RS62836B1

RS62836B1 - Uređaj za punjenje, sistem i postupak za upravljanje uređajem za punjenje

Info

Publication number: RS62836B1
Application number: RS20220060A
Authority: RS
Inventors: John Kenneth Hooker
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2022-02-28
Also published as: EP3998691A1; ES2905153T3; EP3598603B1; PL3598603T3; EP2572925A2; EP2572925A3; DK3598603T3; US20120091956A1; PL3998691T3; EP3598603A1; CY1125562T1; HRP20220098T1; KR101934938B1; SI3598603T1; AU2012227199A1; JP2013070602A; US8390252B2; HUE068799T2; EP3998691B1; CN103023093B

Description

Opis

STANJE TEHNIKE

[0001] Predmetna prijava se uopšteno odnosi na uređaje za punjenje i, tačnije, na uređaj za punjenje, sistem i postupak za upravljanje uređajem za punjenje.

[0002] Kako su električna vozila i/ili hibridna električna vozila sticala popularnost, povećavala se sa tim povezana potreba za upravljanjem isporukom električne energije takvim vozilima. Pored toga, povećanom upotrebom ovakvih vozila stvorena je potreba za obezbeđivanjem sigurnih i efikasnih uređaja ili stanica za punjenje.

[0003] Najmanje neke poznate stanice za punjenje uključuju kabl za napajanje, ili drugi provodnik koji se može uklonjivo spojiti sa električnim vozilom. Stanice za punjenje dobijaju električnu energiju iz elektrodistribucione mreže ili drugog izvora električne energije, a preko kabla za napajanje električnu energiju isporučuju električnom vozilu.

[0004] U bar nekim elektrodistribucionim mrežama, mnoštvo uređaja za punjenje prima električnu struju iz zajedničke komponente električne distribucije, kao što je transformator. Međutim, ako svaki uređaj za punjenje istovremeno radi da snabde strujom punjenja električno vozilo, struja kojom se snabdeva komponenta za električnu distribuciju može premašiti granicu nazivne struje komponente. U takvim situacijama, komponenta za električnu distribuciju može biti oštećena, i/ili se prekidač ili drugi zaštitni uređaj mogu aktivirati, kako bi onemogućili napajanje svih uređaja za punjenje koji su spojeni sa komponentom za električnu distribuciju.

[0005] Videti na primer US 2010/134067.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0006] U jednom načinu izvođenja, obezbeđen je uređaj za punjenje za korišćenje sa električnim vozilom koje ima uređaj za skladištenje energije, koji uključuje uređaj za kontrolu struje, konfigurisan tako da selektivno omogućava prijem struje iz uređaja za distribuciju električne energije i napajanje uređaja za skladištenje energije. Uređaj za punjenje takođe uključuje procesor spojen sa uređajem za kontrolu struje. Procesor je konfigurisan tako da odredi prvu količinu raspoložive struje da bude najmanje jedna od onih koja se prima od uređaja za distribuciju električne energije i kojom se napaja uređaj za punjenje, i da upravlja uređajem za kontrolu struje kako bi omogućio da druga količina struje bude najmanje jedna od onih koja se prima od uređaja za distribuciju električne energije i kojom se napaja uređaj za skladištenje energije, ako druga količina struje ne premašuje prvu količinu struje za koju je utvrđeno da je raspoloživa.

[0007] U drugom načinu izvođenja, obezbeđen je sistem za korišćenje kod obezbeđivanja struje mnoštvu električnih vozila, koji uključuje prvi uređaj za punjenje, konfigurisan tako da prima struju iz uređaja za distribuciju električne energije i snabdeva najmanje delom primljene struje prvi uređaj za skladištenje energije, i drugi uređaj za punjenje, konfigurisan tako da prima struju iz uređaja za distribuciju električne energije i snabdeva najmanje delom primljene struje drugi uređaj za skladištenje energije. Prvi uređaj za punjenje uključuje uređaj za kontrolu struje, koji je konfigurisan tako da selektivno omogući prijem struje iz uređaja za distribuciju električne energije i napajanje strujom prvog uređaja za skladištenje energije. Prvi uređaj za punjenje takođe uključuje procesor spojen sa uređajem za kontrolu struje. Procesor je konfigurisan tako da odredi prvu količinu raspoložive struje da bude najmanje jedna od onih koja se prima od uređaja za distribuciju električne energije i kojom se napaja prvi uređaj za skladištenje energije, i da upravlja uređajem za kontrolu struje kako bi omogućio da druga količina struje bude najmanje jedna od onih koja se prima od uređaja za distribuciju električne energije i kojom se napaja prvi uređaj za skladištenje energije, ako druga količina struje ne premašuje prvu količinu struje za koju je utvrđeno da je raspoloživa.

[0008] U još jednom načinu izvođenja, obezbeđen je postupak za upravljanje uređajem za punjenje koji se koristi sa električnim vozilom, koji uključuje određivanje željene količine struje koja će biti najmanje jedna od onih koje uređaj za punjenje prima i kojom napaja uređaj za skladištenje energije električnog vozila. Određuje se količina raspoložive struje da bude najmanje jedna od onih koje uređaj za punjenje prima od uređaja za distribuciju električne energije, i isporučuje uređaju za skladištenje energije, a uređajem za kontrolu struje uređaja za punjenje se upravlja tako da se omogući željena količina struje da bude najmanje jedna od primljenih i isporučenih, ako željena količina struje ne premašuje količinu struje koja je određena kao raspoloživa.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

[0009]

Sl.1 je blok dijagram primera sistema za punjenje električnog vozila.

Sl. 2 je blok dijagram primera uređaja za punjenje koji se može koristiti sa sistemom prikazanim na Sl.1.

