用于在停电期间支持家用负载的车辆能量的策略性配给的制作方法

1.本公开涉及用于在停电状况期间通过配给可用车辆能量直到电力恢复来支持关键家用负载的系统和方法。


背景技术：

2.插电式电动车辆包括用于对牵引电池组进行充电的一个或多个充电接口。插电式车辆通常在停放于充电站或一些其他公用事业电源处时进行充电。插电式车辆还可以用于在停电期间支持家用负载。


技术实现要素：

3.根据本公开的示例性方面的双向能量传递系统尤其包括牵引电池组和控制模块，所述控制模块被编程为基于与电网电源相关联的停电恢复估计值来控制所述牵引电池组的双向能量传递输出。
4.在前述系统的另外的非限制性实施例中，所述控制模块是由所述牵引电池组供电的车辆的部件。
5.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述控制模块是基于云的服务器系统的部件或被配置为从所述牵引电池组接收所述双向能量传递输出的结构。
6.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述控制模块被编程为控制从所述牵引电池组到结构的双向能量传递输出以用于在所述电网电源的停电状况期间为所述结构的一个或多个电气负载供电。
7.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述结构是与由所述牵引电池组供电的车辆相关联的住宅。
8.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述控制模块被编程为准备配给能量传递策略以用于控制从所述牵引电池组到所述结构的双向能量传递输出。
9.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，基于与所述结构相关联的住宅信息、与由所述牵引电池组供电的车辆相关联的车辆信息、由所述系统的用户选择的策略性配给配置文件偏好以及所述停电恢复估计值来确定所述配给能量传递策略。
10.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述策略性配给配置文件偏好包括基于循环/计时器的实施方式、用户输入配置文件实施方式、家庭消耗实施方式或电器通信实施方式。
11.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述基于循环/计时器的实施方式、所述用户输入配置文件实施方式、所述家庭消耗实施方式和所述电器通信实施方式中的每一者包括至少低配给能量水平、次要配给能量水平、主要配给能量水平和关键配给能量水平。
12.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述配给能量传递策略被配置用于在所述停电状况的持续时间内为所述结构的一个或多个电气负载供电。
13.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述停电恢复估计值是从经云生成的停电地图(power outage map)而导出的。
14.在前述系统中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述停电恢复估计值是从来自电网数据服务器的通告而导出的。
15.根据本公开的另一个示例性方面的方法尤其包括在电网电源的停电状况期间经由双向能量传递系统的控制模块来控制从车辆的牵引电池组到与所述车辆分离的结构的双向能量传递输出。控制所述双向能量传递输出包括准备配给能量传递策略，所述配给能量传递策略是至少部分地基于与所述电网电源相关联的停电恢复估计值而导出的。
16.在前述方法的另外的非限制性实施例中，所述结构是与所述车辆相关联的住宅。
17.在前述方法中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述配给能量传递策略是基于与所述车辆相关联的车辆信息和与所述结构相关联的住宅信息而进一步导出的。
18.在前述方法中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述配给能量传递策略是基于由所述双向能量传递系统的用户选择的策略性配给配置文件偏好而进一步导出的。
19.在前述方法中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述方法包括：确定所述结构的总能量需求；确定可从牵引电池组获得的用于支持所述结构的电气负载的能量的量；以及基于可从所述牵引电池组获得的能量的量是否超过所述结构的总能量需求来确定用于控制从所述牵引电池组到所述结构的双向能量传递输出的配给策略水平。
20.在前述方法中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述方法包括从经云生成的停电地图导出所述停电恢复估计值。
21.在前述方法中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述方法包括从与所述电网电源相关联的电网数据服务器导出所述停电恢复估计值。
22.在前述方法中的任一者的另外的非限制性实施例中，所述配给能量传递策略包括用于在所述停电状况的持续时间内为所述结构的一个或多个电气负载供电的指令。
23.前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各种方面或相应的单独特征中的任一者)可以独立地或以任何组合采用。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
