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CN111108014A - 用于机动车辆的能量管理系统 - Google Patents

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CN111108014A
CN111108014A CN201880061539.4A CN201880061539A CN111108014A CN 111108014 A CN111108014 A CN 111108014A CN 201880061539 A CN201880061539 A CN 201880061539A CN 111108014 A CN111108014 A CN 111108014A
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CN
China
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energy
motor vehicle
management system
energy management
charging
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Application number
CN201880061539.4A
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English (en)
Inventor
乔纳·克里斯蒂安
劳林·汉
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Sono Electric Co Ltd
Original Assignee
Sono Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(14)的能量管理系统(12)，其中机动车辆(14)具有至少一个储能器(16)和至少一个用于生成电能的太阳能电池(18)，所述能量管理系统具有充电装置(20)，所述充电装置被构造为不仅从外部能源用电能给储能器(16)充电而且从储能器(16)和/或从太阳能电池(18)给外部耗电器供应电能，其中充电装置(20)包括直流电压转换器、逆变器和整流器。

Description

用于机动车辆的能量管理系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的能量管理系统。
背景技术
在建立电驱动机动车辆时的大挑战是其能量供应。因此，可以规定，给机动车辆配备至少一个太阳能电池，所述太阳能电池可以借助于光辐射被激励以生成电能并且因此给机动车辆的储能器充电。然而在此，机动车辆的使用仅能有条件地与太阳辐射在时间上相匹配。例如，可能发生的是，机动车辆在白天在太阳辐射强时未被使用，由此于是可能由相应太阳能电池生成与机动车辆的储能器所能消耗的相比更多的电流。由此这种潜在地可生成的能量未被使用。该过剩电能因此可以由机动车辆提供给其它耗电器。相反，在低太阳辐射时、比如在晚上或者在天空多云时使用时可能发生的是：机动车辆的储能器在再次使用以前不再充分地被太阳能电池充电。相应地可能合理的是，能够从外部能源给机动车辆的储能器供应电能。
发明内容
本发明的任务是，创建一种用于机动车辆的能量管理系统，借助于所述能量管理系统，机动车辆能够特别好地控制、使用外部能量生成器的能量并且特别好地将自己的所生成的电能提供给其它外部耗电器。此外，本发明的任务可以是，创建一种用于机动车辆的能量管理系统，借助于所述能量管理系统，机动车辆可以特别好地集成到能量供应基础设施中。
根据本发明，该任务通过独立权利要求的主题来解决。本发明的具有适宜改进的有利设计方案在相应从属权利要求中加以说明。
本发明涉及一种用于机动车辆的能量管理系统，其中机动车辆可以具有至少一个储能器和至少一个用于生成电能的太阳能电池。能量管理系统优选地包括充电装置，所述充电装置被构造为不仅从外部能源用电能给储能器充电而且从储能器和/或从太阳能电池给外部耗电器供应电能。该充电装置也可以被称为双向充电器。在此，储能器和太阳能电池可以被构造为能够从太阳能电池用电能给储能器充电。在从太阳能电池直接能量输出的情况下，尤其是可以容易地防止发生对储能器的不允许的强放电。在从储能器输出电能的情况下，可以特别简单地保证尽可能恒定的能量流。储能器例如可以被构造成电池、尤其是锂离子电池。在此，对外部耗电器的电能供应尤其是在所述外部耗电器也包括储能器时也可以被称为对外部耗电器的充电。