Sl. 3 je blok dijagram primera sistema punjenja za punjenje mnoštva električnih vozila koja se mogu koristiti sa sistemom prikazanim na Sl.1.

Sl. 4 je dijagram toka primera postupka za upravljanje uređajem za punjenje koji se može koristiti sa uređajem za punjenje prikazanim na Sl.2.

DETALJAN OPIS NAČINA IZVOĐENJA PRONALASKA

[0010] U nekim načinima izvođenja, termin „električno vozilo“ odnosi se uopšteno na vozilo koje uključuje jedan ili više električnih motora. Energija koju koriste električna vozila može doći iz različitih izvora, kao što su, ali ne ograničavajući se na, ugrađena punjiva baterija u vozilu i/ili ugrađena gorivna ćelija. U jednom načinu izvođenja, električno vozilo je hibridno električno vozilo, koje hvata i skladišti energiju generisanu, na primer, kočenjem. Dodatno, hibridno električno vozilo koristi energiju uskladištenu u električnom izvoru, kao što je baterija, da nastavi rad u praznom hodu zbog uštede goriva. Neka hibridna električna vozila su u stanju da dopune bateriju uključivanjem u strujni priključak, kao što je utičnica za napajanje. Shodno tome, termin "električno vozilo", kako se ovde koristi, može se odnositi na hibridno električno vozilo, ili bilo koje drugo vozilo kome se električna energija može isporučiti, na primer, preko električne mreže.

[0011] Sl.1 ilustruje primer sistema 100 za upotrebu u punjenju, ili snabdevanju električnom strujom, električnog vozila 102. U primeru načina izvođenja, sistem 100 uključuje uređaj 104 za punjenje spojen na električno vozilo 102. U jednom primeru načina izvođenja, električno vozilo 102 uključuje najmanje jedan uređaj 106 za skladištenje energije, kao što je baterija i/ili bilo koji drugi uređaj za skladištenje, spojen sa motorom 108. U jednom primeru načina izvođenja, električno vozilo 102 uključuje kontroler 110 vozila spojen sa uređajem 106 za skladištenje energije.

[0012] U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje je uklonjivo spojen sa uređajem 106 za skladištenje energije i sa kontrolerom 110 vozila pomoću najmanje jednog voda 112 za napajanje. Alternativno, uređaj 104 za punjenje može biti spojen sa uređajem 106 za skladištenje energije i/ili kontrolerom 110 vozila pomoću bilo kojeg drugog voda ili vodova, i/ili uređaj 104 za punjenje može biti spojen sa kontrolerom 110 vozila preko bežične veze za prenos podataka (nije prikazano), i/ili induktivnom spregom tako da se ne koristi vod 112. U jednom primeru načina izvođenja, vod 112 za napajanje uključuje najmanje jedan provodnik (nije prikazan) za snabdevanje električnom energijom uređaja 106 za skladištenje energije i/ili bilo koje druge komponente unutar električnog vozila 102, i najmanje jedan provodnik (nije prikazan) za prenos podataka do, i primanje podataka od, kontrolera 110 vozila i/ili bilo koje druge komponente unutar električnog vozila 102. Alternativno, vod 112 za napajanje može uključivati jedan provodnik koji prenosi i/ili prima energiju i/ili podatke, ili bilo koji drugi broj provodnika koji omogućava da sistem 100 funkcioniše kao što je ovde opisano. U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje je spojen sa izvorom 114 električne energije, kao što je električna mreža elektroprivrednog preduzeća, generator, baterija i/ili bilo koji drugi uređaj ili sistem koji obezbeđuje električnu struju uređaju 104 za punjenje.

[0013] U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje je spojen sa najmanje jednim serverom 116 putem mreže, kao što je internet, lokalna računarska mreža (engl. Local Area Network - LAN), računarska mreža koja pokriva šire područje (engl. Wide Area Network - WAN), i/ili bilo koja druga mrežna veza ili veza podataka koja omogućava uređaju 104 za punjenje da funkcioniše kao što je ovde opisano. Server 116, u jednom primeru načina izvođenja, komunicira sa uređajem 104 za punjenje, na primer, prenošenjem signala do uređaja 104 za punjenje da odobri plaćanje i/ili isporuku električne struje uređaju 106 za skladištenje energije, da pristupi informacijama o korisniku i/ili da izvrši bilo koju drugu funkciju koja omogućava sistemu 100 da funkcioniše kao što je ovde opisano.

[0014] U jednom primeru načina izvođenja, server 116 i kontroler 110 vozila svaki uključuju najmanje jedan procesor i najmanje jedan memorijski uređaj. Svaki od procesora uključuje bilo koje pogodno programabilno kolo, koje može uključivati jedan ili više sistema i mikrokontrolera, mikroprocesora, kola smanjenog skupa instrukcija (engl. Reduced Instruction Set Circuits - RISC), integrisana kola specifične namene (engl. Application Specific Integrated Circuits - ASIC), programabilna logička kola (engl. Programmable Logic Circuits - PLC), integrisana kola koja se mogu konfigurisati od strane korisnika (engl. Field Programmable Gate Arrays - FPGA), i bilo koje drugo kolo koje je u stanju da izvrši ovde opisane funkcije. Gore navedeno predstavlja samo primere, te prema tome nema za cilj da na bilo koji način ograniči definiciju i/ili značenje pojma „procesor“. Svaki od memorijskih uređaja uključuje računarski čitljiv medij, kao što je, bez ograničenja, memorija sa slučajnim pristupom (engl. Random Access Memory - RAM), fleš memorija, hard disk, brzi čvrsti disk, disketa, fleš disk, kompakt disk, digitalni video disk, i/ili bilo koji odgovarajući memorijski uređaj koji omogućava procesorima da skladište, preuzimaju i/ili izvršavaju instrukcije i/ili podatke.

