用于能量存储系统的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于能量存储系统的方法和系统。提供一种用于与一辆或多辆车辆连通的网络的方法和系统。在一个示例中，方法可包括在一辆或多辆车辆与网络之间来回转移能量。

【技术实现步骤摘要】
用于能量存储系统的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2015年11月30日提交的德国专利申请No.102015223697.8的优先权。上面提到的申请的全部内容通过引用的方式全部并入本文用于所有目的。
本专利技术总体涉及一种用于与网络通信的一辆或多辆车辆的能量存储系统的方法和系统。
技术介绍
对减少车辆CO2排放的努力的范围包括提升车辆的电气化，由此，在日渐广泛的范围内试图由电动马达代替内燃发动机。但是，电动车辆的最大的缺点之一是例如电能的存储器(例如蓄能器)的能量密度明显小于存储其它能量载体(如化石燃料或氢气)的存储器的能量密度。为了提供具有可接受的范围电动操作的车辆，电能的存储器被设计得非常大。因此，不仅在车辆中需要大量的空间，例如，这些空间不能再用做货舱，而且电能的存储器具有很高的自重，这导致电能消耗的增加。能够采用各种措施使电能存储器保持小型，从而保持轻量。例如，混合动力车辆不仅装备有电动马达，而且还装备有内燃发动机，从而其有可能根据行驶状态利用内燃发动机或者电动马达驱动车辆。因此，内燃发动机和电动马达能够主要在它们的最佳运行点运行。在进行频繁的加速和减速的城市交通中，相对于内燃发动机，电动马达能够以更优的方式且因此更加经济的方式运行，反之，在高且恒定的速度下，相对于电动马达，内燃发动机能够以更优的方式且因此更加经济的方式运行。但是，混合动力车辆的一个缺点是，它需要用于操作电动马达和内燃发动机的所有部件，因此它们的重量增加，并且通过减小电能存储器尺寸而实现的重量的减轻由于大量的部件而被至少部分地被抵消。另外，使用复杂的控制系统激活内燃发动机或者电动马达，以根据行驶状态更经济地运行任一个。部件数量的增加和复杂的控制会使混合动力车辆一个或多个功能劣化的可能性增加。使电能存储器保持小型从而轻量的另一个可能是直接在路上获得电能并且将其引入电动马达，例如通过架空接触线或者埋在地面中的感应元件。但是，以这种方式配备路网的经济影响极其大，所以只能选择在特定的道路上以这种方式为电动马达提供电能。特别地，其示例为在高速行驶的道路上，如高速公路。除了优化燃烧过程，例如制动过程中产生的动能也能够被转换为电能并且能够供给至电能存储器(再生式制动(recuperativebraking))。由于不需要内燃发动机驱动的发电机提供电能，所以能够减少燃料消耗。但是，根据行驶状态，由于电能存储器完全充满且例如由再生制动过程提供的电能以其他方式被浪费掉(本文称为能量过剩)，这种情况能够发生。在这种情况下，接通其自身未被请求的用电器，如后窗加热器，以消耗掉不能供给至存储器的过量的电能或者完全省掉动能到电能的转换可能是经济的。结果，仍然没有利用到动能或者电能仍然被浪费掉，并没有得到任何值得注意的额外利益。因此，在能量过剩期间，可以以其他方式用于为一个或多个车辆功能供电的电能被浪费掉了。
技术实现思路
在一个示例中，一种方法可以用来解决上述问题，该方法按照驾驶员和/或辅助系统的指令操作行驶状态中的车辆；经由存储器监测装置确定车辆存储器中存储的电能的量；经由控制单元将所存储的电能的确定量与可预先确定的限值进行比较，在车辆中存储的电能的量超过可预先确定的限值的情况下，将可选择的量的电能从车辆供给到具有能量转移装置的外部吸能(energy-uptake)装置。以这种方式，描述了经配置连接到道路上的车辆的泛在网络。当连接时，网络和车辆是连通的并且可以基于诊断程序确定能量转移的方向。在一个示例中，在能量过剩行驶模式(如，电能基本上等于可预先确定的限值)期间，其中能量存储装置被完全充电并且发动机工况正在产生过量的能量(如，再生式制动)，车辆可以将能量转移到网络。可替换地，响应于车辆包含不足所需能量(如，车辆没有包含足够量的能量到达通过车辆驾驶员输入到导航系统中而确定的所需的目的地)，网络可以向车辆提供能量。以这种方式，来自车辆的能量可以被转移至并存储进网络中，其中网络可以将存储的能量分配回到同一车辆或者不同车辆。本专利技术一个实施例所解决的问题包括，一种用于操作具有内燃发动机的车辆的系统，通过该系统在具有内燃发动机的车辆运行期间存在的过量的电能通过网络被转移到其它车辆。在一个示例中，网络经配置为电动车辆提供电能，其中在如上所述的能量过剩期间，该网络适于接收电能。在本公开的范围内，内燃发动机被认为是燃烧化石燃料、例如还有氢或其它能量载体(如醇类、煤和天然气)以提供驱动车辆车轮的扭矩的发动机。内燃发动机可以不是车辆唯一的驱动源。相反，车辆是混合动力车辆，除内燃发动机外其还包括电动马达。根据车辆的构造，所述车辆能够按照驾驶员和/或辅助系统的指令在特定的行驶状态中运行。车辆的行驶状态例如可以由瞬时速度或者从车辆启动以来起已经经过的时间来表征。其还包括通过使用辅助系统的自主驾驶来操作车辆。最初，借助于存储器监测装置连续确定存储在存储器中(特别是在车辆的电池中)的电能的量(如荷电状态)。为此，能够测量所存储的电能的电压。然后，确定存储在存储器中的电能的量是否超过可预先确定的限值。