CN101946351B - 用于给电动交通工具充电的燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于给电动交通工具充电的方法包括接收关于电动交通工具的信息。通过经配置以使所述电动交通工具的蓄电池与燃料电池系统电连通的交通工具接口接收所述信息的至少一部分。在不使用直流/交流(DC/AC)转换器的情况下，通过所述交通工具接口将电荷从所述燃料电池系统递送到所述电动交通工具的所述蓄电池。至少部分地基于所述信息而递送所述电荷。

Description

用于给电动交通工具充电的燃料电池系统
相关申请案交叉参照
本申请案主张于2008年2月19日申请的第61/064,143号美国临时专利申请案的优先权，所述专利申请案的整个揭示内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明的标的物一般来说涉及一种用于提供电的燃料电池系统和充电站。更具体来说，本发明涉及用于有效率地给电动交通工具提供电功率的系统和方法。
背景技术
燃料电池系统可是指经配置以产生直流(DC)信号的一个或一个以上燃料电池的配置。可将个别燃料电池布置成一个或一个以上燃料电池列，所述列中的每一者可含有一个或一个以上燃料电池堆叠。例如，固体氧化物燃料电池堆叠。燃料电池堆叠可是指串联电连接的多个个别燃料电池。构成给定燃料电池系统的个别燃料电池的数目可取决于打算使所述给定燃料电池系统产生的电功率的量。另一选择是，燃料电池系统可包括个别燃料电池的任何其它配置。传统燃料电池系统利用直流/交流(DC/AC)转换器来产生AC信号以用于给建筑物、电网、器具、照明单元、工具、温度控制单元、安全系统、计算单元等提供电。所述DC/AC转换器可并入到燃料电池系统中或位于遥远处，此取决于实施方案。
发明内容
提供一种用于给交通工具充电的说明性方法。所述方法包括接收关于电动交通工具的信息。通过经配置以使所述电动交通工具的蓄电池与燃料电池系统电连通的交通工具接口来接收所述信息的至少一部分。在不使用直流/交流(DC/AC)转换器的情况下，通过所述交通工具接口将电荷从所述燃料电池系统递送到所述电动交通工具的所述蓄电池。至少部分地基于所述信息来递送所述电荷。
提供一种说明性充电站。所述充电站包括交易单元、交通工具接口和废热单元。所述交易单元经配置以接收关于电动交通工具的信息。所述交通工具接口经配置以使所述电动交通工具的蓄电池与燃料电池系统电连通。所述交通工具接口还经配置以将电荷从所述燃料电池系统递送到所述电动交通工具的所述蓄电池。所述废热单元经配置以在所述电荷的递送的至少一部分期间向所述电动交通工具递送热量，其中所述热量包含来自所述燃料电池系统的废热。
提供一种说明性燃料电池发电机系统。所述燃料电池发电机系统包括燃料电池系统、DC/DC转换器和路由器。所述燃料电池系统经配置以产生直流(DC)信号。所述DC/DC转换器经配置以从所述燃料电池系统接收DC信号并将所述DC信号转换为电动交通工具的蓄电池的电压。所述路由器经配置以将来自所述DC/DC转换器的经转换DC信号的至少一部分引导到充电站以用于给所述电动交通工具充电。
在审阅以下图式、具体实施方式和所附权利要求书后，所属领域的技术人员将明了其它主要特征和优点。
附图说明
以下将参考附图描述说明性实施例。
图1是图解说明根据说明性实施例的用于给电动交通工具充电的系统的框图。
图2是图解说明由根据说明性实施例的用于给电动交通工具充电的系统执行的操作的流程图。
具体实施方式
发明人已意识到电动交通工具在直流(DC)上操作且燃料电池系统提供DC输出(即，DC电力输出)。因此，发明人已意识到结合充电站利用燃料电池系统来给电动交通工具充电将是有利的。在不转换为交流(AC)输出或不使用电力转换设备的情况下，可向电动交通工具直接提供燃料电池系统的DC输出。如此，可在不利用DC/AC转换器的情况下将燃料电池系统连接到电动交通工具以降低系统复杂度和成本。
图1是图解说明根据说明性实施例的用于给电动交通工具充电的系统的框图。所述系统包括燃料电池发电机系统100、充电站105、电动交通工具110、可更新电源115和负载120。在替代实施例中，所述系统可包括额外的、较少的和/或不同的组件。在说明性实施例中，电动交通工具110可接近并利用充电站105来给用于为电动交通工具110供电的一个或一个以上电蓄电池充电。在一个实施例中，用来给一个或一个以上电蓄电池充电的电可由燃料电池发电机系统100产生。
燃料电池发电机系统100包括燃料电池系统125、DC/DC转换器130、DC/AC转换器135、路由器138和控制单元140。在替代实施例中，燃料电池发电机系统100可包括额外的、较少的和/或不同的组件。在另一替代实施例中，DC/DC转换器130可并入到充电站105中。取决于实施例，可利用燃料电池发电机系统100来给多个充电站或给单个充电站提供电。
