(57)【要約】  本発明の例示的実施形態は、車両の双方向インバーターを提供する。双方向インバーターは、パワーグリッドからＡＣパワーを受け取り、車両バッテリーに動作的に結合されたＤＣバス上にＤＣパワーを生成するように構成された交流電流（ＡＣ）−直流電流（ＤＣ）インバーターを含んでいても良い。双方向インバーターはまた、ＤＣバスからＤＣパワーを受け取り、パワーグリッドに配送されるＡＣパワーを生成するように構成されたＤＣ−ＡＣインバーターを含んでいても良い。双方向インバーターはまた、ＡＣ−ＤＣインバーターとＤＣ−ＡＣインバーターに動作的に結合され、双方向インバーターを充電モードかまたは発電モードで選択的に動作させるように構成された、エネルギー管理システムを含んでいても良い。加えて、双方向インバーターは、パワーグリッドを通してエネルギー管理システムとパワープラントネットワークの間で電子データを転送するように構成されたパワーライン通信カプラを含んでいても良い。
2013527736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の双方向インバーターであって、
パワーグリッドからＡＣパワーを受け取り、車両バッテリーに動作的に結合されたＤＣバス上にＤＣパワーを生成するように構成された交流電流（ＡＣ）−直流電流（ＤＣ）インバーターと、
ＤＣバスからＤＣパワーを受け取り、パワーグリッドに配送されるＡＣパワーを生成するように構成されたＤＣ−ＡＣインバーターと、
ＡＣ−ＤＣインバーターとＤＣ−ＡＣインバーターに動作的に結合され、双方向インバーターを充電モードかまたは発電モードで選択的に動作させるように構成された、エネルギー管理システムと、
パワーグリッドを通してエネルギー管理システムとパワープラントネットワークの間で電子データを転送するように構成されたパワーライン通信（ＰＬＣ）カプラと、
を含む、双方向インバーター。
【請求項２】
車両ネットワークに通信的に結合された第２のＰＬＣカプラを含み、車両ネットワークは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから電子通信を受信するように構成されている、請求項１の双方向インバーター。
【請求項３】
車両ネットワークに動作的に結合され、ユーザがエネルギー管理システムとインターフェースすることを可能とするように構成されたユーザインターフェースを含む、請求項２の双方向インバーター。
【請求項４】
エネルギー管理システムとインターフェースすることは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークによって提供された電気料金に少なくとも一部は基づいて、充電／発電スケジュールを生成することと、充電／発電スケジュールをエネルギー管理システムに格納することを含む、請求項３の双方向インバーター。
【請求項５】
パワープラントネットワークと車両ネットワークとエネルギー管理システムの間の電子通信は、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信プロトコルを通して行われる、請求項２の双方向インバーター。
【請求項６】
エネルギー管理システムは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから受信した電気料金に少なくとも一部は基づいて、充電／発電スケジュールを自動的に生成するように構成されている、請求項１の双方向インバーター。
【請求項７】
ＡＣ−ＤＣインバーターの入力は、パワーグリッドとＡＣ−ＤＣインバーターの間に直列に結合されＡＣ−ＤＣインバーターを通してＤＣバスにパワーを与えるように構成された車両ＡＣ発電機に電気的に、動作的に結合されている、請求項１の双方向インバーター。
【請求項８】
ＤＣ−ＡＣインバーターは、正弦出力波形を生成するように構成されたスイッチモード電源を含む、請求項１の双方向インバーター。
【請求項９】
少なくとも１つの車両システムにパワーを提供するように構成されたバッテリーと、
パワーグリッドからＡＣパワーを受け取り、ＤＣバス上にＤＣパワーを生成するように構成されたＡＣ−ＤＣインバーターと、
ＤＣバスからＤＣパワーを受け取り、パワーグリッドに配送されるＡＣパワーを生成するように構成されたＤＣ−ＡＣインバーターと、
ＡＣ−ＤＣインバーターとＤＣ−ＡＣインバーターに動作的に結合され、双方向インバーターを充電モードかまたは発電モードで選択的に動作させるように構成された、エネルギー管理システムと、を含み、
エネルギー管理システムは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークと通信するように構成されている、
車両。
【請求項１０】
パワーグリッドに通信的に結合された、パワープラントネットワークとエネルギー管理システムと通信するための車両ネットワークを含む、請求項９の車両。
【請求項１１】