24.根据以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。可以如下简要描述随附于具体实施方式的附图。
附图说明
25.图1示意性地示出了双向能量传递系统的第一配置。
26.图2示意性地示出了图1的双向能量传递系统的第二配置。
27.图3从系统的电动化车辆的角度示意性地示出了双向能量传递系统的示例性方面。
28.图4示意性地示出了双向能量传递系统的附加示例性方面。
29.图5示出了示例性停电地图。
30.图6示意性地示出了另一个示例性双向能量传递系统。
31.图7a、图7b和图7c示出了用于在电网停电状况期间协调和提供用于支持家用负载的策略性车辆能量配给的示例性方法。
具体实施方式
32.本公开涉及用于协调和提供电动化车辆与住宅或其他结构之间的双向能量传递事件(诸如用于在停电状况期间支持与所述结构相关联的家用负载)的系统和方法。在一些实施方式中，可以基于停电恢复估计值来对从车辆到结构的可用能量进行配给。所公开的系统/方法可以提供用于双向能量传递的策略性配给以便在停电状况的持续时间内延长电器操作而不是在停电状况期间以恒定能量支持家用负载。在本具体实施方式的以下段落中更详细地讨论了本公开的这些和其他特征。
33.图1和图2示意性地示出了用于在车辆12与结构14之间双向传递能量的示例性双向能量传递系统10(下文称为“系统10”)。系统10实现从车辆12到结构14的双向能量传递，或反之亦然。结构14可能是住宅建筑物、商业建筑物、停车场、充电站或能够接收或传递能量的任何其他类型的结构。在一个实施例中，结构14是居民住宅，其用作车辆12的“居家位置”。
34.尽管在本公开的附图中示出特定的部件关系，但是图示并不意图限制本公开。所描绘的系统的各种部件的布置和取向被示意性地示出并且可在本公开的范围内变化。另外，本公开所附的各种附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以强调特定部件的某些细节。
35.在一个实施例中，车辆12是插电式电动车辆(例如，插电式混合动力电动车辆(phev)或电池电动车辆(bev))。车辆12包括牵引电池组16，所述牵引电池组是能够从电机(例如，电动马达)施加扭矩以驱动车辆12的驱动轮18的电动化动力传动系统的一部分。因此，车辆12的电动化动力传动系统可在有或没有内燃发动机辅助的情况下电气地推进成组的驱动轮18。
36.图1至图2的车辆12被示意性地示为轿车。然而，也设想了其他车辆配置。本公开的教导可以适用于如车辆12的任何类型的车辆。例如，车辆12可以被配置为轿车、卡车、货车、运动型多用途车(suv)等。
37.尽管示意性地示出，但是牵引电池组16可以被配置为高压牵引电池组，所述高压牵引电池组包括能够将电力输出到车辆12的一个或多个电机的多个电池阵列20(例如，电池总成或电池单元组)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于为车辆12供电。
38.车辆12可通过电动车辆供电装备(evse)22与结构14对接，以便执行系统10的双向能量传递。在一个实施例中，evse 22是可以安装到结构14的壁25的壁箱。充电电缆24可以将evse 22可操作地连接到车辆12的充电端口总成26，以用于在车辆12与结构14之间传递能量。充电电缆24可以被配置为提供任何水平的充电(例如，120vac、240vac、直流(dc)充电等)。
39.evse 22可通过双向能量传递模块28可操作地连接到结构14的ac基础设施30。虽然在图1中与evse 22分开示出，但是双向能量传递模块28和evse 22可集成在一起作为公共模块的一部分。
40.例如，诸如家用电器负载的各种电气负载31可与ac基础设施30相关联。电气负载31有时候可以被称为ac基础设施30的瞬态负载，并且可以包括与普通厨房电器、洗衣机、干衣机、热水器、空气调节单元、炉子、家用报警系统、排水泵系统、路由器等相关联的负载。
41.来自电网电源32的电力(例如，ac电力、太阳能、风能等或它们的组合)和/或来自车辆12的电力可以通过双向能量传递模块28选择性地传递。双向能量传递模块28被配置为帮助在车辆12与结构14之间的双向电能传递。双向能量传递模块28可包括用于将结构14配置为从车辆12接收电能以用于支持电气负载31或向车辆12发送电能以用于为牵引电池组16充电的各种装备，包括但不限于ac/dc转换器、公共hvdc总线、隔离变压器、dc/dc转换器、控制模块等。双向能量传递模块28还可以被配置为将能量从电网电源32传递到ac基础设施30。
42.车辆12可以包括车辆动力传递系统34，所述车辆动力传递系统被配置为进一步实现车辆12与结构14之间的双向电力传递。车辆电力传递系统34可以可操作地连接在充电端口总成26与车辆12的牵引电池组16之间。车辆电力传递系统34可以包括用于配置车辆12以从结构14接收电能或将电能传送到结构14的各种装备，诸如充电器、转换器、hv继电器或接触器、马达控制器(其可以被称为逆变器系统控制器或isc)等。车辆电力传递系统34可以另外被配置为在牵引电池组16与车辆12的一个或多个电动马达之间传递能量。
43.转让给福特全球技术有限责任公司的第2020/0324665号美国专利公开中公开了可在车辆12内采用以实现双向电力传递的合适的车辆电力传递系统的一个非限制性示例，所述美国专利公开的公开内容以引用的方式并入本文中。然而，在本公开的范围内，也可利用其他电力传递系统来实现双向电力传递。
