用于給多個車輛可重復充電能量存儲系統(tǒng)充電的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于給多個車輛可重復充電能量存儲系統(tǒng)充電的系統(tǒng)和方法。提供了用于使用單個充電系統(tǒng)給包括在一個或多個車輛中的多個可重復充電能量存儲系統(tǒng)（RESS）充電的系統(tǒng)和方法。在一些實施例中，用于給一個或多個RESS充電的方法可以包括接收包括在充電系統(tǒng)中的多個充電端口的一個或多個充電端口已聯(lián)接RESS的指示?；谥甘?，可以產(chǎn)生充電映射?；谒a(chǎn)生的充電映射可以確定一個或多個充電參數(shù)?；诔潆妳?shù)，可以選擇性地致動包括在充電系統(tǒng)中的開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供給聯(lián)接至RESS的充電端口。
【專利說明】用于給多個車輛可重復充電能量存儲系統(tǒng)充電的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于給包含在車輛中的可重復充電能量存儲系統(tǒng)充電的系統(tǒng)和方法。更具體地，本公開的系統(tǒng)和方法涉及使用單個充電系統(tǒng)給多個可重復充電能量存儲系統(tǒng)充電。
【背景技術(shù)】
[0002]乘用車輛通常包括用于操作車輛的電動和動力系系統(tǒng)的特征的電池。例如，車輛通常包括配置以向車輛啟動系統(tǒng)(例如啟動電機)、照明系統(tǒng)和/或點火系統(tǒng)提供電能的12V鉛酸汽車電池。在電動車輛、燃料電池(“FC”)車輛和/或混合車輛中，高電壓(“HV”)電池系統(tǒng)(例如360V電池系統(tǒng))可以用于向車輛的電動動力系部件(例如電驅(qū)動電電機等等)供電。例如，包含在車輛中的HV可重復充電能量存儲系統(tǒng)(“RESS”)可以用于向車輛的電動動力系部件供電。
[0003]可以通過將RESS電聯(lián)接至與配置為向RESS提供電能的充電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的充電端口而給包含在車輛中的RESS重復充電。在傳統(tǒng)的充電系統(tǒng)中，單個車輛可以在任何給定時間下聯(lián)接至充電系統(tǒng)。為了同時給多個車輛充電，會需要多個充電系統(tǒng)(例如多個充電變壓器)。例如，為了同時給包括RESS的三個車輛充電，會需要三個充電站(例如三個充電變壓器)。與多個充電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的額外的成本和不便利對于期望具有同時給多個車輛充電的能力的充電位置而言是難以承擔的，由此限制了這些位置的增長和包括RESS車輛的采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供用于使用單個充電系統(tǒng)給包括在一個或多個車輛中的多個RESS同時充電的系統(tǒng)和方法。在某些實施例中，用于給一個或多個RESS充電的系統(tǒng)可以包括充電電源以及配置為與一個或多個RESS對接的多個充電端口。系統(tǒng)可以進一步包括配置為選擇性地將充電電源聯(lián)接至多個充電端口的開關(guān)機構(gòu)?？梢耘渲贸潆娍刂葡到y(tǒng)以產(chǎn)生充電映射(map)，該充電映射指示多個充電端口的聯(lián)接至RESS的充電端口?？梢赃M一步配置充電控制系統(tǒng)以基于充電映射確定一個或多個充電參數(shù)，并且基于一個或多個充電參數(shù)而選擇性地致動開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供至聯(lián)接至RESS的充電端口。如此方式，可以在充電周期期間由系統(tǒng)給多個RESS充電。
[0005]在其他實施例中，用于給一個或多個RESS充電的方法可以包括接收包括在充電系統(tǒng)中的多個充電端口的一個或多個充電端口已聯(lián)接RESS的指示?；谥甘荆梢援a(chǎn)生充電映射?；谒a(chǎn)生的充電映射可以確定一個或多個充電參數(shù)?；诔潆妳?shù)，可以選擇性地致動包括在充電系統(tǒng)中的開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供給聯(lián)接至RESS的充電端口。
[0006]方案1.一種用于給一個或多個可重復充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)充電的系統(tǒng)，包括: 充電電源；
多個充電端口，其配置成與所述一個或多個RESS對接；
開關(guān)機構(gòu)，其配置成選擇性地將所述充電電源聯(lián)接至所述多個充電端口；以及 充電控制系統(tǒng)，其配置成:
產(chǎn)生充電映射，所述充電映射指示所述多個充電端口的哪些充電端口聯(lián)接至所述RESS,
基于所述充電映射確定一個或多個充電參數(shù)，以及
基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自所述充電電源的電能提供給聯(lián)接至所述RESS的充電端口。
[0007]方案2.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述充電電源包括充電變壓器。
[0008]方案3.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個充電參數(shù)包括所述開關(guān)機構(gòu)的充電頻率、充電占空比以及充電相位的至少一個。