外部耗电器和/或充电装置可以被构造为从储能器和/或从太阳能电池取得电能。外部能源例如可以是电动汽车的充电桩。外部能源例如也可以是另一机动车辆，该机动车辆配备有能量管理系统、尤其是所描述的能量管理系统。太阳能电池可以是机动车辆的一部分，太阳能电池尤其是可以固定地集成在机动车辆中或机动车辆处。充电装置同样可以是机动车辆的一部分，充电装置尤其是可以固定地集成在机动车辆中或机动车辆处。在这种情况下，能量管理系统特别是自给自足的，并且随时对机动车辆的用户可用。替代地，太阳能电池和/或充电装置也可以被构造成外部模块，所述外部模块可以与机动车辆连接。在这种情况下，机动车辆可以特别简单地被加装能量管理系统，并且单独的能量管理系统可以与确定的机动车辆类型无关地被用于不同车辆中。机动车辆可以是能量管理系统的一部分。
直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器可以构造在车辆外部。充电装置本身可以被构造成车辆外部的充电装置、尤其是固定安装的充电装置。固定安装的充电装置例如可以被构造成车库中或建筑物墙壁上或者不同装置处的所谓的壁箱(Wallbox)。但是车辆外部的充电装置例如也可以被构造为便携式的和/或尤其是利用用于与电网连接的相应标准接线端子以可分离的方式被安装。例如，逆变器和/或整流器可以构造在车辆外部(例如构造成壁箱的一部分)，而直流电压转换器被构造在车辆内部。
充电装置本身也可以被构建为模块化的，其中充电装置的模块部分优选地可以被安装和再次解除安装，以便能够按照需求匹配充电装置的能力。为此，例如可以尤其是在机动车辆处和/或在充电装置壳体处设置标准化的接线端子和/或容纳空间。在此，充电装置壳体可以固定地与机动车辆连接。在此，各个模块部分可以安装在机动车辆处或者在外部、例如在充电桩中。各个模块部分可以由系统的不同充电装置交替使用或安装在不同充电装置处，由此该系统是特别成本有效的和灵活的。此外，机动车辆这样可以是特别轻便的，因为(目前)不需要的模块部分不必被安装。这样，对相应模块部分尤其是为了用进一步开发的模块部分进行替换而进行的维护和/或更换是容易实现的。相应模块部分尤其是可以被构造为便携式的，具有尤其是用于电流传输线和/或控制线的相应标准接线端子，具有用于固定在机动车辆处和/或用于安装在机动车辆的充电装置处的相应快速连接器、和/或壳体、尤其是基本上防水的壳体。例如直流电压转换器、逆变器和/或整流器可以分别被构造成单独的模块部分。直流电压转换器和逆变器、逆变器和整流器、或者直流电压转换器和整流器可以分别被构造成共同的模块部分，并且分别另一部件被构造为单独的。
机动车辆和/或充电装置可以借助于插塞连接、比如欧式插头(Schukostecker)和/或2型插头和/或CCS与外部能源和/或与外部耗电器连接。在此，机动车辆和/或充电装置可以包括所述插塞连接。替代地，相应电连接也可以与其它部件无关。能量管理系统可以包括相应电连接，尤其是也可以包括插头和/或插座，用于将外部能源和/或外部耗电器与充电装置连接。在此，电连接也可以是常规的陆地(landgebunden)电网的一部分。相应插头和/或相应插座也可以固定地集成在机动车辆中或机动车辆处。
此外，充电装置可以包括控制装置，借助于所述控制装置，例如可以监视和/或控制储能器的充填水平、太阳能电池的电能生成、相应的施加的电压和/或能量生成。在此，控制装置也可以被构造为防止免受储能器的过高的充电电流、电压和/或过强和/或过低放电和/或过强和/或过高充电的损害。因此，控制装置也可以被构造成保护装置。控制装置可以被构造成充电装置的模块部分。
充电装置优选地包括直流电压转换器，借助于所述直流电压转换器既可以转换要由外部能源输送给储能器的直流电的电压，借助于所述直流电压转换器也可以转换要由储能器和/或太阳能电池输送给外部耗电器的直流电的电压。该直流电压转换器可以是双向DC-DC转换器。借助于该直流电压转换器，机动车辆可以由外部能源来充电，而该外部能源不提供具有如下电压的直流电：所述电压对应于机动车辆的内部能量供应的所期望的电压。因此，在给机动车辆充电的情况下，直流电压转换器使得能够将可能与储能器电压不相称的直流电源用于充电。因此，例如可以将机动车辆直接连接到固定安装的太阳能设备上，因为该太阳能设备通常已经提供直流电输出，不过所述直流电输出不一定对应于用于机动车辆的所期望的充电电压。同样可以将机动车辆直接连接到固定安装的提供直流电输出的电池上。直流电压转换器可以被构造成充电装置的模块部分。
因此，可以避免在固定安装的太阳能设备中(例如由太阳能逆变器进行的)从直流电到交流电的否则有损耗的转换和紧接着的在机动车辆处(例如由机动车辆充电设备进行的)从交变电到直流电的转换。由此，例如屋顶上的用于给机动车辆充电的光伏设备可以是特别简单的和低成本的。在此，能量管理系统可以包括这样的固定安装的太阳能设备。