燃料电池系统125可以是固体氧化物燃料电池系统、聚合物电解质薄膜(PEM)燃料电池系统、熔融碳酸盐燃料电池系统或为所属领域的技术人员已知的任何其它类型的燃料电池系统。燃料电池系统125可包括布置成为所属领域的技术人员已知的任何配置的多个个别燃料电池。举例来说，燃料电池系统125可包括一个或一个以上燃料电池堆叠、一个或一个以上燃料电池列等等。在一个实施例中，燃料电池系统125可以是以下专利中所描述的固体氧化物燃料电池系统：第7,045,238号美国专利、第10/653,240号美国专利申请案(作为第2005/0048334号美国专利公开案公开)、第10/866,238号美国专利申请案(作为第2004/0224193号美国专利公开案公开)和/或第11/002,681号美国专利申请案(作为第2005/0164051号美国专利公开案公开)，所有所述专利以全文引用的方式并入本文中。
燃料电池系统125可根据为所属领域的技术人员已知的任何方法来产生电。在说明性实施例中，由燃料电池系统125产生的电可使用分割(或中间)总线配置输送到例如电动交通工具110或负载120的负载。所述分割总线配置可包括正总线、负总线和中性总线。标题为不中断燃料电池系统(Uninterruptible Fuel Cell System)且于2008年5月2日申请的第12/149,488号美国专利申请案中更详细地描述了一种说明性分割总线配置，所述专利申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。在说明性实施例中，分割总线可经配置以提供400伏(V)的电压。另一选择是，可提供任何其它电压值。在另一说明性实施例中，可使用单个总线或任何其它总线配置来输送由燃料电池系统125产生的电。
直流/直流(DC/DC)转换器130可以是经配置以增加或降低由燃料电池系统125产生的DC电压的任何装置。直流/直流转换器130可由燃料电池系统125的分割(或其它)总线来供电。充电站105可电连接到DC/DC转换器130且可接收来自DC/DC转换器130的输出。在替代实施例中，DC/DC转换器130可不包括在燃料电池发电机系统100中。在此实施例中，可由充电站105的交通工具接口145来执行DC电压转换。在另一说明性实施例中，DC/DC转换器130可结合交通工具接口145使用以执行DC电压转换。以下参考充电站105更详细地描述交通工具接口145。在一个实施例中，可将DC/DC转换器130提供到路由器138以用于提供到充电站105和/或负载120。
在说明性实施例中，可调节DC/DC转换器130的输出以允许给具有不同电压额定值的多个蓄电池充电。举例来说，DC/DC转换器130的输出可具有0伏(V)与400伏之间的可调节范围以适应不同的蓄电池。另一选择是，可使用任何其它的范围。在替代实施例中，可使用多个DC/DC转换器来改善操作效率。举例来说，第一DC/DC转换器可提供从100伏到199伏的可调节输出，第二DC/DC转换器可提供从200伏到299伏的可调节输出，第三DC/DC转换器可提供从300伏到399伏的可调节输出等等。另一选择是，可使用任何数目的DC/DC转换器和/或电压范围。
在一个实施例中，DC/DC转换器130可以是双向的。在此实施例中，来自电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池的电力可由DC/DC转换器130接收以供在给第二电动交通工具(未显示)充电时使用。来自电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池的电力还可由DC/DC转换器130接收以用于为负载120供电。负载120可以是电网、建筑物、燃料电池系统125的外围装置(例如，灯、鼓风机、风机等)或电功率的任何其它消费者。如果负载120为交流(AC)负载，那么可将来自一个或一个以上蓄电池的电力提供到DC/AC转换器135以用于转换为AC信号。如果负载120为DC负载，那么可将来自一个或一个以上蓄电池的电力直接从DC/DC转换器130提供到负载120。如果负载120为DC负载，那么DC/AC转换器135可不包括在燃料电池发电机系统100中。