[0009]方案4.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)機構(gòu)包括多個開關(guān)，所述多個開關(guān)的每一個開關(guān)與充電端口相關(guān)聯(lián)并且配置成選擇性地將所述充電電源聯(lián)接至所關(guān)聯(lián)的充電端口。
[0010]方案5.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，配置所述多個開關(guān)以基于由所述充電控制系統(tǒng)產(chǎn)生的一個或多個控制信號而選擇性地致動所述多個開關(guān)。
[0011]方案6.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個RESS包括在一個或多個車輛中。
[0012]方案7.根據(jù)方案6所述的系統(tǒng)，其中，配置所述多個充電端口以使用包括在車輛中的插座與所述一個或多個RESS對接。
[0013]方案8.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，配置所述多個充電端口以使用SAEJ1772連接器與所述一個或多個RESS對接。
[0014]方案9.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，進一步配置所述充電控制系統(tǒng)以基于所述多個充電端口的狀態(tài)中檢測到的變化而產(chǎn)生更新的充電映射，所述狀態(tài)指示所述多個充電端口中RESS已聯(lián)接的充電端口。
[0015]方案10.根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測到的變化包括所述多個充電端口的連通性的變化。
[0016]方案11.根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測到的變化包括所述一個或多個RESS的至少一個達到充電狀態(tài)。
[0017]方案12.根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中，進一步配置所述充電控制系統(tǒng)以基于所述更新的充電映射確定一個或多個更新的充電參數(shù)，以及基于所述一個或多個更新的充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自所述充電電源的電能提供給所述多個充電端口的RESS已聯(lián)接的充電端口。
[0018]方案13.—種用于給一個或多個可重復充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)充電的方法，包括:
接收包括在充電系統(tǒng)中的多個充電端口的一個或多個充電端口已聯(lián)接RESS的指示； 基于所述指示產(chǎn)生充電映射；
基于所述充電映射確定一個或多個充電參數(shù)；以及 基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動包括在所述充電系統(tǒng)中的開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供至聯(lián)接至RESS的充電端口。
[0019]方案14.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述一個或多個充電參數(shù)包括所述開關(guān)機構(gòu)的充電頻率、充電占空比、和充電相位的至少一個。
[0020]方案15.根據(jù)方案13所述的方法，其中，選擇性地致動開關(guān)機構(gòu)進一步包括產(chǎn)生一個或多個控制信號以基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供給聯(lián)接至RESS的充電端口。
[0021]方案16.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述充電映射包括位串，并且確定一個或多個充電參數(shù)包括基于所述位串確定所述充電參數(shù)。
[0022]方案17.根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述方法進一步包括產(chǎn)生指示哪些充電端口聯(lián)接至RESS的更新的充電映射。
[0023]方案18.根據(jù)方案17所述的方法，其中，所述方法進一步包括:
基于所述更新的充電映射確定一個或多個更新的充電參數(shù)；以及
基于所述一個或多個更新的充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供給聯(lián)接至RESS的充電端口。
[0024]方案19.根據(jù)方案13所述的方法，其中，選擇性地致動包括在所述充電系統(tǒng)中的開關(guān)機構(gòu)進一步包括選擇性地致動包括在所述充電系統(tǒng)的充電端口中的所述開關(guān)機構(gòu)。
[0025]方案20.—種包括指令的非臨時計算機可讀存儲媒介，當由處理器執(zhí)行所述指令時使得所述處理器:
接收包括在充電系統(tǒng)的多個充電端口中的一個或多個充電端口已聯(lián)接可重復充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)的指示；
基于所述指示產(chǎn)生充電映射；
基于所述充電映射確定一個或多個充電參數(shù)；以及
