ein Ladegerät oder ein bordeigenes Leistungswandlermodul 132 gekoppelt sein. Das Leistungswandlermodul 132 kann den von der EVSE 138 zugeführten Strom konditionieren, um der Traktionsbatterie 124 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlermodul 132 kann mit der EVSE 138 eine Schnittstelle bilden, um die Stromzufuhr an das Fahrzeug 112 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, Strom unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen. Des Weiteren kann das Fahrzeug 112 konfiguriert sein, um elektrischen Strom aus der Traktionsbatterie 124 über die EVSE-138- und EVSE-Verbindung 140 unter der Kontrolle von Steuerungen, wie etwa dem Leistungswandlermodul 132, an eine fahrzeugexterne Stromspeicherung (nicht gezeigt) bereitzustellen. Alternativ kann die Stromübertragung von der Traktionsbatterie 124 zu der fahrzeugexternen Last (z. B. dem HES) durchgeführt werden, ohne das Leistungswandlermodul 132 zu nutzen, da sowohl die Traktionsbatterie 124 als auch das HES DC-Strom sind. Die Traktionsbatterie 124 kann direkt mit dem Ladeanschluss verbunden sein, um DC-Strom zu übertragen und/oder zu empfangen. Zum Beispiel kann die EVSE 138 in ein Zuhause integriert sein, das ein HES als Stromreserve aufweist, oder diesem zugeordnet sein. Das Fahrzeug 112 kann als tragbare Stromspeicherung betrieben werden, um Strom von und zu dem HES zu übertragen, das durch ein HEMS koordiniert wird (nachfolgend ausführlich beschrieben).
Eine oder mehrere Radbremsen 144 können bereitgestellt sein, um das Fahrzeug 112 zu bremsen und eine Bewegung des Fahrzeugs 112 zu verhindern. Die Radbremsen 144 können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder eine Kombination daraus sein. Die Radbremsen 144 können Teil eines Bremssystems 150 sein. Das Bremssystem 150 kann andere Komponenten beinhalten, um die Radbremsen 144 zu betätigen. Der Einfachheit halber stellt die Figur eine einzige Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und einer der Radbremsen 144 dar. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und den anderen Radbremsen 144 ist impliziert. Das Bremssystem 150 kann eine Steuerung beinhalten, um das Bremssystem 150 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 150 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 144 zum Abbremsen des Fahrzeugs steuern. Das Bremssystem 150 kann auf Fahrerbefehle reagieren und kann außerdem autonom betrieben werden, um Merkmale, wie etwa eine Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 150 kann ein Verfahren zum Ausüben einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn dies durch eine andere Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Elektronische Module in dem Fahrzeug 112 können über ein oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann eine Vielzahl von Kommunikationskanälen beinhalten. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus, wie etwa ein Controller Area Network (CAN), sein. Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk laut der Definition durch die Normengruppe 802 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) beinhalten. Zusätzliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks können diskrete Verbindungen zwischen Modulen beinhalten und können Energiesignale von der Hilfsbatterie 130 beinhalten. Unterschiedliche Signale können über unterschiedliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Beispielsweise können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über ein CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann beliebige Hardware- und Softwarekomponenten beinhalten, die beim Übertragen von Signalen und Daten zwischen Modulen behilflich sind. Das Fahrzeugnetzwerk ist in 1 nicht gezeigt; es kann jedoch impliziert sein, dass das Fahrzeugnetzwerk mit einem beliebigen elektronischen Modul verbunden sein kann, das in dem Fahrzeug 112 vorhanden ist. Es kann eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 148 vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
2 stellt ein Diagramm eines Heimenergieverwaltungssystems dar, das einem Elektrofahrzeug zugeordnet ist. Das HEE 200 kann in dem vorliegenden Beispiel für ein Haus 202 umgesetzt sein. Das Haus 202 kann über eine Schalttafel 206 auf elektrischen Strom aus einem Stromnetz 204 zugreifen, die konfiguriert ist, um verschiedene Komponenten des HEE 200 über eine interne Stromleitung 234 mit elektrischem Strom zu versorgen. Zum Beispiel kann das HEE 200 eine oder mehrere elektrische Einrichtungen 210 (z. B. ein Gerät) beinhalten, die konfiguriert sind, um elektrischen Strom zu verbrauchen und dem Haushalt verschiedene Merkmale bereitzustellen. Das HEE 200 kann ferner ein HES 208 beinhalten, das konfiguriert ist, um elektrische Energie zu speichern. Das HES 208 kann in verschiedenen Formen umgesetzt sein. Als ein Beispiel kann das HES 208 eine wiederaufladbare Batterie (z. B. Lithium-Ionen-Batterie) beinhalten, um elektrische Energie zu speichern, die von dem Netz 204 empfangen wird, und die elektrische Energie bei Bedarf der internen Stromleitung 234 bereitzustellen. Da die elektrische Energie als DC-Strom in dem HES 208 gespeichert werden kann, können ein oder mehrere DC/AC-Wechselrichter mit dem HES 208 für Stromübergänge bereitgestellt werden.