在此，直流电压转换器使得不仅能够转换输入电压、而且能够转换输出电压，例如转换到更大或更小的电压。因此，在将直流电输送到外部耗电器的情况下，同样可以通过直流电压转换器使电压与外部耗电器的所需电压相匹配。因此例如可以给如下其它电动车辆充电：所述电动车辆需要与机动车辆作为捐献者车辆可以直接提供给(尤其是具有太阳能电池的)能量生成设备和/或提供给储能器的充电电压不同的充电电压。因此，由机动车辆生成的电流既可以被用于给外部电池(例如位置固定的家庭存储器)充电、又可以被用于具有直流电输入的外部耗电器。
充电装置优选地包括逆变器和/或整流器，借助于所述逆变器和/或整流器，既可以将要由外部能源输送给储能器的交流电转换成直流电，又可以将要由储能器和/或太阳能电池输送给外部耗电器的直流电从直流电转换成交流电。这也可以被称为双向AC-DC转换器。双向AC-DC转换器和/或整流器可以被构造成充电装置的模块部分。因此，由储能器和/或太阳能电池提供的直流电可以在事先从直流电转换成交流电的情况下作为交流电输送给外部耗电器。在此，整流器可以被构造为将由外部能源提供的交流电转换成为了给储能器充电所需的直流电。逆变器可以被构造为将由太阳能电池和/或储能器提供的直流电变换成为了给外部耗电器供电所需的交流电。逆变器尤其是可以被构造为将直流电变换成单相和/或多相、尤其是三相交流电。
逆变器可以被构造成充电装置的模块部分。由此，例如可以仅仅在需要时在机动车辆处设置逆变器。这样，尤其是多个用户或机动车辆也可以按照需求共享一个逆变器。例如，该逆变器可以在两个车辆的情况下根据两个车辆中的哪个恰好充当能量捐献者来分别交替地安装。由此，这样的系统可以是特别低成本的，并且相应车辆——只要逆变器是不需要的并且因此未被安置——是特别轻便的。
在此，逆变器优选地被构造为提供显著地位于机动车辆的常规车载电网的常规的输出电压、电流强度和/或功率之上的输出电压、电流强度和/或功率。在此，常规车载电网例如涉及机动车辆的电网，利用该电网通常可以给车辆中的较小耗电器供电。该电网的电输出端的示例是电点烟器，在所述点烟器处例如可以连接阅读灯。另一示例是机动车辆中的USB接线端子。逆变器同样也可以被构造为提供如下输出电压、电流强度和/或功率：所述输出电压、电流强度和/或功率显著地位于机动车辆的给机动车辆自己的耗电器(比如前灯、电控制装置、舒适系统和/或电压缩机)供电的电网的常规的输出电压和/或电流强度之上。这样的常规车载电网或电网的示例是内部12V或48V车载电网。
逆变器优选地被构造为尤其是在至少0.8kW功率的情况下提供具有至少100V的电压和/或至少4.5A的电流强度的交流电。特别优选地可以在至少10A、优选地至少14A电流强度的情况下提供具有大约110至120V或200V至240V的电压的交流电。在此情况下，优选地实现至少2.5kW、更优选地至少3或3.5kW的功率。这样，例如可以在16.5A电流强度和3.7kW功率的情况下提供大约220V的电压。因此，例如到美国电网或欧洲电网中的直接馈入可以是可能的。同样可以给具有大功率需求的按照前述标准运行的电耗电器供电，而不需要另外的变换。此外，这样也可以直接给其它电动车辆至少以低速度进行充电。而上述常规车载电网在220V交流电的情况下通常仅能提供2A电流强度以及440W功率。
整流器和/或逆变器可以固定地安装在机动车辆中，并且因此使得能够在车辆内部将输入交流电压整流为直流电压和/或将在太阳能电池和/或储能器处可用的直流电压逆变为输出交流电压。在给机动车辆充电的情况下，该机动车辆因此可以简单地连接到不同交流电压源上，所述交流电压源既可以是单相的，也可以是三相的。在到外部耗电器的能量输送的情况下，这样例如也可以给仅能用交流电压充电的其它机动车辆充电。此外，这样也可以将电能馈送回到电网中。此外，机动车辆这样可以作为孤立解决方案
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被用于为外部耗电器提供电流。例如，机动车辆这样可以被用于在露营度假时与可用的固定安装的电网无关地运行不同电气设备。
因此，如果充电装置既包括直流电压转换器、又包括逆变器和整流器，则机动车辆可以无问题地集成到不同电能供应网中。利用能量管理系统，机动车辆既可以给其它机动车辆充电，又可以由这些其它机动车辆本身充电。机动车辆可以作为孤立解决方案与陆地电网无关地给电气设备根据其要求不仅以直流电压而且以交流电压提供能量。这样，储能器也可以无问题地在不同电网中被用作在发电时过剩容量的存储缓冲器。相反，由机动车辆生成的过剩电能可以被馈入回到电网中，以便这样能够将电能提供给民众。在此，到电网中的馈入、给外部耗电器的充电或能量供应、和/或存储缓冲器针对电网的提供也可以得到补偿，使得利用能量管理系统和具有至少一个太阳能电池的机动车辆也可以为其所有者产生收入。
