专利名称：电动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动车辆，包括至少一个电动机、一个为电动机提供驱动能量的电能存储装置、一个连接电能存储装置和电源的插拔接头和一个控制从电源流向电能存储装置的电流的控制单元。
背景技术：
这种车辆已经公开有一段时间了，并非常适于中短途旅程。为使用这样的车辆，必须给电能存储装置充电。当车辆行驶一段距离之后，电能存储装置必须再次充电。在那样的情况下，一个谨慎的车主将在每段行程之后对电能存储装置进行充电，以使自己所掌控的行使路程最远。
对此，可以参照下述公开文献作为本领域技术现况DE69220228、DE19722644以及P4337978。
正如所有其他车辆一样，此类车辆的行程通常无法预先准确计划时，就有可能发生以下情况恰好是在电力价格最高时并且供电网络负荷最大时需要对电能存储装置充电，例如在中午用电高峰期间。
因为需要在电力价格高时买电和在电力负荷已经非常大时用电，所以是非常不利的。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种可以有助于缓解供电网络消费高峰的负荷的电动车辆。
此目的是通过一种在本说明书开篇中提及的电动车辆实现，其中控制单元允许电流从电能存储装置流向电源。通过这样的方式，电流可从电动车辆的电能存储装置产生并流回供电网络，因此可有助于缓解用电高峰的需求。
在本发明的一个优选实施例中，从电能存储装置流向电源(如供电网络)的电流可通过以下方式控制电能存储装置中存有预定量的剩余电能，当达到所述预定剩余电量时，控制单元切断流向供电网络的电流。为此目的，提供了一种检测电能存储装置中电量的装置。
在本发明的另一个优选实施例中，控制单元通过一个通讯装置与供电网络通信，以便根据电动车辆的位置和可用的电量，以最适宜的方式来控制从供电网络流出的电量。
特别优选地，以此种方式设计控制单元其包括一个时钟或与一个时钟相连。这样，控制单元的操作方式是，可在预定时间段内执行充放电操作。这样就可以最好在晚上对电能存储装置进行充电操作，一方面供电网络的负荷较低，另一方面用电成本较低；而放电最好在供电网络负荷得到有效缓解和电力价格比充电期间高的情况下进行。这样在缓解供电网络负荷的同时，也可为车辆使用者带来经济利益。
本发明的具体实施方式
将在下文中对照附图详细说明。
图中示出了本发明装置的一个简化的电路方框图。标号1表示一个框架，其包括与电动车辆有关的部件。因此，电动车辆包括一个控制单元10。控制单元10连接着一个电能存储装置20、一个驱动电机40和一个可释放的接头50——如插拔接头。接头50和一个电源30相连接，在此处电源30以供电网络的方式表示。
为了给电动车辆1提供运行所需的足够电能，控制单元10监控电能存储装置的充电状况，电能存储装置例如可以是蓄电池或电容充电器等类似的装置。当存储单元10检测到电能存储装置20需要充电时，控制单元就允许电流从供电网络30通过接头50流向电能存储装置20，并且对电能存储装置充电。控制单元10最好也可以考虑电能存储装置的相应充电特性，以可靠地避免其过充电。
控制单元也可允许在一个预定的第一时间段进行充电。电能存储装置20最好在晚上进行充电，一方面电力价格较低，充电成本相对较低；另一方面供电系统30的负荷不是很高。而且，也可设计控制单元以允许电流从电能存储装置20通过插拔接头50和逆变器60流向供电网络30。这样，可向供电系统传送的电量能够通过电能存储装置20中的预定剩余电量进行限制。
以次方式，例如在电能存储装置20充满的状态下车辆行驶到工作地点后，如果此时用电负荷量非常大，例如在中午高峰时，电能存储装置中剩余的电量可以被送回供电网络30。但是当达到预定的剩余电量值时，控制单元就会切断从电能存储装置20流向供电网络30的电流，以保证在任何情况下，电能存储装置中仍有晚上返程所需的足够电量。
较好的方式是，在用电高峰时返回供电网络的电流可以适当得到补偿，这样除了缓解供电网络的用电负荷之外，车主也可以获得经济利益。
按照本发明，带有电能存储装置的车辆也可用作车辆可从中获取其能量的供电网络的能源。