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann die interne Stromleitung 234 ferner mit einer EVSE 138 verbunden sein, die konfiguriert ist, um elektrische Energie mit einem Elektrofahrzeug 112 zu übertragen. Die EVSE 138 kann innerhalb oder in der Nähe des Hauses 202 (z. B. in einer Garage) installiert und an eine Heimkonfiguration der elektrischen Energie angepasst sein, die eine vordefinierte Spannung und einen maximalen Strom aufweist, die von der Schalttafel 206 unterstützt werden. Wie unter Bezugnahme auf 1 erörtert, kann die EVSE 138 konfiguriert sein, um sich über den Ladeanschluss 134 mit dem Fahrzeug 112 zu verbinden, um die Traktionsbatterie 124 zu laden. Des Weiteren kann die EVSE 138 ferner konfiguriert sein, um elektrischen Strom aus der Traktionsbatterie 124 des Fahrzeugs 112 zu beziehen, um dem HEE 200 Strom zuzuführen. Zum Beispiel kann die EVSE 138 im Falle eines Stromausfalls von dem Netz 204 konfiguriert sein, um elektrischen Strom von dem Fahrzeug 112 zu beziehen, um die Komponenten des Hauses 202 mit Strom zu versorgen. Die Stromverwaltung des HEE 200 kann durch eine dem Haus 202 zugeordnete HEMS-Steuerung 212 gesteuert und koordiniert werden. Die HEMS-Steuerung 212 kann auf verschiedene Weisen umgesetzt sein. Zum Beispiel kann die HEMS-Steuerung 212 eine dedizierte Steuerung sein, die sich innerhalb des Hauses 202 befindet und über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen (nicht gezeigt) mit Komponenten des Heimenergieökosystems oder Smart-Home-Vorrichtungen HEE 200 verbunden ist. Alternativ kann die HEMS-Steuerung 212 durch einen Desktop- oder Laptop-Computer umgesetzt sein, der konfiguriert ist, um Prozesse und Programme auszuführen, um die Steuerungsvorgänge durchzuführen. Alternativ kann die HEMS-Steuerung 212 in eine oder mehrere Komponenten des Heimenergieökosystems HEE 200 integriert sein, wie etwa die EVSE 138. Alternativ kann die HEMS-Steuerung 212 durch einen Cloud-Server über das Internet entfernt umgesetzt und konfiguriert sein, um den Betrieb von Komponenten des Heimenergieökosystems HEE 200 zu überwachen und zu steuern. In einem beliebigen oder allen der vorangehenden Umsetzungsbeispiele kann die HEMS-Steuerung 212 mit Software zum Überwachen und Steuern der Vorgänge der verschiedenen Komponenten des Heimenergieökosystems HEE 200 bereitgestellt sein. Die HEMS-Steuerung 212 kann ferner mit einer Schnittstelle bereitgestellt sein, die Eingabe- und Ausgabevorrichtungen zugeordnet ist, um mit einem Benutzer der HEE 200 zu interagieren. Das HEMS 212 kann ferner über ein öffentliches oder privates Netzwerk mit einer Cloud 232 verbunden sein, um mit anderen Instanzen, wie etwa dem Versorgungsunternehmen und Wetterdiensten, zu kommunizieren, um die Planung und Steuerung des HEE 200 zu erleichtern.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug 112 ferner verschiedene Komponenten beinhalten, um die Leistungstransaktion zwischen der Batterie 124 und der EVSE 138 zu erleichtern. Das Fahrzeug 112 kann eine Systemsteuerung 148 beinhalten, die konfiguriert ist, um Anweisungen, Befehle und andere Abläufe durchzuführen, um die hierin beschriebenen Prozesse zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Systemsteuerung 148 einen oder mehrere Prozessoren beinhalten und konfiguriert sein, um Anweisungen einer Fahrzeuganwendung 228 auszuführen, um Merkmale bereitzustellen, wie etwa drahtlose Kommunikation und Stromverwaltung. Derartige Anweisungen und andere Daten können nicht flüchtig unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Speichermedien 226 gespeichert werden. Das computerlesbare Medium 226 (auch als durch den Prozessor lesbares Medium oder Datenspeicher bezeichnet) kann ein dauerhaftes Medium (z. B. ein physisches Medium) einschliel en, das an der Bereitstellung von Anweisungen oder anderen Daten beteiligt ist, die durch die Systemsteuerung 148 verwendet werden können. Durch den Computer ausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, welche unter Verwendung einer Vielfalt von Programmiersprachen und/oder -technologien hergestellt wurden, einschließlich unter anderem und entweder allein oder in Kombination Java, C, C++, C#, Objective C, Fortran, Pascal, Java Script, Python, Perl und PL/SQL.
