CN105098271A - 用于给插入式电动车辆充电的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于给插入式电动车辆中的蓄电池充电的系统和方法。在示例性实施例中，本发明方法使用充电属性和计划的出发时间来形成用于插入式电动车辆的充电方案，其平衡蓄电池寿命和电成本。充电方案试图减少在计划的出发时间之前蓄电池保持在升高的充电状态(SOC)水平的时间量，但又满足使用者建立的电费率偏好。减少的在升高的SOC水平处花费的时间从长期来看可通过提高蓄电池的容量和性能而改善蓄电池寿命。

Description

用于给插入式电动车辆充电的方法

技术领域

本发明总体涉及一种插入式电动车辆，更具体的，涉及用于给插入式电动车辆充电的方法。

背景技术

已知的是，插入式电动车辆的充电系统包括某些定制的充电特征。例如，某些充电系统允许使用者提供电费率偏好，从而车辆可以在非高峰时间进行充电，此时用电需求较低，并且相关联的成本也较低。然而，在设定插入式电动车辆的充电方案时，电的成本不是应被考虑的唯一问题或因素。

另一应被考虑的因素涉及蓄电池的寿命或健康。通常来讲，高压蓄电池，例如基于锂离子化学性能的那些蓄电池，处于高充电状态(SOC)越久，蓄电池寿命退化越可能。减少电成本和维持蓄电池寿命的双重目标彼此并不总是同步的。例如，使用者立即插入外部电源对车辆进行充电可能会不那么昂贵，但是这会导致车辆被驱动之前数小时的高SOC水平，并且会对蓄电池寿命具有降低的作用。相反，如果车辆蓄电池仅在紧邻计划的出发时间之前的时期期间进行充电，以努力减少车辆蓄电池处于高SOC的持续时间，而不考虑电成本，那么这可能导致不可接受的高的电成本。

因此，寻找尤其考虑电成本和蓄电池寿命两者以给插入式电动车辆充电的平衡的方法将是有利的。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种给插入式电动车辆中的蓄电池充电的方法。该方法可包括步骤：获取电费率偏好；获取计划的出发时间；确定给蓄电池完全充电所需的电荷量；以及利用控制模块形成给蓄电池充电的充电方案，其中，所述充电方案满足电费率偏好，并朝所述计划的出发时间转移充电。

根据另一实施例，提供了一种给插入式电动车辆中的蓄电池充电的方法。该方法可包括步骤：获取电费率计划；获取电费率偏好；获取计划的出发时间；根据电费率计划识别在当前时间和所述计划的出发时间之间满足电费率偏好的多个时间段；以及利用控制模块形成给蓄电池充电的充电方案，其中，所述充电方案包括来自所述多个时间段中的一个或多个时间段并且被设计为尽可能接近所述计划的出发时间来完成充电过程，从而最小化在所述充电过程的完成与所述计划的出发时间之间的时间量。

本申请还提供以下方案：

1、一种给插入式电动车辆中的蓄电池充电的方法，包括步骤：

获取电费率偏好；

获取计划的出发时间；

确定给蓄电池完全充电所需的充电量；以及

利用控制模块形成用于给蓄电池充电的充电方案，其中，所述充电方案满足电费率偏好并且朝所述计划的出发时间转移充电。

2、如方案1所述的方法，其中，获取电费率偏好和获取计划的出发时间的步骤还包括从使用者选择的充电属性获取电费率偏好和获取计划的出发时间。

3、如方案1所述的方法，其中，确定给蓄电池完全充电所需的充电量的步骤包括：确定蓄电池的当前SOC水平，确定蓄电池的完全SOC水平，并且计算给蓄电池完全充电所需的充电量使得所述当前SOC水平达到所述完全SOC水平。

