[发明专利]电动车辆电力管理系统

说明书

本非临时专利申请要求2009年3月31日提交的美国临时专利申请61/165,344的优先权，且该案以引用的方式并入本文中。本申请同样以引用的方式将以下专利申请并入本文中：2008年10月16日提交的美国专利申请12/252,657；2008年10月15日提交的美国专利申请12/252,209；2008年10月16日提交的美国专利申请12/252,803；和2008年10月16日提交的美国专利申请12/252,950。

本申请包括受版权保护的材料。如美国专利和商标局文件或记录中所发表，版权所有者不反对任何人对本专利公开内容的拓制，但是以其它方式完全保留全部版权权利。

发明领域

本发明大致涉及电动车辆的领域，且具体而言，涉及用于电动车辆用的电力电量管理的新颖系统和方法。

发明背景

在Green等的标题为“Battery powered electric vehicle and electrical supply system”的美国专利5,642,270中描述了相对于电网能够使电动车辆充电和放电的低等级电力与通信界面，该专利案以引用的方式并入本文中。Green参考文献描述了一种用于并网型电动车辆的双向充电与通信系统。

通信参数可以用来推导远程机的操作系统指纹。例如，在基于以太网的系统上的IP中，存在若干层全部具有专属或半专属特征的消息帧(message framing)。网关的MAC地址、网络对等点的数量及其地址可以全部通过监视现有网络流量或者通过请求网络对等点自身的这类信息来确定。在确定网络拓扑中广为使用比如端口扫描的技术。存在使用IP堆栈指纹识别而用于确定网络对等点的主机操作系统的许多技术。

包括电动车辆的现代汽车具有许多用于各种子系统的电子控制单元。虽然一些子系统是独立的，但是通信尤其必要。为了满足这个需要，设计了控制器区域网络(CAN或CAN总线)作为一种用于连接电子控制单元的多主站式广播串行总线标准。使用基于消息且专门设计用于汽车用途的协议，CAN总线是一种设计用于允许微控制器和装置在没有主机计算机的情况下在车辆内互相通信的车辆总线标准。在车辆中使用CAN总线来连接发动机控制单元、传动装置、气囊、防抱死制动、巡航控制、音频系统、车窗、车门、镜调整、气候控制和座位控制。CAN是(车载诊断)OBD-II车辆诊断标准中所使用的五种协议之一。

现代车辆含有可从与各个车外实体通信中获益的多种子系统。随着智能能源市场的发展，多应用等级协议可进一步发展用于电动车辆和家庭内的电力电量的控制。例如，正发展用于ZigBee和Homeplug两者的能源管理协议。车辆制造商可能需要支持多种物理通信媒体。例如，在一些设备中使用ZigBee而在其它设备中使用PLC。考虑到诸如需给电表和汽车的物品有极长的使用寿命，使用多个不兼容协议可能造成对部署的阻碍。例如，如果房主购买了一辆利用一种协议的汽车且接收使用另一种协议的给需电表，那么任一装置将不可能快速地取代另一装置。

如由频繁的大规模断电证实，电力电网变得越来越不可靠且陈旧。例如，通过鼓励能源消费者安装低效形式的备用发电设备，电网不稳定直接地和间接地浪费能源。虽然清洁形式的能源发电(诸如风力和太阳能)可以帮助解决以上问题，但是它们遭受间歇性。因此，电网运营商不愿倚重这些来源，使其难以离开高碳形式的电力。

在电力电网方面，峰值期间所输送的电力实质上比非峰值电力需要更多的成本。电力电网含有用于存储电能的有限的固有设施。必须恒定地发电以符合常常导致过度发电(且因此浪费能量)且有时导致发电不足(且因此电力故障)的不确定需求。分布式电资源原理上可以一并提供用于解决以上问题的重要来源。然而，当前电力服务基础架构缺少集结诸如电动车辆电池的大量小规模资源以符合电力服务的大规模需要的供应系统和灵活性。

公共事业通过其而在调节模式上控制电厂的通信协议称为自动发电控制或者AGC。通常已经以1百万瓦特或更多的容量将AGC信号发送至大规模常规电厂。

现代电动车辆可以多种方式从中央控制型智能充电程序中获益，其中中央服务器协调许多车辆的充电活动。在管理本地等级的电力电量上存在显著的改进机会。更经济的说，需要在峰值需求时提供可靠的电力。可以对电力市场提供诸如调节和运转备用的电力服务以提供显著的经济机会。可能够提供更广为使用间歇性电源(诸如风力和太阳能)的技术。