[0015] Tokom rada, u jednom primeru načina izvođenja, korisnik spaja uređaj 106 za skladištenje energije sa uređajem 104 vodom 112 za napajanje. Korisnik može da pristupi korisničkom interfejsu (nije prikazan na sl. 1) uređaja 104 za punjenje da unese informacije, kao što su informacije o plaćanju, i/ili da inicira isporuku energije uređaju 106 za skladištenje energije. Uređaj 104 za punjenje je konfigurisan tako da komunicira sa serverom 116, na primer, da potvrdi autentičnost korisnika, da obradi informacije o plaćanju, i/ili da dâ odobrenje ili ovlašćenje za isporuku energije. Ako uređaj 104 za punjenje primi signal od servera 116, koji ukazuje na odobrenje ili ovlašćenje za isporuku energije uređaju 106 za skladištenje energije, uređaj 104 za punjenje prima energiju iz izvora 114 električne energije, i obezbeđuje napajanje za uređaj 106 za skladištenje energije kroz vod 112 za napajanje. Uređaj 104 za punjenje komunicira bežično sa kontrolerom 110 vozila, kroz vod 112 za napajanje, i/ili kroz bilo koji drugi vod, da upravlja i/ili nadgleda isporuku energije uređaju 106 za skladištenje energije. Na primer, kontroler 110 vozila može da prenosi signale do uređaja 104 za punjenje, koji pokazuje nivo napunjenosti uređaja 106 za skladištenje energije i/ili željenu količinu i/ili stopu energije koju treba da obezbedi uređaj 104 za punjenje. Uređaj 104 za punjenje može da prenosi signale kontroleru 110 vozila koji ukazuju na količinu i/ili brzinu električne struje koja se isporučuje uređaju 106 za skladištenje energije. Dodatno ili alternativno, uređaj 104 za punjenje i/ili kontroler 110 vozila mogu prenositi i/ili primati bilo koje druge signale ili poruke koje omogućavaju sistemu 100 da funkcioniše kao što je ovde opisano. Kada je uređaj 106 za skladištenje energije napunjen do željenog nivoa, uređaj 104 za punjenje prestaje sa isporukom energiju uređaju 106 za skladištenje energije, i korisnik isključuje vod 112 za napajanje od uređaja 106 za skladištenje energije.

[0016] Sl. 2 je blok dijagram primera uređaja 104 za punjenje koji se može koristiti sa sistemom 100 (prikazan na sl. 1). U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje uključuje kontroler 200, koji uključuje procesor 202 i memorijski uređaj 204. Kao što je detaljnije opisano ovde, kontroler 200 je spojen sa mrežnim interfejsom 206, sa displejem 208, sa korisničkim interfejsom 210, sa brojilom 212 i sa uređajem 214 za kontrolu struje.

[0017] Procesor 202 uključuje bilo koje pogodno programabilno kolo, koje može uključivati jedan ili više sistema i mikrokontrolera, mikroprocesora, kola smanjenog skupa instrukcija (RISC), integrisana kola specifične namene (ASIC), programabilna logička kola (PLC), integrisana kola koja se mogu konfigurisati od strane korisnika (FPGA), i bilo koje drugo kolo sposobno da izvrši ovde opisane funkcije. Gore navedeno predstavlja samo primere, te prema tome nema za cilj da na bilo koji način ograniči definiciju i/ili značenje pojma „procesor“. Memorijski uređaj 204 uključuje računarski čitljiv medij, kao što je, bez ograničenja, memorija sa slučajnim pristupom (RAM), fleš memorija, hard disk, brzi čvrsti disk, disketa, fleš disk, kompakt disk, digitalni video disk, i/ili bilo koji odgovarajući memorijski uređaj koji omogućava procesoru 202 da skladišti, preuzima i/ili izvršava instrukcije i/ili podatke.

[0018] Mrežni interfejs 206, u jednom primeru načina izvođenja, prenosi i prima podatke između kontrolera 200 i udaljenog uređaja ili sistema. U jednom primeru načina izvođenja, mrežni interfejs 206 je komunikaciono spojen sa najmanje jednim drugim uređajem 104 za punjenje, tako da uređaji 104 za punjenje prenose i primaju podatke jedan od drugog. U jednom primeru načina izvođenja, mrežni interfejs 206 je spojen sa mrežnim interfejsom 206 najmanje jednog drugog uređaja 104 za punjenje, koristeći bilo koji odgovarajući vod za podatke, kao što je Eternet kabl, kabl kompatibilan sa preporučenim standardom 485 (engl. Recommended Standard - RS), i/ili bilo koji drugi vod za podatke koji omogućava uređaju 104 za punjenje da funkcioniše kao što je ovde opisano. Alternativno, mrežni interfejs 206 bežično komunicira sa mrežnim interfejsom 206 najmanje jednog drugog uređaja 104 za punjenje, koristeći bilo koji odgovarajući bežični protokol.

[0019] U jednom primeru načina izvođenja, displej 208 uključuje vakuumski fluorescentni displej (VFD) i/ili jednu ili više svetlećih dioda (engl. light-emitting diodes -LED). Dodatno ili alternativno, displej 208 može uključivati, bez ograničenja, displej sa tečnim kristalima (engl. liquid crystal display - LCD), katodnu cev (engl. cathode ray tube - CRT), plazma displej, i/ili bilo koji odgovarajući vizuelni izlazni uređaj koji je u stanju da korisniku prikaže grafičke podatke i/ili tekst. U jednom primeru načina izvođenja, status punjenja uređaja 106 za skladištenje energije (prikazan na sl. 1), informacije o plaćanju, informacije o autentifikaciji korisnika, i/ili bilo koja druga informacija može biti prikazana korisniku na displeju 208.