エネルギー管理システムとパワーグリッドの間で電子データを転送するように構成された第１のＰＬＣカプラと、車両ネットワークとパワーグリッドの間で電子データを転送するように構成された第２のＰＬＣカプラを含む、請求項１０の車両。
【請求項１２】
パワープラントネットワークと車両ネットワークとエネルギー管理システムの間の電子通信は、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信プロトコルを通して行われる、請求項１０の車両。
【請求項１３】
車両ネットワークに通信的に結合されたユーザインターフェースを含み、ユーザインターフェースは、エネルギー管理システムを通して充電モードと発電モードを始動するのに使われ得る、請求項１０の車両。
【請求項１４】
ユーザインターフェースは、パワープラントネットワークから受信した情報を表示するように構成されており、情報は電気料金スケジュールを含んでいる、請求項１３の車両。
【請求項１５】
グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ナビゲーションシステムが、車両ネットワークに通信的に結合され、エネルギー管理システムにトラベルデータを送るように構成されており、エネルギー管理システムは、トラベルデータに少なくとも一部は基づいて充電／発電スケジュールを自動的に決定するように構成されている、請求項１０の車両。
【請求項１６】
車両中のパワー使用を管理する方法であって、
パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから電子データを受信することと、
パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから受信した電子通信に少なくとも一部は基づいて、車両のパワーシステムを発電モードかまたは充電モードに切り替えることと、を含み、
発電モードは、車両バッテリーからＤＣ電力を引き出してパワーグリッドに配送されるＡＣ出力パワーを生成することを車両に引き起こし、
充電モードは、パワーグリッドからＡＣ電力を引き出して車両バッテリーを充電するためのＤＣ電力を生成することを車両に引き起こす、
方法。
【請求項１７】
電子データを受信することは、パワープラントネットワークから電気料金を受信することを含む、請求項１６の方法。
【請求項１８】
電子データを受信することは、パワーグリッドへの組み合わされた電気需要に少なくとも一部は依存して、充電モードかまたは発電モードを始動するかまたは終結することを車両のパワーシステムに命令しているパワープラントネットワークからの命令を受信することを含む、請求項１６の方法。
【請求項１９】
パワーグリッドを通してパワープラントネットワークによって提供された電気料金スケジュールに少なくとも一部は基づいて、充電／発電スケジュールを決定することを含む、請求項１６の方法。
【請求項２０】
パワーグリッドに通信的に結合されたユーザインターフェースを通してユーザによって提供された入力に少なくとも一部は基づいて、車両のパワーシステムを発電モードかまたは充電モードに切り替えることを含む、請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体的に、車両のためのパワーシステムに関する。より特定には、本発明は、選択的に電力グリッドからパワーを受け取るかまたはパワーグリッドに配送されるべき電力を生成するための回路を含む車両のためのパワーシステムに関する。パワーシステムはまた、電気グリッドを通してパワープラントネットワークに通信的に結合されることもできる。
【背景技術】
【０００２】
このセクションは、以下で記載されおよび／または請求される本発明の様々な側面に関連し得る技術の様々な側面に読者を紹介することが意図されている。この説明は、本発明の様々な側面のより良い理解を容易にするための背景情報を読者に提供するのに有益であると信じられている。従って、これらの言明は、従来技術の承認としてではなく、この観点で読まれるべきものであることが理解されるべきである。
【０００３】
近年電気自動車の人気が高まっている。電気自動車およびプラグインハイブリッド電気自動車は、化石燃料への依存度を削減し燃料効率を高めるために有用であり得る。電気およびプラグイン電気自動車は一般的に、電気事業者によって提供されたパワーグリッドを通して電力を受け取る。よって、典型的な電気自動車は、車両バッテリーを充電するためにグリッドからＡＣパワーを受け取るためのＡＣ−ＤＣインバーターを含んでいても良い。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の例示的実施形態は、車両の双方向インバーターを提供する。双方向インバーターは、パワーグリッドからＡＣパワーを受け取り、車両バッテリーに動作的に結合されたＤＣバス上にＤＣパワーを生成するように構成された交流電流（ＡＣ）−直流電流（ＤＣ）インバーターを含んでいても良い。双方向インバーターはまた、ＤＣバスからＤＣパワーを受け取り、パワーグリッドに配送されるＡＣパワーを生成するように構成されたＤＣ−ＡＣインバーターを含んでいても良い。双方向インバーターはまた、ＡＣ−ＤＣインバーターとＤＣ−ＡＣインバーターに動作的に結合され、双方向インバーターを充電モードかまたは発電モードで選択的に動作させるように構成された、エネルギー管理システムを含んでいても良い。加えて、双方向インバーターは、パワーグリッドを通してエネルギー管理システムとパワープラントネットワークの間で電子データを転送するように構成されたパワーライン通信（ＰＬＣ）カプラを含んでいても良い。
