[发明专利]用于在电网和车辆之间传送电功率的系统和方法

说明书

背景技术

电池电动车(BEV)、可外充电式混合电动车(PHEV)以及燃料电池汽车(FCV)可以为电力公用网络及其消费者提供很多有利功能。

大多数基本示例涉及净计量，其中电流可以在居所中沿两个方向流动，且消费者仅需要支付在记帐期间消费的净电能。在这种情况下，车辆可以被设计为将电力推回电网以帮助减小居所中消费的总电能。

这具有若干缺点，因为车辆的效率不是100％，且在静态定价方法中对车辆充电的成本将超过将电力推回电网的节省。

这导致更先进的方案，该方案中，仅当赚得的钱将大于电池充电以及补偿电池缩短的寿命和对用户带来的不便的成本时，车辆才在可变定价区域中在电网上推动电力。

BEV将使用其电池中的存储将功率推到电网，且将需要从电网吸取功率以进行充电。因为电池主要从电网(一些在驾驶时具有太阳能或再生装置)充电，当其电池被用完时，车辆不再能够支持分散式发电。

PHEV和FCV可以持续提供动力，只要对于消费者而言这么做是经济的。PHEV具有辅助燃料源，其可以是气体、天然气等，如FCV一样运转，且已经公开了在家庭中主要利用天然气来永久地提供燃料以从车辆产生电力的若干系统。这是有用的，但是必须注意确保支付超过对电池充电的电力或代替发电过程中使用的电力的燃料以及汽车中发动机的磨损的成本。

预期值的另一来源是能源质量调节。电力公司努力维持极低的区域控制误差(ACE)，这进而确保电网可用的电力中干净的60Hz交流信号。BEV、PHEV和FCV中的电池将显著增加电网上端点附近，尤其是居所、社区和企业的功率质量。功率调节是0净能量，因为吸收的能量一般等于在以稳定的60Hz正弦波保持可用功率时推出的能量。这不需要消耗额外的燃料，不消耗电池且在执行服务时仅导致电池最小的应力。

具有可能的最大值的区域防止或帮助电力公司从部分灯火管制/灯火管制恢复。BEV、PHEV和FCV中可用的能量存储和/或发电能力可以在消费者需求接近电力供应时帮助提供峰值能量。代替从相邻电力公司购买昂贵的功率或者用完可用电力，电力公司可以从车辆引进能量。该方案典型地仅在一年中以很短的时间发生几次，且从向电网提供电力赚的钱将无疑超过消费者提供电力的成本。如果消费者不在电力公司直接支付的区域且控制在这些超峰值时期控制产生的能量，则消费者仍能够省钱且通过使用车辆提供家用功率来改善情况且仍然将一些功率推回电网来帮助解决不足。

在灯火管制事件中，车辆不应试图自己对电网重新充电，因为这可能行不通且可能损坏家用电线、电表或汽车电学系统。而且，在紧急事件情况中，车辆需要在人们需要它进行运输时能够驾驶足够的距离。

发明内容

本发明是用于控制BEV、PHEV和FCV的系统，当被插入到电力网时，BEV、PHEV和FCV向消费者和电力公司提供有用功能的混合，包括如下内容：

1.价格敏感的充电和放电，使得，当成本低于某一成本时，电池充电，且当成本高于某一较高成本时，电池放电(在具有燃料源的PHEV或FCV处于与电网相连的位置中的情况下，可以连续提供功率以确保在特定时期期间千瓦时总数不被超出)。

2.在车辆与电网相连的整个时期期间的能量质量调节。

3.超峰值放电，以帮助减小部分灯火管制/灯火管制事件的危险。

4.部分灯火管制/灯火管制事件中的电网恢复援助或家用电力产生。

用于这种系统的控制理想地将来自电力公司。这样，在调节电力期间，可以为车辆给予补偿。而且，电力公司最有优势，并且通过在具有负载设施的区域中类似于空调循环那样循环可用车辆来优化缓解部分灯火管制和灯火管制以减小峰值需求。这样，可用电力在电网中仍存在短缺的较短几个小时之后并不被完全用完。

如果电力公司不支持或实施某种类型的控制方法，本公开的系统仍可以为消费者带来益处。本系统可以被设计为在电力成本足够高的时候对电池进行放电以获益，当成本最便宜时对电池进行充电，且在家庭内部调节电力以帮助保护其中的负载。将在所有时间维持可配置的最小量电荷以确保在需要时可以驾驶车辆。在PHEV或FCV的情况下，如果电的价格高于发电机的替代燃料或燃料电池的成本，则可以使用发电装置。如果净计量不可用，在高价期间，家庭可以简单地通过汽车的发电装置或电池来部分或完全供电，使得居民不向电力公司支付峰值电价。

该系统由下列部分组成：

1.双向插座(outlet)型接口，包括至少功率输入、功率输出、电压、频率、功率因子的测量和监控(将使用这些测量装置来识别诸如部分灯火管制/灯火管制的功率相关的紧急事件)。