[0020] Korisnički interfejs 210 uključuje, bez ograničenja, tastaturu, malu tastaturu, ekran osetljiv na dodir, točkić za pomeranje, pokazivački uređaj, čitač bar kodova, čitač magnetnih kartica, čitač kartica za identifikaciju radio frekvencije (engl. radio frequency identification - RFID), beskontaktni čitač kreditnih kartica, čitač uređaja za komunikaciju bliskog polja (engl. near field communication - NFC), ulazni audio uređaj koji koristi softver za prepoznavanje govora, i/ili bilo koji odgovarajući uređaj koji omogućava korisniku da unese podatke u uređaj 104 za punjenje i/ili da preuzme podatke sa uređaja 104 za punjenje. U jednom primeru načina izvođenja, korisnik može da upravlja korisničkim interfejsom 210 kako bi inicirao i/ili prekinuo isporuku energije uređaju 106 za skladištenje energije. U jednom načinu izvođenja, korisnik može da unese informacije o autentifikaciji korisnika, i/ili informacije o plaćanju, koristeći korisnički interfejs 210.

[0021] U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 214 za kontrolu struje je spojen sa vodom 112 za napajanje i sa brojilom 212. U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 214 za kontrolu struje je kontaktor 214, spojen sa kontrolerom 200 i kontrolisan od njega. U primeru načina izvođenja, kontroler 200 radi, ili otvara kontaktor 214, da prekine struju koja teče kroz vod 112 za napajanje, tako da uređaj 106 za skladištenje energije bude električno isključen sa izvora 114 električne energije (prikazano na sl.1). Kontroler 200 zatvara kontaktor 214 da omogući struji da teče kroz vod 112 za napajanje, tako da uređaj 106 za skladištenje energije bude električno spojen sa izvorom 114 električne energije.

[0022] U jednom primeru načina izvođenja, brojilo 212 je spojeno na vod 112 za napajanje i na kontroler 200 za upotrebu kod merenja i/ili izračunavanja struje, napona, snage i/ili energije koja se obezbeđuje iz izvora 114 električne energije na uređaj 106 za skladištenje energije. Brojilo 212 prenosi podatke reprezentativne za izmerenu struju, napon, snagu i/ili energiju do kontrolera 200. U alternativnom načinu izvođenja, kontroler 200 uključuje brojilo 212 i/ili funkcionalnost brojila 212.

[0023] U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 216 za strujnu zaštitu je spojen na brojilo 212 i na izvor 114 električne energije. Uređaj 216 za strujnu zaštitu električno izoluje ili isključuje uređaj 104 za punjenje od izvora 114 električne energije ako struja primljena od izvora 114 električne energije premašuje unapred utvrđeni prag ili granicu struje. U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 216 za strujnu zaštitu je prekidač. Alternativno, uređaj 216 za strujnu zaštitu može biti osigurač, relej i/ili bilo koji drugi uređaj koji omogućava da uređaj 216 za strujnu zaštitu funkcioniše kao što je ovde opisano.

[0024] Tokom rada, uređaj 106 za skladištenje energije električnog vozila 102 je spojen sa uređajem 104 za punjenje korišćenjem voda 112 za napajanje. U jednom načinu izvođenja, korisnik dobija autorizaciju od servera 116 i/ili drugog sistema ili uređaja da omogući uređaju 104 za punjenje da puni (tj. da obezbedi struju) uređaj 106 za skladištenje energije. Kao što je potpunije opisano ovde, uređaj 104 za punjenje određuje količinu struje koju treba da obezbedi uređaju 106 za skladištenje energije i/ili određuje da li postoji dovoljan kapacitet, kao što su kapaciteti prenosa ili distribucije, za obezbeđivanje struje uređaju 106 za skladištenje energije.

[0025] Sl.3 je blok dijagram primera sistema 300 za punjenje, koji se može koristiti za punjenje mnoštva električnih vozila 102, kao što je punjenje uređaja 106 za skladištenje energije (oba prikazana na sl. 2) svakog električnog vozila 102. U primeru načina izvođenja, sistem 300 za punjenje uključuje mnoštvo uređaja 104 za punjenje, kao što je prvi uređaj 302 za punjenje, drugi uređaj 304 za punjenje, treći uređaj 306 za punjenje i četvrti uređaj 308 za punjenje. Dok sl.3 ilustruje četiri uređaja 104 za punjenje, sistem 300 za punjenje može po želji uključivati bilo koji broj uređaja 104 za punjenje.