【０００５】
いくつかの実施形態では、双方向インバーターは、車両ネットワークに通信的に結合された第２のＰＬＣカプラを含んでいても良く、車両ネットワークは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから電子通信を受信するように構成されている。そのような実施形態は、車両ネットワークに動作的に結合され、ユーザがエネルギー管理システムとインターフェースすることを可能とするように構成されたユーザインターフェースを含んでいても良い。エネルギー管理システムとインターフェースすることは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークによって提供された電気料金に少なくとも一部は基づいて、充電／発電スケジュールを生成することと、充電／発電スケジュールをエネルギー管理システムに格納することを含んでいても良い。更には、いくつかの実施形態では、パワープラントネットワークと車両ネットワークとエネルギー管理システムの間の電子通信は、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信プロトコルを通して行われる。
【０００６】
いくつかの例示的実施形態では、エネルギー管理システムは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから受信した電気料金に少なくとも一部は基づいて、充電／発電スケジュールを自動的に生成するように構成されている。いくつかの例示的実施形態では、ＡＣ−ＤＣインバーターの入力は、パワーグリッドとＡＣ−ＤＣインバーターの間に直列に結合されＡＣ−ＤＣインバーターを通してＤＣバスにパワーを与えるように構成された車両ＡＣ発電機に電気的に、動作的に結合されている。いくつかの例示的実施形態では、ＤＣ−ＡＣインバーターは、正弦出力波形を生成するように構成されたＤＣスイッチング回路を含む。
【０００７】
本発明の別の例示的実施形態は、車両推進システムにパワーを提供するように構成されたバッテリーを含んだ車両を提供する。車両はまた、パワーグリッドからＡＣパワーを受け取り、ＤＣバス上にＤＣパワーを生成するように構成されたＡＣ−ＤＣインバーターを含む。車両はまた、ＤＣバスからＤＣパワーを受け取り、パワーグリッドに配送されるＡＣパワーを生成するように構成されたＤＣ−ＡＣインバーターを含む。車両はまた、ＡＣ−ＤＣインバーターとＤＣ−ＡＣインバーターに動作的に結合され、双方向インバーターを充電モードかまたは発電モードで選択的に動作させるように構成された、エネルギー管理システムを含む。更には、エネルギー管理システムは、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークと通信するように構成されている。
【０００８】
いくつかの例示的実施形態では、車両はまた、パワーグリッドに通信的に結合された、パワープラントネットワークとエネルギー管理システムと通信するための車両ネットワークを含む。そのような実施形態では、第１のＰＬＣカプラが、エネルギー管理システムとパワーグリッドの間で電子データを転送するように構成されても良く、第２のＰＬＣカプラが、車両ネットワークとパワーグリッドの間で電子データを転送するように構成されても良い。更には、パワープラントネットワークと車両ネットワークとエネルギー管理システムの間の電子通信は、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信プロトコルを通して行われても良い。
【０００９】
いくつかの例示的実施形態では、車両は、車両ネットワークに通信的に結合されたユーザインターフェースを含んでいても良く、ユーザインターフェースは、エネルギー管理システムを通して充電モードと発電モードを始動するのに使われ得る。いくつかの例示的実施形態では、ユーザインターフェースは、パワープラントネットワークから受信した情報を表示するように構成されていても良く、情報は電気料金スケジュールを含んでいる。いくつかの例示的実施形態では、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ナビゲーションシステムが、車両ネットワークに通信的に結合され、エネルギー管理システムにトラベルデータを送るように構成されており、エネルギー管理システムは、トラベルデータに少なくとも一部は基づいて充電／発電スケジュールを自動的に決定するように構成されている。
