電動車輛服務設備的隨機重啟裝置和方法
【專利摘要】一種電動車輛（EV）充電器重啟方法包括：確定一個或多個電動車輛充電器（塊214）中的每個的相應的重啟延遲時間（Tdel），每個相應的重啟延遲時間（Tdel）包括基于所產生的隨機數的相應延遲時間增量和用于重置的群時間間隔（Tint）（塊212）；以及如果當前時間（Tnow）大于已確立的時間線開始時間（TPOK）加上（Tdel），則發(fā)起一個或多個電動車輛充電器中的至少一個的重啟（塊210、218）。
【專利說明】電動車輛服務設備的隨機重啟裝置和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2010年11月24日提交的臨時專利申請?zhí)?1/417,078的優(yōu)先權，該臨時申請的內容特此通過引用為了所有目的被并入本文。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及充電系統，且更具體地涉及消耗來自電網的電力的電動車輛充電器。【背景技術】
[0004]將電動車輛引入到國家的公路被預測為在電動車輛被連接以重新充電時對本地電網提出了額外的電氣需求。存在對在增加的電網需求的時間期間降低電網上的來自各電動車輛充電器和電動車輛充電器組的瞬時負荷的需要。
[0005]本發(fā)明的公開
[0006]實施方式包括用于基于延遲啟動時間重啟一個或多個電動車輛充電器的方法和設備，其中每個充電器單元的延遲啟動時間基于隨機生成的數。電動車輛(EV)充電器重啟方法的一個實施方式包括:確定一個或多個電動車輛充電器中的每個的相應的重啟延遲時間(Tdel),每個相應的重啟延遲時間(Tdel)包括基于所產生的隨機數的相應延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint);確定所確定的相應的重啟延遲時間(Tdel)是否被滿足；以及如果所確定的重啟延遲時間(Tdel)被滿足，則發(fā)起一個或多個電動車輛充電器中的至少一個的重啟。在這種實施方式中，該方法還可以包括確定在所述一個或多個電動車輛充電器中的至少一個處的所測量的源電壓和正常源電壓之間的差值，且如果在所測量的源電壓和正常源電壓之間的所確定的差值在閾值內，則設置至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(Tra)。發(fā)起重啟的步驟可在等于Tra加上Tdel的時間時或之后開始，并且相應的重啟延遲時間(Tdel)還可以包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)。如果在所測量的源電壓和正常源電壓之間的所確定的差值不在閾值內，該方法可以包括在預定延遲(DTl)之后再次執(zhí)行確定所測量的源電壓和正常源電壓之間的差值的步驟。
[0007]在相應的重啟延遲時間(Tdel)還包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)的實施方式中，Tint2可以在20-60秒之間。Tdel也可以在25-60秒之間。用于重置的群時間間隔(Tint)可以在5和20秒之間，并且所生成的隨機數可以在O和I之間。所產生的隨機數函數可包括大于I的指數U)。
[0008]該方法的實施方式也可包括監(jiān)測參考相量值和指示電網相量值的至少一個PMU反饋信號之間的差值，且如果所述差值在閾值(f)內，則設置至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(Tra)。
[0009]可選實施方式包括在至少一個電動車輛充電器中接收來自電網控制處理單元的電網健康狀況信號；響應于接收到電網健康狀況信號而設置至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(TroK)，并且其中在等于Tra加上Tdel的時間時或之后發(fā)起重啟開始。在這樣的配置中，相應的重啟延遲時間(Tdel)還可以包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2),并且Tint2可以在20-40秒之間。Tdel可以在25-60秒之間。所產生的隨機數可以在O和I之間，并且所生成的隨機數可包括大于I的指數(m)。
