本发明涉及一种用于控制一组车辆充电的方法以及相应的控制系统。
背景技术：
由现有技术已知通过控制系统在考虑充电用电网运营商关于功率减少的要求的情况下来控制一组或一队可电驱动的车辆的能量存储器的充电。换言之，在电网运营商的相应请求下，中断或延迟车队中某些车辆的充电，以便由此降低电网中的功率消耗。在此仅中断这样的车辆的充电，在所述车辆中充电过程的中断不影响由车辆用户设定的出发时刻，也就是说，即使在晚些时候恢复充电过程也仍有足够的时间将车辆充满电或充电至预规定的充电状态。
在如上所述控制车队充电时，考虑各个充电车辆的当前测量的充电功率测量值，以便由此确保足够多的车辆中断其充电过程，从而实现电网运营商所希望的功率减少。但在此可能出现某些充电功率测量值不可信的问题，因为它们超过一个或多个预规定的最大功率测量值，尽管这种超过实际上不太可能发生。在车队的充电控制中使用不可信的充电功率测量值可能会导致电网运营商所希望的功率减少未被实现。
技术实现要素：
因此，本发明的任务在于提供一种用于控制一组车辆充电的方法，使得即使在出现不可信的充电功率测量值时也可以高概率实现电网运营商所希望的功率减少。
所述任务通过根据权利要求1的方法来解决。本发明的扩展方案在从属权利要求中限定。
根据本发明的方法用于控制一组车辆的充电，所述车辆电连接到电网运营商的电网上，在此，相应的车辆从电网获取电流，以用于对车辆侧的能量存储器充电来驱动相应的车辆。换言之，车辆是可电驱动的车辆、如纯电动车辆或混合动力车辆。在根据本发明的方法中，中央控制系统可与该组中的相应的车辆以及与电网运营商的服务器通信。术语“中央控制系统”可理解为控制该组中所有车辆的充电的控制系统或控制装置。该控制系统尤其是通过相应服务器上的软件来实现。中央控制系统响应于从电网运营商的服务器接收到的减少命令在使用相应的车辆的充电功率测量值的情况下对该组车辆进行充电功率减少控制。在该控制的范畴内，中央控制系统减少至少一部分所述车辆侧的能量存储器的充电功率。优选中断至少一部分所述车辆侧的能量存储器的充电。通过如此减少充电功率，该组车辆的总充电功率应至少减少由减少命令确定的功率量。
在本发明方法的范畴中，在相应的车辆充电期间测量其充电功率测量值并且将所述充电功率测量值提供给中央控制系统。例如充电功率测量值可存储在中央存储器、如云存储器中并且随后可由控制系统调用。在一种优选实施方式中，充电功率测量值由相应的测量装置检测，该测量装置例如集成在相应的车辆所连接的充电站中。另外，在根据本发明的方法中预规定用于相应的车辆充电的一个或多个最大功率值，所述充电功率测量值不应超过所述一个或多个最大功率值。在一种优选实施方式中，所述一个或多个最大功率值包括下述值中的一个或多个并且必要时也包括下述所有值：
-充电站最大值，其表示为相应的车辆充电的充电站的最大充电功率；
-车辆最大值，其表示相应的车辆的最大充电功率；
-用户最大值，其表示可由用户为相应的车辆配置的最大充电功率。
充电站最大值优选为充电站的物理上可能的最大充电功率值，但也可能低于该值。车辆最大值优选为相应的车辆的物理上可能的最大充电功率值，但也可能低于该值。用户最大值优选不大于车辆最大值并且优选也不大于充电站最大值。优选充电站最大值大于车辆最大值或等于车辆最大值。
本发明方法的特征在于，当相应的车辆的充电功率测量值超过所有最大功率值中的最小值并且充电功率减少控制即将进行时，中央控制系统为了充电功率减少控制而在充电功率减少控制开始时使用替代值来代替测得的充电功率测量值，所述替代值是所有最大功率值中的最小值。否则，即当相应的车辆的充电功率测量值未超过所有最大功率值中的最小值并且充电功率减少控制即将进行时，中央控制系统为了充电功率减少控制而使用测得的充电功率测量值。
在根据本发明的方法中利用了以下认识：在相应充电功率减少控制开始之前，应尽可能低地设置不可信的充电功率测量值，以防止错误地过高估计的充电功率测量值而导致功率未充分遵循电网运营商的减少命令减少。