直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器优选地由共同的变流器组件构成。通过将这些组件中的两个至少组合在共同的变流器组件中，能量管理系统可以是特别紧凑和低成本的。如果充电装置未固定地安装在机动车辆处，则所述充电装置此外可以这样特别简单地被运输。直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器的功能可以总体上被集成在单个变流器组件中并且被提供。
变流器组件也可以被构造成充电装置的模块部分。变流器组件本身也可以被构建为模块化的，其中直流电压转换器、逆变器和/或整流器于是可以被构造成变流器组件的相应模块部分。变流器组件的模块部分可以类似于充电装置的模块部分来构造。模块化构造方式的变流器组件可以类似于模块化构造方式的充电装置来构造。
直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器优选地固定地集成在机动车辆中。这些各个部件尤其是可以作为共同的变流器组件固定地被固定或安装在机动车辆中或机动车辆处。这样，机动车辆可以特别是自给自足的，并且简单地集成到不同的也被称为电网的电气网中。由能源和耗电器构成的连接已经可以被视为电气网或电网。在此，于是可以涉及所谓的孤立电网，所述孤立电网例如可以与国家供电无关。直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器例如尤其是可以作为固定安装的共同的变流器组件在内部安装在车身处。
替代地，直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器也可以被构造成一个或多个与机动车辆分开的组件。例如，直流电压转换器和/或逆变器和/或整流器可以被构造成与机动车辆无关的变流器模块。该变流器模块于是可以例如容易地被加装在不同机动车辆上和/或被使用在不同机动车辆上。在此，该变流器模块尤其是可以被构造为被连接到机动车辆的固定地安装在机动车辆处的充电装置上。
充电装置优选地被构造为仅仅输出如此多的电能，使得储能器的充电状态不下降至低于可设定的最小充电状态，和/或充电装置被构造为仅仅在可设定的充电时期期间和/或在可设定的充电时长内输出能量。由此可以确保：随时有充足的能量可供机动车辆的用户用于其所期望的使用。替代地或附加地，充电装置可以被构造为仅仅输出由太阳能电池生成的电能(和/或仅仅输出由太阳能电池生成的这样多的电能)。
例如，可以在达到最小充电状态时仅仅还将与分别目前由太阳能电池生成的能量一样多的能量输出给外部耗电器。为此，于是例如可以跨接储能器，并且仅仅还将能量直接从太阳能电池输出给外部耗电器。在此，尤其是可以设置稳定调节装置，所述稳定调节装置具有一定公差，以便避免相应能源的不断改变。例如，可以设置极限充电状态，所述极限充电状态大于最小充电状态，并且在所述极限充电状态下，能量再次从储能器被提取并且输出给外部耗电器。例如，一旦储能器的当前充电状态比最小充电状态大2％、5％、或10％，则能量就可以重新从储能器被输出给外部耗电器。
最小充电状态例如可以由机动车辆的用户例如借助于机动车辆的信息娱乐系统和/或智能电话的App来预先给定。但是最小充电状态也可以替代地或附加地由导航系统根据所计划的路线自动计算出。例如，机动车辆的用户可以预先规定：该用户每天早上行驶到确定的工作场所，并且为此足够的能量应可用，其中为此所需的最小充电状态被自动计算并设定。
通过设定充电时期和/或充电时长也可以为机动车辆的使用确保足够的能量剩余量。除此之外，这样的预先给定也可以用于安全性。例如，因此可以防止：具有外部耗电器的人员在夜晚期间频繁地将机动车辆用于充电并且在此可能由于受限的能见度将机动车辆刮坏和/或因噪声打扰居民。通过充电时长，还可以防止：外部耗电器的单个用户使其它外部耗电器的其它用户不可能将机动车辆用作能源。可设定的充电时期尤其是可以是可设定的最大充电时期和/或充电时间。可设定的充电时长例如可以是最大充电时长、尤其是每个外部耗电器和/或外部用户的最大充电时长。
能量管理系统优选地包括控制装置，借助于所述控制装置可以启用由充电装置对外部耗电器的能量供应，和/或借助于所述控制装置，最小充电状态、充电时期和/或充电时长可以被设定。因此，充电装置可以根据机动车辆的所有者的期望来配置。在此，控制装置可以是充电装置的一部分和/或固定地集成在机动车辆中或机动车辆处。因此，能量管理系统的用户、尤其是机动车辆的所有者可以设定：何时、在何处和/或多少能量应当由机动车辆提供给外部耗电器。对外部耗电器的能量供应也可以被称为对外部耗电器的充电并且其启用也可以被称为对外部耗电器的充电的启用。控制装置可选地可以设置在机动车辆处和/或安装在机动车辆中。控制装置也可以被构造成充电装置的模块部分。