【００１０】
本発明の別の例示的実施形態は、車両中のパワー使用を管理する方法を提供する。方法は、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから電子データを受信することと、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークから受信した電子通信に少なくとも一部は基づいて、車両のパワーシステムを発電モードかまたは充電モードに切り替えることを含んでいても良い。発電モードは、車両バッテリーからＤＣ電力を引き出してパワーグリッドに配送されるＡＣ出力パワーを生成することを車両に引き起こす。充電モードは、パワーグリッドからＡＣ電力を引き出して車両バッテリーを充電するためのＤＣ電力を生成することを車両に引き起こす。そのような例示的実施形態では、電子データを受信することは、パワープラントネットワークから電気料金を受信すること、またはパワーグリッドへの組み合わされた電気需要に少なくとも一部は依存して、充電モードかまたは発電モードを始動するかまたは終結することを車両のパワーシステムに命令しているパワープラントネットワークからの命令を受信すること、を含んでいても良い。
【００１１】
いくつかの例示的実施形態では、方法は、パワーグリッドを通してパワープラントネットワークによって提供された電気料金スケジュールに少なくとも一部は基づいて、充電／発電スケジュールを決定することを含んでいても良い。いくつかの例示的実施形態では、方法は、パワーグリッドに通信的に結合されたユーザインターフェースを通してユーザによって提供された入力に少なくとも一部は基づいて、車両のパワーシステムを発電モードかまたは充電モードに切り替えることを含んでいても良い。
【００１２】
本発明の上述したおよびその他の特徴と利点とそれらを達成するやり方は、添付の図面との関係で発明の一実施形態の以下の記載を参照することによって明らかとなりより良く理解されるであろう。
【００１３】
対応する参照符号はいくつかの図を通して対応する部分を指し示す。ここに説明される例示は発明の好ましい実施形態を一つの形で描写するが、そのような例示は発明の範囲をいかなるやり方でも限定していると解釈されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態に従った、双方向インバーター１０２をもった車両パワーシステム１００のブロック図である。
【図２】図２は、例示的実施形態に従った、車両のパワーシステムを動作させるための方法２００を描いているプロセスフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の１つ以上の特定の実施形態が以下に記載される。それらの実施形態の簡潔な記載を提供するための努力として、実際の実装の全ての特徴が明細書中に記載されるわけではない。あらゆるエンジニアリングまたはデザインプロジェクトにおいてのように、あらゆるそのような実際の実装を開発する際には、一つの実装から別のもので変動し得る、システム関連のおよびビジネス関連の制約との整合のような、開発者の特定のゴールを達成するために、数々の実装特定の決定がなされなければならないことが認識されるべきである。しかも、そのような開発努力は複雑で時間のかかるものであるかもしれないが、それにも拘わらずこの開示の恩恵を有する当業者にとってはデザイン、作製および製造のルーティン作業であろうことが認識されるべきである。
【００１６】
本発明の例示的実施形態は、電気自動車、例えばプラグインハイブリッド電気自動車等、のためのパワーシステムに関する。パワーシステムは、充電モードおよび発電モードで動作することが可能な双方向インバーターを含んでいても良い。充電モードの間、双方向インバーターは、電気グリッドから車両バッテリーを充電するためのＡＣ−ＤＣ変換を提供する。発電モードの間、双方向インバーターは、電気グリッドに配送し戻されるパワーを発生するためのＤＣ−ＡＣ変換を提供する。パワーシステムはまた、パワーシステムを充電モードと発電モードの間で選択的に切り替えるための制御回路を含んでいても良い。加えて、パワーシステムは、電気料金のような種々の情報を受信するために電気提供者の通信ネットワークと通信しても良い。通信ネットワークから受信した情報は、パワーシステムを充電モードで動作させるかまたは発電モードで動作させるかを決定するために制御回路によって使われても良い。更には、パワーシステムは、パワーシステムがスマートグリッドのような電力グリッドを通して通信ネットワークと通信することを可能とするＰＬＣ回路を含んでいても良い。ここで使われるように、「スマートグリッド」という用語は、電気事業者が電気グリッドを通してデバイスと通信することによって電気グリッドに結合されたデバイスのパワー使用を管理することを可能とする電気グリッド、を指すために使われる。
【００１７】