[0026] U jednom primeru načina izvođenja, uređaji 104 za punjenje su spojeni sa zajedničkim uređajem 310 za distribuciju električne energije kroz odgovarajuće vodove 312 za napajanje. U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 310 za distribuciju električne energije je transformator 310, koji podešava napon distribucije primljen od izvora 114 električne energije na vrednost napona pogodnu za korišćenje sa uređajima 104 za punjenje. Alternativno, uređaj 310 za distribuciju električne energije može biti bilo koji drugi uređaj koji omogućava da sistem 300 za punjenje funkcioniše kao što je ovde opisano. U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 310 za distribuciju električne energije distribuira traženu količinu struje svakom od uređaja 104 za punjenje, sve dok distribuirana struja ne dostigne granicu distribuirane struje. Na primer, uređaj 310 za distribuciju električne energije može biti projektovan ili "rangiran" da distribuira unapred definisanu količinu struje. Shodno tome, granica distribucije struje može biti postavljena na unapred definisanu količinu struje, ili na nivo struje ispod unapred definisanog iznosa. Kao što je detaljnije opisano ovde, svaki uređaj 104 za punjenje određuje količinu struje koju treba povući (ili primiti) iz uređaja 310 za distribuciju električne energije, i/ili za napajanje uređaja 106 za skladištenje energije, na osnovu ograničenja distribucije struje i na osnovu količine struje povučene od drugih uređaja 104 za punjenje, i/ili količine struje kojom se napajaju uređaji 106 za skladištenje energije spojeni na druge uređaje 104 za punjenje. Na primer, količina struje primljena od izvora 114 električne energije može biti različita od količine struje kojom se napaja uređaj 106 za skladištenje energije spojen na uređaj 104 za punjenje, kao rezultat potrošnje struje unutar uređaja 104 za punjenje i/ili potrošnje struje od strane jednog ili više opterećenja, različitih od uređaja 106 za skladištenje energije spojenih na uređaj 104 za punjenje. Alternativno, lûk uređaja 104 za punjenje spojenih na mnoštvo uređaja 310 za distribuciju električne energije, i svaki uređaj 104 za punjenje određuje količinu struje koju treba povući iz jednog ili više uređaja 310 za distribuciju električne energije, i/ili kojom treba napajati uređaje 106 za skladištenje energije na osnovu granica distribucije struje uređaja 310 za distribuciju električne energije, i na osnovu količine struje koja se povlači iz i/ili isporučuje od drugih uređaja 104 za punjenje.

[0027] Uređaji 104 za punjenje, u jednom primeru načina izvođenja, spojeni su zajedno u komunikaciji podataka preko magistrale 314 podataka. Tačnije, uređaji 104 za punjenje su spojeni sa magistralom 314 podataka preko odgovarajućih mrežnih interfejsa 206 (prikazani na sl. 2). U jednom primeru načina izvođenja, magistrala 314 podataka uključuje najmanje jedan vod za podatke (nije prikazan), kao što je Eternet kabl, kabl kompatibilan sa preporučenim standardom (RS) 485, i/ili bilo koji drugi vod za podatke koji omogućava magistrali 314 podataka da funkcioniše kao što je ovde opisano. Alternativno, uređaji 104 za punjenje spojeni su zajedno u komunikaciji podataka preko bežične mreže. U jednom primeru načina izvođenja, uređaji 104 za punjenje i/ili magistrala 314 podataka formiraju vršnjačku mrežu 316 (engl. peer-to-peer), koja omogućava svakom uređaju 104 za punjenje da razmenjuje podatke sa drugim uređajima 104 za punjenje, spojenim na mrežu 316 bez potrebe za master kontrolerom. Alternativno, uređaji 104 za punjenje i/ili magistrala 314 podataka mogu formirati bilo koju drugu mrežu koja omogućava sistemu 300 za punjenje da funkcioniše kao što je ovde opisano.

[0028] Kao što je ovde detaljnije opisano, u jednom primeru načina izvođenja, svaki uređaj 104 za punjenje prenosi najmanje jedan zahtev svakom drugom uređaju 104 za punjenje, o tome da dobije podatke o upotrebi struje i/ili očekivanoj upotrebi struje svakog drugog uređaja 104 za punjenje. Kako se ovde koristi, izraz „upotreba struje“ odnosi se na količinu struje koju uređaj 104 za punjenje prima iz izvora 114 električne energije, i/ili od uređaja 310 za distribuciju električne energije, i/ili koja se isporučuje uređajem 104 za punjenje u uređaj 106 za skladištenje energije. Alternativno, svaki uređaj za punjenje može da prima podatke o upotrebi struje iz drugog izvora, kao što je sa udaljenog računara (nije prikazano), iz podskupa uređaja 104 za punjenje spojenih na mrežu 316, i/ili iz bilo kog drugog izvora koji omogućava sistemu 300 za punjenje da funkcioniše kao što je opisano ovde.

[0029] Sl.4 je dijagram toka primera postupka 400 za upravljanje uređajem za punjenje, kao što je uređaj 104 za punjenje (prikazan na sl.1). U jednom primeru načina izvođenja, postupak 400 je otelotvoren u okviru mnoštva instrukcija uskladištenih u memorijskom uređaju 204, i bar delimično ga izvršava procesor 202 (oba prikazana na sl.2).

[0030] U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 106 za skladištenje energije i kontroler 110 vozila spojeni su sa uređajem 104 za punjenje pomoću voda 112 za napajanje (sve prikazano na sl. 1) i/ili bilo kojim drugim vodom ili vezom za prenos podataka. Inicijalno se određuje 402 željena količina struje, koju treba da primi uređaj 104 za punjenje i/ili dovede do uređaja 106 za skladištenje energije. U jednom načinu izvođenja, kontroler 110 vozila emituje najmanje jedan signal koji predstavlja željenu količinu struje koja treba da se isporuči uređaju 106 za skladištenje energije. U drugom načinu izvođenja, procesor 202 određuje 402 da željena količina struje bude jednaka granici nazivne struje uređaja 104 za punjenje. Kao što je ovde detaljnije opisano, procesor 202 prima signal i određuje da li željena količina struje i/ili bilo koja druga količina struje može biti isporučena uređaju 106 za skladištenje energije.