该可预先确定的限值限定一定不能进入(accessed)的储备量(reserve)，以确保车辆安全运行，特别是安装在该车辆中的电子部件的安全运行。只要实际值降到低于可预先确定的限值，就不能再保证在足够长的时期内(如直到达到目的地)的车辆的预期使用。但是，如果车辆中存储的电能的量越过限值，则一定部分的电能能够被递送并且不会被车辆的运行所需求。在这种情况下，可选择的量的电能从车辆提供给外部吸能装置。在这种情况下，可选择的量能够是存储的电能的量和限值之间的差的确定部分，借此其能够确保所递送的电能的量不会太高，且因此未进入所述储备量。通过能量转移装置将电能转移到外部吸能装置。例如，通过感应元件或者与电流引线接触的集电器能够进行该转移。以这种方式，就有可能将用于包括内燃发动机的车辆运行所不需要的过量的能量供给到外部吸能装置中，其中，其也能够以不同的方式被使用。例如，通过使该供给的电能可用于只由电动马达驱动或者部分地由电动马达驱动的其它车辆，也能够进行该转移。外部吸能装置也能够包括存储装置，能量能够存储或者临时存储在其中。通过转换成另一种能量存储形式，诸如，例如通过电力转燃气(power-to-gas)或电力转燃料(power-to-fuel)的方法，也能够实现该存储或临时存储。由于在包括内燃发动机的车辆的运行期间可用的过量的能量的替换利用，所以其能够确保能量不需要被无用地消耗，例如，以防止电能存储器的过充电。在又一个实施例中，该方法可以包括通过一使用仪表确定消耗的电能的量；以及在考虑经由控制单元消耗的电能的确定量的情况下，经由控制单元调节供给到外部吸能装置中的电能的量。在这种情况下，供给到外部吸能装置中的电能的量能够被控制单元动态改变。在这种情况下，控制单元考虑(accountfor)消耗的电能的量，特别是在进行调节之前的特定时间段中。如果控制单元确定在该时间段中大量的电能从车辆的用电器(如空调系统或者后窗加热器)取出，则所供给的电能能够被减少以防止迅速达到限值。对于少量的电能从用电器取出的情况，能够增加供给的电能的量。所以，所供给的电能的量被选择为既太高也不太低。在将能量供给到外部吸能装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行包括内燃发动机的车辆的方法，包括：按照驾驶员和/或辅助系统的指令在行驶状态运行所述车辆，经由存储器监测装置确定所述车辆的存储器中存储的电能的量，经由控制单元对所述存储的电能的确定量与可预先确定的限值进行比较，以及响应于所述车辆中存储的所述电能的量超过所述可预先确定的限值，将可选择的量的电能从所述车辆供给到具有能量转移装置的外部吸能装置中。

【技术特征摘要】
2015.11.30 DE 102015223697.81.一种用于运行包括内燃发动机的车辆的方法，包括：按照驾驶员和/或辅助系统的指令在行驶状态运行所述车辆，经由存储器监测装置确定所述车辆的存储器中存储的电能的量，经由控制单元对所述存储的电能的确定量与可预先确定的限值进行比较，以及响应于所述车辆中存储的所述电能的量超过所述可预先确定的限值，将可选择的量的电能从所述车辆供给到具有能量转移装置的外部吸能装置中。2.如权利要求1所述的方法，还包括：经由使用仪表确定消耗的电能的量，以及在考虑消耗的电能的所述确定的量的情况下，经由所述控制单元调节供给到所述外部吸能装置中的电能的量。3.如权利要求1所述的方法，其中所述存储器监测装置确定所述车辆的另外的存储器中存储的能量的量，且其中所述控制单元考虑所述存储的能量的量。4.如权利要求3所述的方法，还包括：使用行驶状态监测装置检测所述车辆的行驶状态并且产生相应的行驶状态信号，以及将所述行驶状态信号供给至所述控制单元，当改变所述可预先确定的限值和所述可选择的量时，所述控制单元考虑所述行驶状态信号。5.如权利要求1所述的方法，其中消耗的电能的所述量和关于可预先确定的时间的所述行驶状态被追踪。6.如权利要求1所述的方法，还包括：经由导航系统检测所述车辆的瞬时位置及计划的目的地、产生相应的位置和目的地信号，并且将所述位置和目的地信号供给至所述控制单元，当改变所述可预先确定的限值和所述可选择的量时，所述控制单元考虑所述位置和目的地信号。7.如权利要求1所述的方法，其中所述车辆是还包括电动马达的混合动力车辆，并且其中运行所述内燃发动机和电动马达以使能量损耗最小化。8.如权利要求1的方法，其中所述控制单元以这样的方式控制导航系统，即，根据消耗的电能的确定的量和在所述存储器中存储的能量的量和/或在另外的存储器中存储的能量的量，调节路线引导。9.一种混合动力车辆的系统，其包括：用于确定存储在所述车辆的存储器中的电能的量的存储器监测装置，所述车辆按照来自驾驶员和/或辅助系统的指令在行驶状态运行，连接在所述车辆中的能量转移装置，其用于将可选择的量的电能从所述车辆供给到外部吸能装置中，以及控制单元，其用于对所述存储的电能的确定的量与可预先确定的限值进行比较，其中所述控制单元在非暂时性存储器中存储指令，该指令当被执行时使所述控制单元能够以这样的方式运行所述能量转移...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科霍斯罗维，F·胡斯，D·范贝贝尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US