Das Fahrzeug 112 kann ferner mit Navigations- und Routenplanungsmerkmalen durch eine Navigationssteuerung 224 bereitgestellt sein, die konfiguriert ist, um Navigationsrouten als Reaktion auf Benutzereingaben über z. B. HMI-Steuerungen (nicht gezeigt) zu berechnen und geplante Routen und Anweisungen über eine Ausgabevorrichtung, wie etwa einen Lautsprecher oder eine Anzeige (nicht gezeigt), auszugeben. Standortdaten, die für die Navigation benötigt werden, können von einer Steuerung 216 eines globalen Navigationssatellitensystems (global navigation satellite system - GNSS) gesammelt werden, die konfiguriert ist, um mit mehreren Satelliten zu kommunizieren und den Standort des Fahrzeugs 112 zu berechnen. Die GNSS-Steuerung 216 kann konfiguriert sein, um verschiedene gegenwärtige und/oder zukünftige globale oder regionale Standortsysteme zu unterstützen, wie etwa das globale Positionsbestimmungssystem (GPS), Galileo, Beidou, das globale Navigationssatellitensystem (GLONASS) und dergleichen. Kartendaten, die für die Routenplanung verwendet werden, können als Teil der Fahrzeugdaten 230 auf dem Speicher 226 gespeichert werden. Navigationssoftware kann auf dem Speicher 226 als Teil der Fahrzeuganwendungen 228 gespeichert sein.
Das Fahrzeug 112 kann ferner konfiguriert sein, um über einen drahtlosen Sendeempfänger 214 drahtlos mit einer Vielfalt von digitalen Instanzen zu kommunizieren. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 112 konfiguriert sein, um über den drahtlosen Sendeempfänger 214 mit der HEMS-Steuerung 212 zu kommunizieren, um verschiedene Vorgänge durchzuführen. Zusätzlich oder alternativ kann die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 112 und der HEMS-Steuerung durch den EVSE-Verbinder 140 ermöglicht werden, der an den Ladeanschluss 134 gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um digitale Kommunikationsprotokolle zu unterstützen. Der drahtlose Sendeempfänger kann konfiguriert sein, um eine Vielfalt von drahtlosen Kommunikationsprotokollen zu unterstützen, die durch drahtlose Steuerungen (nicht gezeigt) aktiviert sind, die mit dem drahtlosen Sendeempfänger 214 in Kommunikation stehen. Als einige nicht einschränkende Beispiele können die drahtlosen Steuerungen Folgendes einschliel en: eine Wi-Fi-Steuerung, eine Bluetooth-Steuerung, eine Funkfrequenzidentifizierungssteuerung (radio-frequency identification controller - RFID-Steuerung), eine Nahfeldkommunikationssteuerung (nearfield communication controller - NFC-Steuerung) und andere Vorrichtungen, wie etwa einen Zigbee-Sendeempfänger, einen IrDA-Sendeempfänger, einer Ultra-Breitband-(ultra-wide band - UWB-)Sendeempfänger oder dergleichen.
Das Fahrzeug 112 kann ferner mit einer Telematiksteuereinheit (telematics control unit - TCU) 218 bereitgestellt sein, die konfiguriert ist, um Telekommunikation zwischen dem Fahrzeug 112 und der Cloud 232 durch eine Drahtlosverbindung 236 unter Verwendung eines Modems 220 zu steuern. Die Drahtlosverbindung 236 kann in Form von verschiedenen Kommunikationsnetzen z. B. einem Mobilfunknetz vorliegen. Durch die Drahtlosverbindung 236 kann das Fahrzeug 112 auf einen oder mehrere Server der Cloud 232 zugreifen, um auf verschiedene Inhalte für verschiedene Zwecke zuzugreifen. Das Fahrzeug 112 kann ferner über eine autonome Fahrsteuerung (autonomous driving controller - ADC) 222 mit autonomen Fahrmerkmalen bereitgestellt sein. Die ADC 222 kann konfiguriert sein, um autonomes Fahren für das Fahrzeug 112 in Verbindung mit der Navigationssteuerung 224 unter Verwendung von auf dem Speicher 226 gespeicherten Kartendaten und Live-Daten aus der Cloud 232 durchzuführen. Es ist anzumerken, dass der Begriff Cloud in der vorliegenden Offenbarung als allgemeiner Begriff verwendet wird und ein beliebiges Rechennetzwerk beinhalten kann, das Träger, Router, Computer, Server oder dergleichen einschliel t, die konfiguriert sind, um Daten zu speichern und Datenverarbeitungsfunktionen auszuführen und die Kommunikation zwischen verschiedenen Instanzen zu erleichtern.
Die verschiedenen vorangehend eingeführten Komponenten des Fahrzeugs 112 können über ein fahrzeuginternes Netzwerk 238 miteinander verbunden sein. Das fahrzeuginterne Netzwerk 238 kann als Beispiel unter anderem eines oder mehrere der Folgenden beinhalten: ein Controller Area Network (CAN), ein Ethernet-Netzwerk oder einen mediengebundenen Systemtransport (media oriented system transport - MOST).