[0031] Uređaj 104 za punjenje određuje 404 struju koju prima i/ili isporučuje svaki uređaj 104 za punjenje unutar mreže 316 (prikazano na sl. 3). U jednom primeru načina izvođenja, svaki uređaj 104 za punjenje je programiran sa brojem ili drugim identifikatorom koji je uzastopno veći od sledećeg najbližeg uređaja 104 za punjenje gledano naniže, i koji je uzastopno manji od sledećeg najbližeg uređaja 104 za punjenje gledano naviše. Prema tome, u jednom primeru načina izvođenja, uređaji 104 za punjenje su indeksirani i/ili numerisani od jedan do ukupnog broja uređaja 104 za punjenje unutar mreže 316 (tj. od jedan do četiri, ako mreža 316 uključuje četiri uređaja 104 za punjenje). Alternativno, uređaji 104 za punjenje su indeksirani, numerisani i/ili poređani u bilo kom drugom redosledu koji omogućava postupku 400 da funkcioniše kao što je ovde opisano.

[0032] U jednom primeru načina izvođenja, svaki uređaj 104 za punjenje je programiran sa ograničenjem distribucije struje uređaja 310 za distribuciju električne energije (prikazano na sl. 3), i brojem uređaja 104 za punjenje (ili uređaja 104 za punjenje sa najvećim brojem) unutar mreže 316. Shodno tome, u jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje određuje 404 struju koju prima i/ili isporučuje svaki uređaj 104 za punjenje, tako što zahteva podatke reprezentativne za količinu struje koja je primljena i/ili isporučena od strane svakog uređaja za punjenje uzastopno od uređaja sa indeksom jedan do uređaja 104 za punjenje sa najvećim indeksom (ili bilo kojim drugim redosledom). Takvi zahtevi se prenose na svaki indeksirani ili referencirani uređaj 104 za punjenje koji koristi mrežu 316. Treba napomenuti da će predmetni uređaj 104 za punjenje odrediti 404 sopstvenu primljenu i/ili isporučenu struju (ako postoji) pozivanjem na brojilo 212, i/ili podatke pohranjene u memorijskom uređaju 204 (oba prikazana na sl. 2), umesto da prenosi zahtev samom sebi. U jednom načinu izvođenja, ako uređaj 104 za punjenje unutar mreže 316 ne odgovori na zahtev u okviru unapred određenog vremenskog perioda, pretpostavlja se da uređaj 104 za punjenje koji ne reaguje prima i/ili isporučuje struju od oko nula ampera. Alternativno, bilo koja druga zadata vrednost struje može da se koristi umesto prijema podataka sa uređaja 104 za punjenje koji ne reaguje.

[0033] U jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje određuje 406 ukupnu količinu struje koju obezbeđuje uređaj 310 za distribuciju električne energije, akumuliranjem ili sabiranjem količina struje primljenih i/ili isporučenih od strane svakog uređaja 104 za punjenje. Uređaj 104 za punjenje određuje 408 ukupnu količinu struje dostupno za distribuciju preko ili pomoću uređaja 310 za distribuciju električne energije, oduzimanjem ukupne primljene i/ili isporučene struje od granice distribucije struje.

[0034] Uređaj 104 za punjenje određuje 410 da li je ukupna raspoloživa struja veća ili jednaka željenoj količini struje koju treba da primi i/ili isporuči uređaj 104 za punjenje. Ako je ukupna raspoloživa struja veća ili jednaka željenoj količini struje, uređaj 310 za distribuciju električne energije je određen tako da ima dovoljnu količinu distribucionog i/ili prenosnog kapaciteta, a uređaj 104 za punjenje prima i/ili snabdeva 412 željenom količinom struje uređaj 106 za skladištenje energije. Tačnije, procesor 202 upravlja i/ili aktivira uređaj 214 za kontrolu struje (prikazan na sl. 2) tako da omogući da željena

1

količina struje (ili barem deo željene količine struje) teče od izvora 114 električne energije, kroz uređaj 310 za distribuciju električne energije i uređaj 104 za punjenje, do uređaja 106 za skladištenje energije. U jednom primeru načina izvođenja, nakon što uređaj 104 za punjenje počne da snabdeva 412 željenom količinom struje uređaj 106 za skladištenje energije, uređaj 104 za punjenje nastavlja da snabdeva 412 željenom količinom struje sve dok se uređaj 106 za skladištenje energije ne napuni do željenog nivoa, ili dok uređaj 104 za punjenje ne bude drugačije upućen da prekine punjenje uređaja 106 za skladištenje energije.

[0035] Ako, međutim, ukupna raspoloživa struja nije veća ili jednaka željenoj količini struje (tj. ako je željena količina struje veća od ukupne raspoložive struje), uređaj 104 za punjenje određuje 414 da li je ukupna raspoloživa struja veća ili jednaka minimalnom nivou punjenja. U jednom primeru načina izvođenja, minimalni strujni nivo punjenja je unapred određen minimalni strujni nivo koji je uređaj 106 za skladištenje energije projektovan da prima od uređaja 104 za punjenje, i/ili koji je uređaj 104 za punjenje projektovan da prima od uređaja 310 za distribuciju električne energije. U jednom načinu izvođenja, minimalni strujni nivo punjenja je oko šest ampera. Alternativno, minimalni strujni nivo punjenja može biti bilo koja druga vrednost koja omogućava postupku 400 da funkcioniše kao što je ovde opisano.

[0036] U jednom primeru načina izvođenja, ako ukupna raspoloživa struja nije veća ili jednaka (tj. manja je od) minimalnog strujnog nivoa punjenja, uređaj 104 za punjenje je sprečen 416 da napuni uređaj 106 za skladištenje energije. Tačnije, procesor 202 otvara uređaj 214 za kontrolu struje, i/ili onemogućava zatvaranje uređaja 214 za kontrolu struje, kako bi se sprečilo 416 da struja bude primljena od strane uređaja 104 za punjenje, i/ili da bude isporučena uređaju 106 za skladištenje energije. Uređaj 104 za punjenje čeka 418 da istekne unapred određeni vremenski period (u daljem tekstu nazvan „vreme ponovnog pokušaja“). U jednom načinu izvođenja, vreme ponovnog pokušaja je oko 15 minuta. Alternativno, vreme ponovnog pokušaja može biti bilo koji drugi vremenski period koji omogućava postupku 400 da funkcioniše kao što je opisano ovde. Nakon što vreme ponovnog pokušaja istekne, uređaj 104 za punjenje vraća se na određivanje 404 struje koju prima i/ili isporučuje svaki uređaj 104 za punjenje unutar mreže 316. Kao takav, u jednom primeru načina izvođenja, uređaj 104 za punjenje (konkretno, procesor 202) ponovo određuje količinu struje koja je raspoloživa po isteku vremena ponovnog pokušaja.