図１は、例示的実施形態に従った、双方向インバーター１０２をもった車両パワーシステム１００のブロック図である。双方向インバーター１０２は、パワーグリッド１０４に結合されていても良い。従って、双方向インバーター１０２は、車両が静止している時に車両のユーザがパワーシステム１００をパワーグリッド１０４に結合することを可能とする電気コネクターを含んでいても良い。パワーグリッド１０４は、例えば電力事業者またはその他の発送電設備によって提供された、あらゆる好適な送電ネットワークであっても良い。いくつかの実施形態では、電気グリッドは、電力および電子通信を提供するスマートグリッドであっても良い。
【００１８】
双方向インバーター１０２は、電気モーターのような車両推進システムによって使われるエネルギーを格納するのに使われる車両バッテリー１０６に結合されていても良い。車両バッテリー１０６は、あらゆる好適な車両バッテリー、例えば４２０ボルトのフッ化リチウムバッテリー、であっても良い。更には、車両バッテリー１０６は複数のバッテリーを含んでいても良い。双方向インバーター１０２はまた、例えば車両が移動している時に、バッテリー１０６を充電するのに使われる単相ＡＣパワーを生成し得る、オルタネーターのような車両ＡＣ発電機１０８に結合されていても良い。加えて、車両がパワーグリッド１０４に結合されていて発電モードで動作している時に、車両ＡＣ発電機１０８がパワーグリッド１０４に配送される電力を提供するのに使われても良い。
【００１９】
双方向インバーター１０２は、パワーグリッド１０４かまたは車両ＡＣ発電機１０８から受け取ったＡＣパワーをＤＣバス１１２に配送されるＤＣ電力に変換するためのＡＣ−ＤＣインバーター１１０を含んでいても良い。ＡＣ−ＤＣインバーター１１０は、例えば、昇圧変圧器、整流器等のような、ＡＣパワーをＤＣパワーに変換するためのあらゆる好適な回路を含んでいても良い。いくつかの実施形態では、ＡＣ−ＤＣインバーター１１０は、スイッチモード電源、クロウバー保護回路、ブリッジ整流器等のためのシリコン制御整流器（ＳＣＲ）、を含んでいても良い。スイッチモード構成では、ＡＣ−ＤＣインバーター１１０は、ＤＣブースト回路のための金属酸化膜半導体電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴｓ）のような半導体スイッチを含んでいても良い。ＡＣ−ＤＣインバーター１１０はまた、ＤＣバス１１２上のノイズを削減するための回路、例えば、コンデンサー、インダクター等、を含んでいても良い。ＡＣ−ＤＣインバーター１１０の入力は、図１に示されるように、多くの車両ガレージにおいて一般的に利用可能である単相１１０ボルト電気接続を通してパワーグリッド１０４に結合されていても良い。但し、様々なその他の電気構成も、ＡＣ−ＤＣインバーター１１０をパワーグリッド１０４に結合するのに使われても良い。加えて、ＡＣ−ＤＣインバーター１１０の入力はまた、図１に示されるように、単相構成の車両ＡＣ発電機１０８の出力に結合されていても良い。ＡＣ−ＤＣインバーター１１０の出力は、バッテリー１０６にも結合されているＤＣバス１１２に結合されていても良い。充電モードの間、ＡＣ−ＤＣインバーター１１０は、パワーグリッド１０４からＡＣパワーを受け取り、車両バッテリー１０６を充電するためにＤＣバス１１２にＤＣパワーを提供する。
【００２０】
双方向インバーター１０２はまた、パワーグリッド１０４に配送され得るＡＣパワーを生成するためのＤＣ−ＡＣインバーター１１４を含んでいても良い。ＤＣ−ＡＣインバーター１１４は、ＤＣバス１１２によって提供されたＤＣパワーを電気グリッド１０４に配送され得るＡＣパワーに変換するためのあらゆる好適なＡＣインバーターを含んでいても良い。例えば、ＤＣ−ＡＣインバーター１１４は、ＳＣＲインバーター、絶縁ゲートバイポーラートランジスター（ＩＧＢＴ）インバーター、シリコンカーバイド電界効果トランジスター（ＳｉＣＦＥＴ）インバーター、窒化ガリウム金属半導体電界効果トランジスター（ＧａＮＭＥＳＦＥＴ）インバーター、および高パワー半導体スイッチイングデバイスを利用するその他の整流器、を含んでいても良い。いくつかの実施形態では、ＤＣ−ＡＣインバーター１１４は、パルス幅変調されていても良い。いくつかの実施形態では、ＤＣ−ＡＣインバーター１１４は、方形波出力と比較して双方向インバーター１０２中の電磁気的干渉を削減し得る正弦出力波形を生成しても良い。このようにして、パワーグリッド１０４上または双方向インバーター１０２内を送信された電子データの信号対雑音比が削減されても良い。ＤＣ−ＡＣインバーター１１４の入力は、ＤＣバス１１２を通してＡＣ−ＤＣインバーター１１０の出力に結合されていても良い。ＤＣ−ＡＣインバーター１１４の出力はオプションで、パワーグリッド１０４に結合されていても良い。発電モードの間、ＤＣ−ＡＣインバーター１１４は、ＤＣバス１１２からＤＣパワーを受け取り、パワーグリッド１０４にＡＣパワーを配送しても良い。例えば、ＤＣ−ＡＣ発電機は、２〜１０キロワット、１１０ボルトのＡＣパワーをパワーグリッド１０４に提供し得る。更には、発電モードの間、ＤＣバス１１２は、バッテリー１０６または車両ＡＣ発電機１０８によってパワーを与えられても良い。