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm für einen Prozess 300 des HEMS veranschaulicht. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 und 2 kann der Prozess 300 über die HEMS-Steuerung 212 des Heimenergieökosystems HEE 200 umgesetzt werden. Bei Vorgang 302 sammelt die HEMS-Steuerung 212 Daten in Bezug auf einen erwarteten (z. B. geplanten oder prognostizierten) Stromausfall aus dem Netz 204. Die für den erwarteten Stromausfall relevanten Daten können durch das System vordefiniert werden. Als einige nicht einschränkende Beispiele können Daten, die für den Stromausfall relevant sind, Folgendes einschliel en: eine von der Cloud 232 empfangene Wettervorhersage, eine von der Cloud 232 empfangene geplante Wartung des Versorgungsunternehmens, eine Benutzereingabe über die Schnittstelle der HMI-Steuerung 212, eine Jahreszeit, von der Cloud 232 empfangene aktuelle und prognostizierte elektrische Lasten an einem lokalen und regionalen Verteilungs- und Übertragungssystem und von der Cloud 232 empfangene Regierungsankündigungen. Mit den empfangenen Daten kann die HEMS-Steuerung 212 jeden geplanten Ausfall bestimmen. Des Weiteren kann die HEMS-Steuerung 212 die Daten analysieren, um einen Stromausfall zu prognostizieren. Zum Beispiel kann die HEMS-Steuerung 212 eine Ausfallwahrscheinlichkeit auf Grundlage von Wettervorhersagen oder elektrischen Lasten berechnen und die Wahrscheinlichkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 50 %) vergleichen, um zu prognostizieren, ob ein Ausfall wahrscheinlich ist. Bei Vorgang 304, wenn die HEMS-Steuerung 212 bestimmt, dass wahrscheinlich kein Ausfall auftreten wird, geht der Prozess zu Vorgang 306 über und hält die HEMS-Steuerung 212 einen aktuellen Stromplan unverändert und kann weiterhin Energie von dem HES 208 verwenden.
Andernfalls, wenn die HEMS-Steuerung 212 bestimmt, dass ein geplanter oder prognostizierter Stromausfall wahrscheinlich ist, geht der Prozess zu Vorgang 308 über und berechnet die HEMS-Steuerung 212 auf Grundlage der Länge des Ausfalls und des Stromverbrauchs des Zuhauses 202, wie viel Energiereservierung benötigt wird. Zum Beispiel kann die HEMS-Steuerung 212 die Dauer des Ausfalls auf Grundlage eines geplanten Wartungsplans (z. B. eine Stunde) erlangen. Alternativ kann die HEMS-Steuerung 212 die Länge des Stromausfalls unter Verwendung der bei vorherigen Vorgängen empfangenen Daten prognostizieren. Da die Prognose von verschiedenen gleitenden Faktoren abhängig ist, kann die prognostizierte Dauer im Vergleich zu dem Ausfallplan von dem Versorgungsunternehmen oder der Regierung weniger genau sein. Jedoch kann eine Prognose der Dauer dennoch nützlich sein, um eine ungefähre Schätzung für die Notstromversorgungsplanung im Voraus bereitzustellen. Die HEMS-Steuerung 212 kann den Stromverbrauch durch Bewerten einer Nennleistung der elektrischen Einrichtungen 210 und einer gegenwärtigen Stromausgabe an der Schalttafel 206 erhalten. Zum Beispiel kann die HEMS-Steuerung mit einer oder mehreren elektrischen Einrichtungen 210 kommunizieren, um ihren durchschnittlichen oder aktuellen Stromverbrauch über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen zu bestimmen. Alternativ kann die HEMS-Steuerung 212 konfiguriert sein, um einen Stromplan für den Reserveversorgungsmodus zu bestimmen, der während des Stromausfalls umgesetzt werden soll, um bestimmte unnötige Stromausgaben zu reduzieren und zu begrenzen. Zum Beispiel kann die HEMS-Steuerung 212 während eines Stromausfalls Ersatz-/reservierte Energie von dem HES 208 verwenden, um das Zuhause 202 zu versorgen. Die HEMS-Steuerung 212 kann die Stromausgabe an die EVSE 138 und/oder einige als nicht wesentlich vordefinierte elektrische Einrichtungen 210 unterbrechen, um die Zeit der Reserveversorgung zu verlängern. Auf Grundlage der geplanten/prognostizierten Ausfalllänge kann das HEMS 212 den Notstromplan dynamisch anpassen, um zu entscheiden, die Stromzufuhr zu den Einrichtungen mit elektronischer Leistung fortzusetzen oder zu unterbrechen. Zum Beispiel kann die HEMS-Steuerung für einen erwarteten kurzen Stromausfall konfiguriert sein, um nur die Stromzufuhr zu der EVSE 138 zu unterbrechen, während weiterhin wie üblich Strom von dem HES 208 allen anderen Einrichtungen 210 des Zuhauses 202 zugeführt wird. Bei einer längeren Dauer des Stromausfalls kann die HEMS-Steuerung 212 entscheiden, die Stromversorgung zu anderen vordefinierten Einrichtungen 210, die als nicht wesentlich klassifiziert sind, wie etwa einer Spielekonsole, einem Musikplayer, einer Gartenleuchte oder dergleichen, zu unterbrechen.