[0037] Ako se utvrdi 414 da je ukupna raspoloživa struja jednaka ili veća od minimalnog strujnog nivoa punjenja (ali manja od željene količine struje), uređaj 104 za punjenje prima struju i/ili isporučuje 420 struju uređaju 106 za skladištenje energije pri smanjenom strujnom nivou punjenja (u poređenju sa željenom količinom struje). U jednom primeru načina izvođenja, smanjeni strujni nivo punjenja jednak je ukupnoj raspoloživoj struji, tako da uređaj 104 za punjenje prima ukupnu raspoloživu količinu struje i/ili isporučuje ukupnu raspoloživu količinu struje uređaju 106 za skladištenje energije. Alternativno, smanjeni strujni nivo punjenja je svaka druga količina struje koja je jednaka ili veća od minimalnog strujnog nivoa punjenja, i koja je jednaka ili manja od ukupne raspoložive struje. Dok prima i/ili isporučuje 420 smanjeni nivo struje uređaju 106 za skladištenje energije, uređaj 104 za punjenje čeka 422 da istekne unapred određeno vreme ponovnog pokušaja. Nakon što vreme ponovnog pokušaja istekne, uređaj 104 za punjenje vraća se na određivanje 404 (ili ponovno određivanje) struje koju je primio i/ili isporučio svaki uređaj 104 za punjenje unutar mreže 316.

[0038] Kao što je ovde opisano, obezbeđen je robustan i delotvoran uređaj za punjenje. Uređaj za punjenje uključuje procesor konfigurisan tako da selektivno aktivira uređaj za kontrolu struje da isporučuje struju uređaju za skladištenje energije električnog vozila. Uređaj za punjenje je spojen sa najmanje jednim drugim uređajem za punjenje unutar vršnjačke mreže, a svaki uređaj za punjenje unutar mreže je konfigurisan tako da prima struju od zajedničkog uređaja za distribuciju električne energije. Uređaj za punjenje određuje željenu količinu struje koju treba primiti i/ili obezbediti uređaju za skladištenje energije, i određuje količinu struje koju prima i/ili isporučuje svaki uređaj za punjenje unutar mreže. Ukupna količina struje, koja je raspoloživa za prijem od strane uređaja za punjenje i/ili obezbeđena uređaju za skladištenje energije putem uređaja za distribuciju električne energije, određuje se sumiranjem struje primljene i/ili isporučene od strane svakog uređaja za punjenje, i oduzimanjem rezultata od granice distribucije struje uređaja za distribuciju električne energije. Na osnovu poređenja željene količine struje i ukupne raspoložive struje, uređaj za punjenje može primiti i/ili isporučiti željenu količinu struje, smanjenu količinu struje, ili nikakvu količinu struje uređaju za skladištenje energije. Shodno tome, svaki uređaj za punjenje unutar mreže određuje da li uređaj za distribuciju električne energije ima dovoljnu sposobnost distribucije struje da isporuči željenu količinu struje svakom uređaju za punjenje. Kao takvi, uređaji za punjenje su sprečeni da premaše granicu distribucije struje uređaja za distribuciju električne energije.

[0039] Tehnička svojstva uređaja i postupaka koji su opisani ovde obuhvataju najmanje jedno od (a) određivanje željene količine struje, koja treba da bude najmanje jedna od onih koje su primljene od strane uređaja za punjenje, i isporučena uređaju za skladištenje energije električnog vozila; (b) određivanje količine raspoložive struje tako da bude najmanje jedna od onih koje su primljene od strane uređaja za punjenje iz uređaja za distribuciju električne energije, i isporučena uređaju za skladištenje energije; i (c) upravljanje uređajem za kontrolu struje uređaja za punjenje, kako bi se omogućilo da željena količina struje bude barem jedna od primljenih i isporučenih ako željena količina struje ne premašuje količinu raspoložive struje.

[0040] Primeri načina izvođenja uređaja za punjenje, sistema i postupka upravljanja uređajem za punjenje detaljno su opisani iznad. Uređaj za punjenje, sistem i postupak nisu ograničeni na specifične načine izvođenja koji su ovde opisani, već se komponente uređaja za punjenje i/ili sistema i/ili koraci postupka mogu koristiti nezavisno i odvojeno od drugih komponenti i/ili koraka opisanih ovde. Na primer, uređaj za punjenje se takođe može koristiti u kombinaciji sa drugim energetskim sistemima i postupcima, i nije ograničen na praktikovanje samo sa električnim vozilom kao što je ovde opisano. Umesto toga, primer načina izvođenja se može primeniti i koristiti u vezi sa mnogim drugim primenama elektroenergetskog sistema.

[0041] Iako specifična svojstva različitih načina izvođenja pronalaska mogu biti prikazana na nekim crtežima a ne biti prikazana na drugim, to je učinjeno samo zbog pogodnosti. U skladu sa principima pronalaska, na bilo koje svojstvo crteža može se pozivati i/ili zahtevati u kombinaciji sa bilo kojim svojstvom bilo kog drugog crteža.