如果DC/DC转换器130为双向的，那么来自电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池的电力还可由燃料电池系统125用来减轻电负载步进改变(例如，电动机启动瞬变)对燃料电池系统125的影响。在此实施例中，可不使用可更新电源115。如果DC/DC转换器130不是双向的，那么可利用可更新电源115来减轻此等负载步进改变对燃料电池系统125的影响。可更新电源115可包括一个或一个以上蓄电池、一个或一个以上超电容器、一个或一个以上太阳能电池、电网、地热单元、热伏打子系统、热光伏打子系统和/或经配置以产生和/或存储电的任何其它装置。可更新电源115可在物理上与燃料电池系统125集成在一起(即，安装于其壳体上)，或位于距燃料电池系统125的遥远处，此取决于实施例。在说明性实施例中，可付款给电动交通工具110的所有者以作为使用他/她的蓄电池的报酬。所述付款可采取旋转储备信用卡、直接信用卡、现金等形式。
路由器138可用于将电力从燃料电池系统125引导到充电站105和/或引导到负载120。路由器138还可用于将电力从可更新电源115引导到充电站105和/或引导到负载120。如果燃料电池系统125为可逆的燃料电池系统，那么路由器138还可致使可更新电源115在燃料电池系统125以充电模式或电解模式操作时给燃料电池系统125提供电力。路由器138可以是电力路由器，其可以是计算机控制的、软件控制的和/或硬件控制的。取决于实施例，路由器138可定位于燃料电池系统125的壳体的内部或外部。在替代实施例中，可不包括路由器138。
控制单元140可用于控制燃料电池发电机系统100的各组件之间的相互作用。控制单元140还可使用路由器138来控制分配到电动交通工具110的电力的量、分配到负载120的电力的量、从电动交通工具110接收的电力的量和从可更新电源115接收的电力的量。在一个实施例中，控制单元140可确定将要从燃料电池系统125还是从可更新电源115提供充电电力。所述确定可基于一天中的某一时间、环境温度、燃料电池系统125所使用的燃料的价格、来自燃料电池系统125的电力的可用性、来自可更新电源115的电力的可用性等等而做出。还可使用类似因素来确定待提供到负载120的电力的量和源。在另一实施例中，控制单元140可与充电站105的交易单元150通信以控制分配到电动交通工具110或从电动交通工具110接收的电力的量。控制单元140可包括存储器、处理器和用户接口。所述存储器可用于存储计算机可读指令，当由处理器执行所述指令时，致使燃料电池发电机系统100执行本文中所描述的操作。所述用户接口可允许用户对控制单元140进行控制、编程和/或进行超驰控制。另一选择是，控制单元140的至少一部分可以是基于电路的。
电动交通工具110可以是基于陆地的交通工具，例如、轿车、卡车、运动型多用途车(SUV)、公共汽车、火车、摩托车、全地形车、雪地车、拖拉机、割草机、机动脚踏两用车等等。电动交通工具110还可以是基于水的交通工具，例如，小船、水上摩托艇等等，或者可以是基于空气的交通工具，例如，飞机、滑翔机等等。电动交通工具110还可以是具有外部充电能力的混合型交通工具或严格意义上的电动交通工具。电动交通工具110可至少部分地通过利用存储于例如一个或一个以上蓄电池的存储装置中的电荷来操作。所述一个或一个以上蓄电池可以是铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池、锂离子聚合物蓄电池、锌空蓄电池、熔融盐蓄电池和/或所属领域的技术人员已知的任何其它类型的电动交通工具蓄电池。在一个实施例中，电动交通工具110可包括液流蓄电池或其它液体电解质蓄电池。
可将电动交通工具110接引到充电站105以用于给一个或一个以上蓄电池充电。充电站105还可用于存储电动交通工具110和/或维持电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池上的电荷。充电站105可以是停车位、停车点或其中电动交通工具110可接引到以给电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池再充电的其它区域。举例来说，充电站105可以是位于停车场中的停车点。在一个实施例中，充电站105可与类似于加气站操作的电服务站相关联。另一选择是，充电站105可以在雇员停车场、食品杂货店停车场、电影院停车场、体育事件停车场、街道上的停车场、车库、泊船区域和/或其中可停方电动交通工具110的任何其它位置内。充电站105可包括上面可停放电动交通工具110的水泥板或其它结构/区域。此外，充电站105可以是封闭的或部分封闭的。作为实例，充电站105可包括刷式帘幕或其它侧壁以帮助保护电动交通工具110免受周围环境影响。充电站105还可包括房顶或其它高架结构以保护电动交通工具110免受降水的影响。另一选择是，充电站105可具有任何其它配置。