產(chǎn)生一個或多個控制信號，配置所述控制信號以基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動包括在所述充電系統(tǒng)中的開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供給聯(lián)接至RESS的充電端口。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]描述了本公開的非限制性和非窮舉性的實施例，包括參照附圖的本公開的各種實施例，其中:
圖1示出了與本文公開的實施例一致的用于給車輛中RESS充電的示例性系統(tǒng)。
[0027]圖2示出了與本文公開的實施例一致的用于給包括在多個車輛中的多個RESS同時充電的示例性充電系統(tǒng)。
[0028]圖3示出了顯示與本文公開的實施例一致的由充電系統(tǒng)提供至三個RESS的示例性充電電流隨時間變化的曲線圖。
[0029]圖4示出了顯示與本文公開的實施例一致的三個RESS的在充電周期期間示例性充電狀態(tài)(“ SOC ”)水平隨時間變化的曲線圖。
[0030]圖5示出了與本文公開的實施例一致的用于給一個或多個RESS充電的方法的示例的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0031]以下提供與本文公開的實施例一致的系統(tǒng)和方法的詳細說明。盡管描述了數(shù)個實施例，應該理解的是本公開不限于任何一個實施例，而是相反地包括了多個替換例、變形例和等同形式。另外，盡管在以下說明書中闡述了許多具體細節(jié)以便于提供對本文所公開的實施例的全面理解，但是可以不采用一些或者所有這些細節(jié)而實施一些實施例。此外，為了清晰目的，未詳細描述本領(lǐng)域已知的某些技術(shù)材料以避免不必要地模糊了本公開。
[0032]通過參照附圖將最佳地理解本公開的實施例，其中相同的部件可以由相同的附圖標記標明。所公開的實施例的部件，如在本文附圖中通常所述和所示，可以以大量不同配置結(jié)構(gòu)來布置和設(shè)計。因此，對本公開的系統(tǒng)和方法的實施例的以下詳細說明并非意在限制如權(quán)利要求所述的本公開的范圍，而是僅僅作為本公開可能的實施例的代表。此外，方法的步驟無需以任何特定順序執(zhí)行，或者甚至是按順序地，也不需要僅執(zhí)行步驟一次，除非給出具體相反指示。
[0033]本文公開的系統(tǒng)和方法可以允許使用單個充電系統(tǒng)給包括在一個或多個車輛中的多個RESS同時充電。多個RESS/車輛的每一個可以聯(lián)接至與充電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的分立的充電端口。在某些實施例中，可以通過將與充電端口相關(guān)聯(lián)的充電連接器聯(lián)接至包含在車輛中的插座而將RESS/車輛聯(lián)接至充電端口(例如使用SAEJ1772標準連接器等)。充電端口可以聯(lián)接至充電控制系統(tǒng)，充電控制系統(tǒng)進而聯(lián)接至充電系統(tǒng)(例如充電變壓器系統(tǒng)等等)。可以配置充電控制系統(tǒng)以使用開關(guān)機構(gòu)而選擇性地將來自充電系統(tǒng)的電能提供至充電端口，由此給聯(lián)接至充電端口的RESS充電。
[0034]圖1示出了與本文公開的實施例一致的給車輛100中RESS 102充電的示例性系統(tǒng)。車輛100可以是機動車輛、艦船、飛行器和/或任何其他類型車輛，并且可以包括內(nèi)燃機(“ICE”)、電動機傳動系統(tǒng)?；旌习l(fā)動機動力系系統(tǒng)、FC動力系系統(tǒng)和/或適用于結(jié)合本文公開的系統(tǒng)和方法的任何其他類型動力系系統(tǒng)。
[0035]車輛100可以包括RESS 102，其在某些實施例中可以是可重復充電的HV電池系統(tǒng)。RESS 102可以用于向電動傳動部件(例如在電力或混合動力系統(tǒng)中)供電。在其他實施例中，RESS 102可以是低電壓電池(例如鉛酸12V汽車電池)并且可以配置為向包括例如車輛啟動器系統(tǒng)(例如啟動器電機)、照明系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和/或類似的多個車輛100系統(tǒng)提供電能。
[0036]RESS 102可以包括控制系統(tǒng)104?？梢耘渲每刂葡到y(tǒng)104以監(jiān)控并且控制RESS102的某些操作。例如，可以配置控制系統(tǒng)104以監(jiān)控并且控制RESS 102的充電和放電操作。在某些實施例中，控制系統(tǒng)104可以與一個或多個傳感器(例如電壓傳感器、電流傳感器和/或類似的等等)和/或配置為使得控制系統(tǒng)104能夠監(jiān)控并控制RESS 102操作的其他系統(tǒng)通信地聯(lián)接。例如，一個或多個傳感器可以向控制系統(tǒng)104提供信息用于估算充電狀態(tài)(“S0C”)、估算電阻、測量電流、和/或測量RESS 102和/或其構(gòu)成部件的電壓。可以進一步配置控制系統(tǒng)104以提供信息至包括在車輛100中的其他系統(tǒng)和/或從包括在車輛100中的其他系統(tǒng)接收信息。例如，電池控制系統(tǒng)104可以與內(nèi)部車輛計算機系統(tǒng)108和/或外部計算機系統(tǒng)110 (例如經(jīng)由無線通信系統(tǒng)等等)通信地聯(lián)接。在某些實施例中，至少可以部分地配置控制系統(tǒng)104以向車輛100的用戶、車輛計算機系統(tǒng)108、和/或外部計算機系統(tǒng)110提供關(guān)于RESS 102的信息。這樣的信息可以包括例如RESS SOC信息、車輛操作時間信息、RESS操作溫度信息、和/或關(guān)于RESS 102的任何其他信息。