44.图1示意性地示出了系统10的第一配置c1。在第一配置c1期间，可以使电力从结构14传递到车辆12，诸如用于对车辆12的牵引电池组16充电。在第一配置c1期间的能量传递方向由箭头36示意性地描绘。
45.图2示意性地示出了系统10的第二配置c2。在第二配置c2期间，可以使电力从车辆12的牵引电池组16传递到结构14。在第二配置c2期间的能量传递方向由箭头38示意性地示出。通过这种方式，车辆12可以被采用作为备用能量存储系统，以诸如在来自电网电源32的电力例如由于停电而临时不可用时为结构14的电气负载31供电。
46.作为系统10的附加方面，可以在双向能量传递事件期间策略性地控制车辆12以支持结构14的关键家用负载。例如，当发生停电状况使得来自电网电源32的能量暂时不可用时，可以控制系统10以通过对来自车辆12的可用能量进行配给来支持电气负载31的全部或部分的关键功能性，直到电网电源32恢复，由此在停电状况的持续时间内确保必要的家用电器操作和功能性。下面进一步详述系统10的这些和其他方面。
47.从图3中的车辆12的角度进一步详细描述了图1至图2的系统10的附加方面。具体地，图3示意性地示出了使得系统10能够诸如例如通过对从车辆12到结构14的可用能量进行配给以在停电状况期间并在电网电源32已经恢复之前策略性地支持电气负载31来协调车辆12与结构14之间的双向能量传递事件。
48.作为系统10的另外的部分，车辆12可以包括电信模块40、全球定位系统(gps)42、人机接口(hmi)44和控制模块46。这些部件和其他部件可互连并且通过车辆12的通信总线45彼此进行电子通信。通信总线45可以是有线通信总线，诸如控制器局域网(can)总线，或者是无线通信总线，诸如wi-fi、bluetooth、超宽带(uwb)等。
49.电信模块40可以被配置用于实现与系统10的基于云的服务器系统48的双向通信。电信模块40可通过云网络50(例如，互联网)进行通信以获得存储在服务器系统48上的各种
信息或向服务器系统48提供信息，所述信息随后可由车辆12(和/或其他参与车辆或系统10的结构)访问。服务器系统48可识别、收集和存储与车辆12相关联的用户数据以用于验证目的。根据经授权的请求，可以随后经由一个或多个蜂窝塔52或某些其他已知的通信技术(例如，wi-fi、bluetooth、数据连接性等)将数据传输到电信模块40。电信模块40可从服务器系统48接收数据或可经由蜂窝塔52将数据传送回服务器系统48。虽然不一定在该高度示意性的实施例中示出或进行描述，但是众多其他部件也可实现车辆12与服务器系统48之间的双向通信。
50.服务器系统48可以包括存储可以由系统10访问的数据以预期在停电状况期间策略性地支持结构14的电气负载31的各种服务器。在一个实施例中，服务器系统48包括电网数据服务器55。电网数据服务器55可以存储与电网电源32相关的数据。例如，电网相关数据可以包括历史数据，诸如先前的停电日期/时间、停电持续时间和/或每个停电状况的平均停电持续时间、与电网电源32相关联的能量产生的类型(例如，煤、天然气、核能、风力涡轮、太阳能等)、关于计划性断电的通告、预期的停电持续时间和/或与电力中断状况和预期的停电持续时间相关的其他电网相关通告等。例如，数据服务器55可以由与车辆12和/或结构14的位置处的电网电源32相关联的公用设施服务提供商操作或管理。
51.在第一实施例中，车辆12的用户/所有者可以使用hmi 44与服务器系统48对接以用于协调双向能量传递相关事件。例如，hmi 44可以被配备有用于与服务器系统48对接的应用程序54(例如，fordpass
tm
或另一相似的基于网络的应用程序)。hmi 44可以位于车辆12的乘客舱内，并且可以包括用于向车辆乘员显示信息并且用于允许车辆乘员将信息输入到hmi 44中的各种用户接口。车辆乘员可经由触摸屏、触觉按钮、可听语音、言语合成等与可呈现在hmi 44上的用户接口交互。
52.在另一个实施例中，车辆12的用户/所有者可替代地或另外使用个人电子装置58(例如，智能电话、平板电脑、计算机、可穿戴智能装置等)与服务器系统48对接以用于协调双向能量传递相关事件。个人电子装置58可以包括应用程序60(例如，fordpass
tm
或另一类似的应用程序)，所述应用程序包括编程以允许用户采用一个或多个用户接口62来设置或控制系统10的某些方面。应用程序60可存储在个人电子装置58的存储器64中，并且可由个人电子装置58的处理器66执行。个人电子装置58可以另外包括收发器68，所述收发器被配置为通过蜂窝塔52或某个其他无线链路与服务器系统48通信。
53.gps 42被配置为精确定位车辆12的位置坐标。gps 42可利用地理定位技术或任何其他卫星导航技术来估计车辆12在任何时间点的地理位置。
54.控制模块46可包括硬件和软件两者，并且可以是总体车辆控制系统(诸如，车辆系统控制器(vsc))的一部分，或者可替代地是与vsc分开的独立控制器。在一个实施例中，控制模块46被编程有用于与系统10的各种部件对接并命令所述各种部件的操作的可执行指令。虽然在图3的高度示意图内示出为单独的模块，但电信模块40、gps42、hmi 44和控制模块46可集成在一起作为车辆12的公共模块的一部分。
55.控制模块46可包括处理器74和非暂时性存储器76以用于执行与系统10相关联的各种控制策略和模式。处理器74可以是定制的或可商购的处理器、中央处理单元(cpu)或者一般地是用于执行软件指令的任何装置。存储器76可包括易失性存储器元件和/或非易失性存储器元件中的任一者或组合。