充电站105还包括交通工具接口145、交易单元150、废热单元155和冷却单元160。燃料电池发电机系统100可经由充电站105的交通工具接口145耦合到电动交通工具110。交通工具接口145可以是通过其使电动交通工具110与燃料电池发电机系统100电连通以使得可给电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池充电的任何接口。如本文中所使用，电连通可是指任何直接或间接的电连接。在一个实施例中，交通工具接口145可以是标准或定制的电插座/插口(或插头)。在此实施例中，电动交通工具110可配备有经配置以与所述电插座/插口(或插头)耦合的电插头(或插座/插口)。交通工具接口145还可采取经配置以连接到电动交通工具110的一个或一个以上充电端子的一个或一个以上蓄电池夹的形式。
在一个实施例中，交通工具接口145可包括变压器(或DC/DC转换器)的至少一一次绕组。在此实施例中，电动交通工具110可包括所述变压器的二次绕组。所述变压器可形成为桨叶，以便在无直接接触的情况下可使一次绕组与二次绕组电连通。为将电动交通工具110连接到变压器，可将装纳一次绕组的桨叶安装到装纳二次绕组的桨叶。可使用电感耦合来链接一次绕组与二次绕组以便将电输送到电动交通工具110。如此，一次绕组与二次绕组可在无直接接触的情况下电连通。在此实施例中，可适应许多不同的电蓄电池电压，因为每一电动交通工具可具有经配置以递送对应于特定蓄电池的特定电压的唯一二次绕组。使用具有电感耦合的变压器还可提供安全特征，因为高电压连接经由桨叶配置而完全被绝缘。
在一个实施例中，电动交通工具110可包括整流器。所述整流器可用于将交流(AC)转换成直流以用于在家中通过标准AC电力插口来给交通工具充电。所述整流器还可经配置以将DC电力传递到电动交通工具110的一个或一个以上蓄电池。在此实施例中，交通工具接口145可包括插头、插座、夹、导线或经配置以使电动交通工具110的整流器与燃料电池发电机系统100电连通的任何其它组件。
交易单元150可包括处理器、存储器和用户接口。交易单元150可用于识别关于电动交通工具110和/或电动交通工具110的所有者的信息，以确定给电动交通工具110充电应付的金额和/或从电动交通工具110的所有者接收付款。可将经识别信息存储于交易单元150的存储器中以供在将来交易时使用。用户接口可由电动交通工具110的所有者用于提供识别、键入交通工具信息、提供指令、提供付款、键入定时信息等等。交易单元150的处理器可用于控制交通工具接口145、废热单元155和/或冷却单元160。在替代实施例中，可利用单独控制单元来控制充电站105中的各组件的相互作用。
由交易单元150识别的且关于电动交通工具110的信息可包括电动交通工具110中所包括的蓄电池的类型、电动交通工具110中的蓄电池的条件或健康状况、关于电动交通工具110中的蓄电池的任何温度限制、电动交通工具110中的蓄电池的任何充电速率限制和/或驻存于电动交通工具110中的蓄电池上的电荷的量。此信息可通过分析蓄电池而经由交通工具接口145从电动交通工具110的制造商的网站、从所存储的关于电动交通工具110的小册子、从通过用户接口接收的输入等接收。
由交易单元150识别的信息还可包括电动交通工具110的所有者计划在重新充电之前所行使的距离、驾驶者的目的地、到所述目的地的所要抵达时间、到所述目的地的路线等等。可使用所述距离、目的地、所要抵达时间和/或路线来确定电蓄电池需要多少充电和/或所述蓄电池的充电时间表。所述信息还可包括所述所有者允许电动交通工具110充电的时间量，其可用来确定给蓄电池充电的速率。所述信息进一步可包括所有者是否授予系统使用电动交通工具110的蓄电池中任何所存储电力的许可。交易单元150可使用经识别信息来确定给蓄电池充电的电压、给蓄电池充电的速率和给蓄电池充电应付的付款金额。交易单元150还可使用经识别信息和环境温度来确定在充电期间应对电动交通工具110的蓄电池进行加热还是进行冷却。如所属领域的技术人员已知，在0华氏度和低于0华氏度下对电动轿车蓄电池进行充电和放电可严重地影响蓄电池的寿命。如此，可需要在于低温下进行充电时使蓄电池保持温暖。在给蓄电池充电时可发生I2*R发热也是众所周知的，其中I为充电电流且R为蓄电池的内部电阻。如此，可需要在于高温下进行充电时使蓄电池保持冷却。如果确定需要气候控制，那么交易单元150可致使废热单元155对蓄电池进行加热或致使冷却单元160对蓄电池进行冷却。