[0037]RESS 102可以包括尺寸適合于向車輛100提供電能的一個或多個包組112。每個包組112可以包括一個或多個子部分114。子部分114可以包括利用任何合適的電池技術(shù)的一個或多個電池單元或其組合。合適的電池技術(shù)可以包括例如鉛酸電池、鎳金屬氫化物(“NiMH”)電池、鋰鐵(“L1-1on”)電池、鋰鐵聚合物電池、鋰-空氣電池、鎳-鎘(“NiCad”)電池、包括吸收玻璃墊(“AGM”)的閥調(diào)節(jié)鉛酸(“VRLA”)電池、鎳-鋅(“NiZn”)電池、熔鹽電池(例如ZEBRA電池)、和/或其他合適的電池技術(shù)。
[0038]在某些實施例中，可以通過與RESS 102相關(guān)聯(lián)的一個或多個傳感器(未示出)將一個或多個電學參數(shù)提供至控制系統(tǒng)104、車輛計算機系統(tǒng)108和/或外部計算機系統(tǒng)110。在某些實施例中，可以由控制系統(tǒng)104、車輛計算機系統(tǒng)108和/或外部計算機系統(tǒng)110和/或任何其它系統(tǒng)利用由一個或多個傳感器所提供的信息(例如電學參數(shù))以監(jiān)控并且控制RESS 102的操作，包括充電和放電操作。
[0039]如圖1所示，RESS 102可以聯(lián)接至充電系統(tǒng)106以實現(xiàn)RESS 102的充電。在一些實施例中，充電端口(未示出)可以布置在RESS 102與充電系統(tǒng)106之間。在某些實施例中，SAEJ1722標準連接器和/或任何其他合適的連接器系統(tǒng)可以用于實現(xiàn)將RESS 102聯(lián)接至充電系統(tǒng)106。如在本文中使用的，當車輛100聯(lián)接至充電端口時，包括在車輛100中的RESS 102也可以聯(lián)接至充電端口。
[0040]充電系統(tǒng)106可以包括充電控制電子部件116。在一些實施例中，可以配置充電控制電子部件116以至少部分地監(jiān)控并且控制由充電系統(tǒng)106所執(zhí)行的操作。在某些實施例中，當RESS 102聯(lián)接至充電系統(tǒng)106時，充電控制電子部件116可以與控制系統(tǒng)104、車輛計算機系統(tǒng)108、外部計算機系統(tǒng)110和/或任何其他系統(tǒng)通信地聯(lián)接，并且可以監(jiān)控并且控制單獨的或者與任何其他通信地聯(lián)接的系統(tǒng)的組合的RESS 102的操作(例如充電和放電操作)。例如，控制系統(tǒng)104可以向充電控制電子部件116提供RESS 102的SOC的指示，這可以使得當SOC達到指示RESS 102充分充電的閾值水平時，充電系統(tǒng)106停止RESS102的充電操作。替代地，當RESS 102達到閾值水平時，控制系統(tǒng)104可以停止從充電系統(tǒng)106吸能。
[0041]在一些實施例中，可以進一步配置充電控制電子部件116以選擇性地將來自充電系統(tǒng)106的電能提供至RESS 102。例如，如以下參照圖2詳細討論的，在充電系統(tǒng)106包括配置成與多個RESS對接的多個充電端口的實施例中，充電控制電子部件116可以利用配置為選擇性地將來自充電系統(tǒng)106的電能提供至聯(lián)接至多個充電端口的多個RESS的每一個的開關(guān)機構(gòu)。
[0042]圖2示出了與本文公開的實施例一致的用于給包括在多個車輛204-208中的多個RESS同時充電的示例性充電系統(tǒng)200。包含于每個車輛204 — 208中的RESS可以聯(lián)接至相關(guān)聯(lián)的充電端口 218 — 222。例如，如圖所示，包括在車輛204中的RESS可以聯(lián)接至充電端口 218，包括在車輛206中的RESS可以聯(lián)接至充電端口 220，以及包括在車輛208中的RESS可以聯(lián)接至充電端口 222。如此方式，能夠向η個RESS充電的充電系統(tǒng)200將因此包括η個充電端口。包括在車輛204 - 208中的RESS可以使用例如SAEJ1772標準連接器和/或任何其他合適的連接器系統(tǒng)而聯(lián)接至充電端口 218 - 222。[0043]充電端口 218 — 222可以經(jīng)由充電控制系統(tǒng)202聯(lián)接至充電電源224。可以配置充電電源224以提供用于給包括在車輛204 - 208中的RESS充電的電能。在某些實施例中，充電電源224可以包括一個或多個功率變壓器，配置成逐步增加和/或逐步降低電能至適用于在充電操作期間向RESS提供電能之前給RESS充電的水平。
[0044]可以配置充電控制系統(tǒng)202以在給聯(lián)接至任何充電端口 218 — 222的RESS充電期間監(jiān)控并且控制由充電電源224所提供的電能。充電控制系統(tǒng)202可以包括配置為選擇性地將來自充電電源224的電能提供至聯(lián)接至多個充電端口的多個RESS的每一個的控制電子部件210。在某些實施例中，控制電子部件210可以聯(lián)接至選擇性地致動的開關(guān)212 —216，配置開關(guān)以選擇性地將充電電源224聯(lián)接至充電端口 218 — 222。例如，可以配置開關(guān)212以選擇性地將充電電源224聯(lián)接至充電端口 218，可以配置開關(guān)214以選擇性地將充電電源224聯(lián)接至充電端口 220，以及可以配置開關(guān)216以選擇性地將充電電源224聯(lián)接至充電端口 222。開關(guān)212 - 216可以包括任何合適的開關(guān)機構(gòu)和/或技術(shù)，包括IGBT、M0SFET
