Control de estaciones de carga.

Procedimiento para el control de estaciones de carga para vehículos eléctricos, con los pasos,

- agrupamiento

(30) de al menos dos estaciones de carga (10) dando lugar a un grupo (12), conectándose varias estaciones de carga (10) del grupo a una estación de transformador común,

- intercambio (32), de al menos parámetros de carga reales de las estaciones de carga (10) dentro del grupo (12), conteniendo los parámetros de carga reales informaciones sobre la potencia eléctrica disponible actualmente en la estación de carga,

- intercambio de una previsión de carga establecida mediante un regulador de carga dispuesto en un vehículo eléctrico conectado a una estación de carga, que comprende una curva de corriente para la carga del vehículo eléctrico durante el resto de la duración de la carga,

- estimación de una demanda de energía futura de la estación de transformador con una curva diaria de al menos una estación de carga del grupo, a partir de una base de datos,

- establecimiento (34) de una previsión de carga para el grupo (12) dependiendo de al menos los parámetros de carga reales, la previsión de carga y la curva diaria,

- determinación adaptativa (38) de parámetros de carga teóricos, comprendiendo al menos una intensidad de la corriente de carga máxima y un tiempo de carga para las estaciones de carga (10) del grupo (12) dependiendo de la previsión de carga, de tal manera que por un lado la potencia puesta a disposición mediante las estaciones de carga del grupo no supera una potencia del transformador máxima, y por otro lado los vehículos eléctricos conectados a las estaciones de carga del grupo reciben, durante su respectiva duración de carga restante, la energía necesaria para la carga de la batería.

- estipulación de parámetros de carga con el vehículo eléctrico dependiendo de los parámetros de carga teóricos, estipulándose nuevamente, en el caso de cambiar los parámetros de carga teóricos, los parámetros de carga con el vehículo eléctrico durante una fase de carga.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/059200.

Solicitante: RWE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Opernplatz 1 45128 Essen ALEMANIA.

Inventor/es: GAUL,ARMIN, DIEFENBACH,INGO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE... > Propulsión eléctrica por fuente de energía suministrada... > B60L11/18 (que utilizan la energía suministrada por pilas primarias, pilas secundarias o pilas de combustibles)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION... > Circuitos para redes principales o de distribución,... > H02J3/32 (utilizando baterías con medios de conversión)

PDF original: ES-2542870_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Control de estaciones de carga El objetivo se refiere a un procedimiento para el control de estaciones de carga, así como a una estación de carga y a un transformador de baja tensión.

La proliferación de los vehículos con funcionamiento eléctrico aumentará rápidamente en un futuro cercano. Con la proliferación de los vehículos eléctricos, que funcionan mediante un motor eléctrico, debe garantizarse no obstante, que éstos puedan recibir energía de una manera sencilla. Con este fin, tiene que ponerse a disposición una infraestructura que funcione.

Tiene que darse particularmente la posibilidad del acceso a energía para vehículos eléctricos en zonas públicas. En el caso de las autonomías de los vehículos eléctricos disponibles hasta el momento de entre 50 y algunos 100 de km, es necesario que también sea posible fuera del entorno del hogar, una carga de los vehículos. Para ello, han de ponerse a disposición en ámbitos públicos y semipúblicos, por ejemplo, en aparcamientos o aparcamientos de empresa, estaciones de carga, para poner a disposición una disponibilidad constante de energía para vehículos eléctricos mediante una red de suministro. Esta disponibilidad es un criterio determinante para la aceptación de los vehículos eléctricos.

También es de importancia crucial para la aceptación de los vehículos eléctricos no obstante, que la red de suministro proporcione energía de carga en todo momento. Pero esto también significa, que tiene que haber crecido la capacidad de red de la creciente demanda de energía por los vehículos eléctricos. Las estaciones de carga necesarias para ello se asignan de forma regular a una estación de transformador común (subestación transformadora)  en el rango de baja tensión. Normalmente, las subestaciones transformadoras en el rango de baja tensión tienen una potencia de estación de entre 400 y 1000kVA. Esta potencia de estación debe ser suficiente para abastecer a los consumidores ya existentes, como por ejemplo, los hogares, así como adicionalmente para las estaciones de carga dispuestas en el área de suministro de las subestaciones transformadoras.