4、如方案3所述的方法，其中，所需的充电量以安培-小时为单位来计算。

5、如方案3所述的方法，其中，所需的充电量以处于期望充电水平的时间来计算。

6、如方案3所述的方法，其中，确定给蓄电池完全充电所需的充电量的步骤包括：确定直到所述计划的出发时间可用的时间量，将给蓄电池完全充电所需的时间量与直到所述计划的出发时间可用的时间量进行比较，以及确定到所述计划的出发时间是否有足够的时间将蓄电池完全充电。

7、如方案1所述的方法，其中，形成充电方案的步骤还包括：识别在当前时间和所述计划的出发时间之间的一个或多个第一分类时间段，确定是否具有足够的第一分类时间段将蓄电池完全充电，并且当具有足够的第一分类时间段将蓄电池完全充电时，将最接近所述计划的出发时间的第一分类时间段的一部分添加至所述充电方案，从而在第一分类时间段中朝所述计划的出发时间转移充电。

8、如方案7所述的方法，其中，所述第一分类时间段对应于低费率时间段。

9、如方案7所述的方法，当没有足够的第一分类时间段将蓄电池完全充电时，那么形成充电方案的步骤还包括：识别在当前时间和所述计划的出发时间之间的一个或多个第二分类时间段，确定所述第二分类时间段是否满足电费率偏好，确定是否具有足够的组合的第一和第二分类时间段将蓄电池完全充电，并且当第二分类时间段满足电费率偏好且具有足够的组合第一和第二分类时间段将蓄电池完全充电时，将最接近所述计划的出发时间的第二分类时间段的一部分添加至所述充电方案，从而在第二分类时间段中朝所述计划的出发时间转移充电。

10、如方案9所述的方法，其中，第一分类时间段对应于低费率时间段，第二分类时间段对应于具有比所述低费率时间段更高的电成本的中间费率时间段。

11、如方案9所述的方法，当第二分类时间段不满足电费率偏好时，形成仅包括第一分类时间段但未给蓄电池完全充电的充电方案。

12、如方案9所述的方法，当没有足够的第一和第二分类时间段将蓄电池完全充电时，形成充电方案的步骤还包括：识别在当前时间和所述计划的出发时间之间的一个或多个第三分类时间段，确定第三分类时间段是否满足电费率偏好，确定是否具有足够的组合的第一、第二和第三分类时间段将蓄电池完全充电，并且当第三分类时间段满足电费率偏好且具有足够的组合的第一、第二和第三分类时间段将蓄电池完全充电时，将最接近所述计划的出发时间的第三分类时间段的一部分添加至所述充电方案，从而在第三分类时间段中朝所述计划的出发时间转移充电。

13、如方案12所述的方法，其中，第一分类时间段对应于低费率时间段，第二分类时间段对应于具有比所述低费率时间段更高的电成本的中间费率时间段，并且第三分类时间段对应于具有比所述中间费率时间段更高的电成本的高费率时间段。

14、如方案12所述的方法，其中，当第三分类时间段不满足电费率偏好时，形成仅包括第一和第二分类事件段但未给蓄电池完全充电的充电方案。

15、如方案1所述的方法，还包括步骤：

从功率提供者获取电费率计划，并且当确定充电方案是否满足电费率偏好时使用所述电费率计划。

16、如方案1所述的方法，还包括步骤：

根据形成的充电方案为插入式电动车辆中的蓄电池充电。

17、一种给插入式电动车辆中的蓄电池充电的方法，包括步骤：

获取电费率计划；

获取电费率偏好；

获取计划的出发时间；

根据所述电费率计划识别在当前时间和所述计划的出发时间之间满足电费率偏好的多个时间段；以及

利用控制模块形成用于给蓄电池充电的充电方案，其中，所述充电方案包括所述多个时间段中的一个或多个时间段，并且被设计为尽可能接近所述计划的出发时间来完成充电过程，以最小化在充电过程完成与所述计划的出发时间之间的时间量。