[0010]該方法還可以包括向電動車輛提供脈寬調制EVSE導頻信號，脈寬調制EVSE導頻信號覆蓋車載充電器電流裝載斜坡函數以延長電動車輛的功率斜坡時間。
[0011]在包括用于重啟一個或多個電動車輛充電器的處理模塊的一個實施方式中，其中，該處理模塊包括具有可尋址存儲器的處理器，該處理器可配置成:
[0012](i)確定電網電力質量是否是可接受的；
[0013](ii)響應于確定電網電力質量是可接受的，設置至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(Tra)，
[0014](iii)確定一個或多個電動車輛充電器中的每個的相應的重啟延遲時間(Tdel)，相應的重啟延遲時間(Tdel)包括基于相應的所生成的隨機數函數的延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint);以及
[0015](iv)如果當前時間(Tnw)大于Tdel加上Tra，則發(fā)起一個或多個電動車輛充電器中的至少一個的重啟。在這樣的實施方式中，相應的重啟延遲時間(Tdel)可以包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)。所產生的隨機數函數可還包括大于I的指數(m)。
[0016]在方法的可選實施方式中，該方法可以包括:在電動車輛(EV)充電器中接收PMU電力質量信號；確定PMU電力質量信號和參考PMU電力質量信號之間的差值；且如果PMU電力質量信號和參考PMU電力質量信號之間的所確定的差值在閾值內，則設置至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(Tra);確定EV充電器的相應的重啟延遲時間(Tdel),該重啟延遲時間(Tdel)包括基于所產生的隨機數的相應的延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint);以及如果當前時間(TnOT )大于Tra加上Tdel，則發(fā)起EV充電器的重啟。PMU電力質量信號可以指示測得的電網相量。重啟延遲時間(Tdel)可以包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2),以及
[0017]Tint2可在20-60秒之間。在這種實施方式中，Tdel可以在25-60秒之間。所產生的隨機數函數可包括大于I的指數(m)。
[0018]附圖的簡要說明
[0019]實施方式作為例子而不是限制在附圖的圖中示出，并且其中:
[0020]圖1是配置為提供基于所生成的隨機數的重啟延遲時間(Tdel)的電動車輛充電器的一個實施方式的框圖；
[0021]圖2是示出用于發(fā)起電動車輛充電器的重啟的方法的一個實施方式的流程圖；
[0022]圖3是電網控制系統的框圖，在一個實施方式中，該電網控制系統具有耦合到配置為提供基于所產生的隨機數的重啟延遲時間(Tdel)的電動車輛充電器的電動車輛；
[0023]圖4是示出連接到公用電網的電動車輛供電設備單元的框圖，該電動車輛供電設備(EVSE)單元配置為提供基于生成的隨機數的重啟延遲時間(Tdel),并被連接以給電動車輛充電；
[0024]圖5是示出脈沖寬度與EVSE重啟過程時間的關系曲線以擴展車載充電器電流裝載斜坡函數；
[0025]圖6描繪了安裝在支撐結構上的電動車輛充電器的一個實施方式的EVSE單元；以及[0026]圖7是圖5中所示的EVSE的框圖，該EVSE用電線連接到240VAC電源線。
[0027]用于實現本發(fā)明的最佳方式
[0028]描述了具有重啟處理器的電動車輛充電系統的實施方式，該重啟處理器配置成減輕例如在電力服務的中斷之后出現的各電動車輛(EV)充電器和電動車輛(EV)充電器組重啟的影響。電動車輛充電系統可確定一個或多個EV充電器中的每個的相應的重啟延遲時間(Tdel),相應的重啟延遲時間(Tdel)包括基于所產生的隨機數的相應的延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint)。該系統可以基于參考PMU電力質量信號和所接收的PMU電力質量信號的比較來建立時間線開始時間(Tra)(PMU電力質量信號例如是相量電流或相量電壓值)，且如果當前時間(Tnmt)大于Tra加上Tdel，則可以發(fā)起一個或多個EV充電器的重啟。