废热单元155可利用来自燃料电池系统125的废热而至少对电动交通工具110的蓄电池进行加热。废热可从燃料电池系统125的阳极或阴极排气系统、从自燃料电池系统125的燃料电池辐射出的热量等获得。在一个实施例中，废热单元155可包括一个或一个以上风机或鼓风机以使废热在电动交通工具110下面循环从而使蓄电池保持温暖。另一选择是，可通过使经加热流体在上面停放电动交通工具110的铺筑过的路面或其它表面中循环而将废热引导到电动交通工具110下面。充电站105的刷式帘幕、壁、顶棚和/或任何其它结构可用来防止热量损失且用来帮助使电动交通工具110保持温暖。在一个实施例中，还可经由电动交通工具110的加热/冷却系统来递送废热。在此实施例中，可经由经加热空气将废热递送到电动交通工具110且加热/冷却系统的鼓风机/泵可由废热单元155启动以使经加热空气在整个电动交通工具110上循环。如果电动交通工具110包括液流蓄电池或其它液体电解质蓄电池，那么废热单元155可从蓄电池抽送液体电解质、使液体电解质与废热接触并使经加热的液体电解质循环回到蓄电池中。
废热单元155还可经配置以在预定时间使电动交通工具110变暖。举例来说，充电站105可处于电动交通工具110的所有者工作处的停车场中。交易单元150可知晓(基于用户输入或模式辨识)所述所有者在每天的12:00pm时出去吃午饭且在每天的5:00pm结束工作而离开。如此，交易单元150可致使废热单元155在每天的12:00pm和5:00pm之前将电动交通工具110加热数分钟(即，5到10分钟)以使得电动交通工具110在所有者来开车时是温暖的。类似地，充电站105还可位于食品杂货店停车场处。交易单元150和/或废热单元155可从食品杂货店的结账系统接收结账信息。如此，废热单元155可用来在指示所有者在结账出纳机处时对电动交通工具110进行加热。关于是否对电动交通工具110进行加热或加热多长时间的确定还可至少部分地基于外部环境温度。
如果环境温度为高，那么可由交易单元150使用冷却单元160来使电动交通工具的蓄电池保持冷却。在一个实施例中，冷却单元160可直接操作电动交通工具110的蓄电池冷却风机以改进充电条件。冷却单元160还可使用一个或一个以上外部风机和/或鼓风机以使空气在蓄电池隔室内循环来辅助冷却。如果电动交通工具110包括电型空调(A/C)单元，那么冷却单元160可在充电期间直接操作A/C系统以辅助冷却和/或如果电动交通工具110的所有者在充电期间留在电动交通工具110中，那么使他/她保持舒适。另一选择是，燃料电池发电机系统100可使用A/C或其它冷却单元大规模地产生冷空气。可使用同轴布线连接将冷空气直接吹到电动交通工具110上和/或直接吹到电动交通工具110中。作为实例，同轴布线连接的中心(或内部部分)可包括用于将冷却单元160电连接到电动交通工具110的A/C单元或其它组件的布线，且同轴布线连接的外部部分(或外围)可以是用于将冷空气输送到电动交通工具110的管子。另一选择是，可使用任何其它配置来输送冷空气或其它经冷却的流体。冷却单元160还可用来在预定时间(即，刚好在所有者准备好结束当天工作而离开之前，在指示所有者在商店的结账出纳机处时等)对电动交通工具110进行冷却。
交易单元150还可用来确定给电动交通工具110充电所应支付的金额。在一个实施例中，交易单元150可产生成本模型以确定充电成本。所述成本模型可基于各种因素，包括用于操作燃料电池系统125的燃料成本、电网电成本、与运行和/或维护燃料电池系统125相关联的其它成本、二氧化碳(CO2)税和排放额度、蓄电池的后续再充电之前的预期行驶距离、客户优先级、客户所需的充电量、蓄电池健康状况、所请求的充电速率(即，快或慢)、在充电期间是否对电动交通工具110进行加热或冷却等等。
交易单元150还可从电动交通工具110的所有者接收付款并最终完成充电交易。可通过信用卡、借记卡、现金或任何其它方法来进行付款。最终完成交易可包括给电动交通工具110的所有者提供具有交易信息的收据。交易信息可包括交易日期、所提供的充电量、充电成本、所提供的加热或冷却的成本、CO2税/排放额度信息、在充电期间蓄电池所使用的排放额度的量、客户状态(即，回头客、优选客户等等)、客户权益信息(例如，给与的折扣或折扣点)、付款信息、蓄电池状态和/或任何其它信息。除提供给客户外，还可将交易信息提供给现场运营商(即，提供充电服务的实体)、燃料电池发电机系统100的所有者或运营商(如果所有者/运营商与现场运营商不相同)和/或交通工具制造商。交通工具制造商可使用交易信息来确定是否应对电动交通工具110的蓄电池进行保养或更换。
在替代实施例中，可将交通工具接口145、交易单元150、废热单元155和冷却单元160中的任一者或全部并入到燃料电池发电机系统100中。在此实施例中，充电站105可仅为上面放置电动交通工具110以与燃料电池发电机系统100相互作用的表面和/或结构。在另一说明性实施例中，可将燃料电池发电机系统100和/或充电站105的所描述的组件中的任一者组合成一个或一个以上单个单元。在另一说明性实施例中，充电站105还可包括可更新或替代电源，其可用来在燃料电池系统125和可更新电源115出现问题的情况下给电动交通工具110充电。