众所周知，白天的用电量显著超过晚上的用电量。比如公共供电网络中的用电量在晚上一点到四点之间为低峰，从早上开始增加(早峰值)，在大约中午的时候达到最高峰(中午峰值)，在晚上又开始下降，直到半夜达到低峰。因此，晚上的用电量显著低于通常的供电量，并且消费者也可以利用晚上电能，其价格比白天要低很多。
供电网络的设置方式是，不仅毫无问题地满足晚上的用电量，而且还满足白天高峰时的用电量。对于供电设施，应配备许多的发电机来可靠地保证满足需求，即使是在非常高的中午用电高峰(如一个寒冷的冬季白天)。
现在，本发明提出的电动车辆(其可以从一个供电网络中以普通方式接收电能，因此也与供电网络有适当的连接)不再从供电网络进行充电，而是在必要的时候，可及时在指定时刻将不需要的电能送入供电网络。
如果首先假定该车辆由在工作日上班的人群仅仅从上午7:00到8:30和大约下午4:30到6:30之间使用，日间大部分时间电动车辆停放在停车场而不使用。晚上可以在车主家中给电动车辆的电能存储装置进行充电，这也没有问题并且是通常的做法。然而本发明新颖之处在于，当电动车辆到达上班地点之后其也可与供电网络相连，以在用电高峰提供所需的电能。
如果电动车辆配备充/放电非常迅速的蓄电池，那么仅以500-1000组的蓄电池，就可能为供电网络提供非常多的电能。
对供电设施的特别有利之处在于，可以利用电能储存装置而不必自己购置和承担维护责任。从车主的角度来看，本发明的优点在于，例如当他白天在上班而不需要使用车辆时，他实际可以将车辆的充足电的电能存储装置出租给供电系统，并出售其中储存的电能。因而车主可以在白天以较好的价格将车辆中储存的电能输给供电网络，而在晚上他又可以以较优惠的价格(夜间电流)对车辆充电。
按照本发明的内容，车辆上的电能存储装置中的电能不应降到最低值以下，在必要时，在白天用电高峰之后车辆上的电能存储装置也可再次进行充电，特别是当供电网络中的用电量在下午下降的时候。
然而，车主也可以以这种方式自行调整车辆，在晚上时他的车辆中有返回家中所需的足够能量(返回家中所需的足够的最少能量)，因而，只需在当天晚上用晚间的电能再对电能存储装置进行完全充电。
因此，车主可通过适当的程序(也可以是车主通过手提电话进行远程控制输入)来预先确定其电能存储装置放电的时间段或时刻。
本发明尤其适用于有许多大型停车场和大型多层停车场的都市。本发明特别适合在机场的多层停车场中使用，尤其是那种承担假日交通的机场，那里的停车场经常停放着几千辆平均7-14天不使用的私家车。在停车期间，在用电高峰时，与本发明涉及的电动车辆连接的电能管理系统就可以通过将各自车辆中的电能存储装置放电而向供电网络供电，在用电低谷期间再次向车辆电能存储装置充电。
接下来将以示图方式详细描述本发明的一个实施方式。
图1示出了本发明的车辆与供电网络连接的示意图；图2示出了一个供电设施的日常用电量图表；图3示出了本发明所述的车辆的充电状态时间图。
具体实施例方式
车辆1的电能存储装置配备有一个适当的控制单元(电能管理系统)，用来触发和控制电能存储装置的充电和放电。
另外，电能管理系统也可按如下的方式来规划只有在车主预先确定的某个特定时间段才能进行放电。例如，放电并将电能返回供电网络只在上午10点到下午3点之间进行，其余的时间内，当将车辆与供电网络相连的时候，蓄电池就被相应地充电。
电能管理系统也可按如下的方式来规划从上午7点到下午4点之间放电，但是也不立即充电，只有在半夜12点到凌晨4点之间的夜间时间进行充电，即从供电系网络中输入适当的晚间电流。
车辆的电能管理系统也可按如下的方式来规划在电能存储装置中始终存有最少量的电能，也就是说这些电能无法返回供电网络，以便在任何情况下保证车主都可以准确地行驶完所需的行程，例如从上班地点回家的路程。
也可以设置其他的程序模式，以便车主按任何自己需要的意愿以所期望的方式来设置电能管理系统，在必要时可以将电能返回到供电网络。