Des Weiteren berechnet die HEMS-Steuerung 212 bei Vorgang 310 eine Stromreserveschwelle für das HES 208 auf Grundlage des Notstromplans in Erwartung des Stromausfalls. Zum Beispiel kann die HES-Reserveschwelle unter normalen Bedingungen ohne den erwarteten Stromausfall auf 30 % eingestellt werden. Als Reaktion auf den erwarteten Stromausfall kann die HEMS-Steuerung 212 die HES-Reserveschwelle berechnen und auf 90 % erhöhen. Es kann verschiedene Gründe für eine niedrige anfängliche HES-Reserveschwelle geben. Als ein Beispiel kann das Versorgungsunternehmen, das Elektrizität bereitstellt, flexible Preise für den Bereich, der das Haus 202 abdeckt, anwenden. Die Rate kann während normaler Zeiten (z. B. 7:00 Uhr bis 23 :00 Uhr) hoch und außerhalb der normalen Zeiten (z. B. 23:00 Uhr bis 7:00 Uhr) niedrig sein. Die HEMS-Steuerung 212 kann das HES 208 außerhalb der normalen Zeiten aufladen, wenn die Rate niedrig ist, und das HES 208 verwenden, um dem HEE 200 während normaler Zeiten Strom zuzuführen, um Kosten zu sparen. Bei Vorgang 312 setzt die HEMS-Steuerung 212 den neuen Schwellenwert um, wie er für das HES 208 berechnet wurde. Bei Vorgang 314 setzt die HEMS-Steuerung 212 als Reaktion auf das Eintreten des erwarteten Stromausfalls den bei Vorgang 308 bestimmten Notstromversorgungsplan um, um wesentliche Einrichtungen 210 (wie etwa eine Sumpfpumpe, ein Gerät, ein Telefon, einen Internetrouter oder dergleichen) HEE 200 mit elektrischem Strom von dem HES 208 zu versorgen.
Als ein alternatives Beispiel kann der in 3 veranschaulichte Prozess 300 vereinfacht und auf eine Situation angewendet werden, in welcher der Stromausfall nicht vorhersehbar ist. Zum Beispiel kann der Stromausfall ohne vorherige Ankündigung auftreten. Als Reaktion auf den Ausfall kann die HEMS-Steuerung 212 in den Reservemodus wechseln und dem HEE 200 Strom von dem HES 208 und/oder dem Fahrzeug 112 zuführen. Die HEMS-Steuerung 212 kann priorisieren, die Traktionsbatterie 124 zuerst zu verwenden, um eine ausreichende Stromspeicherung in dem HES 208 beizubehalten. Als Reaktion darauf, dass der Gesamtenergiespeicher sowohl des HES 208 als auch der Traktionsbatterie 124 unter einen vordefinierten Schwellenwert fällt und der Stromausfall anhält, kann das HEMS 212 das Fahrzeug 112 anweisen, die Traktionsbatterie 124 aufzuladen und vor dem Haus 202 zurückzukehren, bevor das HES 208 erschöpft ist. In dem Fall, dass das Fahrzeug 112 mit autonomen Fahrmerkmalen ausgestattet ist, können Anweisungen zum autonomen Fahren bereitgestellt werden. Die HMS-Steuerung 212 kann den Prozess wiederholen, bis der Strom wiederhergestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Ablaufdiagramm für einen Prozess 400 des HEMS einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Anders als bei dem unter Bezugnahme auf 3 veranschaulichten Prozess 300 ist das Elektrofahrzeug 112 in dem vorliegenden Beispiel an der Notstromplanung beteiligt. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 bis 3 kann der hierin beschriebene Prozess 400 über die HEMS-Steuerung 212 allein oder in Verbindung mit der Systemsteuerung 148 umgesetzt werden. Alternativ kann die Systemsteuerung 148 des Fahrzeugs 112 konfiguriert sein, um beliebige oder alle Vorgänge des Prozesses 400 durchzuführen. Der Einfachheit halber wird die folgende Beschreibung nur unter Bezugnahme auf die HEMS-Steuerung 212 vorgenommen. Bei Vorgang 402 sammelt die HEMS-Steuerung 212 Daten, die für den Stromausfall relevant sind, ähnlich dem bei 302 