附图说明

接下来将结合附图描述优选的示例性实施例，其中相同的附图标记代表相同的构件，并且其中：

图1是可以使用在此公开的充电方法和系统的插入式电动车辆的示例性实施例的示意图；

图2是用于给如图1中所示的插入式电动车辆的蓄电池充电的示例性方法的流程图；

图3A-B是用于形成给蓄电池充电的充电方案的示例性步骤的流程图，并且可以是图2所示方法的一一部分；以及

图4是示出图3A-B所示示例性步骤的图示。

具体实施方式

在此描述的方法可用于给具有蓄电池的任何类型的插入式电动车辆充电，所述插入式电动车辆例如为插入式混合动力电动车辆(PHEV)、延程电动车辆(EREV)或者蓄电池电车辆(BEV)，列举一些可能性。概括地，本发明方法使用充电属性(profile)和计划的出发时间形成平衡蓄电池寿命和电成本的用于插入式电动车辆的充电方案。充电方案致力于减少车辆蓄电池保持在高充电状态(SOC)的时间量，同时仍满足使用者建立的电费率偏好。该改善的蓄电池寿命将提高车辆蓄电池的容量和性能，并且长期来说会帮助减少保修成本。

参考图1，示出了示例性插入式电动车辆10的一些部件，这里描述的方法和系统可随其使用。尽背下面的描述是以图1示出的特定插入式电动车辆10的情景提供，但将理解的是，该车辆仅是示例性的，并且其它插入式电动车辆替代地当然可使用。根据示例性实施例，插入式电动车辆10与外部电源12交互，并且尤其地可包括功率连接件20、功率耦接器22、蓄电池充电器24、蓄电池30、电机32、逆变器/转换器34、控制模块40、用户接口60和通讯模块70。

外部电源12通过功率耦接器22为插入式电动车辆10提供电功率，并且可以是本领域中已知的许多不同电源类型的一种。例如，外部电源12可以连接至公共设施以通过标准电源插座(例如，110VAC或220VAC插座)提供电功率，或者它可以是便携式发电机，例如以天然气、丙烷、汽油、柴油等运行的类型。在一个实施例中，外部电源12是可再生电源，例如由太阳能面板、风轮机、水力发电装置、生物能等的能量供能的远程充电站或亭。外部电源12不限制于任何特定类型或实施例，只要它能够提供通过功率耦接器22给插入式电动车辆10提供电功率。

功率连接件20是插入式电动车辆上的电入口，功率耦接器22可塞入或插入该电入口。这使得车辆拥有者或使用者能够容易地将插入式电动车辆10与例如通常在大多数停车场和充电站常见的普通的AC壁装插座连接和断开。功率连接件20不限制于任何特定的设计，并且可以是任何类型的入口、连接件、插槽、插塞、端口、插座等，包括基于传导、感应或电连接其它类型的那些。在示例性实施例中，功率连接件20是位于插入式电动车辆10外部的电入口，从而它可被容易地接近(例如，铰接门或面板下方)，并包括到蓄电池充电器24用于传输电功率的一个或多个连接件、以及到控制模块40用于通讯的一个或多个连接件。其它的布置和连接件当然是可能的。

功率耦接器22可用于将外部电源12连接至插入式电动车辆10。功率耦接器有时被称作电动车辆供应设备(EVSE)绳组。在一个实施例中，功率耦接器22可以是特别设计成随插入式电动车辆使用的专用绳组(例如SAEJ1772和J1773规则描述的那些)，其包括第一端、电缆或绳索、控制模块以及第二端。功率耦接器22的第一端是塞入标准AC壁装插座的三叉连接件，其第二端是塞入车辆上的功率连接件20的特别设计的连接件。电缆将电功率从外部电源12传导或传输至插入式电动车辆10，但也可在功率耦接器22的控制模块和位于车辆上的设备例如控制模块40之间传送一个或多个通讯信号。功率耦接器22的控制模块可包括任何数目的电部件，包括但当然不限制于，传感器、收发器、处理设备、存储设备、接触器、开关、接地故障断路器(GFCI)部件，以及任何其它适合的部件。在示例性实施例中，功率耦接器22的控制模块监测功率耦接器周围的各种状况(例如，电功率的存在，电功率的电压和/电流，电流耦合器的温度，等)，并将这些状况与控制模块40通讯。熟练技术员将理解的是，在此描述的方法不限于任何特定的功率耦接器或绳组，因为可使用任何数目的不同的功率耦接器。