【００２１】
双方向インバーター１０２中の多数のＰＬＣカプラ１１６は、パワーグリッド１０４と双方向インバーター１０２中に含まれた様々な電子デバイスの間のデータインターフェースとしての役目を果たし得る。ＰＬＣカプラ１１６は、例えば２００〜４００メガビット毎秒の、高速データ送信をパワーグリッド１０４上に提供し得る。いくつかの例示的実施形態では、ＰＬＣカプラ１１６は、Panasonic Corporationから入手可能なＨＤ−ＰＬＣカプラからなっていても良い。パワーグリッド１０４と双方向インバーター１０２中のデバイスの間の通信は、多数のネットワーク技術のいずれかに基づいていても良い。与えられた応用のために選ばれた特定のネットワーク技術は、特定の応用のためのデザイン考慮に基づいて変動し得る。例として、ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルが使われても良い。いくつかの実施形態では、固定されたインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスが車両に割り当てられても良い。このようにして、ユーザの車両はパワーグリッド１０４を通して容易に識別され得る。
【００２２】
その動作モードを制御するために、エネルギー管理システム１１８が双方向インバーター１０２中に含まれていても良い。エネルギー管理システム１１８は、プロセッサ、有形のマシーン読み取り可能なメモリ、および双方向インバーター１０２を充電モードかまたは発電モードに選択的に切り替えるのに使われるその他の回路を含んでいても良い。従って、エネルギー管理システム１１８は、ＡＣ−ＤＣインバーター１１０およびＤＣ−ＡＣインバーター１１４に制御信号を送っても良い。例えば、エネルギー管理システム１１８は、パワーグリッド１０４に配送されるＡＣパワーを生成するためにＤＣ−ＡＣインバーター１１４に切替制御信号を送っても良い。加えて、エネルギー管理システム１１８は、ＤＣバス１１２に出力されるＤＣ電圧を生成するためにＡＣ−ＤＣインバーター１１０に切替制御信号を送っても良い。
【００２３】
エネルギー管理システム１１８は、ＰＬＣカプラ１１６を通してパワーグリッド１０４に通信的に結合されていても良い。いくつかの実施形態では、ルータ１２０が、エネルギー管理システム１１８とＰＬＣカプラ１１６の間でデータを受け渡しても良い。ルータ１２０は、ＰＬＣカプラ１１６を通してパワーグリッド１０４におよびからＴＣＰ／ＩＰパケット情報を送信するためのイーサネットルータであっても良い。エネルギー管理システム１１８は、パワープラントの通信センターとしての役目を果たすパワープラントネットワーク１２２に、パワーグリッド１０４を通して通信的に結合されていても良い。パワープラントネットワーク１２２は、図１に示されるように、別のＰＬＣカプラ１１６とルータ１２０の組み合わせを通してパワーグリッド１０４に通信的に結合されていても良い。
【００２４】
パワーグリッド１０４を通して、エネルギー管理システム１１８は、パワープラントネットワーク１２２からのデータを受信しても良い。例えば、エネルギー管理システム１１８は、電気料金、電気利用可能性等に関するデータを受信しても良い。エネルギー管理システム１１８は、パワープラントネットワーク１２２から受信したデータを、双方向インバーター１０２の動作モードを決定するために使っても良い。例えば、エネルギー管理システム１１８は、その間パワーグリッド１０４上の全体的需要がより低くあり得て電気料金が削減され得るオフピーク電気使用期間中に、充電モードを始動しても良い。エネルギー管理システム１１８は、電気不足の間かまたは、その間パワーグリッド１０４上の需要がより高くあり得て電気料金が増加され、よって顧客にクレジットされ戻される金額が増加されるピーク電気使用期間中に、発電モードを始動しても良い。
【００２５】
いくつかの例示的実施形態では、エネルギー管理システム１１８はまた、パワープラントネットワーク１２２から動作的コマンドを受信しても良い。例えば、電気不足の間、パワープラントネットワーク１２２は、エネルギー管理システム１１８に充電モードを終結し発電モードを起動するかまたはその逆を命令する、エネルギー管理システム１１８へのコマンドを送っても良い。
【００２６】
いくつかの例示的実施形態では、エネルギー管理システム１１８は、双方向インバーター１０２の様々なエネルギー使用特性のログを生成しても良い。例えば、ログは、バッテリー充電履歴、車両のエネルギー使用履歴等のような情報を含んでいても良い。エネルギー管理システム１１８のログはまた、パワーグリッド１０４から受け取ったかまたはそれに配送されたパワーの量、電気事業者から負わされたかまたはそれに課された電気料金等のような、前回の充電／発電期間の詳細を含んでいても良い。ログ中の情報は、以下に記載されるように、車両ユーザによって閲覧されても良い。