durchgeführten Vorgang. Bei Vorgang 404 bestimmt die HEMS-Steuerung 212, ob ein Stromausfall aufgetreten ist oder erwartet wird. Wenn die Antwort Nein lautet, kehrt der Prozess zu Vorgang 402 zurück. Wenn die Antwort Ja lautet, geht der Prozess zu Vorgang 406 über und schätzt die HEMS-Steuerung 212 die Energiemenge, die während des Ausfalls benötigt wird, und bestimmt den Notstromversorgungsplan, der dem bei Vorgang 308 des Prozesses 300 durchgeführten Vorgang ähnlich ist. Bei Vorgang 408 schätzt die HEMS-Steuerung 212 eine verfügbare Energie, die von dem Fahrzeug über die EVSE 138 an das HES 208 übertragen werden kann. Die verfügbare Energiemenge von dem Fahrzeug 112 kann über den aktuellen Ladezustand (state of charge - SOC) und/oder die Energiemenge der Traktionsbatterie 124 geschätzt werden. In dem Fall, dass das Fahrzeug verwendet wird, wenn die Schätzung durchgeführt wird, kann die HEMS-Steuerung 212 einen geschätzten SOC bei Ankunft an dem Haus unter Verwendung eines aktuellen Standorts und einer aktuellen Route des Fahrzeugs 112, die von der Cloud 232 empfangen werden, berechnen und die verfügbare Energie unter Verwendung des geschätzten SOC oder der geschätzten Energiemenge berechnen, um eine ungefähre Schätzung bereitzustellen. Bei Vorgang 410 berechnet die HEMS-Steuerung 212 die Energiemenge, die das HES 208 speichern kann, um die Notstromversorgung während des Ausfalls bereitzustellen. In dem Fall, dass das HES 208 nicht vollständig geladen ist, koordiniert die HEMS-Steuerung 212 bei Vorgang 412 eine Energieübertragung von der Traktionsbatterie 124 über die EVSE 138 zu dem HES 208.
Bei Vorgang 414 bestimmt die HEMS-Steuerung 212, ob die Energie, die sowohl in dem HES 208 als auch in der Fahrzeugbatterie 124 gespeichert ist, ausreicht, um die Dauer des Stromausfalls wie erwartet zu überstehen. Wenn die Antwort Ja lautet, geht der Prozess zu Vorgang 418 über und betreibt die HEMS-Steuerung 212 das HES 208, um dem HEE 200 während des Ausfalls eine Notstromversorgung bereitzustellen, durch die der bei Vorgang 406 berechnete Notstromplan umgesetzt wird. Wenn die Antwort bei Vorgang 414 jedoch Nein lautet, geht der Prozess zu Vorgang 416 über. Die HEMS-Steuerung 212 benachrichtigt den Fahrzeugbenutzer über die unzureichende Batterieladung und weist den Benutzer an, das Fahrzeug aufzuladen und zu dem Haus 202 zurückzukehren, bevor das HES 208 wie berechnet erschöpft ist. Die durch die HEMS-Steuerung 212 bereitgestellten Anweisungen können einen Standort der Ladestation beinhalten, der nicht von dem Stromausfall betroffen ist. Die Anweisungen können ferner eine Zeit zum Starten der Fahrt zu der Ladestation beinhalten, die berechnet wurde, um den Notstromplan zu optimieren. In dem Fall, dass die Zielladestation eine Reservierung akzeptiert, kann die HEMS-Steuerung 212 ferner eine Reservierung bei der Zielladestation zu einer geschätzten Ankunftszeit platzieren, um die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass das Fahrzeug 112 rechtzeitig geladen werden kann. In dem Fall, dass das Fahrzeug 112 mit autonomen Fahrmerkmalen ausgestattet ist, können die Anweisungen ferner Fahranweisungen für die ADC 222 beinhalten, um das Fahrzeug 112 anzuweisen, autonom zu der Zielladestation zu fahren. Wenn sich das Fahrzeug 112 derzeit nicht zuhause ist und die Batterie 124 eine Kapazität aufweist, um mehr Ladungen aufzunehmen, kann die HEMS-Steuerung 212 das Fahrzeug 112 anweisen, an der Zielladestation anzuhalten, bevor es nachhause kommt.