56.处理器74可以可操作地联接到存储器76，并且可以被配置为基于从其他装置(诸如服务器系统48、结构14、电信模块40、gps 42、hmi 44、牵引电池组16等)接收到的各种输入而执行存储在控制模块46的存储器76中的一个或多个程序。在一个实施例中，应用程序54(例如，fordpass
tm
或另一相似的应用程序)可以存储在存储器76中并且可以由控制模块46的处理器74执行，所述应用程序包括用于允许车辆用户采用hmi 44内的一个或多个用户接口以用于设置或控制系统10的某些方面的编程。替代地，控制模块46可以被配置为与个人电子装置58通信和对接，以协调和/或执行系统10的某些方面。
57.控制模块46可以接收和处理各种输入，以准备在电网电源32的停电状况期间对来自车辆12的能量进行配给以支持结构14的电气负载31的选定全部或部分。更具体地，控制模块46可以接收可以用于准备最适合于任何给定结构/车辆/电网状况的配给能量传递策略78的各种输入。配给传递能量策略78可以控制在停电状况期间最终如何传递能量。
58.控制模块46的第一输入可以包括与结构14相关联的住宅信息80。住宅信息80可包括作为电气负载31的一部分的各种家用电器的预编程或机器学习的能量配置文件、结构14的历史能量使用(例如，能量日志)、智能仪表读数(例如，通过电压、电流和功率因数水平的读数的当前总能量消耗)、智能电器信息(例如，电器使用状态、通知、能量配置文件、电器使用的每单位的能量使用等)、其他电器输入(例如，电流传感器和温度传感器信息等)、客户偏好信息(例如，从应用程序54、60接收的客户能量传递设置等)等。
59.控制模块46的另一个输入可以包括从车辆12的各种部件/子系统接收的车辆信息82。车辆信息82可以包括诸如电动化车辆的当前充电状态(例如，插电与拔出、插电情况下的当前电力传递速率等)、牵引电池组16的当前荷电状态(soc)、车辆12的估计行驶里程、牵引电池组16的可用双向能量传递能力、行程计划者信息(例如，用户计划的预期行驶路线)、预定义里续航程储备信息等信息。
60.控制模块46的另一个输入可以包括由用户选择的策略性配给配置文件偏好85。策略性配给配置文件偏好85有助于告知在停电状况的持续时间期间将如何配给从车辆12到结构14的能量以支持电气负载31。
61.可以由用户选择的第一示例性策略性配给配置文件偏好85是基于循环/计时器的实施方式。基于循环/计时器的实施方式是基本预测性方法，其中基于由用户设置或被自动设置的基本计时器来配给从车辆12到结构14的能量传递。例如，每次经过预定义时间间隔时，可以自动发起从车辆12到结构14的能量传递，并且可以执行能量传递持续预定义时间量以便确保电气负载31的适当循环占空。基于循环/计时器的实施方式选项包括维持从车辆12到结构14的电力传递，直到家用电器恢复到停电设置内，然后停止电力传递，或者自动地动态地修改预定义时间间隔和预定义时间量以使电器恒定地保持在设置内。
62.可以由用户选择的另一个示例性策略性配给配置文件偏好85是客户输入配置文件实施方式。客户输入配置文件实施方式是一种应用预测性方法，其中基于用户选择的能量消耗配置文件来配给从车辆12到结构14的能量传递。因此，在双向能量传递事件期间，从车辆12传递到结构14的能量的量可以与预定义能量消耗配置文件匹配。
63.可以由用户选择的另一个示例性策略性配给配置文件偏好85是电器通信实施方式。电器通信实施方式是一种仲裁方法，其中从车辆12传递到结构的能量的量是基于控制模块46与电气负载31的智能家用电器之间的直接通信。电器通信实施方式可以包括仅支持
间隔状态读数(例如，供电的时间刚好足够长到从关键电器获得读数，然后不采取进一步动作，除非电器需要电力以保持在停电范围内，诸如例如用于将冰箱或冰柜维持在期望的温度边界内)。
64.又一种配给实施方式可以支持在不从家用电器获得间隔状态读数的情况下为电气负载31供电。例如，可以利用车辆传感器读数(例如，外部和内部温度读数、雨水感测等)来确定是否需要采取从车辆12到结构14的任何能量传递动作以及采用频率。
65.上述策略性配给实施方式类型仅被解释为示例性的。可以替代地或另外提供用于控制双向能量传递的其他实施方式，并且这些其他实施方式被设想在本公开的范围内。
66.在控制模块46内编程的多个策略性配给实施方式中的每一者还可以包括各种策略水平。例如，每个策略性配给实施方式可以作为低配给策略水平、次要配给策略水平、主要配给策略水平和关键配给策略水平的一部分来执行。这些策略水平可以指示在双向能量传递事件期间将发生的不同能量传递水平。在一个实施例中，对于低配给策略水平将发生相对较低量的配给能量传递(例如，减少的/恒定的/平均的能量传递)，对于次要配给策略水平将发生相对次要量的配给能量传递(例如，间隔/间歇能量传递)，对于主要配给策略水平将发生相对较高量的能量传递量(例如，按需能量传递)，并且对于关键配给策略水平将发生关键量的能量传递(例如，极为需要的能量传递)。
67.控制模块46的又一个输入可以包括停电持续时间估计值84。停电持续时间估计值84可以是对在停电状况期间预期无法从电网电源32获得电力的预期时间量的指示。因此，可以从停电持续时间估计值84导出停电恢复估计值。
68.在一个实施例中，停电持续时间估计值84是由电网数据服务器55广播的估计值。例如，控制模块46可以直接从电网数据服务器55推断出预期不可从电网电源32获得电力的时长以导出停电恢复估计值。