从图2中可以看到，供电设施(ESU)的用电需求量在一天中不是平均分布的，而是从凌晨的一个的最低谷(大约凌晨1点到3点)开始上升，到达一个第一上午波峰，然后到达所谓的中午峰值即最高点，然后以不规则的方式在晚上下降。即使是在高峰期间，供电网络也应当保证有足够的电能来提供给连接到其上的用户，不仅需要保证提供给供电网络足够的电能，而且在任何时候即使在超常的用电高峰，总是一直有更多准备好的电能，也应当提供一个具有稳定的电压和频率的电能供电网络。很明显，为此目的，当前需要在供电端和电能分布的用户端进行大量的调配。
图3示出了本发明所述车辆的电能存储装置的储能状态示意图。在晚间用晚间电流对电能存储装置充电的电能存储装置中，在阶段I是100％完全充满的；在上午上班途中，即阶段II，电量下降。到达上班地点时，即阶段III，车辆与供电网络通过电线相连接，电量可能会再次达到100％。在正午(阶段IV)，即图2中所示的中午用电高峰时，电能存储装置中的大量电量被返回所连接的供电网络，在很短时间内电量达到一个预定的最小值(阶段V)。该最小值由车主或车辆制造商(或以其它方式)设定，应能保证在无需事先再次充电的情况下，车辆能驶回家中。
如图所示，也可以通过从供电网络获取电能在下午再次增加电量(阶段VI)，并且在回家途中(阶段VII)电量又会下降。在晚间/晚上(阶段VIII)，当电动车辆和供电网络相连进行充电后，电量又会恢复到预定值(100％)。
需要再次指出的是，图3中所述的方式仅仅是为了举例说明。
如果电动车辆有适当的输入面板，车主可进行许多的设定操作。
因此例如，通过适当的输入，车主可预先设定连接到供电网络上时电能存储装置仅仅执行放电操作的时间段。
根据充放电操作的相应记录，即使在几天之后车主还能看到返回供电网络的电量和返回的时刻。
除了电能存储装置，例如锂电池或其它存储装置，本发明所述的车辆还包括一个适当的电能管理程序，用于控制电能存储装置的充电状态、评估车主的输入指令并记录操作过程。
此外，该车辆还装有一个适当的数据接口(除了用移动电话进行无线接收/发送控制之外)，以便车辆可以从供电设施的适当接口接收或发送充放电所需的所有数据(返回到供电网络)。
这也方便了记录充放电各自的状态/时间以及其账单。关于账单，实际上在中午高峰期间返回供电网络的电能可以在晚上得到补偿，因为晚上用电价格便宜、供电量充足。
从电能存储装置放电提供给供电网络的电能也可被用于为包含电能存储装置的其它车辆进行充电，其中这些被充电的车辆的电量非常少，可对其充电直到这些车辆可以继续行驶。
因此，本发明也允许多部包含电能存储装置的车辆通过电路互相连接。
本发明还提供车辆电能存储装置返回到电源(供电网络)的电流(电压)通过逆变器60转换，使电流可流入电源。可以在每个车辆中提供逆变器，但在另一方面也可使电能存储装置的电流首先从车辆中以直流方式传输并且在车辆外部提供逆变器(如车辆图中所示，供电网络和车辆连接的下游)，因此可以通过逆变器可产生车辆电源供应向供电网络的电能(例如50Hz，供电网络电压等)。
特别的优点也在于，提供一个中央逆变器站，这样可以使车辆中的电能存储装置以直流传输，同时以交流电进入供电网络——例如提供在车库装置处(例如机场处)，如果连接相当大数量的根据本发明的车辆时，这样的车库装置处将产生大量的电能。这样，逆变器的成本总体保持在一个相当低的水平，同时可向供电网络提供一个交流电的有序输入，因为控制单个或者相对大型的逆变器站比控制多个车辆中的小逆变器简单，控制多个车辆中的小逆变器时最终会导致供电网络中的互相干扰，例如产生谐波。
因为逆变器的效率低于1，即使其仅仅稍微低于理想值1，车辆中逆变器的损失(图1a)比一个固定的中央逆变器(图1b)的损失更高。
在家用连接的情况下，也可以将逆变器与该家用连接相联系，使得一家用车辆也可以在家用停车场返回电能。
无疑地，工作的用户经常需要走合理的距离并且在整个工作日不使用车辆，大多数时间(工作时间)可以满足电能的显见基本需求。如果可定期利用电能，这些电能存储装置也有助于调节目前讨论的、供电网络中所需的风力装置的能量。如果电能存储装置可以从一些再生能源资源充电那将是非常吸引人的。更具体而言，那些再生能源资源自己产生且提供至少一部分所需的调节能量。
权利要求
1.一种电动车辆，包括至少一个电动机、一个为电动机提供驱动能量的电能存储装置、一个连接电能存储装置与电源的插拔接头和一个控制从电源流向电能存储装置的电流的控制单元，其特征在于，控制单元(10)允许电流从电能存储装置(20)流向电源(供电网络)(30)，并且在车辆内部或外部提供一个逆变器，电能存储装置中的电量借助该逆变器以交流电的形式流进电源(供电网络)。