替代地或附加地，也可以借助于控制装置预先给定可设定的充电地点，所述充电地点可以由能量管理系统和/或机动车辆的所有者来设定。于是，充电装置例如仅能在确定地点处、例如在所有者的住处之前给外部耗电器提供电流。为此，充电装置和/或控制装置可以与机动车辆的导航系统连接。
在此，该启用也可以被构成为两级启用。在第一级中，机动车辆的所有者可以允许充电，并且在第二级中，外部耗电器的用户预订或/或激活对该外部耗电器的能量供应和/或充电。于是，在进行两级启用以后，才实际上给外部耗电器供应电流。在此，对给外部耗电器供应电能的允许可以在在线地图(Onlinekarte)中被显示，所述在线地图由能量管理系统和/或多个彼此连接的能量管理系统来提供。因此，可以向外部耗能器的相应用户显示：目前在何处可以由机动车辆给外部耗电器提供能量。在此，也可以例如根据机动车辆的储能器的当前充电状态、和/或太阳能电池的当前能量生成、和/或储能器的所设定的最小充电状态来显示针对外部耗电器的供应可用的充电和/或可用的电能量。
控制装置优选地根据对外部耗电器的能量供应的启用来解锁用于充电装置与外部耗电器的电连接、尤其是插头和/或插座的覆盖元件。替代地或附加地，在未进行启用的情况下，覆盖元件可以由控制装置锁定。例如，插座的盖子可以自动地在请求和/或预订外部耗电器的充电时弹开。替代地，覆盖元件可以在两级启用的情况下在给予对外部耗电器的供应的允许时已经自动地弹开。由此，具有外部耗电器的经过的用户可以根据打开的覆盖元件直接识别出：在那里有能量可用于外部耗电器，而不必为此例如访问在线地图。
控制装置优选地被构造为与至少一个控制设备、如尤其是智能电话和/或遥控器连接，借助于所述控制设备，可以将用于启用对外部耗电器的充电的启用指令传送给控制装置。替代地或附加地，控制装置可以包括读取设备、尤其是读卡设备和/或生物特征读取设备，借助于所述读取设备，可以根据读取过程启用对外部耗电器的能量供应。因此，能量管理系统可以例如通过智能电话的相应App不仅由机动车辆的所有者而且由外部耗电器的相应用户来控制。控制装置可以为此包括无线电接收机。相应启用指令的传送例如可以借助于蓝牙、根据WLAN标准的无线电、近场通信、GSM、4G和/或LTE来进行，以及通过例如用于遥控器的专有无线电网络来进行。读卡设备例如可以包括RFID读取设备。替代地或附加地，该读卡设备也可以被构造成EC卡读取器和/或信用卡读取器。于是，在授权对外部耗电器的能量供应的情况下也可以直接进行所使用的电流的借记或支付。控制设备优选地构造在充电装置的外部，并且通过无线电与控制装置连接。控制设备也可以被用于设定另外的参数、比如最小充电状态、充电时期、充电时长、充电地点和/或所提供的电流的价格。在此，控制装置也可以与中央控制计算机和/或数据库联网，和/或由中央控制计算机和/或数据库构成。
所描述的设计形式也可以用于所描述的两级启用方法中。例如，可以借助于机动车辆的所有者的智能电话来允许对外部耗电器的供电。紧接着，电流的用户可以通过自己的智能电话或芯片卡来激活供电，所述芯片卡紧接着也允许价格的自动借记。到那时才进行对外部耗电器的实际能量供应。
能量管理系统优选地包括结算装置，借助于所述结算装置，传输给外部耗电器的能量可以根据可设定的价格来结算。该结算装置可以是充电装置和/或控制装置的一部分，但是结算装置也可以是机动车辆外部的中央控制计算机的一部分。结算尤其是可以包括借记和/或账单传送。借助于读卡设备，也可以通过结算装置直接进行EC卡和/或信用卡的借记。价格例如可以借助于控制设备来设定。在此，优选地在启用外部充电时、尤其是在允许外部充电时设定价格。但是价格也可以自动地由电力交易所来预先给定，借助于所述电力交易所，连接有结算装置。为此，可以使用与用于控制设备相同的接口、比如因特网连接。结算装置也可以被构造成充电装置的模块部分。
因此，结算模块提供结算功能。价格例如可以针对每千瓦小时和/或每个所使用的充电时期来设定。在此，价格也可以根据固定安装的陆地电网的当前电流价格来设定，和/或可以根据充电时刻、充电时长、充电地点和/或储能器中可用的电能、和/或目前由太阳能电池生成的电能来设定。
替代地或附加地，借助于结算装置也可以对馈入到电网、尤其是国家电网中的电流进行结算。相反，替代地或附加地，结算装置可以被构造为对机动车辆的储能器的充电进行支付。这里，价格的相应参数也可以由机动车辆的所有者与外部耗电器的能量供应的价格类似地来设定。例如，机动车辆的储能器可以在价格下降至低于预先给定的最大价格时才被充电。由此可以确保：机动车辆的储能器可以以特别有利的电流、例如在夜间被充电。为此也可以直接预先给定时间和/或时长。所有这些设定例如可以通过智能电话上的相应软件来进行并且例如通过无线电和/或通过因特网被传输给充电装置或控制装置。
