基于evse的能量自动化、管理和保护系统与方法
【专利说明】基于EVSE的能量自动化、管理和保护系统与方法
[0001]相关申请
本申请要求享有对2014年11月17日提交的题为“EVSE BASED ENERGY AUTOMAT1N,MANAGEMENT AND PROTECT1N SYSTEM” 的美国临时申请 N0.62/080，483 的优先权，特此以其整体并且出于本文中的所有目的而通过引用并入该临时申请。
技术领域
[0002]本发明涉及被配置用于电动汽车(EV)的充电的电动汽车供应设备(EVSE)，并且更具体地涉及智能EVSE和包括智能EVSE的供电系统。
【背景技术】
[0003]将来对于EV充电的需求可能将明显附加的负担置于电网上。利用电网上的随机点为EV充电，尤其是在峰值时间期间，不仅存在使电网不稳定的风险，而且还可能增加消费者(在本文中称为“用户”)的能量成本。现有智能电网兼容装置(包括智能EVSE)可以与建筑物能量管理或自动化系统(例如家庭或办公室能量管理系统)对接。然而，这样的现有EVSE在一些实例中不适宜，尤其使对于翻新而言。
[0004]因此，存在对于改进的智能EVSE和包括所述智能EVSE的系统的需要。
【发明内容】
[0005]在一些实施例中，提供了一种用于电动汽车(EV)的供电系统。供电系统包括被配置成由用户可访问的EVSE云服务器；被配置成通过互联网连接与EVSE服务器通信的互联网访问装置；以及电动汽车供应设备(EVSE)，包括被配置成传送由EV汲取的最大充电电流的充电控制装置、被配置成传送包括充电电压、由EV汲取的充电电流、通过为EV充电所消耗的充电功率以及充电能量中的一个或多个的充电数据的计量装置、接收充电数据的通信接口，以及EVSE中的通信网关，通信网关被配置成通过互联网访问装置向EVSE服务器发送包括充电数据的信息，并且从EVSE服务器接收一个或多个充电控制信号。
[0006]在一个或多个实施例中，提供了一种电动汽车供应设备(EVSE)。EVSE包括被配置成传送由电动汽车汲取的最大电流的充电控制装置；被配置成生成充电电压、由EV汲取的充电电流、通过为EV充电所消耗的充电功率以及充电能量中的一个或多个的电动汽车(EV)的充电数据的计量装置；以及与EVSE整合并且被配置成与EVSE服务器通信的通信网关，通信网关还被配置成与一个或多个智能装置对接。
[0007]在一个或多个实施例中，提供了一种电动汽车供应设备(EVSE)。EVSE包括被配置成限制由电动汽车汲取的最大电流的充电控制装置；与EVSE整合并且被配置成与测量负载中心的一个或多个分支电路上的负载数据的一个或多个监视装置对接的通信网关；以及EVSE服务器。
[0008]在一个或多个实施例中，提供了一种操作电动汽车供应设备(EVSE)的方法。该方法包括提供包括通信接口的EVSE，测量EVSE从其接收功率的负载中心的线路电压、线路电流、线路相位和线路频率中的一个或多个，基于线路电压、线路电流、线路相位和线路频率中的一个或多个确定灯火管制或功率骤增条件，以及利用EVSE命令关断耦合到负载中心的一个或多个智能装置。
[0009]本发明的再其他的方面、特征和优点可以容易地从以下详细描述清楚，其中描述和说明数个示例实施例，包括设想到用于实施本发明的最佳模式。本发明还可以能够具有其他和不同的实施例，并且其若干细节可以在各个方面进行修改，所有这些都不脱离于本发明的范围。本发明覆盖落在本发明的范围内的所有修改、等同物和替代物。
【附图说明】
[0010]可以从结合附图考虑的以下详细描述更清楚地理解本发明的实施例的特征，在附图中相同的参考标号自始至终指代相同的元件。附图和描述要被视为在本质上是说明性的，并且不被视为是限制性的。附图未必按照比例绘制。
[0011]图1图示了根据一个或多个实施例的包括智能EVSE的供电系统的示意图。
[0012]图2图示了根据一个或多个实施例的包括被配置成与一个或多个智能装置通信的智能EVSE的供电系统的示意图。