69.在另一个实施例中，停电持续时间估计值84以及相关地停电恢复估计值是可以从经云生成的聚合的停电映射导出的估计时间值。例如，控制模块46可以被配置为以预定义时间间隔定期向服务器系统48广播车辆数据56，作为“心跳”状态信号的一部分。车辆数据56可以从由控制模块46接收的其他输入(诸如例如车辆信息82)聚合，并且可以包括诸如车辆12的当前充电状态、车辆12的当前gps坐标等信息。
70.可以在双向能量传递序列期间广播心跳状态信号，其中车辆12经由evse 22可操作地连接到结构14(或任何其他启用充电的结构)以在其间交换能量。然而，车辆数据56也可以在拔出状况期间(诸如当车辆12远离结构14时)传送到服务器系统48。
71.现在主要参考图4，服务器系统48的控制模块86可以被配置为通过云网络50从车辆12和可操作地链接到系统10的一个或多个附加的电动化车辆122至12n(其中“n”是任何数字)接收车辆数据56。服务器系统48的控制模块86可以被编程为处理车辆数据56以用于执行各种停电映射相关功能/动作。
72.服务器系统48的控制模块86可以包括处理器88和可操作地连接到处理器88的存储器90。编程(例如，软件代码)可以作为可执行指令存储在存储器90中，并且可执行指令可以体现在可以由处理器88执行的任何计算机可读介质内。
73.在一个实施例中，控制模块86被编程为利用车辆数据56来执行聚合的停电映射功能。例如，当车辆数据56指示当在车辆12的充电位置l1处执行双向能量传递事件时有电力
损失时，控制模块86可以自动生成停电地图92以指示诸如停电的位置和预期持续时间/恢复时间的信息。停电地图92可以被自动传送到与电网电源32相关联的服务提供商，以指示停电的位置和预期持续时间/恢复时间，而无需与车辆12相关联的用户采取任何必要的动作。停电地图92也可以被传送到车辆12和可能位于可能受检测到的停电影响的充电位置处的一个或多个附加的电动化车辆12n。例如，停电地图92可以显示在与每个相应的车辆12至12n相关联的hmi 44和/或个人电子装置58上。
74.在一些情况下，诸如当车辆12在家中充电或传递能量时，车辆12的充电位置l1可以在结构14的位置处。当车辆12在离开家时正在充电或传递能量时，充电位置l1可以替代地在任何其他启用充电的结构处，诸如在任何公共充电站处。
75.图5中示出了示例性停电地图92。停电地图92可以包括街道地图94和电网覆盖区96。电网覆盖区96表示与电网电源32相关联的电力线分支网络。电网覆盖区96可以覆盖到街道地图94上以提供对电力线分支网络的视觉指示。可以通过停电地图92内的停电位置指示符95来标记检测到的停电的位置。
76.还可以在停电地图92内标记恢复电力的位置。例如，可以在停电地图92内划定停电恢复区98，以指示街道地图94的先前受到检测到的停电影响但此后经历了电力恢复的区域。停电恢复区98可以由外边界100和阴影102描绘。在一个实施例中，外边界100是虚线，并且阴影102是绿色阴影。然而，其他配置在本公开的范围内也是可能的。
77.可以在停电地图92内进一步指示预测的停电恢复区104。预测的停电恢复区104可以指示街道地图94的在不久的将来可能恢复其电力的区域，并且可以任选地提供电力恢复时间的估计值。在一个实施例中，通过识别电网覆盖区96的位于停电恢复区98下游的分支106来推断预测的停电恢复区104。预测的停电恢复区104可以由外边界108和阴影110描绘。在一个实施例中，外边界108是虚线，并且阴影110是与和停电恢复区98相关联的阴影102不同颜色的阴影(例如，琥珀色阴影等)。然而，其他配置在本公开的范围内也是可能的。
78.现在再次主要参考图3，至少基于车辆信息82，控制模块46可以被编程为确定可从牵引电池组16获得的用于在给定停电状况的预期持续时间内支持结构14的电气负载31的过剩能量的量。可从牵引电池组16获得的过剩能量是在从存储在牵引电池组16中的能量的当前量中减去用于实现牵引电池组16的计划利用所必需的能量之后的可用能量的量。牵引电池组16的计划利用可以基于为车辆12供电以沿着即将来临的预计划行驶路线行驶、维持预定义续航里程储备等所必需的所计算的能量的量而导出。
79.在另一个实施例中，控制模块46可以被编程为响应于检测到的停电状况而自动命令从车辆12到结构14的能量传递。可以在检测到停电状况时立即自动命令能量传递，并且所述能量传递可以进行预定义时间量(例如，两分钟)，以便支持断电协议和与电气负载31的用户通信(例如，wi-fi路由器、排水泵状态、冰箱/冰柜的温度水平、hvac系统等)。例如，控制模块46还可以与电气负载31的智能电器通信以确定每个电器在其操作循环内的哪个阶段并确定完成每个操作循环所需的时间量。
80.当已经过预定义时间量时，控制模块46可以诸如经由在hmi 44和/或个人电子装置58上呈现的一个或多个消息通知用户需要选择/修改某些双向能量传递设置(例如，自动与手动能量传递)。当用户选择“自动”时，可以继续进行能量传递以支持先前选择的关键电器的继续操作和/或策略性配给配置文件偏好。当用户选择“手动”时，可以暂时停止能量传
递以允许用户有时间提供对期望的策略性配给配置文件偏好等的手动选择。
81.在另一个实施例中，至少部分地基于可从牵引电池组16获得的过剩能量的量、住宅信息80、停电持续时间估计值84和选定的策略性配给配置文件偏好85，控制模块46可以被编程为生成配给能量传递策略78。配给能量传递策略78可以建立将用于在停电状况的持续时间内控制从牵引电池组16到结构14的能量传递的各种参数、协议和/或指令(例如，要传递的能量的量、能量传递的总时间等)。