在本发明方法的一种优选实施方式中，也考虑到在充电功率减少控制正在进行时出现不可信充电功率测量的情况、如在将相应的车辆连接到充电站上时。在该实施方式中，最大功率值包括充电站最大值、车辆最大值和用户最大值。在此当相应的车辆的充电功率测量值超过充电站最大值和车辆最大值中的最小值时，中央控制系统为了充电功率减少控制而使用替代值来代替测得的充电功率测量值，所述替代值是充电站最大值和车辆最大值中的最小值。否则，即当相应的车辆的充电功率测量值在充电功率降低控制正在进行时未超过充电站最大值和车辆最大值中的最小值时，中央控制系统为了充电功率减少控制而使用测得的充电功率测量值。在该实施方式中利用了以下认识：基于用户最大值的可配置性，在不可信的测量值的情况下车辆最大值或充电站最大值比用户最大值以更高概率存在。还考虑到在充电功率减少控制正在进行时错误地过低估计的充电功率测量值可导致其它车辆的充电功率没有被足够地降低，而因此未实现遵循电网运营商的减少命令的要求。
在另一种特别优选的实施方式中，中央控制系统也可处理电网运营商的相应的增加命令。换言之，中央控制系统响应于从电网运营商的服务器接收到的增加命令在使用该车辆的充电功率测量值的情况下对该组车辆进行充电功率增加控制。在充电功率增加的范畴中，控制系统增加至少一部分所述车辆侧的能量存储器的充电功率，以便将该组车辆的总充电功率至少增加由增加命令设定的功率量。在这种增加命令的情况下，优选适合地处理不可信的充电功率测量值，以便尽可能确保实现遵循增加命令的充电功率增加。
在本发明方法的一种实施方式中，当相应的车辆的充电功率测量值超过所有最大功率值中的最小值并且充电功率增加控制正在进行时，中央控制系统为了充电功率增加控制在充电功率增加控制开始时而使用替代值来代替测得的充电功率测量值，所述替代值是所有最大功率值中的最小值。否则，即当相应的车辆的充电功率测量值未超过所有最大功率值中的最小值并且充电功率减少控制正在进行时，中央控制系统为了充电功率增加控制而使用测得的充电功率测量值。在该实施方式中利用了以下认识：在正在进行的充电功率增加控制中错误地过高估计的充电功率测量值可导致由其它车辆提供的功率不足以实现遵循增加命令的功率值。
在另一种实施方式中，当相应的车辆的充电功率测量值超过充电站最大值和车辆最大值中的最小值并且充电功率增加控制即将进行时，中央控制系统为了充电功率增加控制而使用替代值来代替测得的充电功率测量值，所述替代值是充电站最大值和车辆最大值中的最小值。否则，即当相应的车辆的充电功率测量值未超过充电站最大值和车辆最大值中的最小值并且充电功率增加控制即将进行时，中央控制系统为了充电功率增加控制使用测得的充电功率测量值。在该实施方式中，所述最大功率值包括充电站最大值和车辆最大值以及用户最大值。在此考虑充电站最大值或车辆最大值比可配置的用户最大值以更大概率存在。此外，考虑到在充电功率增加控制开始之前错误地过低设置的充电功率测量值可导致：在功率增加控制开始且相应的车辆的充电功率增加时，其它车辆的功率增加不足以实现遵循增加命令的功率增加。
在本发明方法的另一种实施方式中，所述中央控制系统在充电功率减少控制和/或充电功率增加控制的范畴中根据降级函数修正在此所使用的充电功率测量值或替代值，所述降级函数描述在接近完全充电状态时车辆侧的能量存储器的充电功率减少。以这种方式，根据能量存储器的充电状态更精确地设定充电功率值或替代值。
除了上述方法，本发明还涉及一种用于控制一组车辆充电的中央控制系统，所述车辆电连接到电网运营商的电网上，在此，相应的车辆从电网获取电流，以用于对车辆侧的能量存储器充电来驱动相应的车辆。中央控制系统可与该组中的相应的车辆以及与电网运营商的服务器通信，中央控制系统构造用于响应于从电网运营商的服务器接收到的减少命令在使用相应的车辆的充电功率测量值的情况下对该组车辆进行充电功率减少控制并且在此减少至少一部分所述车辆侧的能量存储器的充电功率，以便将该组车辆的总充电功率至少减少由减少命令设定的功率量。中央控制系统在此构造用于实施这样的方法，在其中，
-将在相应的车辆充电期间测得的该车辆的充电功率测量值提供给中央控制系统，此外预规定用于相应的车辆充电的一个或多个最大功率值，充电功率测量值不应超过所述一个或多个最大功率值；
-当相应的车辆的充电功率测量值超过所有最大功率值中的最小值并且充电功率减少控制即将进行时，中央控制系统为了充电功率减少控制而使用替代值来代替测得的充电功率测量值，所述替代值是所有最大功率值中的最小值，当相应的车辆的充电功率测量值未超过所有最大功率值中的最小值并且充电功率减少控制即将进行时，中央控制系统为了充电功率减少控制而使用测得的充电功率测量值。