[0029]更具體地，可選地被稱為“充電站”的EV充電器通常具有當每個設備被加電時導致高功率需求的儲存電容器。當以10或100的倍數的個數被連接時，EV充電器可以共同在電網上呈現足夠大的負荷，以使重新建立電力服務變得很難。如果例如由于斷路器中斷，斷電是本地限制的，則電網應該具有充足的儲備以處理啟動。然而，如果EV充電器對重新供電的電路的啟動要求極高，例如，如果所有的充電器同時重啟，則由于高電流需求，本地斷路器可能熔斷或斷開。
[0030]特別地，重啟電力波動的問題可以被劃分成兩個類別:在需求過量的電網故障之后的重啟和在電路中斷之后的本地重啟。為了防止在同時啟動多個EV充電器期間電網的過載，每個EV充電器可以配置成在例如在斷電之后或在電網故障之后的時間間隔內的隨機時間重新開始，并且在這樣做時降低多個EV充電器同時或實質上同時啟動和使電網過載的概率。當不可預測的負載導致增加配電網絡的不穩(wěn)定性時，這種隨機重啟能力在高峰電力需求的時期期間是尤其有利的。因此，為了減弱瞬態(tài)電壓降到電網內的注入，實施方式使受影響的EV充電器在重啟延遲時間通電，該延遲時間具有基于所產生的隨機數的延遲時間增量。
[0031]圖1描述了 EV充電器100的示例性功能框圖，該充電器100配置有重啟處理器，其用于減輕在電力服務的中斷之后重啟的各EV充電器和EV充電器組的影響。EV充電器可具有重啟處理器104，該處理器可配置成提供一個或多個特征，例如:確定基于所生成的隨機數的重啟延遲時間，發(fā)起充電器的重啟，確定所測量的源電壓和正常源電壓之間的差值、監(jiān)測指示電網健康狀況的至少一個PMU反饋信號(本地或區(qū)域PMU相量測量指示)和參考電網健康狀況值之間的差值，以及監(jiān)測指示電網狀況的至少一個PMU反饋信號和參考電網狀況值之間的差值。EV充電器可以具有電池存儲器102以儲存能量，且可以輸出用于電動車輛106的直流電流或交流電流。因此，所示的示例性總體系統100包括到電網108的連接以向電網傳輸電力和從電網傳輸電力，并且電動車輛106從例性設備110或充電系統接收2級或3級(直流充電)。直流充電器112被示為插在電網電源插座108和電池存儲器或多個電池102之間，用于將來自電網的交流電流轉換成直流電流，以為電池存儲器102充電。電池存儲器102的輸出端與開關114連通，用于將來自電池存儲器102的電流引導到直流轉換器116或逆變器118。在一些實施方式中，開關114可以由電分離模塊代替，該電分離模塊將電力分成兩個或者更多路徑。
[0032]重啟處理器104被示為與元件112、102、114、116、118、接口電路(122、124)通信，用于管理電池存儲器的充電，從電池存儲器獲得反饋，控制交流/直流充電路徑的切換，分別管理直流到直流電壓的轉換以及管理直流到交流的轉換，并用于管理交流和直流電動車輛充電的接口電路。重啟處理器104被描述為與用戶接口 126通信，用戶接口 126可包括顯示器128例如觸摸屏幕顯示器，以使用戶能夠與重啟處理器104交互。重啟處理器104也被示為任選地與發(fā)射器或者發(fā)射器/接收器單元130，S卩，收發(fā)器或XCVR通信，收發(fā)器或XCVR可以通過天線元件132發(fā)送和接收數據，例如指示電網健康狀況的PMU反饋信號(SP，指示電流和/或電壓相量值的信號)。示例性重啟處理器104包括中央處理單元(CPU)和可尋址存儲器120，其中，CPU可以配置成通過計算機可讀指令監(jiān)測EV充電器中的電流水平和電荷水平，并且經由XCVR130和天線132將所監(jiān)測的值的部分報告給一個或多個外部通信節(jié)點。重啟處理器104還可以配置成讀取存儲在數據存儲器120中的數據，并且將所讀取的數據輸出到XCVR130用于經由天線132發(fā)送到遠程站點。接口電路124可以是EVSE，并可插在逆變器118和電動車輛106之間，并可通過連接器134可分離地連接到逆變器118，并且接口電路124、重啟處理器104、存儲器120、用戶接口 126和顯示器128可以構成可分離的模塊136例如充電器，其(a)可以從設備110移除并且可以固定地附接至支撐結構，例如墻壁；并(13)用電線連接到交流電源，例如220-240VAC電源線。重啟處理器104、用戶接口 126、顯示器128和可選的收發(fā)器130可以經由可以作為輸入120VAC和/或104VAC接收的電力供應(未示出)來被供電，或者可以經由直流電充電器112或其它整流電路以及電壓調節(jié)器(未示出)被供電。盡管從“處理器”方面被描述，重啟處理器預期包括處理或響應于基本指令的邏輯電路或固件的任何方式。