坐坐寸寸ο
[0045]在某些實施例中，當車輛(例如車輛204 - 208的一個)聯(lián)接至充電端口 218 — 222的任一個時，可以提供指示至充電控制系統(tǒng)202、控制電子部件210、和/或任何其他合適的系統(tǒng)，指示車輛聯(lián)接至特定的充電端口。例如，當車輛204聯(lián)接至充電端口 218時，表示車輛204聯(lián)接至充電端口 218的指示可以提供至充電控制系統(tǒng)202和/或控制電子部件210。類似的，當車輛206聯(lián)接至充電端口 220時，車輛206聯(lián)接至充電端口 220的指示提供至充電控制系統(tǒng)202和/或控制電子部件210?；谒邮盏降闹甘?，充電控制系統(tǒng)202和/或控制電子部件210可以確定多少個車輛聯(lián)接至充電端口 218 - 222。此外，充電控制系統(tǒng)202可以確定車輛聯(lián)接至充電端口 218 - 222的哪些?；谠撔畔ⅲ潆娍刂葡到y(tǒng)202和/或控制電子部件210可以監(jiān)控和/或控制由充電系統(tǒng)20所執(zhí)行的充電操作。
[0046]充電控制系統(tǒng)202和/或控制電子部件210可以產(chǎn)生指示多少個車輛聯(lián)接至充電端口 218 - 222、以及充電端口 218 — 222的哪些充電端口聯(lián)接到車輛的充電映射。在一些實施例中，充電映射可以實施作為指示充電端口 218 - 222的哪些充電端口已經(jīng)連接車輛204 - 208的位串(a string of bits)。位串的被判定位可以指示哪些充電端口 218 —222已經(jīng)連接車輛204 - 208。例如，如果車輛204聯(lián)接至充電端口 218并且車輛208聯(lián)接至充電端口 222，充電映射可以表示為[10 1]。類似的，如果車輛206聯(lián)接至充電端口 220并且車輛208聯(lián)接至充電端口 220，充電映射可以表示為[O I I]。盡管本文公開的充電映射的實施例可以利用位串以表示充電端口 218 - 222的連通性，其他實施例可以利用狀態(tài)空間表示。
[0047]當車輛聯(lián)接至充電端口 218 - 222的任一個和/或從充電端口 218 — 222的任一個脫離時，可以更新充電映射。如此方式，充電映射可以用于確定在任何給定時間下充電端口 218 - 222的哪些連接至車輛?；诔潆娪成?，充電控制系統(tǒng)202和/或控制電子部件210可以監(jiān)控并且控制由充電系統(tǒng)200所執(zhí)行的充電操作。
[0048]在某些實施例中，可以配置控制電子部件210以基于充電映射而致動開關(guān)212 —216，使得充電電源224給連接至充電端口 218 — 222的車輛重復充電。在一些實施例中，可以配置控制電子部件210以基于一個或多個充電參數(shù)而致動開關(guān)212 — 216，該一個或多個充電參數(shù)基于充電映射。例如，當車輛204聯(lián)接至充電端口 218并且車輛208聯(lián)接至充電端口 222時，控制電子部件210可以致動開關(guān)212和216，使得來自充電電源224的電能以交替方式提供至車輛204和208。即，可以致動每個開關(guān)212和216以具有50%的占空t匕。如此方式，可以由控制電子部件致動開關(guān)212 - 214，使得在給定周期期間由充電電源224提供的電能在連接至充電端口 218 - 222的任何車輛之間分配和/或循環(huán)。
[0049]可以進一步配置控制電子部件210以調(diào)整開關(guān)212 — 216的致動頻率以及開關(guān)212-216的致動相位，使得在給定周期期間由充電電源224提供的電能在連接至充電端口218 - 222的車輛之中分配(例如循環(huán))。
[0050]可以配置控制電子部件210以基于充電映射的變化而調(diào)整開關(guān)212 — 216的致動頻率、占空比、和/或相位。當車輛204 - 208添加至充電端口 218 — 222的任一個和/或從充電端口 218 - 222的任一個移除時，可以更新充電映射并且控制電子部件210可以致動開關(guān)212 - 216，使得由電源224向所添加的和/或移除的車輛204 — 208充電。例如，如果車輛204和208分別聯(lián)接至充電端口 218和222，以及車輛206隨后聯(lián)接至充電端口220，則控制電子部件210可以從以交替方式致動開關(guān)212和216改變至以循環(huán)方式致動開關(guān)212、214和216，使得通過充電電源224給所有車輛204 — 208充電。如此方式，車輛204 - 208可以聯(lián)接至和/或脫離充電端口 218 — 222，并且控制電子部件210可以基于這些改變而調(diào)整開關(guān)212 - 216的其致動，使得充電電源224給所有聯(lián)接的車輛204 — 208充電。在某些實施例中，當車輛完全充電時，充電映射可以以類似于當從充電系統(tǒng)移除車輛時的方式更新，因為完全充電的車輛不需要進一步由充電系統(tǒng)充電。