上述控制系统优选这样构造，使得其可用于实施根据本发明方法的一种或多种优选方案。
附图说明
下面参照附图详细阐述本发明的实施方式。附图如下：
图1示出在其中实施本发明方法一种实施方式的基础架构的示意图；
图2示出一种流程图，其用于说明在功率减少控制即将进行时本发明方法一种实施方式的流程；和
图3示出一种流程图，其用于说明在功率减少控制正在进行时本发明方法一种实施方式的流程。
具体实施方式
图1以示意图示出用于实施本发明方法的一种基础架构。该基础架构的核心部件是中央控制单元co，所述中央控制单元集成在服务器se中并且用于控制包括多个电驱动车辆的车队或车组(即这些车辆的驱动电池)充电。示例性示出该车队中的三辆电动车1。这些车辆在通信技术上通过入口pt连接到控制单元co上。控制系统co通过适合的控制后端(未示出)访问入口pt，所述入口又可与各车辆1、如通过短信(sms)进行通信。
车组的每辆车辆1配属于一个用户，该用户可借助(未示出的)终端、如智能手机一方面通过(未示出的)控制后端与控制系统co通信并且另一方面通过入口pt与他的车辆通信。用户尤其是可在其车辆的驱动电池在电网上充电时借助其终端设定与充电过程有关的不同参数。此外，用户可确定充电时间窗口，在所述充电时间窗口中充电是特别有利的。于是电池的充电优选在充电时间窗口中进行。用户也可确定出发时刻以及出发时刻的设定荷电状态(通常为100％)。这些数据可通过用户的终端既传输给中央控制系统co也传输给用户车辆1。作为其它参数用户可配置用户最大值nm，所述用户最大值相应于用户车辆的希望的最大充电功率。该值也通过用户终端不仅发送给中央控制系统co而且发送给车辆。此外，在每辆车辆中存储有车辆最大值fm，所述车辆最大值代表车辆的物理上可能的最大充电功率。控制系统co已知该车辆最大值，即，该车辆最大值在更早时候被发送给控制系统。
每辆所述车辆为了充电而连接到相应充电站2上，为清楚起见这仅针对图1中的左侧车辆示出。充电站又与电网运营商的电网(未示出)连接。下面继续描述的服务器se'属于该电网运营商。充电站在充电期间通过(未示出的)测量装置检查当前充电功率测量值mw并将这些测量值发送至云存储器sp。中央控制系统co可从存储器sp中调用这些测量值。对于充电站2存在充电站最大值lm，所述充电站最大值代表该充电站的物理上可能的最大充电功率。控制系统co已知该充电站最大值，即，该值在更早时候被发送给控制系统。上述车辆最大值fm例如可以是7kw、上述充电站最大值lm例如是8kw并且上述用户最大值例如是4kw。必要时也可为相应的车辆的充电预规定其它最大功率值。尽管图1中的各个值lm、fm和nm具有相同的附图标记，但它们可因车辆而异或因充电站而异。
根据图1，控制系统co也与服务器se'通信。如上所述，服务器se'属于电网运营商，在电网运营商的电网上车队的车辆1或车辆的电池被充电。另外，在图1的基础架构中设有呈固定式蓄电池sb形式的能量存储系统，所述固定式蓄电池可由控制系统co通过适合的接口来控制并且属于控制系统co的运营商。控制系统的运营商例如是车组车辆1的制造商。
图1中的基础架构的任务在于：电网运营商可在其电网过载的情况下通过其服务器se'向控制系统co发送减少命令rb。响应于该减少命令，控制系统co随后这样控制车队车辆的充电，使得车队的功率消耗(至少)减少预规定的功率量，其中，该功率量在减少命令rb中被设定。为了将功率减少该功率量，控制系统在特定的中断时间段上中断至少一部分正在充电的车辆的充电过程。在本文描述的实施方式中，中断时间段是固定预规定的并且是一小时。在此仅中断这样的车辆的充电过程，在所述车辆方面确保在中断时间段后从充电过程恢复直至出发时刻仍能提供足够的功率，用于将相应的车辆的驱动电池充电至设定荷电状态。当所有车辆的充电功率都不能降低遵循减少命令rb希望的功率量时，控制系统co另外这样控制固定式蓄电池sb，使得固定式蓄电池馈送一定的功率量到电网中，所述功率量相应于直到实现减少所述功率量还短缺的功率。由此确保功率平衡遵循减少命令rb的功率量得以实现。