控制装置优选地被构造为在机动车辆被停放以后将关于启用和/或要设定的最小充电状态和/或要设定的价格的询问传送给至少一个控制设备。在此，上面提到的可设定的参数中的另外的参数也可以被查询。由此，当机动车辆不再被用于行驶时，能量管理系统可以特别舒适地被配置。这样，尤其是可以防止：机动车辆的所有者忘记对外部耗电器的充电的启用和/或与其它电网部分的连接。相反也可以规定，总是设置启用，并且仅仅需要由所有者来禁止或者由所有者请求禁止。停放例如可以通过锁上机动车辆和/或关断驱动装置来识别。替代地或附加地，例如也可以进行汽车钥匙和/或分配给机动车辆的所有者和/或驾驶员的智能电话的三角测量。例如，智能电话可以借助于GPS和/或因特网来传送其当前位置，并且在超过与机动车辆的最大间距时提出询问。汽车钥匙的位置可以为此目的例如相对于机动车辆利用NFC系统来确定。
本发明的另一方面涉及一种网络，其具有根据本发明的能量管理系统中的至少两个，其中所述能量管理系统分别可以以不同组合具有所有前述特征。因此，所述至少两个能量管理系统不必相同，因为直流电压转换器、逆变器和整流器可以确保兼容性。构成网络的所述两个根据本发明的能量管理系统尤其是可以设置在两个不同的机动车辆处。
在此，两个能量管理系统优选地彼此电连接，其中两个能量管理系统中的至少第一能量管理系统至少暂时地对于另一能量管理系统而言充当外部耗电器，并且两个能量管理系统中的至少另一能量管理系统至少暂时地对于第一能量管理系统而言充当能源。这样，网络可以由能量管理系统构成，其中也可以将固定安装的陆地电网用作电流传输系统。在此，不仅电网而且能量管理系统、尤其是机动车辆的相应储能器都可以被用作电流缓冲器。在此，必要时积累的电网收费也可以通过结算装置来结清。至少两个能量管理系统、尤其是两个机动车辆例如可以通过将第一机动车辆与第二机动车辆直接连接的线路直接彼此连接。因此，能量不必通过中间连接的电网(譬如国家电网)来传输。
多个能量管理系统也可以构成网络，所述网络也可以与国家供电无关。在此，相应能量管理系统可以交替地改变其功能。例如，在一定时长期间，第一机动车辆可以给第二和第三机动车辆充电，在紧接着的第二时长期间，第二和第三机动车辆给第一机动车辆充电，并且在另一紧接在第二时长以后的第三时长期间，第一和第二机动车辆给第三机动车辆充电。在大量能量管理系统的情况下，所述能量管理系统也可以尽可能彼此无关地行动。在此期间，相应机动车辆也可以连接在网络上，而它们本身不获得能量或者不将电能输送给其它外部耗电器。因此，这样的机动车辆在一定时长内在该网络中是无源的。在此期间，国家电网同样也可以在该网络中充当耗电器和/或能量供应方。在此，相应调节尤其是可以通过能量管理系统的中央控制计算机自动地进行。在此，该中央控制计算机也可以是国家电力系统的控制装置的一部分。
本发明同样涉及与所描述的能量管理系统和所描述的网络相结合的方法、例如根据本申请的用于控制能量管理系统和/或网络的方法。在这样的方法中，尤其是多个不同用户可以通过单独的控制设备(例如单独的智能电话)参与根据本发明的能量管理系统的控制、尤其是根据本发明的设置在机动车辆处的能量管理系统的控制。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节从对优选实施例的随后描述中以及根据附图得出。前面在说明书中提到的特征和特征组合以及随后在附图描述中提到和/或在图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别说明的组合来应用，而且也可以以其它组合或单独地应用，而不偏离本发明的范围。
图1示意性地示出具有至少两个能量管理系统的网络。
具体实施方式
图1示意性地示出具有至少两个能量管理系统12的网络10。此外示出了两个机动车辆14，所述机动车辆14分别具有储能器16和太阳能电池18。在此，太阳能电池18可以生成电能，所述电能可以被储存在储能器16中。此外，每个机动车辆14具有充电装置20，所述充电装置20分别与所分配的机动车辆14的太阳能电池18和储能器16电连接。在此，充电装置20包括变流器组件，在所述变流器组件中集成了直流电压转换器、逆变器和整流器的功能。在此，两个机动车辆14的两个充电装置20借助于电连接22、例如借助于电力电缆彼此电连接。为此，相应充电装置20可以具有插头。在此，在当前情况下，能量管理系统12中的每个分别包括两个机动车辆14中的一个，其中电连接22可以被分配给两个能量管理系统12。机动车辆14可以通过电连接22直接地(即在没有中间连接的电网的情况下)、必要时也在没有另外的不是机动车辆14的固定组成部分的电压转换装置的情况下彼此连接。