【００２７】
いくつかの例示的実施形態では、双方向インバーター１０２は、車両ネットワーク１２４に結合されていても良い。いくつかの実施形態では、車両ネットワーク１２４は、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信プロトコルを使用し、車両ネットワーク１２４に結合されたデバイスにデータ通信とＤＣパワーの両方を提供するＰＬＣバスを含んでいても良い。車両ネットワーク１２４は、図１に示されるように、ＰＬＣカプラ１１６とネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）１２６を通してパワーグリッド１０４に結合されていても良い。いくつかの実施形態では、ＮＩＣ１２６は、ＰＬＣバス上でデータ通信を提供するイーサネットオーバーパワー（ＥＯＰ）アダプターであっても良い。
【００２８】
車両ネットワーク１２４は、車両中の様々なデバイスの間の接続性を提供しても良い。例えば、車両ネットワーク１２４は、ＤＶＤプレーヤー、車両オーディオシステム、リアビューカメラ、車両計器クラスター、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ナビゲーションシステム、無線ネットワーク等のような、様々なメディアデバイスの間の電子通信を提供しても良い。加えて、車両ネットワーク１２４はまた、車両ネットワーク１２４に結合されたデバイスがエネルギー管理システム１１８およびパワープラントネットワーク１２２と通信することを可能としても良い。
【００２９】
いくつかの例示的実施形態では、車両ネットワーク１２４は、車両ユーザが車両のエネルギー使用を管理することを可能とするユーザインターフェース１２８に結合されていても良い。いくつかの例示的実施形態では、ユーザインターフェース１２８は、車両インフォテイメントインターフェース中に提供されていても良い。ここで使われるように、「インフォテイメントインターフェース」という用語は、固定されたユーザインターフェースを、車両オーディオシステム、ＤＶＤプレーヤー、ＧＰＳナビゲーションシステム等のような、車両中に位置する情報および娯楽ソースと組み合わせる、車両内情報および娯楽システムを指す。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース１２８は、パワーグリッド１０４を通してパワープラントネットワーク１２２からデータを受信しても良い。例えば、ユーザインターフェース１２８は、現在または将来の期待された電気料金、料金スケジュール等についてのデータを受信しても良い。ユーザインターフェース１２８はまた、電気事業者等のユーザのアカウントに関する情報を受信しても良い。例えば、ユーザインターフェ−ス１２８は、アカウント計算書、使用された電気について課されるかまたは提供された電気について貨しがある額等のような情報を受信しても良い。パワープラントネットワーク１２２への接続はまた、ユーザがアカウントを管理すること、例えば未払いの残高を支払うこと、料金プランを変更すること等、を可能としても良い。
【００３０】
いくつかの例示的実施形態では、ユーザインターフェース１２８はまた、パワーグリッド１０４に結合されたＰＬＣカプラ１１６を通してエネルギー管理システム１１８と通信するのに使われても良い。いくつかの実施形態では、エネルギー管理システム１１８は、ユーザインターフェース１２８にエネルギー管理データを提供しても良い。例えば、エネルギー管理システム１１８は、双方向インバーター１０２の現行の動作モード、現行のバッテリーチャージ等に関してデータをユーザインターフェース１２８に送っても良い。加えて、エネルギー管理データは、上述したようにエネルギー管理システム１１８によって生成されたログに格納された情報を含んでいても良い。このようにして、ユーザは、車両のエネルギー使用に関連するデータ、例えば、前回の充電／発電期間の時刻と長さ、前回の充電／発電期間中に適用された電気料金等、を閲覧することが可能であっても良い。
【００３１】
ユーザインターフェース１２８はまた、エネルギー管理システム１１８がいつ充電および発電モードを始動または終結するかを少なくとも一部は制御し得る、充電／発電スケジュールを管理するのに使われても良い。そのような実施形態では、ユーザは、パワープラントネットワーク１２２によって提供された料金スケジュールを閲覧しても良く、料金スケジュールは異なる日または一日の異なる時間についての電気料金チャージを示している。この情報と将来の期待されたエネルギー需要に基づいて、ユーザは、ユーザインターフェース１２８を通して充電／発電スケジュールを手動で作り出すかまたは変更しても良い。充電／発電スケジュールは、エネルギー管理システム１１８に格納されても良い。いくつかの実施形態では、エネルギー管理システム１１８は、パワープラントネットワーク１２２によって提供された情報に基づいてエネルギー管理システム１１８によって自動的に生成されても良い。いくつかの実施形態では、エネルギー管理システム１１８は、パワープラントネットワーク１２２によって指し示された電気料金に基づいて、最適化されたパワー使用を提供するように構成されていても良い。例えば、エネルギー管理システム１１８は、料金が低い時に充電モードを始動し、料金が高い時に発電モードを始動するように構成されていても良い。