[0051]在某些實施例中，替代或者除了基于充電映射致動開關(guān)212 — 216之外，控制電子部件210可以發(fā)送一個或多個控制信號至充電端口 218 - 222。可以配置控制信號以基于充電映射而致動包括在充電端口 218 — 222中的充電機構(gòu)。在一些實施例中，控制電子部件210可以發(fā)送一個或多個控制信號至充電端口 218 — 222，使得由充電電源224給連接至充電端口 218 - 222的車輛重復充電。例如，當充電端口 218 — 222包括SAEJ1772連接系統(tǒng)時，控制電子部件210可以基于充電映射而發(fā)送控制指示信號至充電端口 218 - 222，使得由與本文公開的系統(tǒng)和方法一致的充電電源224給連接至充電端口 218 - 222的車輛重復充電。
[0052]圖3示出了顯示由與本文公開的實施例一致的充電系統(tǒng)提供至三個RESS的示例性充電電流隨時間變化的曲線圖300 - 304。如參照圖2在上面所討論的，與本文公開的實施例一致，可以配置包括在充電控制系統(tǒng)中的控制電子部件以選擇性地致動一個或多個開關(guān)以交替和/或循環(huán)由充電電源提供給聯(lián)接至充電系統(tǒng)的一個或多個RESS的電能(例如通過調(diào)整開關(guān)的致動頻率、占空比和/或相位)。
[0053]圖3中所示的每個曲線圖300 - 304顯示了在充電操作期間提供給聯(lián)接至充電系統(tǒng)的三個RESS之一的示例性充電電流信號。如圖所示，在任何給定時間，聯(lián)接至充電系統(tǒng)的RESS的一個可以具有充電電流。充電電流可以在RESS之間循環(huán)和/或交替，使得充電系統(tǒng)100給所有三個RESS充電。如此方式，可以使用單個充電系統(tǒng)給多個RESS充電。
[0054]圖4示出了顯示在充電周期期間三個RESS的示例性SOC水平隨時間變化的曲線圖400 - 404，與本文公開的實施例一致。如上面所討論的，本文公開的系統(tǒng)和方法可以允許使用包括實施了開關(guān)機構(gòu)的充電控制系統(tǒng)的單個充電系統(tǒng)給多個RESS充電。在第一周期406期間，與曲線圖400 - 404相關(guān)聯(lián)的三個RESS可以全部進行充電。S卩，在第一周期406期間，充電控制系統(tǒng)可以選擇性地在三個RESS之間切換充電電源。因此，在第一周期406期間，與曲線圖400 - 404相關(guān)聯(lián)的RESS可以具有類似的充電電流水平。
[0055]在第一周期406的結(jié)束處，與曲線圖400相關(guān)聯(lián)的RESS可以被完全充電。因此，在第二周期408的開始處，充電系統(tǒng)可以停止給與曲線圖400相關(guān)聯(lián)的RESS充電，但是繼續(xù)給與曲線圖402和404相關(guān)聯(lián)的RESS充電。S卩，在第二周期408期間，充電控制系統(tǒng)可以選擇性地在與曲線圖402和404相關(guān)聯(lián)的RESS之間切換充電電源。如圖所示，當在第二周期408期間僅可以充電兩個RESS時，在第二周期408期間向兩個RESS提供的充電電流水平可以比在第一周期406期間所提供的更高。
[0056]在第二周期408的結(jié)束處，與曲線圖400和402相關(guān)聯(lián)的RESS可以被完全充電。因此，在第三周期410開始處，充電系統(tǒng)可以停止給與曲線圖400和402相關(guān)聯(lián)的RESS充電，但是繼續(xù)給與曲線圖404相關(guān)聯(lián)的RESS充電。S卩，在第三周期410期間，充電控制系統(tǒng)可以切換充電電源以在第三周期410的持續(xù)時間期間給與曲線圖404相關(guān)聯(lián)的RESS充電。因為在第三周期410期間僅可以充電一個RESS，可以以相對快的速率充電RESS。
[0057]圖5示出了用于充電一個或多個RESS的方法500的示例的流程圖，與本文公開的實施例一致。在某些實施例中，可以至少部分地使用充電系統(tǒng)、充電電源、充電控制系統(tǒng)、控制電子部件、一個或多個選擇性致動的開關(guān)、和/或如本文公開的一個或多個充電端口而執(zhí)行所示的方法500。在其他實施例中，可以利用任何其他合適的一個或多個系統(tǒng)。
[0058]在502處，可以開始該方法。在某些實施例中，方法500可以在充電系統(tǒng)啟動時開始，盡管也可以設(shè)計其他開始時間。在充電系統(tǒng)啟動時，一個或多個車輛可以已經(jīng)聯(lián)接至充電系統(tǒng)。在其他環(huán)境下，在充電系統(tǒng)啟動之后一個或多個車輛可以聯(lián)接至充電系統(tǒng)。
[0059]在504處，包括在充電系統(tǒng)中的充電控制系統(tǒng)可以確定聯(lián)接至充電系統(tǒng)的車輛的數(shù)目并且識別車輛所聯(lián)接的一個或多個充電端口。在某些實施例中，可以至少部分地基于當車輛聯(lián)接至充電端口和/或充電系統(tǒng)時從車輛和/或任何其他系統(tǒng)通信至充電系統(tǒng)的信息而做出該確定。充電控制系統(tǒng)可以進一步確定如果有的話哪些充電端口并未聯(lián)接至任何車輛。
[0060]基于在504處執(zhí)行的確定，在506處可以產(chǎn)生充電映射。充電映射可以指示有多少車輛聯(lián)接至充電系統(tǒng)和/或包括在充電系統(tǒng)中的哪些充電端口連接至車輛。如上所討論的，在一些實施例中，充電映射可以實施作為指示哪些充電端口已經(jīng)連接車輛的位串，其中，位串的被判定位可以指示哪些充電端口連接至車輛。