[0033]在操作期間，EV充電器重啟過程可以包括包含基于所產生的隨機數的延遲時間增量的重啟延遲時間(Tdel),并且可以包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)以等待電網的穩(wěn)定或重建。每個EV充電器可以具有配置成通過產生隨機數來執(zhí)行重啟過程的處理器。EV充電器可以基于本地生成的隨機數確定當來自電網的電力被重建時的時間和當充電器全部或部分地發(fā)起重啟時的時間之間的延遲時間。通過考慮EV充電器的平均啟動持續(xù)時間以及估計用戶對停工期的容忍，最初估計15秒的總的時間間隔對于一小組充電器重新啟動可能是足夠的。使用常規(guī)RAND()函數(其在被數字處理器執(zhí)行時生成具有在O到I之間的均勻概率分布的隨機數)，各充電站的重啟延遲時間(Tdel)(以秒計)可以因此由下式確定:
[0034]Tdel = RAND ( ) *15 (等式 I)
[0035]在該示例中，Tdel將具有在15秒內的均勻分布，平均值為7.5。因此，共同地執(zhí)行充電器的EV重啟過程的整組EV充電器將在15秒內重啟。通常，為了適應各種尺寸的EV充電器組和不同的電網供電條件，所估計的15秒間隔用可變的Tint，即，一組EV充電器的重啟的期望時間間隔代替?？梢酝ㄟ^使單獨充電器的啟動間隔Tstrt乘以充電器的數量并乘以10左右的冗余因子來計算Tint的值。例如，具有0.1秒啟動間隔的15個充電器單元接著將導致15秒群間隔，這與下面的方程3具有密切關系。
[0036]程序步驟然后是:
[0037]Tdel = RAND ( ) *Tint (等式 2)
[0038]因此，組中的所有充電器在Tint的界限內啟動，重啟在整個時間間隔中以均勻的概率分布。
[0039]該組中只有一個充電器在重啟間隔期間的特定時刻重啟的概率是:
[0040]PRB1 = N*Tstrt/Tint (等式 3)[0041]其中Tstrt是EV充電器加電所花費的實際持續(xù)時間。
[0042]兩個充電器同時重啟的概率是:
[0043]PRB2 = N* (N-1) * (Tstrt/Tint) 2 (等式 4)
[0044]三個充電器同時重啟的概率是:
[0045]PRB3 = N* (N-1)* (N-2) * (Tstrt/Tint) 3，(等式 5)
[0046]對于額外數量的重啟一直到所有N個充電器同時重啟的概率，依此類推:
[0047]PRBn = N!* (Tstrt/Tint) n (等式 6)
[0048]如通過以上公式所表示的值的關系明顯的，概率由因子(N*Tstrt/Tint)控制。對于顯著小于I的這個因子的值，多個單元的同時重啟的概率相對于同時重啟的充電器的增加的數量快速下降。例如，如果兩個充電器的同時重啟的最大容忍度是重啟間隔時間段的1%，因子(N*Tstrt/Tint)應該小于十分之一，即，小于0.1。這是因為兩個充電器同時重啟的概率大致等于僅僅一個單元重啟的概率的平方(只要N相當大)。對于較小的N值，等式4給出兩個充電器單元同時重啟的概率的精確結果。當繼續(xù)這個例子時，三個充電器同時重啟的概率將是約1/10%或0.001。也重要的是考慮重啟之后充電器常常進入備用狀態(tài)，由此，處于備用狀態(tài)可包括:等待被使用以為電動車輛充電，或掛接到被完全充電的電動車輛。在該備用狀態(tài)模式中，在與啟動相關的初始功率沖擊之后，充電器具有非常小的功率需求。當在活躍“使用中”模式中時，充電器在啟動之后具有相當大的功率需求，這影響了本地功率富裕量。于是意味著，來自在活躍使用模式中的一系列重啟的充電器的在電網上的負荷在啟動間隔Tint末尾處(當更多的充電器活躍地充電時)比朝著啟動間隔的開始(當很多充電器仍被關閉時)高。在大多數充`電器在活躍模式中的情況中，通過移動啟動延遲時間的分布以將它們集中在間隔Tint的開始(此時，充電需求相對較低)附近，可優(yōu)化該算法。因此，時間延遲的確定可以基于:
[0049]Tdel= (RAND ( DVTint (等式 7)
[0050]其中指數m為大于I的數。例如當m = 2時，重啟延遲間隔的中值Tdel將是
0.25*Tint。
[0051]指數因子(m)的值的選擇可以基于啟動充電器所必須的功率Pstart與在正?；钴S使用期間操作它所需要的功率Pdmge之比，例如(PstartA3dmge),并且基于系統的最小穩(wěn)定備用容量，即，穩(wěn)定的備用容量Pms，其可以被定義為可用的電力供應Psupply和活躍地使用充電站所消耗的功率Pctoge之間的差值，例如
[0052]Pres = Psupply — Nc^Pcharge (等式 8)
[0053]其中Ne是活躍充電的單元的數量。
[0054]用于確定EV重啟過程的時間延遲的前述關系考慮該組EV充電器電路而獨立于較廣泛的功率需求問題。這個假設可以適用于一種情況:其中僅服務于EV充電器組的斷路器是循環(huán)的，即，其中斷路器被關閉然后再次開啟。雖然比電路中斷更不頻繁地出現，在一般斷電之后的重啟困難可能顯著得多，因為在電力被恢復之后以及當各種各樣的設備在整個電網中再次啟動時，電力供應可能在大約前20秒或更長時間內是微小的。因此，用于確定EV充電器重啟過程的時間延遲的關系可以進一步被完善為考慮額外的時間延遲間隔Tint2,目的是確保充電器在電網具有足夠的時間穩(wěn)定下來之后可通電=Tint2的令人滿意的值估計約為30秒，但更精確的值可以從本地電網參數和經驗得到。充電器可以接收關于斷電的性質的信息，并且相應地調節(jié)Tint2的值。
[0055]用于確定各EV充電器重啟的重啟延遲時間Tdel的關系可以被表示為:
[0056]Tdel = Tint2+ (RAND ()) VTint (等式 9)
[0057]在前述實施例中，TinJP Tint2的值被估計，并可在發(fā)起任何特定的EV充電器的重啟之前被規(guī)定。其它實施方式可以根據在特定EV充電站處的條件來確定時間延遲間隔。例如，Tint可以從基于正常電源電壓Vnmi和所測量的電源電壓Vmeas之間的差值的函數確定:
[0058]Tint = (Vnorm — Vffleas) el*cl (等式 10)
[0059]Tint2 = (Vnorm — Vmeas) e2*c2+c3 (等式 11)
[0060]其中cl、c2和c3是計算充電器特有的因子的特征時間，而el和e2是大于I的指數。如果期望的閾值電壓必須在充電器重啟之前達到，該過程可包括附加準則，例如臨界截止電壓差k，其中只有Vnm1- Vmeas小于k時，啟動程序才發(fā)起，其中Vnmi是標稱電網電壓，而v_s是所測量的電網電壓。因此，限制因子k有助于確保只有當電網準備好承擔更大的負荷時才重啟充電器。對于本領域的技術人員來說顯然，可以采用更復雜的函數來確定延遲時間間隔的合適的值，以及使用這些更復雜的算法的計算機實現的方法落在本發(fā)明的范圍內。
[0061]示例性過程200在圖2中的流程圖中示出。EV充電器檢測到來自電網的功率是可用的(測試202)。該過程可以從存儲器的值例如m、Cl、c2、c3、el、e2、k和Vnmi中提取(塊204)。第一測試涉及電網健康狀況。在一個實施方式中，確定在一個或多個電動車輛充電器處的所測量的源電壓和正常源電壓之間的差值，且如果這個電網健康狀況信號指示的差值在預定閾值內(例如(Vnorm - Vffleas) <k)(測試206)，則啟動序列可被發(fā)起。如果該差值超過或等于電網測試閾值k，啟動序列不被發(fā)起，且在延遲DTl之后測試被再次執(zhí)行，其中在一個實施方式中DTl為約2秒(塊208)。如果電網測試閾值k被滿足(例如，(V_-V_s)〈k)優(yōu)選地足夠長的時間(大約10個測試循環(huán)或20秒，取決于本地情況)，則臨時時間線可以被建立，ΤρΛ被指定當前時鐘時間Tmw改210)。時間延遲間隔Tint和時間延遲間隔Tint2可以被確定(塊212)，或它們相應的確定可以合并到Tdel的確定中(塊214)(如在上述公式9中的)。所確定的重啟延遲時間可被加到確立的時間線開始時間Tra，且使用周期性的測試，例如，大約每十分之一秒(塊216) (DT2 = 0.1秒)，一旦當前時鐘時間Tnw超過啟動時間Tpqk和所確定的延遲時間Tdel的和(測試218)，則EV充電器處理器可以發(fā)起EV充電器啟動過程(塊 220)。即:
[0062]Tnow>Tpok+Tdel (等式 12)
[0063]EV重啟過程可以包括指數項(RAND( ))m，當各充電系統最初開始在線路上恢復時，該指數項便于充電器的立即重啟，以利用備用電力的增加的可用性。EV重啟過程可以包括預防電網不穩(wěn)定性的防御手段和總斷電結束時的邊際電力供應，且更具體地，可包括輔助延遲時間Tint2。EV重啟過程可以定位成重啟EV充電器，以便在電網是可用的時和在EV充電器需要最多的功率透射率時之間平衡，且所以EV重啟過程可以應用在由公共設施控制的功率網絡(即，必須提供可靠服務的網絡)的EV充電器中，同時最小化了負荷擾動或尖峰。
[0064]圖3描繪頂級系統框圖，其中電網控制系統300包括具有處理器和可尋址存儲器的控制處理單元302，其中控制處理單元302配置為接收來自公用電網的有源變壓器306的相量測量單元(PMU)304的反饋信號和來自電網變電站310的PMU308的反饋信號?？刂铺幚韱卧?02可以配置成為每個EV充電器314中的每個重啟處理器312提供PMU電力質量信號。在一個實施方式中，上面在圖2的步驟204、206和208中描述的電網健康狀況測試可以由重啟處理器對從控制處理單元302接收的PMU電力質量信號的評估來替代。在PMU質量信號表示PMU相量測量結果與參考相量測量結果的比較或本地所測量的PMU相量測量結果與參考相量測量結果之間的比較的場合，每個EV充電器314的健康狀況測試可以基于電網參考相量值和從控制處理單元302接收的至少一個PMU反饋信號之間的差值。如果所測量的電網相量值和參考電網相量值之間的差值超過或等于電網測試閾值f，則啟動序列不被發(fā)起，且測試在可為大約兩秒的延遲DTl之后被再次執(zhí)行。(參見圖2，塊208)。如果電網測試閾值f被滿足(即，Cfreqnorm 一 freqPMU) < f))優(yōu)選地足夠長的時間(大約10個測試循環(huán)或20秒，取決于本地情況)，則臨時時間線可以被建立，Tpok被指定當前時鐘時間Tmw(見圖2，塊210)。不是每個重啟處理器監(jiān)測PMU反饋信號，健康狀況測試可被應用在控制處理單元302本身，成功的電網測試閾值f導致“將時間設置到ΤρΛ”(參見圖2，塊210)命令被發(fā)送到每個EV充電器，用于EV充電器啟動的發(fā)起。
[0065]在一個實施方式中，控制處理單元302可以配置成在電網服務的中斷之后向每個EV充電器314中的重啟處理器312提供EV充電器啟動信號。控制處理單元302可以進一步配置成向電網級能量存儲器316、318提供控制信號，每個能量存儲器配置成響應于來自控制處理單元302的控制信號而汲取來自電網的電力以及向電網提供電力。
[0066]圖4是為電動車輛(EV)或插入式混合電動車輛(PHEV)充電的電動車輛供電設備(EVSE)單元的示例性實施方式。EVSE單元400被描述為經由斷路器402連接到公用電源404。EVSE400被描述為具有微控制器406、狀態(tài)面板408和接口裝置410，例如無線、以太網和其它裝置，例如通用串行總線(USB)。EVSE400被描述為通過具有連接器418例如J1772(類型II)連接器418的電纜416可連接到具有接收端口 414的電動車輛412。但是，電動車輛可以提供從車輛到商業(yè)充電站的充電電纜。商業(yè)充電站特別是沒有充電電纜的商用充電站可以具有帶有互鎖機構的電纜接收器。
[0067]EVSE400可以將EVSE導頻信號提供到電動車輛412，以使用電流斜坡函數建立從接近零電流的電流消耗到預先確定的最大電流消耗以緩解公用電源404的EV重啟負荷。然而，不是使用EV定義的電流斜坡分布，重啟處理器406可使EVSE400能夠覆蓋和延長斜升時間，用于使EV電流消耗減輕例如在電力服務的中斷之后出現的各EV充電器和EV充電器組重新啟動的影響(見圖5)。