图2是图解说明根据说明性实施例的通过用于给电动交通工具充电的系统执行的操作的流程图。在替代实施例中，可执行额外的、较少的和/或不同的操作。此外，使用流程图并不意味着对所执行操作的次序的限制。在操作200中，所述系统接收电动交通工具信息和/或关于电动交通工具的所有者(或驾驶者)的信息。所述电动交通工具(其可以是参考图1所描述的电动交通工具110)可位于例如参考图1所描述的充电站105的充电站中。
所接收的信息可包括可用来给电动交通工具充电的任何信息。举例来说，所接收的信息可包括电动交通工具的类型、电动交通工具中的蓄电池的类型、电动交通工具中的蓄电池的电压、用于给电动交通工具中的蓄电池充电的温度额定值和/或限制、蓄电池状态或健康状况、电动交通工具中的蓄电池的所要或强制充电速率、所有者(或驾驶者)计划返回到交通工具的时间等。所述信息可以是通过一个或一个以上用户输入从电动交通工具的所有者(或驾驶者)、通过连接到电动交通工具的交通工具接口从电动交通工具、从电动交通工具的制造商的网站、从所存储的小册子、从所存储的关于先前交易的信息和/或从任何其它源接收的。
在一个实施例中，所接收的信息可包括电动交通工具的驾驶者打算行进到的目的地、到所述目的地的路线和/或所述目的地处的所要抵达时间。所述目的地、路线和/或所要抵达时间可以是从电动交通工具、从电动交通工具的驾驶者、从电动交通工具的全球定位系统(GPS)、从与驾驶者相关联的计划软件或计划网站、从例如谷歌地图(Google Maps)、地图查询(MapQuest)、雅虎(Yahoo！)、地图(Maps)等制图软件或制图网站和/或从任何其它源接收的。系统和/或电动交通工具可使用所述目的地、路线和/或所要抵达时间来确保电动交通工具的蓄电池具有充足充电量以在所要抵达时间沿所述路线到达目的地。系统和/或电动交通工具还可基于将要提供给蓄电池的经确定充电量来确定电动交通工具的适当充电时间表。
作为实例，电动交通工具可基于目的地、路线和/或驾驶者应该在目的地处的时间来确定所要充电量和将要完成充电的时间。电动交通工具可从驾驶者的电子日历接收目的地和抵达时间。所述路线可以是从制图网站、从制图软件、从GPS系统等接收的。另一选择是，所述目的地、路线和/或所要抵达时间可以是通过手动键入从驾驶者、从日历/计划网站、从GPS系统、从制图网站和/或制图软件等接收的。电动交通工具可确定用于提供给系统的所要充电量和所要出发时间。基于所接收的信息，所述系统可确定适当充电时间表。另一选择是，电动交通工具可确定适当充电时间表。在另一替代实施例中，所述系统可从电动交通工具和/或上述其它源中的任一者接收目的地、路线和/或抵达时间。在此实施例中，所述系统可确定所要充电量、所要出发时间和/或适当充电时间表。
在操作205中，所述系统确定将要在充电期间使用加热还是冷却。所述确定可至少部分地基于电动交通工具所位于的充电站的环境温度而做出。所述确定还可至少部分地基于电动交通工具中的蓄电池的温度额定值而做出。如果确定将要使用加热或冷却，那么所述系统在操作210中提供加热或冷却。在说明性实施例中，可根据以上参照废热单元155描述的方法中的任一方法来提供加热。另一选择是，可使用任何其它加热源和/或方法。类似地，可根据以上参考冷却单元160描述的方法中的任一方法来提供冷却。另一选择是，可使用任何其它冷却方法。
在提供加热或冷却时，或如果在操作205中确定将不使用加热和冷却，那么在操作215中确定充电源。在说明性实施例中，所述充电源可以是例如参考图1描述的燃料电池系统125的燃料电池系统。另一选择是，可使用与燃料电池系统电连通的可更新电源(例如，可更新电源115)。还可使用与充电站相关联的单独电源。关于使用哪一源的确定可基于以下各种因素：例如，一天中的某一时间、环境温度、燃料电池系统所使用的燃料的价格、来自燃料电池系统的电力的可用性、来自可更新电源的电力的可用性等等。
在操作220中，通过交通工具接口(例如参考图1描述的交通工具接口145)来给电动交通工具充电。可通过如上所描述的两件式桨叶变压器、通过电动交通工具的整流器、通过插头与插座配置、通过蓄电池夹配置和/或通过任何其它方法来给电动交通工具充电。
在操作225中，所述系统确定将要在预定时间提供加热还是冷却。所述经确定时间可以是驾驶者返回到电动交通工具之前的数分钟，且可基于在操作200中接收的信息而确定。另一选择是，所述经确定时间可基于从商店结账系统或其它外部源接收的信息。所述确定还可至少部分地基于充电站的环境温度和/或充电站外的环境温度。如果确定将要提供加热或冷却，那么可在操作230中在预定时间提供加热或冷却。在说明性实施例中，可根据以上参考图1的废热单元155和冷却单元160描述的方法中的任一方法来提供加热或冷却。另一选择是，可使用任何其它加热和/或冷却方法。