[0061]在508處，可以基于在506處產(chǎn)生的充電映射計算一個或多個充電參數(shù)。在某些實施例中，充電控制系統(tǒng)和/或控制電子部件可以利用充電參數(shù)以控制開關(guān)機構(gòu)。例如，在某些實施例中，充電控制系統(tǒng)和/或控制電子部件可以選擇性地致動多個開關(guān)，使得基于充電參數(shù)電能被提供給聯(lián)接至一個或多個充電端口的車輛，一個或多個充電端口與一個或多個開關(guān)相關(guān)聯(lián)。在某些實施例中，充電參數(shù)可以包括開關(guān)的致動頻率、占空比、和/或致動的相位。
[0062]在一些實施例中，其中充電映射表示為位串，可以基于位串計算某些充電參數(shù)。例如，可以基于位串確定某些開關(guān)周期/頻率。在包括三個充電端口的充電系統(tǒng)中，示例性充電映射位串可以取決于有多少車輛聯(lián)接至充電端口以及車輛聯(lián)接的充電端口而對應于[II I]、[I O I]和[I O O]?；谶@些示例性充電映射位串，可以根據(jù)表I確定開關(guān)頻率/周期。
充電映射開關(guān)周期
[I I I]周期
[I O I]2* 周期
[I O O]3* 周期
表I。
[0063]如表I所示，當更多車輛聯(lián)接至充電端口時，致動相應開關(guān)以將車輛聯(lián)接至充電電源的周期可以更短。當更少車輛聯(lián)接至充電端口(例如[I O O]的充電映射)時，致動相應開關(guān)以將車輛聯(lián)接至充電電源的周期可以更長。
[0064]在某些實施例中，可以根據(jù)等式I計算通過選擇性致動開關(guān)機構(gòu)提供至車輛的充電信號的相位角和/或脈沖寬度:
相位角=周期/Bin2DecCon(充電映射) 等式I 脈沖寬度=100/ Bin2DecCon(充電映射)
其中，Bin2DecCon(充電映射)是充電映射的十進制轉(zhuǎn)換。
[0065]在510處，可以基于計算得到的充電參數(shù)致動開關(guān)。在某些實施例中，可以基于由控制電子部件提供至開關(guān)的從計算的充電參數(shù)得到的控制信號而致動開關(guān)。通過基于計算的充電參數(shù)而致動開關(guān)，可以向聯(lián)接至充電系統(tǒng)的車輛充電。
[0066]在512處，可以確定充電映射是否已經(jīng)從其在506處的原始計算變化。例如，如果從在506處充電映射的原始計算開始車輛已經(jīng)聯(lián)接至和/或脫離充電系統(tǒng)，充電映射可以請求更新。此外，如果車輛已經(jīng)完全充電并且不再需要進一步充電，充電映射可以更新以反映充電車輛不再需要進一步充電。如果充電映射已經(jīng)改變，該方法可以進至506并且可以計算反映了改變的新的充電映射。方法可以進至508，其中可以基于新的充電映射計算新的充電參數(shù)，以及進至510，其中可以根據(jù)新的充電參數(shù)致動開關(guān)機構(gòu)。
[0067]在某些實施例中，本文公開的系統(tǒng)和方法可以至少部分地使用一個或多個計算機系統(tǒng)來實施。例如，可以使用計算機系統(tǒng)實施充電系統(tǒng)、充電控制系統(tǒng)和控制電子部件的某些特征和功能。本文公開的系統(tǒng)和方法并非固有地涉及任何特定計算機或其他設(shè)備，并且可以由硬件、軟件和/或固件的合適的組合來實施。軟件實施方式可以包括一個或多個計算機程序，一個或多個計算機程序包括可執(zhí)行代碼/指令，當由處理器執(zhí)行時，可以使得處理器執(zhí)行由可執(zhí)行指令至少部分地限定的方法。可以以包括已編譯或已解釋的語言的任何形式編程語言編寫計算機程序，并且可以以包括獨立程序或作為適用于計算環(huán)境的模塊、部件、子程序或其他單元的任何形式調(diào)用。此外，可以調(diào)用計算機程序以在一個計算機上執(zhí)行，或在一個地點或者分布在多個地點處并且由通信網(wǎng)絡所互連的多個計算機上執(zhí)行。軟件實施例可以實施作為計算機程序產(chǎn)品，包括配置以存儲計算機程序和指令的非臨時存儲媒介，當由處理器執(zhí)行計算機程序和指令時，其配置成使得處理器執(zhí)行根據(jù)指令的方法。在某些實施例中，非臨時存儲媒介可以采取能夠在非臨時存儲媒介上存儲處理器可讀指令的任何形式。非臨時存儲媒介可以由小型盤、數(shù)字視頻盤、磁帶、伯努力驅(qū)動器(Bernoullidrive),磁盤、穿孔卡、閃存、集成電路、或任何其他非臨時數(shù)字處理設(shè)備存儲裝置來實施。
[0068]盡管為了清晰目的在一些細節(jié)上在前文已經(jīng)作了描述，但是將明顯的是可以不脫離其原理而做出某些改變和修改。本文公開的實施例的某些特征可以配置和/或組合在任何合適的配置或組合中。此外，本文公開的某些系統(tǒng)和/或方法可以用于并未包括在車輛中的電池系統(tǒng)(例如備用電源電池系統(tǒng)或類似物)。注意的是存在實施本文所描述的方法和設(shè)備的許多替代方式。因此，當前的實施例意在視為示意性的并且不是限制性的，以及本發(fā)明并非限制于本文給出的細節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等同形式內(nèi)修改。
[0069]已經(jīng)參照各種實施例描述了前述說明書。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到可以不脫離本公開的范圍而做出各種修改和變化。例如，盡管本文公開的系統(tǒng)和方法在充電多個RESS的上下文中描述，但是類似的實施例也可以用于以受控方式從多個RESS提供電源(例如提供至電網(wǎng))?？梢匀Q于特定應用或考慮與系統(tǒng)操作相關(guān)聯(lián)的成本函數(shù)的任何數(shù)目而以替代方式實施各種操作步驟、以及用于執(zhí)行操作步驟的部件。因此，可以刪除、修改任意一個或多個步驟，或與其他步驟組合。此外，本公開視作是示意性的而不是限制性意義，并且所有這些修改意在包括在其范圍內(nèi)。同樣地，已經(jīng)關(guān)于各種實施例在上面描述了益處、其他優(yōu)點和問題的解決方案。然而，益處、優(yōu)點、問題的解決方案，以及可以引起任何益處、優(yōu)點或?qū)τ诎l(fā)生或?qū)⒁a(chǎn)生的問題的解決方案的任何元件并非解釋作為嚴格的、所需的、或必需的特征或元件。