82.在又另一个实施例中，控制模块46可以被编程为诸如当车辆12不能满足电气负载31的能量需求时命令向车辆12的用户传送一个或多个提示/通知。例如，所述提示/通知可以作为消息显示在hmi 44和/或个人电子装置58上，并且可以包括用于调整策略性配给配置文件偏好的提示、用于请求对牵引电池组16充电以支持电气负载31的提示、用于指示需要车辆维修的提示等。
83.在上述实施例中，车辆12的控制模块46可以被配置为作为系统10的通信枢纽起作用。然而，在本公开的范围内也设想了其他实施例。例如，如图6中所示，服务器系统48的控制模块86(例如，基于云的控制模块)和/或与结构14相关联的控制模块112可以被配置为作为系统10的通信枢纽起作用。在又一个实施例中，车辆12、结构14和服务器系统48中的每一者的相应控制模块可以通过云网络50一起操作以建立用于控制系统10的功能性的控制系统，所述功能性诸如用于在停电状况期间协调和执行最适合任何给定情况的配给能量传递策略78。
84.继续参考图1至图6，图7a、图7b和图7c以流程图形式示意性地示出了用于在电网电源32的停电状况期间选择和执行最适合于任何给定情况/由车辆12、牵引电池组16、结构14、电网电源32等指示的状况的配给能量传递策略78的示例性方法200。系统10可以被配置为采用适于执行示例性方法200的步骤的至少一部分的一个或多个算法。例如，方法200可以作为可执行指令存储在控制模块46的存储器76中，并且可执行指令可体现在可由控制模块46的处理器74执行的任何计算机可读介质内。方法200可以替代地或另外作为可执行指令存储在服务器系统48的控制模块86和/或结构14的控制模块112的存储器中。
85.示例性方法200可以在框202处开始。在框204处，方法200可以确定车辆12的用户是否期望在电网电源32的停电状况期间策略性地支持结构14的电气负载31。如果“是”，则方法200可以首先前进到框206：保存用户设置，然后可以前进到框208：确定车辆12是否被插电(例如，充电电缆24当前是否连接到车辆12的充电端口总成26和evse 22)。如果“否”，则在框210处可以提示车辆12的用户将车辆12插电。替代地，如果在框208处返回“是”标志，则方法200可以前进到框212：提示用户做出他/她期望的策略性配给配置文件偏好。例如，可以在hmi 44和/或个人电子装置58上提供所述提示。
86.方法200接下来可以在框214处确定已选择哪种类型的策略性配给配置文件偏好实施方式。如果已经选择了基于循环/计时器的实施方式或客户输入配置文件实施方式，则方法200可以立即前进到框222(下文讨论)。然而，如果已经选择了家庭消耗实施方式，则方法200可以在框216处从结构14中检索能量消耗(例如，智能仪表)读数。替代地，如果已经选择了电器通信实施方式，则方法200可以在框218处检索所有相关电器配置文件。然后可以在框220处聚合结构14的即时总能量需求。
87.在框222处，方法200可以确定是否已检测到任何计划的能量传递配置文件。计划
的能量传递配置文件可包括被安排在稍后时间发生的电器设置，例如诸如来自智能恒温器的那些设置。如果“是”，则可以在框224处检索计划的能量传递配置文件，然后可以在框226处聚合用户对结构14的预测的能量需求。
88.在框228处，例如可以诸如从服务器系统48或从智能仪表检索与结构14相关联的历史能量传递配置文件。例如，历史能量传递配置文件可以包括与结构14相关联的先前能量使用的能量日志。然后可以在框230处聚合用户对结构14的先前能量需求。
89.替代地，如果在框222处返回“否”标志，则方法200可以前进到框232：提示用户指示他们是否希望将计划的能量传递配置文件链接到系统10。然后方法200可以在框234处确定是否已链接计划的能量传递配置文件。方法200可以从框234前进到框224或框228，这取决于在框234处是否链接了计划的能量传递配置文件。
90.可以在框236处计算用于支持结构14的电气负载31所需的总能量需求。此步骤可包括聚合与结构14相关联的即时能量需求(来自框220)、预测的能量需求(来自框226)和先前的能量需求(来自框230)。
91.接下来，在框238处，方法200可以检索电池预测信息(例如，从车辆信息82导出)并且将电池预测信息输出到输出容量查找表中以提供牵引电池组16的总报告能量。在一个实施例中，输出容量查找表存储在控制模块46的存储器76中。
92.在框240处，方法200可确定用户是否已选择任何能量传递偏好，例如诸如对续航里程储备的偏好。如果“是”，则方法200可在框242处聚合用户为牵引电池组16选择的能量储备。如果“否”，则方法200可前进到框244：提示用户选择期望的续航里程储备量。然后，在框246处，方法200可确定是否已选择续航里程储备。方法200可从框246前进到框242或框248，这取决于是否已进行续航里程储备。
93.在框248处，方法200可确定与车辆12和/或结构14的所有者相关联的用户配置文件是否已链接到系统10。如果“是”，则可在框250处检索与用户相关联的行程计划者信息。如果“否”，则方法200可以替代地前进到框252：提示用户指示他们是否希望将用户配置文件链接到系统10。然后方法200可在框254处确定是否已链接用户配置文件。方法200可从框254前进到框250或框258，这取决于是否已链接用户配置文件。
94.可在框256处聚合牵引电池组16的用户的预测能量储备。也可以在框258处聚合牵引电池组16的用户先前的能量储备。