在提供加热或冷却时，或如果在操作225中确定将不使用加热和冷却，那么在操作235中最终完成交易。最终完成交易可包括确定充电服务的成本、接收充电服务的付款和/或给电动交通工具的所有者(或驾驶者)提供具有交易信息的收据。所述交易信息可包括交易日期、所提供的充电量、充电成本、所提供的加热或冷却的成本、CO2税/排放额度信息、在充电期间蓄电池所使用的排放额度的量、客户状态(即，回头客、优选客户等)、客户权益信息(例如，给与的折扣或折扣点)、付款信息、蓄电池状态和/或任何其它信息除提供给客户外，还可将交易信息提供给现场运营商(即，提供充电服务的实体)、燃料电池发电机系统100的所有者或运营商(如果所有者/运营商与现场运营商不相同)和/或交通工具制造商。
本文中描述的组件中的任一者可以硬件和/或软件来实施，此取决于实施例。此外，本文中描述的控制过程和其它过程中的任一者可实施为存储于计算机可读媒体中的指令。当由处理器执行时，所述指令可致使计算装置实施所描述的过程。示范性计算机可读媒体可包括磁性存储装置、光盘、智能卡、快闪存储器装置等。
出于说明和描述目的上文已呈现对示范性实施例的描述。所述描述并非打算为穷尽性的或对所揭示的精确形式进行限制，而是可依据上述教示进行修改和变化或可从所揭示实施例的实践中获取所述修改和变化。本发明的范围打算由所附权利要求书及其等效范围界定。

Claims (30)

1.一种用于给电动交通工具充电的方法，其包含：
通过充电站接收关于电动交通工具的信息，其中所述充电站通过经配置以使所述电动交通工具的蓄电池与在所述电动交通工具之外的燃料电池系统电连通的交通工具接口来从所述电动交通工具接收所述信息的至少一部分，其中所述交通工具接口在所述充电站内；
在不使用直流／交流转换器的情况下，通过所述交通工具接口将电荷从所述燃料电池系统递送到所述电动交通工具的所述蓄电池，其中至少部分地基于所述信息而递送所述电荷；以及
至少部分地基于所述信息而确定是否在将所述电荷递送到所述电动交通工具的所述蓄电池的同时将至少向所述电动交通工具的所述蓄电池提供热量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中经由用户输入、所存储的信息或所述电动交通工具的制造商接收所述信息的至少第二部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述信息包含以下各项中的一者或一者以上：所述电动交通工具的类型、所述蓄电池的类型、所述蓄电池的充电速率、所述蓄电池的温度额定值、将要递送所述电荷的时间量或后续充电之前的估计行驶距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：如果确定将提供所述热量，那么将所述热量提供到所述蓄电池，其中所述热量包含来自所述燃料电池系统的废热。
5.根据权利要求4所述的方法，其中经由循环空气或循环流体将所述废热提供到所述蓄电池。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述蓄电池包含液体电解质蓄电池，且所述方法进一步包含：
从所述液体电解质蓄电池中抽出液体电解质；
将所述废热施加到所述液体电解质；以及
将所述液体电解质返回到所述液体电解质蓄电池。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含至少部分地基于所述信息而确定是否在将所述电荷递送到所述电动交通工具的所述蓄电池的同时将对所述电动交通工具进行冷却或加热。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含：如果确定将对所述电动交通工具进行冷却，那么对所述电动交通工具进行冷却，其中通过所述电动交通工具的空调单元或经由循环在所述电动交通工具外部产生的冷空气来提供所述冷却。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含至少部分地基于所述电动交通工具的驾驶者按计划返回到所述电动交通工具的预定时间而对所述电动交通工具进行加热或冷却。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使用来自所述燃料电池系统的废热来执行所述加热。
11.一种充电站，其包含：
交易单元，其经配置以接收关于电动交通工具的信息；
交通工具接口，其经配置以
使所述电动交通工具的蓄电池与所述电动交通工具之外的燃料电池系统电连通；以及
将电荷从所述燃料电池系统递送到所述电动交通工具的所述蓄电池；以及