由于这样形成的电网络，现在可能的是，两个机动车辆14相互供电。例如，能量可以由两个机动车辆14之一的太阳能电池18输送给该机动车辆14以及另一机动车辆14的储能器16。这例如在如下情况下是合理的：两个机动车辆14之一处于阴影中，并且本身不能利用其太阳能电池18生成足够的电能，而另一机动车辆14暴露在强的太阳辐射中，使得其借助于其太阳能电池18生成与为了给自己的储能器16充电所需的电能更多的电能。
在这种情况下，输出能量的机动车辆14对于另一机动车辆14而言充当外部能源，而另一机动车辆14对于输出能量的机动车辆14而言充当外部耗电器。
在此，充电装置20使得能够不仅将要由外部能源输送给储能器16的直流电的电压进行转换、而且将由相应太阳能电池18生成和/或由相应储能器16提供的直流电作为交流电输送给外部耗电器。
由此，两个机动车辆14例如可以分别交替地被供应电能，而两个车载电压和/或分别输出的并且在储能器16中可被吸收的电流类型不必为相同的。由此，尤其是可以将不同机动车辆和/或不同能量管理系统彼此连接成网络10。这样，能量管理系统12可以特别容易地集成到现有网络中。
此外，相应充电装置20由于所提供的逆变器功能和整流器功能而可以不仅将要由外部能源输送给储能器16的交流电转换成直流电、而且将要由储能器16和/或太阳能电池18输送给外部耗电器的电流从车载电网的直流电变换成交流电。在此，车载电网例如可以被构造成上面描述的尤其是具有12V或48V的常规车载电网。然而优选地涉及用于给机动车辆的电驱动装置供电的车载电网和/或高压车载电网(例如具有至少200V、优选地具有至少350V)。在此，到交流电的变换可以直接地从该高压车载电网和/或用于给机动车辆的电驱动装置供电的车载电网进行。替代地，例如也可以首先从高压车载电网降压到常规车载电网并且从该电网进行变换。为此，常规车载电网可以被构造为提供高电流强度，因此，被构造成不仅用于给耗电器(譬如用12V或48V供电的耗电器、比如内部照明)而且给驱动装置供电的整体车载电网的部分。为此，可以将电网的相关部分构造用于高于5A、尤其是高于15A、优选地16.5A或更大的电流强度。因此，相应机动车辆14的车载电网利用直流电运行，所述直流电例如具有基本上恒定的电压。通过集成的逆变器和集成的整流器，相应储能器16仍然可以利用外部提供的交流电被充电，或者可以由机动车辆14由太阳能电池18和/或储能器16将交流电提供给外部耗电器，即使相应机动车辆14在内部利用直流电运行。这也使相应机动车辆到现有电网中的集成变得容易。
此外，在图1中分别示出了分配给每个机动车辆14的智能电话24，所述智能电话24分别可以被视为能量管理系统12的一部分。借助于相应智能电话24可以控制所分配的机动车辆14的充电装置20。例如，因此可以启用对外部耗电器的电流提供。在此，也可以为所述电流确定价格以及电流量的最大输出和/或相应储能器16不应当低于的最小充电状态。
在此，相应智能电话24可以被配置为自动地向相应机动车辆14的所有者在离开机动车辆14时提醒这样的启用。替代地，可以总是启用电能的输出，并且智能电话24的所有者撤回该启用，并且因此禁止电流输出。
在此，在启用对外部耗电器的能量供应时，用于所分配的机动车辆14中的电连接22的插头的覆盖元件可以自动地弹开。由此，可以直接从机动车辆14之外认别出：该机动车辆可以被用作电源。在此，在机动车辆14处可以设置相应国家的标准化插头、比如欧式插头(Schukostecker)。在此也可以规定，例如根据国际插头适配器的类型，插头在其形状方面是可改变的。因此，统一插头也可以用在不同国家中和/或与不同充电设备一起使用。
借助于智能电话24也可以为所输出的电流设定费用。该费用例如可以自动地由外部耗电器或由外部耗电器的所有者来提高。
为了将充电装置20与智能电话24连接，充电装置20可以具有无线电接收机、比如用于移动数据网络的无线电接收机。替代地或附加地，充电装置20也可以使用机动车辆14的蓝牙接口和/或无线LAN。
此外，在图1中示出了中央控制计算机26，所述中央控制计算机26例如同样通过移动因特网分别与智能电话24和充电装置20处于无线电连接中。在该中央控制计算机26上可以管理相应启用、电流消耗输出、费用、机动车辆14的地点和/或相关信息和/或设定。例如可以向中央控制计算机26传送：机动车辆14作为用于外部耗电器的电源被启用了。为此，中央控制计算机26可以具有数据库。在此，可选地具有由所有者设定的电流价格的所述启用可以被传输给相应管理软件的所有用户，所述管理软件例如也可以运行在智能电话24上并且集成到用于充电装置20的控制软件。这样，例如可以在每个智能电话24上在所分配的地图上显示：哪些机动车辆14在哪里作为外部电源被启用了并且在那里以什么价格有多少电流可用。