Las estaciones de carga conocidas hasta el momento y adecuadas para el funcionamiento, disponen sin embargo regularmente, de dos o más tomas en las que pueden ponerse a disposición respectivamente potencias altas, por ejemplo, potencia de 44kVA. Bajo esta premisa, ya puede estar agotada la potencia de la estación máxima, al utilizarse al mismo tiempo de 5 a 10 estaciones de carga dentro de un área de suministro de una subestación transformadora. Esto podría conducir no obstante, a escasez en el suministro. En particular, tiene que garantizarse el suministro constante de los hogares con energía eléctrica. Este suministro no debe verse afectado por la carga de vehículos eléctricos en estaciones de carga.

Por esta razón, el objetivo se basó en la tarea de proporcionar un procedimiento y un dispositivo, que posibiliten un control de estaciones de carga, que reduzca la carga en la red de suministro.

Esta tarea se soluciona según el objetivo, mediante un procedimiento según la reivindicación 1. Este procedimiento comprende un agrupamiento preferiblemente automático de al menos dos estaciones de carga dando lugar a un grupo.

Como ya se ha indicado anteriormente, varias estaciones de carga pueden estar asignadas a una estación de transformador común. Una pluralidad de estaciones de carga asignadas a una estación de transformador, puede formar en este caso, un grupo. También son posibles otros agrupamientos, por ejemplo, de estaciones de carga próximas a nivel local o de estaciones de carga, que están asignadas a un determinado proveedor de energía o proveedor de servicios. Por lo tanto, se encuentra absolutamente dentro de los límites de lo posible, que dentro de 50 una subestación transformadora, se formen diferentes grupos de estaciones de carga. El agrupamiento puede ser estático o dinámico. En el agrupamiento estático, durante la conexión de una estación de carga, ésta puede ser asignada o bien manual o automáticamente a un grupo de estaciones de carga. Esta asignación puede producirse por medio de una identificación de estación de carga. Durante el agrupamiento dinámico, durante el funcionamiento de una estación de carga, ésta puede asignarse automáticamente de manera correspondiente a uno de los 55 diferentes grupos.

El procedimiento comprende además, el intercambio de al menos parámetros de carga reales de las estaciones de carga dentro del grupo. Los parámetros de carga reales pueden ser por ejemplo, informaciones sobre la potencia eléctrica puesta a disposición actualmente en una estación de carga. Por ejemplo, un vehículo puede acceder 60 actualmente a una potencia de 10kVA. Esta información puede ser un parámetro de carga real. Otros parámetros de carga reales se explican a continuación. Los parámetros de carga reales se intercambian según el objetivo dentro del grupo. Por lo tanto, es posible que en el grupo se conozcan los parámetros de carga reales de cada una de las estaciones de carga. Un parámetro de carga real también puede ser una información de que no se lleva a cabo ninguna carga actual y de que una estación de carga accede a 0kVA de potencia.

A partir de los al menos parámetros de carga reales se establece según el objetivo al menos una previsión de carga para el grupo. Una previsión de carga puede comprender por ejemplo, informaciones acerca de cómo cambia en un futuro la carga eléctrica dentro del grupo, es decir, la energía demandada de las estaciones de carga. De esta manera puede preverse por ejemplo, mediante los parámetros de carga reales, qué energía tiene que ponerse a 5 disposición en media hora, una hora o en dos horas, como también, qué capacidad está disponible todavía en el grupo. En el caso de los parámetros de carga reales puede comprenderse por ejemplo también, una información sobre la potencia puesta a disposición actualmente en combinación con la energía que aún necesita un coche. A partir de estas informaciones se puede determinar por ejemplo, el tiempo que durará aún un proceso de carga. Con estas informaciones se puede comprobar en una previsión de carga, que una estación de carga determinada no demanda más energía eléctrica en un determinado momento, dado que entonces el proceso de carga actualmente en proceso habrá concluido.

Mediante la previsión de carga establecida, es posible determinar para las estaciones de carga del grupo, parámetros de carga teóricos. Éstos se pueden calcular a partir de la previsión de carga. Con los parámetros de carga teóricos, es posible distribuir de forma inteligente la potencia de la estación disponible entre las estaciones de carga que se encuentran en el grupo. La distribución inteligente puede consistir en que se reduce la potencia que puede demandar cada estación de carga a un valor máximo determinado. También se puede determinar en los parámetros de carga teóricos que durante un primer periodo se puede demandar una primera potencia en una estación de carga y en un segundo periodo demandarse una segunda potencia diferente de la primera potencia.

Se menciona por ejemplo, el siguiente ejemplo. Un vehículo eléctrico necesita normalmente 15kWh de energía eléctrica para una autonomía de 100 km. Estos 15kWh tienen que recargarse diariamente por parte de los clientes, si tienen un rendimiento de conducción de aproximadamente 100 km al día. Suponiendo que en un área de una subestación transformadora tengan que cargarse 120 vehículos con 15kWh, resulta una demanda de energía total de 1.800kWh/día.