95.接下来可在框260处计算牵引电池组16的可用于对结构14的电气负载31做出贡献的能量部分。如果选定的能量储备(来自框240)小于或等于预测的能量储备(来自框256)与先前的能量储备(来自框258)的总和，则可通过从牵引电池组16的总报告能量中减去预测的能量储备与先前能量储备的总和来计算牵引电池组16的可用于贡献的能量部分。否则，可简单地从牵引电池组16的总报告能量中减去选定的能量储备，以计算可用于对结构14的瞬态负载做出贡献的能量部分。
96.接下来，在框262处，可将牵引电池组16的可用于对支持结构14的电气负载31做出贡献的能量部分(来自框260)与结构14的总能量需求(来自框236)进行比较。然后，在框264处，方法200可确定可从牵引电池组16获得的能量部分是否超出结构14的总能量需求。如果“否”，则方法200可前进到框266：向用户通知在当前能量传递设置下无法支持家用负载。在框268处，方法200可确定用户是否愿意调整能量传递设置。如果“是”，则方法200可以返回
到框212。如果“否”，则方法200可在框270处结束。
97.替代地，如果在框264处返回“是”标志，则方法200可前进到框271。在该步骤处，方法200可以从服务器系统48访问停电地图92和/或与电网数据服务器55通信。然后，在框272处，方法200可以确定在车辆12和/或结构14的位置处是否即将发生停电状况。当在距车辆12和/或结构14的位置的预定义距离内检测到确认的停电时，可以认为停电状况即将发生。
98.如果停电状况即将来临，则方法200可以前进到框274：确认车辆12是否已经检测到停电状况(例如，通过从evse 22接收信号)。如果“是”，则方法200可以在框276处将停电状态传输到服务器系统48以用于对聚合的停电映射功能做贡献。
99.在框278处，可以发起从车辆12到结构14的能量传递。在框280处，方法200可以确定结构14是否具有可用于支持家用电气负载31的备用电力。如果“是”，则方法200在框282处允许备用电力支持家用能量需求，然后方法200可以在框284处结束。如果“否”，则方法220可以确定自从在框286处检测到停电即将来临以来是否已经过预定义时间量。如果“是”，则方法200前进到框288：允许能量传递继续进行预定义时间量(例如，约两分钟)。然后，方法200可以前进到框290。
100.在框290处，方法200可以确定结构14的电气负载31是否小于来自牵引电池组16的总可用能量。如果“是”，则可以在框292处选择主要配给策略水平。如果“否”，则可以在框294处选择关键配给策略水平。与主要配给策略水平相比，关键配给策略水平被认为是更高的严重性策略水平。
101.替代地，如果在框274处返回“否”标志，则方法200可前进到框296而非框276。在框296处，方法200可以评估结构14的电气负载31是否小于来自牵引电池组16的总可用能量。如果“是”，则可以在框298处选择次要配给策略水平。如果“否”，则可以在框292处选择主要配给策略水平。与次要配给策略水平相比，主要配给策略水平被认为是更高的严重性策略水平。
102.如果在框272处确定停电状况即将来临，则方法200可以前进到框300而非框274。在框300处，方法200可以评估结构14的电气负载31是否小于来自牵引电池组16的总可用能量。如果“是”，则可以在框302处选择非配给能量传递策略。如果“否”，则可以在框304处选择低配给策略水平。低配给策略水平与非配给策略水平相比被认为是更高的严重性策略水平，但是与次要配给策略水平相比被认为是较低的严重性策略。
103.方法200可以从框292、294、298、302或304中的任一者前进到框306。在框306处，可以监测从车辆12到结构14的能量传递进程。此外，可以在框308处监测电网电源32的停电状态和估计的恢复时间。
104.在框310处，方法200可以确定电网电源32的估计的电力恢复时间是否即将来临。如果电力恢复时间可能在阈值时间量(例如，一小时)内发生，则可以认为电力恢复时间即将来临。如果“否”，则方法200可以前进到框312：确定可用于从牵引电池组16配给的能量的量与结构14的电气需求之间的差值是否小于或等于预定义阈值(或者可用于配给的能量是否接近零)。如果“否”，则方法200前进到框314：继续进行当前能量传递策略。
105.如果在框310或框312处返回“是”标志，则方法200可以前进到框316。在该步骤处，方法200可以发起对当前能量传递策略的重新评估。在框318处，可以向用户通知更新的能量传递策略。
106.在框320处，方法200可以确定是否恢复策略性能量传递配给策略。如果“是”，则方法200可以返回到框264。如果“否”，则框268处，方法200可再次确定用户是否愿意调整能量设置。如果“是”，则方法200可以返回到框212。如果“否”，则方法200可在框270处结束。
107.本公开的双向能量传递系统被设计成在停电状况期间(或在休假模式期间)通过对可用车辆能量进行配给直到电力恢复来支持住宅/结构的关键负载。所公开的系统/方法允许对双向能量传递进行策略性配给以便扩展电器/负载操作，而不是在停电期间以恒定能量支持家用电器/负载(例如，排水泵、冰柜等)，这可能会快速耗尽牵引电池组。因此，可以确保在停电状况的持续时间内进行关键电器操作。
108.尽管不同的非限制性实施例被示出为具有具体的部件或步骤，但是本公开的实施例不限于这些特定组合。将来自非限制性实施例中的任一个的部件或特征中的一些与来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件结合使用是可能的。