Unter Bezugnahme auf 5A und 5B sind SOC-Wellenformdiagramme für das HES 208 und die Fahrzeugbatterie 124 von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 bis 4 veranschaulicht 5A Wellenformdiagramme für eine Ausführungsform, bei der die Fahrzeugbatterie ausreichend ist und während des Notstrommodus („Ja“ für Vorgang 414 aus 4) keine Aufladung benötigt, wohingegen 5B Wellenformdiagramme für eine Ausführungsform veranschaulicht, die das Fahrzeug 112 zu der Zielladestation fährt und während des Notstrommodus („Nein“ für Vorgang 414 aus 4) aufgeladen wird. Unter Bezugnahme auf 5A beginnt das HES 208 als Reaktion darauf, dass der Stromausfall zu einem Zeitpunkt 0 eintritt, sich zu entladen. Wie anhand der Wellenform 502 veranschaulicht, reduziert sich der SOC des HES 208 während der Entladungen von 90 % bei Zeitpunkt 0 auf 30 % bei einer Zeit von 10 Stunden, wenn das Fahrzeug 112 beginnt, das HES 208 unter der Kontrolle der HEMS-Steuerung 212 (und/oder der Systemsteuerung 148 des Fahrzeugs 112) auf 90 % SOC aufzuladen. Wie in der entsprechenden Wellenform 504 für die Fahrzeugbatterie 124 veranschaulicht, bleibt der SOC der Batterie 124 von einer Zeit von 0 bis 10 Stunden, während der kein Strom aus der Batterie 124 bezogen wird, bei 80 %. Um den Zeitpunkt von etwa 10 Stunden beginnt die Fahrzeugbatterie 124 damit, Strom zuzuführen, um das HES 208 zu laden, und reduziert sich auf ungefähr 70 %, nachdem die erste Entladung der Fahrzeugbatterie abgeschlossen ist. Der Lade-/Entladevorgang des HES/der Fahrzeugbatterie wiederholt sich gemäl dem durch die HEMS-Steuerung 212 berechneten Notstromplan, bis die Stromzufuhr aus dem Netz 204 wieder aufgenommen wird.
5B veranschaulicht einen alternativen Prozess zur Stromversorgung des HES/der Fahrzeugbatterie. In diesem Beispiel bestimmt die HEMS-Steuerung 212 den SOC des HES 208 und kann die Fahrzeugbatterie 124 unzureichend sein, um den Stromausfall zu überstehen, und befiehlt dem Fahrzeug 112, die Batterie 124 aufzuladen, um eine weitere Versorgung der HEMS-Stromreserve bereitzustellen. Die Wellenform 506 für das HES 208 ist im Allgemeinen die gleiche wie in 5A. Als Reaktion darauf, dass sich die Fahrzeugbatterie 124 nach der ersten Entladung auf 20 % SOC reduziert, wird das Fahrzeug jedoch wie geplant zu der Zielladestation für eine Aufladung gefahren. Wie in der Wellenform 508 veranschaulicht, steigt der SOC der Fahrzeugbatterie 124 während des Wiederaufladens von 20 % auf ungefähr 90 % und kehrt das Fahrzeug 112 für eine zweite Entladung zu den Haus 202 zurück, um dem HEE 200 weiterhin Strom zuzuführen. Wenngleich vorangehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren können die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Gemäl einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steuerung ferner konfiguriert, um die Zielladestation auf Grundlage davon, ob es sich bei der Zielladestation um einen Standort handelt, der von dem bevorstehenden Stromausfall betroffen ist, unter Verwendung von Daten zu identifizieren, die von einem Cloud-Server empfangen werden. Gemäl einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner konfiguriert, um eine Reservierung an der Zielladestation zu platzieren.
Gemäl einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Berechnen der verfügbaren Energie der Batterie auf Grundlage einer aktuellen Energiemenge, die durch die Batterie gespeichert wird, und einer geplanten Route, die das Fahrzeug zu dem Gebäude fahren muss, als Reaktion auf Erfassen, dass sich das Fahrzeug von dem Gebäude entfernt befindet, gekennzeichnet.
Gemäl einer Ausführungsform ist die vorangehende Erfindung ferner durch Platzieren einer Reservierung an der Zielladestation gekennzeichnet.
Gemäl einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner durch Anweisen des Elektrofahrzeugs, die Batterie aufzuladen und in einer vordefinierten Zeit, bevor die gespeicherte Energie des Energiespeichers unter einen vordefinierten Wert fällt, zu dem Gebäude zurückzukehren, gekennzeichnet.