[0013]图3图示了根据一个或多个实施例的包括智能EVSE的供电系统的示意图，其中EVSE可以获取针对耦合到负载中心的一个或多个电气分支的经测量数据或者针对建筑物的总体计量数据，并且其中EVSE可以可操作成与耦合到负载中心的一个或多个智能装置通信。
[0014]图4图示了根据一个或多个实施例的智能EVSE的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0015]随着对于EV需求方面的上升，预计电网很快将达到近乎10%的输送能量(例如大约I万亿kWh或更大)。即使现有电网可能能够在非峰值时间期间管理该附加负载，但是在峰值时间期间在电网上的随机点处为EV充电可能导致电网不稳定，并且可能导致电气灯火管制条件(以下称为“灯火管制”)。当前，公共事业服务提供者(公共事业公司)可以通过与消费者有关的各种能量管理程序来管理电网上的该附加功率需求，诸如“需求响应程序”。“需求响应程序”为消费者提供了通过响应于基于时间的电气速率或其他形式的财务奖励而减少和/或偏移其在峰值时段期间的电力使用需求来在电网操作中扮演角色的机会。
[0016]对于具有用于电动汽车(EV)的充电能力的特定住宅或商业区(以下总地或单独地称为“建筑物”)，根据一个或多个实施例，可访问互联网的智能EVSE可以提供用于提供集成能量管理的合适方式和/或用于实现需求响应程序的手段。在一些实施例中，这样的智能EVSE可以允许基于电网上的峰值电气需求而控制智能EV的充电时间和/或充电速率的选项。
[0017]此外，根据一些实施例的智能EVSE可以提供用于在耦合到建筑物的负载中心的分支电路的一个或多个高功率负载操作(接通)在与智能EVSE正在充电时相同的时段期间时的需求响应管理的机制。可以调节EVSE的充电速率或充电时间，或者可以响应于来自智能EVSE或来自EVSE服务器的一个或多个充电控制信号而调节一个或多个高功率负载所汲取的电流。有利地，在峰值需求时间期间避免或限制EV充电或限制由一个或多个高功率负载所汲取的电流可以导致降低的公共事业账单，并且甚至可能减少电网不稳定。
[0018]另外，根据一个或多个实施例，智能EVSE可以取代自动化家庭能量系统，其中智能EVSE包括可以可操作成直接与一个或多个智能装置对接的通信能力，以及被配置成在互联网上访问EVSE服务器的通信网关。该通信能力允许简化对缺少自动化家庭能量系统的现有建筑物的翻新。简而言之，EVSE成为用于与一个或多个智能装置通信的平台。
[0019]在一些实施例中，智能EVSE可以直接与可能参与需求响应程序(例如自动化需求响应程序)的一些或所有智能装置(例如智能电器、智能照明、智能加热、通风和空气调节(以下称为智能“HVAC”)、智能窗户和门、智能排气口等等)对接。以此方式，避免对于分离的家庭自动化系统的需要，并且一个或多个智能装置的监视和/或控制可以通过智能EVSE发生。在该实施例中，智能EVSE充当用于访问互联网并且用于与关注一个或多个智能装置的操作调节和/或控制的用户通信的网关。
[0020]智能EVSE与建筑物的一个或多个智能装置之间的通信可以是基于诸如Z轴向波(Z-wave)、ZigBee、H0MEPLUG? 技术(也称为输电线或 PLC)、HOMEPLUG?Green PHY?等之类的通信协议。在一些实施例中，智能EVSE将能够与一个或多个智能装置对接，并且从其获得电气使用数据。在其他实施例中，智能EVSE将能够保护供电系统和一个或多个智能装置以及EVSE自身，以抵挡由电网不稳定所导致的灯火管制或功率骤增。这可以通过借由来自智能EVSE的控制线信号控制由这样的智能装置所汲取的功率和/或通过传送可用于由EV汲取的最大电流来完成。
[0021]在一个或多个实施例中，提供了一种智能EVSE，其提供了管理和保护耦合到负载中心的其他负载的公共平台，并且用于可能地提供可以与停电管理或需求响应管理集成的负载控制。在一些实施例中，用于EV的充电调度还可以通过智能EVSE和EVSE服务器实现。负载优先级可以由用户通过与EVSE服务器通信而通过智能EVSE设置。如果需求响应程序被实现，则用户可以决定和预设按序首先关断的电气负载的优先级以满足由需求响应管理所设置的目标，或者否则预确定和设置负载共享简档或