废热单元，其经配置以在所述电荷的递送的至少一部分期间至少向所述电动交通工具的所述蓄电池递送热量，其中所述热量包含来自所述燃料电池系统的废热。
12.根据权利要求11所述的充电站，其进一步包含所述燃料电池系统。
13.根据权利要求11所述的充电站，其中所述交通工具接口进一步经配置以至少部分地基于所述电动交通工具的驾驶者预期返回到所述电动交通工具的预定时间而向所述电动交通工具递送热量，并且其中所述热量包括来自所述燃料电池系统的废热。
14.根据权利要求11所述的充电站，其中所述信息包括所述蓄电池的温度额定值，且进一步其中所述废热是至少部分地基于所述温度额定值且至少部分地基于环境温度而向所述电动交通工具的所述蓄电池递送的。
15.根据权利要求11所述的充电站，其进一步包含冷却单元，所述冷却单元经配置以在所述电荷的所述递送的至少一部分期间对所述电动交通工具的所述蓄电池进行冷却。
16.根据权利要求11所述的充电站，其中所述交通工具接口包含变压器的第一绕组，且进一步其中所述变压器的第二绕组安装在所述电动交通工具上。
17.根据权利要求16所述的充电站，其中所述电荷是经由所述第一绕组与所述第二绕组之间的电感耦合而递送到所述蓄电池的。
18.根据权利要求11所述的充电站，其中所述交通工具接口包含连接器，所述连接器经配置以连接到安装到所述电动交通工具的整流器。
19.根据权利要求11所述的充电站，其中所述信息包括目的地和抵达所述目的地的所要时间，且其中所述充电单元经配置以至少部分地基于所述目的地且至少部分地基于所述所要时间而确定充电时间表。
20.根据权利要求19所述的充电站，其中所述目的地和所述所要抵达时间是从所述电动交通工具的驾驶者的电子日历接收的。
21.根据权利要求19所述的充电站，其中所述信息进一步包括到所述目的地的路线，其中所述充电时间表是至少部分地基于所述路线确定的，且进一步其中所述路线是从制图软件或制图网站中的至少一者接收的。
22.一种燃料电池发电机系统，其包含：
燃料电池系统，其经配置以产生直流DC信号；
交通工具接口，其经配置以接收关于电动交通工具的信息；
DC／DC转换器，其经配置以从所述燃料电池系统接收所述DC信号且将所述DC信号转换为用于所述电动交通工具的蓄电池的电压；
路由器，其经配置以引导来自所述DC／DC转换器的所述经转换DC信号的至少一部分以用于给所述电动交通工具充电；以及
废热单元，其经配置以在所述电荷的递送的至少一部分期间至少向所述电动交通工具的所述蓄电池递送热量，其中所述热量包含来自所述燃料电池系统的废热，其中燃料电池发电机系统在所述电动交通工具之外。
23.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其中由所述DC／DC转换器产生的所述电压在第一电压范围内，且所述燃料电池发电机系统进一步包含第二DC／DC转换器，所述第二DC／DC转换器经配置以产生在第二电压范围内的电压。
24.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其中所述DC／DC转换器是双向的，使得可接收来自所述电动交通工具的蓄电池的电力以供在处置负载瞬变或给负载供电时使用。
25.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其进一步包含控制单元，所述控制单元经配置以控制所述燃料电池系统、所述DC／DC转换器和所述路由器。
26.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其中所述DC／DC转换器包含变压器的第一绕组，且进一步其中所述变压器的第二绕组安装到所述电动交通工具，且进一步其中所述经转换DC信号是通过所述第一绕组与所述第二绕组之间的电感耦合而递送到所述电动交通工具的。
27.根据权利要求26所述的燃料电池发电机系统，其中所述变压器的所述第二绕组的大小至少部分地基于所述蓄电池的所述电压。
28.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其进一步包含可更新电源，所述可更新电源与所述DC／DC转换器电连通，其中所述DC信号的至少一部分发源于所述可更新电源。
29.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其中所述DC／DC转换器包含可调节DC／DC转换器。
30.根据权利要求22所述的燃料电池发电机系统，其中所述路由器经配置以将来自所述DC／DC转换器的所述经转换DC信号的至少一部分引导到充电站以用于在不使用DC／AC转换器的情况下给所述电动交通工具充电。
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