Claims

System zum Verwalten von Energie eines Gebäudes, umfassend: eine Steuerung, die mit einem Ladegerät in Kommunikation steht und zu Folgendem konfiguriert ist: Anweisen eines Fahrzeugs, eine Batterie an einer Zielladestation aufzuladen und zurückzukehren, bevor eine gespeicherte Energie eines Speichers für elektrische Energie unter einen vordefinierten Wert fällt, als Reaktion auf Prognostizieren (i) eines bevorstehenden Stromausfalls einer erwarteten Dauer und (ii) dass eine Gesamtenergiereserve der Batterie des Fahrzeugs und des Energiespeichers unter einer erwarteten Energiemenge liegt, die während der erwarteten Dauer durch das Gebäude verwendet werden soll, und Befehlen der Ladevorrichtung, dem Gebäude elektrische Energie aus der Batterie und dem Speicher für elektrische Energie zuzuführen, als Reaktion auf das Eintreten des Stromausfalls.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um die Gesamtenergiereserve unter Verwendung einer verfügbaren Energiemenge von jedem von der Batterie und dem Speicher für elektrische Energie zu berechnen.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Bereitstellen von Anweisungen an das Fahrzeug, um es dem Fahrzeug zu ermöglichen, autonom zu und von der Zielladestation zu fahren; Identifizieren der Zielladestation auf Grundlage davon, ob es sich bei der Zielladestation um einen Standort handelt, der von dem bevorstehenden Stromausfall betroffen ist, unter Verwendung von Daten, die von einem Cloud-Server empfangen werden; und Platzieren einer Reservierung an der Zielladestation.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion auf Erfassen, dass sich das Fahrzeug von dem Gebäude entfernt befindet, die verfügbare Energiemenge der Batterie auf Grundlage einer aktuellen Energiemenge, die durch die Batterie gespeichert wird, und einer geplanten Route zu berechnen, die das Fahrzeug zu dem Gebäude fahren muss.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Auftreten des Stromausfalls zu verhindern, dass das Ladegerät elektrische Energie aus dem Speicher für elektrische Energie an das Fahrzeug überträgt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Auftreten des Stromausfalls dem Ladegerät zu befehlen, die Stromversorgung für als nicht wesentlich eingestufte Verbraucher zu unterbrechen und weiterhin Verbraucher mit Strom zu versorgen, die als wesentlich eingestuft sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um das Prognostizieren auf Grundlage von Daten durchzuführen, die von einem Cloud-Server empfangen werden.
System nach Anspruch 1, wobei das Prognostizieren Analysieren von Daten von einem Cloud-Server beinhaltet, die eine Wettervorhersage und elektrische Lasten in einem Stromverteilungssystem angeben.
Verfahren zum Verwalten von Energie für ein Gebäude, umfassend: Verbinden einer Stromleitung des Gebäudes über ein Ladegerät mit einer Batterie eines Fahrzeugs; Zuführen von elektrischer Energie aus der Batterie und aus einem von dem Fahrzeug getrennten Energiespeicher zu dem Gebäude als Reaktion auf das Auftreten eines Stromausfalls; und Anweisen des Fahrzeugs, die Batterie aufzuladen und in einer vordefinierten Zeit, bevor die gespeicherte Energie des Energiespeichers unter einen vordefinierten Wert fällt, zu dem Gebäude zurückzukehren.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Prognostizieren des Stromausfalls und einer entsprechenden Dauer unter Verwendung von Daten von einem Cloud-Server; Überwachen des Stromverbrauchs einer oder mehrerer Vorrichtungen des Gebäudes; Berechnen einer Energiemenge, die für das Gebäude für die entsprechende Dauer benötigt wird, auf Grundlage des Stromverbrauchs; Vergleichen der Menge mit einer gesamten verfügbaren Energiereserve, die unter Verwendung der verfügbaren Energie sowohl der Batterie als auch des Energiespeichers bestimmt wird; und Berechnen der verfügbaren Energie der Batterie auf Grundlage einer aktuellen Energiemenge, die durch die Batterie gespeichert wird, und einer geplanten Route, die das Fahrzeug zu dem Gebäude fahren muss, als Reaktion auf Erfassen, dass sich das Fahrzeug von dem Gebäude entfernt befindet.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bereitstellen von Anweisungen an das Fahrzeug, um es dem Fahrzeug zu ermöglichen, zum Aufladen autonom zu und von einer Zielladestation zu fahren; und Platzieren einer Reservierung an der Zielladestation.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Unterbrechen der Stromversorgung für als nicht wesentlich eingestufte Verbraucher und Fortsetzen der Stromversorgung für Verbraucher, die als wesentlich eingestuft sind, als Reaktion auf das Auftreten des Stromausfalls.
Energieverwaltungssystem für ein Gebäude, umfassend: eine Steuerung, die mit einer oder mehreren elektrischen Verbrauchern, einem Speicher für elektrische Energie und einem Ladegerät in Kommunikation steht, das konfiguriert ist, um mit einem Elektrofahrzeug verbunden zu werden, das eine Batterie aufweist, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um als Reaktion auf Erfassen eines Stromausfalls und dass eine Energiereserve der Batterie und eines Energiespeichers unter einem vordefinierten Schwellenwert liegt, die Stromversorgung für als nicht wesentlich eingestufte Verbraucher zu unterbrechen und weiterhin Verbraucher mit Strom zu versorgen, die als wesentlich eingestuft sind.
Energieverwaltungssystem nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um eine Ladeenergieschwelle des Speichers für elektrische Energie in Erwartung des Stromausfalls zu erhöhen.
Energieverwaltungssystem nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Prognostizieren des Stromausfalls auf Grundlage einer Benutzereingabe; und Anweisen des Elektrofahrzeugs, die Batterie aufzuladen und in einer vordefinierten Zeit, bevor die gespeicherte Energie des Energiespeichers unter einen vordefinierten Wert fällt, zu dem Gebäude zurückzukehren.