2.如权利要求1所述的电动车辆，其特征在于，所述控制单元包括一个检测电能存储装置中电量的装置，在剩余电量达到预定界限值时控制单元切断从电能存储装置(20)流向供电网络(30)的电流。
3.如前述权利要求之一所述的电动车辆，其特征在于，在控制单元(10)和供电网络(30)之间有一个用于通讯的通讯装置。
4.如前述权利要求之一所述的电动车辆，其特征在于，所述控制单元包括一个时钟或与一个时钟相连接。
5.一种控制电能存储装置和供电网络之间的电流的方法，其特征在于，在预定的第一时间段允许电流从供电网络(30)流向电能存储装置，以及在预定的第二时间段允许电流从电能存储装置流向供电网络。
6.一种车辆，包括一个具体如前述权利要求之一所述的驱动装置，和一个与其连接而用于电能存储的存储装置，和一个供电网络的连接线路，其中，设有一个与存储装置相连的控制单元，借助于该控制单元，当与供电网络相连时，该存储装置有控制地放电并且电能回流到供电网络。
7.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，当与供电网络相连时，该存储装置通过控制单元有控制地充电。
8.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，提供有一个与控制单元相连的输入单元，车主通过输入单元设定时间(时间段)，在该时间段内至少部分地执行存储装置的放电以及由此产生的电能向供电网络的回流。
9.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，设有一个与控制单元相配合的能量管理程序，当车辆与供电网络相连时，该程序执行对存储装置的自动充放电操作。
10.一种带有多个连接装置且与如前述权利要求之一所述的车辆相连接的供电网络。
11.一种控制如权利要求10所述的供电网络的方法，其特征在于，在需要时，进行如前述权利要求之一所述车辆上与供电网络相连的多个存储装置的至少部分放电。
12.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，该车辆配有电流表/电能测量单元，用以测量存储装置所接收的电量和返回供电网络的电量。
13.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，在车辆上提供了一个记录电能输入存储装置或返回供电网络的时间和电量的记录装置。
14.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，该车辆具有一个电连接接头，其能与供电网络的相应连接接头连接，其中，所述连接接头具有一根地线，车辆的数据通过其经由供电设施中的数据网络进行交换，另外，经由该数据网络也能传入进一步的数据，例如关于车辆电能存储装置状态的数据。
15.如前述权利要求之一所述的车辆，其特征在于，在车辆外部提供有一个逆变器，车辆的电能存储装置中的电流通过该逆变器而传入电源(供电网络)。
全文摘要
本发明涉及一种电动车辆，包括至少一个电动机、一个为电动机提供驱动能量的电能存储装置、一个连接电能存储装置与电源的插拔接头和一个控制从电源流向电能存储装置的电流的控制单元。本发明的目的在于提供一种电动车辆，可在供电网络的用电高峰时缓和电力负荷。一种电动车辆，包括至少一个电动机、一个为电动机提供驱动能量的电能存储装置、一个连接电能存储装置与电源的插拔接头和一个控制从电源流向电能存储装置的电流的控制单元，其特征在于，控制单元允许电流从电能存储装置流向电源(供电网络)，并且在车辆内部或外部提供一个逆变器，电能存储装置中的电量可以借助该逆变器以交流电的形式流向电源(供电网络)。
文档编号B60L11/18GK1816463SQ200480019322
公开日2006年8月9日 申请日期2004年3月25日 优先权日2003年7月9日
发明者艾劳埃斯·乌本 申请人:艾劳埃斯·乌本