【００３２】
いくつかの例示的実施形態では、エネルギー管理システム１１８はまた、車両ネットワーク１２４に結合された計器クラスターまたはＧＰＳナビゲーションシステムからのトラベルデータを受信しても良い。例えば、トラベルデータは、記録された運転履歴、例えば、距離、運転時間、電気使用、平均速度、車両使用期間等のような前回のトリップに関する情報、を含んでいても良い。トラベルデータはまた、ＧＰＳナビゲーションシステムのトリッププラニングフィーチャーから受信され得る、状来のトリップを含んでいても良い。運転履歴と将来のトリップは、将来のエネルギー需要を推定してエネルギー使用を最適化する充電／発電スケジュールを自動的に決定するために、エネルギー管理システム１１８によって使われても良い。例えば、もし運転履歴または将来のトリップが、車両は大量の電気を使う可能性が高いことを示唆していれば、エネルギー管理システム１１８は、車両が使われる可能性が高い時にフルバッテリーチャージを提供する充電／発電スケジュールを算出しても良い。もし運転履歴または将来のトリップが、仕事へおよびからの短いトリップのような最小の車両使用を示唆していれば、エネルギー管理システム１１８は、例えばピーク電気使用期間中に、余分な蓄積されたバッテリーチャージをパワーグリッド１０４に売り戻す充電／発電スケジュールを算出しても良い。エネルギー管理システム１１８によって自動的に生成された充電／発電スケジュールはまた、ユーザインターフェース１２８を通してユーザによって手動で変更されても良い。
【００３３】
図２は、例示的実施形態に従った、車両のパワーシステムを動作させるための方法２００を描いているプロセスフローチャートである。方法はブロック２０２において始まり得て、そこでは双方向インバーター１０２が、パワーグリッド１０４を通してパワープラントネットワーク１２２から電子データを受信する。例えば、上述したように、双方向インバーター１０２は、現行の電気料金、電気料金スケジュール等のような、電気料金についての情報を受信しても良い。いくつかの実施形態では、双方向インバーター１０２は、充電モードまたは発電モードを始動するかまたは終結するように双方向インバーター１０２に命令するパワープラントネットワーク１２２からの命令を受信しても良い。例えば、パワープラントは、もしパワーグリッド１０４への組み合わされた需要がパワープラントの発電能力を超えていれば、充電モードを終結するかまたは発電モードを始動するように双方向インバーター１０２に命令しても良い。
【００３４】
プロセスフローはそれからブロック２０４に進み得て、そこでは双方向インバーター１０２が、パワーグリッド１０４を通してパワープラントネットワーク１２２から受信した電子通信に少なくとも一部は基づいて、発電モードまたは充電モードに切り替えられても良い。例えば、双方向インバーター１０２は、パワープラントネットワーク１２２からの対応するモードに切り替えることのコマンドに応答して、発電モードまたは充電モードに切り替えても良い。パワープラントネットワーク１２２から受信したデータが現行の電気料金である実施形態では、双方向インバーター１０２は、電気料金に基づいて発電モードまたは充電モードに切り替えても良い。例えば、もし現行の電気料金が特定の閾値より上に上がれば、双方向インバーター１０２は発電モードに切り替えても良い。逆に、もし現行の電気料金が特定の閾値より下に落ちれば、双方向インバーター１０２は充電モードに切り替えてもよい。特定の閾値は、ユーザによって指定され、エネルギー管理システム１１８中にプログラムされていても良い。更には、パワープラントネットワーク１２２から受信したデータが将来の電気料金を含む実施形態では、図１との関係で上述したように、充電／発電スケジュールを生成するのに将来の電気料金が使われても良い。エネルギー管理システム１１８はそれから、充電／発電スケジュールに従って双方向インバーターを充電モードまたは発電モードに切り替えても良い。
【００３５】
発明は、様々な変形や代替形を受け入れることができても良い一方で、特定の実施形態が例として図面に示されて、ここで詳細に記載される。しかしながら、発明は開示された特定の形に限定されることを意図されていないことが理解されるべきである。むしろ、発明は、以下の添付の請求項によって規定される発明の精神と範囲内に入る全ての変形、等価形および代替形をカバーするものである。
【図１】
2013527736.tif 000003
【図２】
2013527736.tif 000004
【国際調査報告】
2013527736.tif 000005