在此，在中央控制计算机26上也可以自动地生成和/或调节相应的电流价格。这样，例如可以在许多可用电源或被启用的充电装置20的情况下，自动地设定与在仅少量本地可用的被启用的充电装置20的情况下和/或仅仅在低电流生成的情况下、例如在恶劣天气的情况下相比更低的电流价格。因此，电流价格可以例如根据针对外部耗电器当前可用的能量数量、充电站的数目和/或网络10中的当前总能量生成自动地被设定。
在此，中央控制计算机26既可以被视为每个能量管理系统12的一部分，也可以被视为网络10的与能量管理系统分开的部分。网络14也可以包括多个不同的机动车辆和/或能量管理系统。
附图标记列表
10 网络
12 能量管理系统
14 机动车辆
16 储能器
18 太阳能电池
20 充电装置
22 电连接
24 智能电话
26 中央控制计算机

Claims (12)

1.一种用于机动车辆(14)的能量管理系统(12)，其中所述机动车辆(14)具有至少一个储能器(16)和至少一个用于生成电能的太阳能电池(18)，其中所述能量管理系统(12)具有充电装置(20)，所述充电装置被构造为不仅从外部能源用电能给所述储能器(16)充电而且从所述储能器(16)和/或从所述太阳能电池(18)给外部耗电器供应电能，其中所述充电装置(20)包括直流电压转换器，借助于所述直流电压转换器不仅能够将要由所述外部能源输送给所述储能器(16)的直流电的电压进行转换，而且借助于所述直流电压转换器能够将要由所述储能器(16)和/或所述太阳能电池(18)输送给所述外部耗电器的直流电的电压进行转换，并且其中所述充电装置(20)包括逆变器和整流器，借助于所述逆变器和整流器不仅能够将要由所述外部能源输送给所述储能器(16)的交流电转换成直流电，而且借助于所述逆变器和整流器能够将要由所述储能器(16)和/或所述太阳能电池(18)输送给所述外部耗电器的直流电从直流电转换成交流电。
2.根据权利要求1所述的能量管理系统(12)，其中所述直流电压转换器和/或所述逆变器和/或所述整流器由共同的变流器组件构成。
3.根据权利要求1或2之一所述的能量管理系统(12)，其中所述直流电压转换器和/或所述逆变器和/或所述整流器固定地集成在所述机动车辆(14)中。
4.根据权利要求1或2之一所述的能量管理系统(12)，其中所述直流电压转换器和/或所述逆变器和/或所述整流器构造在机动车辆外部。
5.根据前述权利要求之一所述的能量管理系统(12)，其中所述充电装置被构建为模块化的，并且所述直流电压转换器和/或所述逆变器和/或所述整流器被构造为所述充电装置的能够由机动车辆所有人组装的模块部分。
6.根据前述权利要求之一所述的能量管理系统(12)，其中所述充电装置(20)被构造为仅仅输出如此多的电能，使得所述储能器(16)的充电状态不下降至低于可设定的最小充电状态，和/或所述充电装置(20)被构造为仅仅在可设定的充电时期期间和/或在可设定的充电时长内输出能量。
7.根据前述权利要求之一所述的能量管理系统(12)，其中所述能量管理系统(12)包括控制装置，借助于所述控制装置，由所述充电装置(20)对所述外部耗电器的能量供应能够被启用，和/或借助于所述控制装置，所述最小充电状态、所述充电时期和/或所述充电时长能够被设定。
8.根据权利要求7所述的能量管理系统(12)，其中所述控制装置根据对所述外部耗电器的能量供应的启用来解锁用于所述充电装置与所述外部耗电器的电连接(22)、尤其是插头和/或插座的覆盖元件。
9.根据权利要求7或8之一所述的能量管理系统(12)，其中所述控制装置被构造为与至少一个控制设备、比如尤其是智能电话(24)或遥控器连接，借助于所述控制设备，能够将用于启用对所述外部耗电器的充电的启用指令传送给所述控制装置，和/或所述控制装置包括读取设备、尤其是读卡设备和/或生物特征读取设备，借助于所述读取设备，能够根据读取过程启用对所述外部耗电器的能量供应。
10.根据前述权利要求之一所述的能量管理系统(12)，其中所述能量管理系统(12)包括结算装置，借助于所述结算装置，根据可设定的价格针对传输给所述外部耗电器的能量计算价格总和，其中关于所传输的能量数量的信息、价格和/或价格总和优选地被传送给控制设备、比如尤其是智能电话(24)。
11.根据权利要求9或10之一所述的能量管理系统(12)，其中所述控制装置被构造为在所述机动车辆(14)被停放以后将关于启用和/或要设定的最小充电状态和/或要设定的价格的询问传送给所述至少一个控制设备。
12.一种网络(10)，其具有至少两个根据前述权利要求之一所述的能量管理系统(12)，所述能量管理系统彼此电连接，其中所述两个能量管理系统(12)中的至少第一能量管理系统至少暂时地对于另一能量管理系统(12)而言充当外部耗电器，并且所述两个能量管理系统(12)中的至少另一能量管理系统至少暂时地对于所述第一能量管理系统(12)而言充当能源。
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