在本文描述的实施方式中，可选地也存在如下可能性：电网运营商通过服务器se'向中央控制系统co发送增加命令eb。借助该增加命令指示控制系统将车组车辆的充电功率提升又在增加命令中确定的功率量。当在电网中存在功率过剩并且应尽快消耗时，与是由服务器se'向控制系统co发送这种增加命令。
在不仅用于减少而且用于增加车队总功率的功率控制范畴中，由中央控制单元co处理当前充电功率测量值，所述当前充电功率测量值由控制系统从云存储器sp调用。在此可出现一辆或多辆车辆的充电功率测量值mw不可信的情况，因为它超过了一个或多个最大功率值lm、nm和fm、即用户最大值nm和/或车辆最大值fm和/或充电站最大值lm。在此应注意，用户最大值不能由用户设定为高于物理上的车辆最大值fm并且通常也不能高于充电站最大值lm。本文描述的实施方式提供了一种用于处理不可信的充电功率测量值mw的方法，从而可以高概率确保：即使充电功率测量值不可信仍能实现遵循减少命令rb的希望的功率减少或遵循增加命令eb的希望的功率增加。
下面示例性说明在减少命令rb的情况下本发明的一种实施方式。在此区分两种情况。在第一种情况下，用于减少功率的功率控制在出现不可信的测量值时尚未开始。尽管如此，已经知道这种功率控制即将进行。例如减少命令rb可能已经由服务器se'发出，但在该命令中确定：功率减少应仅在未来某一时刻开始。例如控制系统也可通过预先发出的命令已被告知功率减少命令rb即将到来。不可信的测量值的出现大多与相应的提供不可信的充电功率测量值的车辆连接到充电站上相关。与刚描述的第一种情况不同地，在所考虑的第二种情况中，不可信的充电功率测量值在车辆中在已经进行充电功率控制期间出现。这种不可信的值的出现通常也与相应的车辆连接到充电站上相关。
图2示出用于第一种情况的流程图，在所述流程图中，通过控制系统co的充电功率控制尚未开始。在步骤s1中针对每个充电功率测量值检查：相应测量值mw是否大于最大功率值lm、fm和nm中的最小值。如果是这种情况(步骤s1的分支j)，则将相应功率测量值mw归类为不可信并且进入步骤s2。根据步骤s2，在未来的充电功率控制中，相应充电功率减少不基于实际充电功率测量值、而是基于三个最大值lm、fm和nm中的最小值来确定。在此考虑，如果借助不可信的充电功率测量值来中断车辆充电，则错误地过高估计的充电功率测量值有可能导致不充分的功率减少。
当在图2的步骤s1中确定充电功率测量值mw未超过最大功率值lm、fm和nm中的最小值时(步骤s1的分支n)，测量值mw被视为可信的并且该值在步骤s3中在用于减少充电功率的充电功率控制时被使用。当由控制系统处理增加命令eb而非减少命令rb时，根据图2的控制在用于增加充电功率的充电功率控制已经进行的情况下使用。
图3示出上述第二种情况，在所述情况中当出现不可信的测量值时，由控制系统co已经执行用于减少总功率的充电功率控制。换言之，响应于减少命令rb的充电功率控制已经开始。根据图3，在步骤s1'中检查：相应的车辆的充电功率测量值mw是否大于最大功率值lm和fm中的最小值。如果是这种情况(步骤s1'的分支j)，则在步骤s2'中代替实际功率测量值由控制单元co在控制功率增加时考虑最大功率值lm和fm的最小值。如果不满足步骤s1'的条件(步骤s1'的分支n)，则控制系统co在控制功率增加时处理实际功率测量值。
根据图3利用了以下认识：在减少车组充电功率的范畴中错误地过小选择的充电功率测量值可能导致，功率通过中断其它车辆的充电过程被过少地减少，以致不能实现希望的功率减少。在存在用于增加充电功率的充电功率控制的情况下，根据图3的流程总是在相应充电功率控制即将进行、即尚未开始时被使用。
上面所描述的本发明实施方式具有一系列优点。尤其是当在车队充电期间出现不可信的充电功率测量值的情况下，充电功率控制响应于充电功率减少或增加命令这样进行，使得以高度的可靠性确保电网运营商所希望的功率减少或功率增加。
附图标记列表
1车辆
2充电站
sp云存储器
se、se'服务器
co中央控制系统
sb固定式蓄电池
pt入口
rb减少命令
eb增加命令
mw充电功率测量值
lm充电站最大值
nm用户最大值
fm车辆最大值
s1、s2、s3、s1'、s2'、s3'步骤
j是
n否