Normalmente, los vehículos se encuentran 18 horas en un lugar, y solo se mueven 4 horas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el control de estaciones de carga para vehículos eléctricos, con los pasos, 5

agrupamiento (30) de al menos dos estaciones de carga (10)  dando lugar a un grupo (12) , conectándose varias estaciones de carga (10)  del grupo a una estación de transformador común, intercambio (32) , de al menos parámetros de carga reales de las estaciones de carga (10)  dentro del grupo (12) , conteniendo los parámetros de carga reales informaciones sobre la potencia eléctrica disponible 10 actualmente en la estación de carga, intercambio de una previsión de carga establecida mediante un regulador de carga dispuesto en un vehículo eléctrico conectado a una estación de carga, que comprende una curva de corriente para la carga del vehículo eléctrico durante el resto de la duración de la carga, estimación de una demanda de energía futura de la estación de transformador con una curva diaria de al 15 menos una estación de carga del grupo, a partir de una base de datos, establecimiento (34) de una previsión de carga para el grupo (12)  dependiendo de al menos los parámetros de carga reales, la previsión de carga y la curva diaria, determinación adaptativa (38)  de parámetros de carga teóricos, comprendiendo al menos una intensidad de la corriente de carga máxima y un tiempo de carga para las estaciones de carga (10)  del grupo (12)

dependiendo de la previsión de carga, de tal manera que por un lado la potencia puesta a disposición mediante las estaciones de carga del grupo no supera una potencia del transformador máxima, y por otro lado los vehículos eléctricos conectados a las estaciones de carga del grupo reciben, durante su respectiva duración de carga restante, la energía necesaria para la carga de la batería.

estipulación de parámetros de carga con el vehículo eléctrico dependiendo de los parámetros de carga teóricos, estipulándose nuevamente, en el caso de cambiar los parámetros de carga teóricos, los parámetros de carga con el vehículo eléctrico durante una fase de carga.

2. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los parámetros de carga reales de la estación de carga (10)  comprenden al menos informaciones sobre la intensidad de la corriente de carga 30 actual y/o sobre un controlador de carga del vehículo eléctrico conectado a la estación de carga.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los parámetros de carga reales se intercambian (32)  a intervalos y por que la previsión de carga y/o los parámetros de carga teóricos se cambian de forma adaptativa dependiendo de los parámetros de carga reales actuales.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los parámetros de carga teóricos comprenden al menos informaciones sobre una duración de la carga, una curva de corriente y/o una cantidad de energía.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al inicio de un proceso de carga de un vehículo eléctrico, se transmiten a una estación de carga (10) informaciones sobre una cantidad de energía necesaria, una duración de la carga preferida, un tiempo de carga preferido y/o un controlador de carga, y poe que la estación de carga (10) determina dependiendo de los parámetros de carga teóricos y de las informaciones del vehículo eléctrico, al menos una intensidad de la corriente de carga máxima, un período de carga, 45 una duración de carga y/o una duración de carga máxima y se comunican al vehículo eléctrico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los parámetros de carga teóricos se determinan dependiendo de la potencia eléctrica disponible del nivel de baja tensión y/o del nivel de media tensión.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grupo (12)  presenta al menos una identidad de grupo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la identidad de grupo se

transmite desde una estación de transformador de baja tensión (6)  a estaciones de carga (10)  conectadas a ella y/o por que una identidad de grupo se intercambia entre estaciones de carga (10)  conectadas a una misma estación de transformador de baja tensión (6) .

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dentro del grupo (12)  se 60 determinan en la estación de transformador de baja tensión (6)  o en una estación de carga (10) , la previsión de carga y los parámetros de carga teóricos.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el intercambio de los parámetros de carga reales comprende al menos la emisión (32)  de los parámetros de carga reales al transformador 65 del nivel de baja tensión, o a una estación de carga (10) del grupo (12) .