[0042] Ovaj pisani opis koristi primere za obelodanjivanje pronalaska, uključujući najbolji način rada, kao i da omogući bilo kojoj osobi koja je stručnjak u ovoj oblasti tehnike da praktikuje pronalazak, uključujući pravljenje i korišćenje bilo kojih uređaja ili sistema i izvođenje svih ugrađenih postupaka. Obim pronalaska koji se može patentirati definisan je patentnim zahtevima.

1

Claims

Patentni zahtevi

1. Mnoštvo uređaja za punjenje, gde je svaki uređaj za punjenje pogodan za upotrebu sa električnim vozilom (102) koje uključuje uređaj (106) za skladištenje energije i indeksiran je, i pri čemu svaki uređaj za punjenje sadrži:

uređaj (214) za kontrolu struje, konfigurisan tako da selektivno omogući prijem struje iz uređaja (310) za distribuciju električne energije i snabdevanje strujom uređaja (106) za skladištenje energije;

mrežni interfejs (206), konfigurisan tako da prenosi i prima podatke do i od drugih uređaja za punjenje; i

procesor (202), spojen sa navedenim uređajem za kontrolu struje i navedenim mrežnim interfejsom, navedeni procesor je konfigurisan tako da:

odredi (402) željenu količinu struje koju treba da primi uređaj (104) za punjenje i/ili da se isporuči uređaju (106) za skladištenje energije;

odredi (404) količinu struje koju prima i isporučuje svaki od mnoštva uređaja za punjenje, tako što se šalje zahtev svakom uređaju za punjenje uzastopno od uređaja sa indeksom jedan do uređaja (104) za punjenje sa najvećim indeksom;

odredi (406) prvu ukupnu količinu struje sabiranjem količina struje primljenih i/ili isporučenih od strane svakog uređaja (104) za punjenje;

odredi (408) drugu ukupnu količinu struje koja je raspoloživa za distribuciju od strane uređaja (310) za distribuciju električne energije oduzimanjem ukupne količine struje od granice distribucije struje uređaja za distribuciju električne energije, koja je postavljena na unapred definisanu količinu struje;

odredi (410) da li je druga ukupna raspoloživa količina struje veća ili jednaka željenoj količini struje;

upravlja navedenim uređajem za kontrolu struje tako da:

primi i/ili isporuči (412) željenu količinu struje u uređaj (106) za skladištenje energije ako je druga ukupna raspoloživa količina struje veća ili jednaka željenoj količini struje,

i

inače da:

spreči (416) da se struja isporuči uređaju (106) za skladištenje energije ako je druga ukupna raspoloživa količina struje manja od minimalnog strujnog praga punjenja,

pri čemu:

ako je druga ukupna raspoloživa količina struje jednaka ili veća od minimalnog strujnog praga (414) punjenja, uređaj (104) za punjenje je u funkciji da prima struju i/ili isporučuje struju u uređaj (106) za skladištenje energije pri smanjenom strujnom nivou punjenja, što predstavlja količinu struje koja je jednaka ili veća od minimalnog strujnog praga punjenja, i koja je jednaka ili manja od druge ukupne količine struje.

2. Uređaj (104) za punjenje u skladu sa patentnim zahtevom 1, pri čemu je navedeni procesor (202) dalje konfigurisan tako da ponovo odredi željenu količinu struje nakon isteka unapred određenog vremenskog perioda.

3. Postupak za upravljanje mnoštvom uređaja za punjenje, pri čemu je svaki uređaj za punjenje pogodan za upotrebu sa električnim vozilom (102) koje uključuje uređaj (106) za skladištenje energije, pri čemu je svaki od uređaja za punjenje indeksiran i sadrži mrežni interfejs konfigurisan za prenos i prijem podataka do i od drugih uređaja za punjenje, pri čemu navedeni postupak obuhvata:

određivanje (402) željene količine struje koju treba da primi uređaj (104) za punjenje i/ili kojom se snabdeva uređaj (106) za skladištenje energije; određivanje (404) količine struje koju prima i isporučuje svaki od mnoštva uređaja (104) za punjenje, tako što se šalje zahtev svakom uređaju za punjenje uzastopno od uređaja sa indeksom jedan do uređaja (104) za punjenje sa najvećim indeksom; određivanje (406) prve ukupne količine struje sumiranjem količina struje primljenih i/ili isporučenih od strane svakog uređaja (104) za punjenje; određivanje (408) druge ukupne količine struje koja je raspoloživa za distribuciju od strane uređaja (310) za distribuciju električne energije oduzimanjem ukupne količine struje od granice distribucije struje uređaja za distribuciju električne energije, koja je postavljena na unapred definisanu količinu struje; određivanje (410) da li je druga ukupna raspoloživa količina struje veća ili jednaka željenoj količini struje;

upravljanje uređajem za kontrolu struje uređaja (104) za punjenje putem:

primanja i/ili isporučivanja (412) željene količine struje uređaju (106) za skladištenje energije ako je druga ukupna raspoloživa količina struje veća ili jednaka željenoj količini struje, i

inače:

sprečavanja (416) da se struja isporuči uređaju (106) za skladištenje energije ako je druga ukupna raspoloživa količina struje manja od minimalnog strujnog praga (414) punjenja; i

ako je prva raspoloživa količina struje jednaka ili veća od minimalnog strujnog praga punjenja, upravljanje uređajem (104) za punjenje da prima struju i/ili isporučuje struju uređaju (106) za skladištenje energije pri smanjenom strujnom nivou punjenja, što predstavlja količinu struje koja je jednaka ili veća od minimalnog strujnog praga punjenja, i koja je jednaka ili manja od druge ukupne količine struje.

1