[0068]圖5是EVSE導頻信號分布的一個實施方式的曲線圖，其示出了脈沖寬度與覆蓋和擴展來自原本由EV所限定的車載充電器電流裝載斜坡函數的EVSE重啟過程時間的關系。對于特定的EV車載充電器設計，EVSE標準斜坡500描述實現EV在時間Tigm所消耗的最大電流的EVSE導頻信號分布。在一個實施方式中，重啟處理器覆蓋和擴展EVSE導頻信號分布到修改的時間，如延伸的斜坡線502所示的，以提供花費比更長的時間來完成的電流斜升。例如，對于具有在15秒內完成的內置固定電流斜坡的EV，EVSE可經由EVSE導頻信號使EV的最大電流限制指示斜升超過2至3分鐘，以更進一步減慢EV重啟負荷，給予公共設施更多時間來對來自其它EVSE單元的非常多的這種負荷作出反應。當EVSE導頻信號分布變得更平緩以延長電流斜坡時間時，最佳隨機化指數值(見等式7和9)可以移動得更接近I。在另一個實施方式中，響應于接收自控制處理單元的公用電力信號，EVSE監(jiān)測來自控制處理單元302 (見圖3)的公用電力信號以“抑制”EVSE斜坡分布，以進一步提供由公共電力設施控制。
[0069]盡管被示為線性的，但延伸的斜坡線502可以是非線性的，例如指數的，以朝著啟動過程的結束或開始對電流消耗變化率加權。
[0070]圖6描述了安裝在支承結構602上的充電系統110 (見圖1)的示例性EV充電單元600的EVSE單元。圖7描述了圖2B的示意性可拆卸的EVSE600，其用電線連接到240VAC電線700。
[0071]可以設想，上述實施方式的特定特征和方面的各種組合和子組合可被做出，且仍然落在本發(fā)明的范圍內。因此應理解，所公開的實施方式的各種特征和方面可彼此組合或替代，以便形成所公開的發(fā)明的變化的模式。此外，意圖是在此作為例子公開的本發(fā)明的范圍不被上面描述的特定的所公開的實施方式限制。
【權利要求】
1.一種電動車輛(EV)充電器重啟方法,包括: 確定一個或多個電動車輛充電器中的每個的相應的重啟延遲時間(Tdel),每個相應的重啟延遲時間(Tdel)包括基于所產生的隨機數的相應延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint),以及 如果當前時間(Tmw)大于確立的時間線開始時間(Tpqk)加上Tdel,則發(fā)起所述一個或多個電動車輛充電器中的至少一個的重啟。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括: 確定在所述一個或多個電動車輛充電器中的至少一個電動車輛充電器處的測量的源電壓和正常源電壓之間的差值；以及 如果所述測量的源電壓和所述正常源電壓之間的所確定的差值在閾值內，則設置所述至少一個電動車輛充電器的所述確立的時間線開始時間(TPQK)。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述相應的重啟延遲時間(Tdel)還包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，如果所述測量的源電壓和所述正常源電壓之間的所述確定的差值不在閾值內，則在預定延遲(DTl)之后再次執(zhí)行確定測量的源電壓和正常源電壓之間的差值。
5.根據權利要求1所 述的方法，其中，所述相應的重啟延遲時間(Tdel)還包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，Tin2在20-60秒之間。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，Tdel在25-60秒之間。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述用于重置的群時間間隔(Tint)在5和20秒之間。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，所產生的隨機數在O和I之間。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所產生的隨機數函數還包括大于I的指數U)。