11. Estaciones de carga para vehículos eléctricos comprendiendo:

medios de asignación (18)  para agrupar las estaciones de carga (10)  dando lugar a un grupo (12)  con al menos dos estaciones de carga (10) , estando conectadas varias estaciones de carga (10)  del grupo a una estación de transformador común, medios de comunicación (16)  para el intercambio de al menos parámetros de carga reales dentro del grupo (12) , comprendiendo los parámetros de carga reales informaciones sobre la potencia eléctrica puesta a disposición actualmente en la estación de carga, y para el intercambio de una previsión de carga establecida mediante un regulador de carga dispuesto en un vehículo eléctrico conectado a una estación de carga, que comprende una curva de corriente para la carga del vehículo eléctrico durante el resto de la duración de la carga, pudiendo estipularse de nuevo, en el caso de parámetros de carga teóricos que cambian, los parámetros de carga con el vehículo eléctrico durante una fase de carga, y para recibir parámetros de carga teóricos para determinar parámetros de carga para la carga de vehículos eléctricos, comprendiendo los parámetros de carga teóricos una intensidad de corriente de carga y un tiempo de carga, y siendo dependientes de una previsión de carga para el grupo (12) , siendo determinados adaptativamente y dependiendo de al menos los parámetros de carga reales, de la previsión de carga y de una curva diaria que indica la demanda de energía futura de la estación de transformador, de al menos una estación de carga del grupo, de tal manera, que por un lado la potencia puesta a disposición mediante las estaciones de carga del grupo no supera una potencia del transformador máxima, y por otro lado los vehículos eléctricos conectados a las estaciones de carga del grupo, reciben durante su correspondiente duración de carga restante, la energía necesaria para la carga de la batería.

12. Estaciones para vehículos eléctricos comprendiendo:

medios de asignación (18)  para agrupar las estaciones de carga (10)  dando lugar a un grupo (12)  con al menos dos estaciones de carga (10) , estando conectadas varias estaciones de carga (10)  del grupo a una estación de transformador común, medios de comunicación (16)  para recibir al menos parámetros de carga reales de estaciones de carga (10)  del grupo (12) , comprendiendo los parámetros de carga reales informaciones sobre la potencia eléctrica puesta a disposición actualmente en la estación de carga, y para el intercambio de una previsión de carga establecida mediante un regulador de carga dispuesto en un vehículo eléctrico conectado a una estación de carga, comprendiendo una curva de corriente para la carga del vehículo eléctrico durante el resto de la duración de la carga, medios de cálculo (20)  para estimar una necesidad de energía en el futuro de la estación de transformador con una curva diaria de al menos una estación de carga del grupo y para establecer una previsión de carga para el grupo (12)  dependiendo de al menos los parámetros de carga reales recibidos, de la previsión de carga y de la curva diaria, y para determinar de forma adaptativa los parámetros de carga teóricos que comprenden al menos una intensidad de la corriente de carga máxima y un tiempo de carga de las estaciones de carga (10)  del grupo (12)  dependiendo de la previsión de carga, de tal manera, que por un lado la potencia puesta a disposición mediante las estaciones de carga del grupo no supera una potencia del transformador máxima, y por otro lado los vehículos eléctricos conectados a las estaciones de carga del grupo reciben, durante su correspondiente duración de carga restante, la energía necesaria para la carga de la batería, estando configurados los medios de comunicación (16)  para el envío de los parámetros de carga teóricos a estaciones de carga (10)  del grupo (12) . 45

13. Estación de transformador de baja tensión comprendiendo:

medios de asignación para agrupar estaciones de carga (10)  dando lugar a un grupo (12)  con al menos dos estaciones de carga (10) , estando conectadas varias estaciones de carga (10)  del grupo a una estación de transformador común,

medios de comunicación para recibir al menos parámetros de carga reales de estaciones de carga del grupo (12) , comprendiendo los parámetros de carga reales informaciones sobre la potencia eléctrica puesta a disposición actualmente en la estación de carga, y para el intercambio de una previsión de carga establecida mediante un regulador de carga dispuesto en un vehículo eléctrico conectado a una estación de

carga, comprendiendo una curva de corriente para la carga del vehículo eléctrico durante el resto de la duración de la carga, medios de cálculo (20)  para estimar una necesidad de energía en el futuro de la estación de transformador con una curva diaria de al menos una estación de carga del grupo y para establecer una previsión de carga para el grupo (12)  dependiendo de al menos los parámetros de carga reales recibidos, de la previsión de carga y de la curva diaria, y para determinar de forma adaptativa los parámetros de carga teóricos que comprenden al menos una intensidad de corriente de carga máxima y un tiempo de carga de las estaciones de carga (10)  del grupo (12) dependiendo de la previsión de carga, de tal manera, que por un lado la potencia puesta a disposición mediante las estaciones de carga del grupo no supera una potencia del transformador máxima, y por otro lado los vehículos eléctricos conectados a las estaciones de carga del 65 grupo reciben, durante su correspondiente duración de carga restante, la energía necesaria para la carga de la batería.

14. Sistema que comprende al menos una estación de carga según la reivindicación 11 y una estación de carga según la reivindicación 12 o una estación de transformador de baja tensión según la reivindicación 13.