109.应当理解，相同的附图标记在全部若干附图中表示相应或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其他布置也可受益于本公开的教导。
110.以上描述应当被解释为说明性的而不具有任何限制意义。本领域普通技术人员将理解，在本公开的范围内可出现一些修改。出于这些原因，应研究所附权利要求来确定本公开的真实范围和内容。

技术特征：
1.一种双向能量传递系统，其包括：牵引电池组；以及控制模块，所述控制模块被编程为基于与电网电源相关联的停电恢复估计值来控制所述牵引电池组的双向能量传递输出。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制模块是由所述牵引电池组供电的车辆的部件、基于云的服务器系统的部件或被配置为从所述牵引电池组接收所述双向能量传递输出的结构的部件。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述控制模块被编程为控制从所述牵引电池组到结构的所述双向能量传递输出以用于在所述电网电源的停电状况期间为所述结构的一个或多个电气负载供电，并且任选地，其中所述结构是与由所述牵引电池组供电的车辆相关联的住宅。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制模块还被编程为准备配给能量传递策略以用于控制从所述牵引电池组到所述结构的所述双向能量传递输出，并且任选地，其中基于与所述结构相关联的住宅信息、与由所述牵引电池组供电的车辆相关联的车辆信息、由所述系统的用户选择的策略性配给配置文件偏好以及所述停电恢复估计值来确定所述配给能量传递策略。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述策略性配给配置文件偏好包括基于循环/计时器的实施方式、用户输入配置文件实施方式、家庭消耗实施方式或电器通信实施方式，并且任选地，其中所述基于循环/计时器的实施方式、所述用户输入配置文件实施方式、所述家庭消耗实施方式和所述电器通信实施方式中的每一者包括至少低配给能量水平、次要配给能量水平、主要配给能量水平和关键配给能量水平。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述配给能量传递策略被配置用于在所述停电状况的持续时间内为所述结构的一个或多个电气负载供电。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述停电恢复估计值是从经云生成的停电地图而导出的或者是从来自电网数据服务器的通告而导出的。8.一种方法，其包括：在电网电源的停电状况期间经由双向能量传递系统的控制模块来控制从车辆的牵引电池组到与所述车辆分离的结构的双向能量传递输出，其中控制所述双向能量传递输出包括准备配给能量传递策略，所述配给能量传递策略是至少部分地基于与所述电网电源相关联的停电恢复估计值而导出的。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述结构是与所述车辆相关联的住宅。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述配给能量传递策略是基于与所述车辆相关联的车辆信息和与所述结构相关联的住宅信息而进一步导出的。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述配给能量传递策略是基于由所述双向能量传递系统的用户选择的策略性配给配置文件偏好而进一步导出的。12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其包括：确定所述结构的总能量需求；确定能够从牵引电池组获得的用于支持所述结构的电气负载的能量的量；以及基于能够从所述牵引电池组获得的能量的所述量是否超过所述结构的总能量需求来
确定用于控制从所述牵引电池组到所述结构的双向能量传递输出的配给策略水平。13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其包括：从经云生成的停电地图导出所述停电恢复估计值。14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其包括：从与所述电网电源相关联的电网数据服务器导出所述停电恢复估计值。15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，其中所述配给能量传递策略包括用于在所述停电状况的持续时间内为所述结构的一个或多个电气负载供电的指令。

技术总结
本公开提供了“用于在停电期间支持家用负载的车辆能量的策略性配给”。提供了用于在停电状况期间协调和提供电动化车辆与住宅或其他结构之间的双向能量传递事件(诸如用于支持与所述结构相关联的家用负载)的系统和方法。在一些实施方式中，可以基于停电恢复估计值来对从车辆到结构的可用能量进行配给。所公开的系统/方法可以提供用于双向能量传递的策略性配给以便在停电状况的持续时间内延长电器操作而不是在停电状况期间以恒定能量支持家用负载。负载。负载。


技术研发人员：斯图尔特
受保护的技术使用者：福特全球技术公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/11