[0070]如本文中所使用的，術(shù)語“包括”和“包含”以及其任何其他變形，意在包括非排他性的包括，使得包括了元件列表的工序、方法、物品或設(shè)備并不僅包括這些元件而是可以包括這樣的工序、方法、系統(tǒng)、物品或設(shè)備的未明確列出或固有的其他元件。此外，如本文所使用的，術(shù)語“已聯(lián)接”、“聯(lián)接”以及其任何其他變形意在包括物理連接、電連接、磁性連接、光學連接、通信連接、功能連接和/或任何其他連接。
[0071]本領(lǐng)域技術(shù)人員將知曉的是可以不脫離本發(fā)明的根本原理而對上述實施例的細節(jié)做出許多變化。本發(fā)明的范圍因此應當僅有以下權(quán)利要求來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于給一個或多個可重復充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)充電的系統(tǒng),包括: 充電電源； 多個充電端口，其配置成與所述一個或多個RESS對接； 開關(guān)機構(gòu)，其配置成選擇性地將所述充電電源聯(lián)接至所述多個充電端口；以及 充電控制系統(tǒng)，其配置成: 產(chǎn)生充電映射，所述充電映射指示所述多個充電端口的哪些充電端口聯(lián)接至所述RESS, 基于所述充電映射確定一個或多個充電參數(shù)，以及 基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自所述充電電源的電能提供給聯(lián)接至所述RESS的充電端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個充電參數(shù)包括所述開關(guān)機構(gòu)的充電頻率、充電占空比以及充電相位的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)機構(gòu)包括多個開關(guān)，所述多個開關(guān)的每一個開關(guān)與充電端口相關(guān)聯(lián)并且配置成選擇性地將所述充電電源聯(lián)接至所關(guān)聯(lián)的充電端□。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，配置所述多個開關(guān)以基于由所述充電控制系統(tǒng)產(chǎn)生的一個或多個控制信號而選擇性地致動所述多個開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，進一步配置所述充電控制系統(tǒng)以基于所述多個充電端口的狀態(tài)中檢測到的變化而產(chǎn)生更新的充電映射，所述狀態(tài)指示所述多個充電端口中RESS已聯(lián)接的充電端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測到的變化包括所述多個充電端口的連通性的變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測到的變化包括所述一個或多個RESS的至少一個達到充電狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，進一步配置所述充電控制系統(tǒng)以基于所述更新的充電映射確定一個或多個更新的充電參數(shù)，以及基于所述一個或多個更新的充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自所述充電電源的電能提供給所述多個充電端口的RESS已聯(lián)接的充電端口。
9.一種用于給一個或多個可重復充電的能量存儲系統(tǒng)(RESS)充電的方法，包括: 接收包括在充電系統(tǒng)中的多個充電端口的一個或多個充電端口已聯(lián)接RESS的指示； 基于所述指示產(chǎn)生充電映射； 基于所述充電映射確定一個或多個充電參數(shù)；以及 基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動包括在所述充電系統(tǒng)中的開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供至聯(lián)接至RESS的充電端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，選擇性地致動開關(guān)機構(gòu)進一步包括產(chǎn)生一個或多個控制信號以基于所述一個或多個充電參數(shù)選擇性地致動所述開關(guān)機構(gòu)以將來自充電電源的電能提供給聯(lián)接至RESS的充電端口。
【文檔編號】H02J7/00GK103997071SQ201410051046
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月15日
【發(fā)明者】A.J.納莫, T.F.麥金托什, G.G.塞西爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司