11.根據權利要求1所述的方法，還包括: 監(jiān)測在指示電網相量值的至少一個PMU反饋信號和參考相量值之間的差值；以及 如果所述電網相量值和所述參考相量值之間的所述差值在閾值(f)內，則設置所述至少一個電動車輛充電器的所述確立的時間線開始時間(TPQK)。
12.根據權利要求1所述的方法，還包括: 在所述至少一個電動車輛充電器中接收來自電網控制處理單元的電網健康狀況信號; 響應于接收到所述電網健康狀況信號，設置所述至少一個電動車輛充電器的所述確立的時間線開始時間(Tra)。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述相應的重啟延遲時間(Tdel)還包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，Tint2在20-60秒之間。
15.根據權利要求14所述的方法，其中Tdel在25-60秒之間。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述產生的隨機數在O和I之間。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述產生的隨機數還采用具有大于I的指數(m)的函數。
18.根據權利要求12所述的方法，其中，所述電網健康狀況信號表示至少一個相量測量單元(PMU)相量測量結果與參考相量測量結果的比較結果。
19.根據權利要求1所述的方法，還包括: 向電動車輛提供脈寬調制EVSE導頻信號，所述脈寬調制EVSE導頻信號覆蓋車載充電器電流裝載斜坡函數，以延長電動車輛的功率斜坡時間。
20.—種包括用于重啟一個或多個電動車輛充電器的處理模塊的設備，其中，所述處理模塊包括具有可尋址存儲器的處理器，并且其中所述處理器配置為: 確定電網電力質量是否是可接受的； 響應于確定電網電力質量是可接受的，設置至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(Tpqk)； 確定一個或多個電動車輛充電器中的每個的相應的重啟延遲時間(Tdel),所述相應的重啟延遲時間(Tdel)包括基于相應的所產生的隨機數函數的延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint);以及 如果當前時間(Tnmt)大于Tdel加上Tra，則發(fā)起所述一個或多個電動車輛充電器中的至少一個的重啟。
21.根據權利要求20所述的設備，其中，所述相應的重啟延遲時間(Tdel)還包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2)。
22.根據權利要求20所述的設備，其中，所述產生的隨機數函數還包括大于I的指數(m)。
23.—種方法,包括: 在電動車輛(EV)充電器中接收PMU電力質量信號； 確定所述PMU電力質量信號和參考PMU電力質量信號之間的差值； 如果所述PMU電力質量信號和所述參考PMU電力質量信號之間的所確定的差值在閾值內，則設置所述至少一個電動車輛充電器的確立的時間線開始時間(Tpqk)； 確定所述EV充電器的相應的重啟延遲時間(Tdel),所述重啟延遲時間(Tdel)包括基于所產生的隨機數的相應的延遲時間增量和用于重置的群時間間隔(Tint);以及如果當前時間(Tmw)大于Tra加上Tdel，則發(fā)起所述EV充電器的重啟。
24.根據權利要求23所述的方法，其中，所述PMU電力質量信號指示所測量的電網相量。
25.根據權利要求24所述的方法，其中，所述重啟延遲時間(Tdel)還包括預定時間電網穩(wěn)定延遲(Tint2 )。
26.根據權利要求25所述的方法，其中，Tint2在20-60秒之間。
27.根據權利要求26所述的方法，其中，Tdel在25-60秒之間。
28.根據權利要求23所述的方法，其中，所述產生的隨機數通過包括大于I的指數(m)的函數而生成。
【文檔編號】B60L11/18GK103648833SQ201180065558
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2011年11月18日 優(yōu)先權日:2010年11月24日
【發(fā)明者】小塔拉斯·凱森紐克, 明·白, 艾伯特·約瑟夫·弗拉克 申請人:威羅門飛行公司