蓄电池充电器24可从包括外部和/内部电源的多个源接收电功率。在外部电源的情况下，蓄电池充电器24可通过功率耦接器22接收电功率，该功率耦接器22将外部电源12连接至蓄电池充电器24，如已解释的。在内部电源的情况下，蓄电池充电器24可从再生制动、电动机驱动的发电机、或经由车辆内的连接的一些其他内部电源接收电功率。在某些实施例中，蓄电池充电器24可构造为执行下述充电方法的一个或多个步骤。熟练技术员将理解蓄电池充电器24可根据任何数目的不同实施例提供，可以任何数目的不同构造连接，以及可包括任何数目的不同部件，例如变压器、整流器、开关式电源、滤波装置、冷却装置、传感器、控制模块和/或本领域已知的任何其它适合的部件。

蓄电池30为插入式电动车辆提供电功率，并且基于具体实施例，可以是车辆的主要电功率源或者可与另一功率源结合使用以便功率补充目的，举两个例子。许多不同的蓄电池类型和布置可被使用，包括在此示意性地示出的示例性一种，包括蓄电池组50、一个或多个蓄电池传感器52和蓄电池控制模块54。蓄电池组50是高压蓄电池组并可包括串联、并联或两者组合的相同或单独蓄电池单元的集合，以传递所需的电压、电流强度、容量、功率密度和/或其它性能特征。通常，会期望提供高的功率和能量密度，这导致包括化学的、非化学的以及其它的许多类型蓄电池的发展和使用。一些适合的蓄电池类型的示例包括基于下述技术的那些：锂离子、镍金属氢化物(NiMH)、镍镉(NiCd)、钠氯化镍(NaNiCl)，或一些其它的蓄电池技术。蓄电池组50可提供大约40-600V，取决于其具体设计和应用。例如，使用双模式混合系统的重型卡车可需要能够提供大约350V的高电压蓄电池组，而轻型车辆可仅需要大约200V。在任何情况下，蓄电池组50应被设计为承受重复的充电和放电循环并且从外部电源12接收电功率。熟练技术员将理解，在此示出和描述的系统和方法不限制于任何一种具体类型的蓄电池或蓄电池布置，因为多个不同蓄电池类型可被利用。

蓄电池传感器52可包括任何组合的硬件和/或软件部件，其能够监测蓄电池状况或参数(例如，蓄电池组50的电参数)，例如蓄电池温度、蓄电池电压、蓄电池电流、蓄电池充电状态(SOC)、蓄电池健康状态(SOH)，以及可与蓄电池的充电水平或容量相关的其它状况或参数。这些传感器可被集成在模块30(例如，智能或灵活蓄电池)中，它们可以是布置在蓄电池模块外侧的外部传感器，或者它们可根据一些其它已知的布置来提供。蓄电池传感器52可基于逐单元、基于单元组或区域上的平均或集合、基于整个蓄电池组、基于某些单元被选择以代表为整个蓄电池组的代表或者根据本领域已知的一些其它基础或技术监测和确定蓄电池状况。蓄电池传感器52的输出可提供给蓄电池控制模块54、蓄电池充电器24、控制模块40或一些其它适合的设备。因此，蓄电池传感器52可电连接至(例如，通过一条或多条电线或电缆、无线地等)前述部件的一个或多个。

蓄电池控制模块54可包括任意各种电子处理设备、存储设备、输入/输出(I/O)设备以及其它已知的部件，并且可执行各种控制和/或通讯相关的功能。例如，蓄电池控制模块54可从各种蓄电池传感器52接收传感器信号，将传感器信号打包为合适的传感器消息，并将该传感器消息通过通讯总线或类似物发送给控制模块40。蓄电池控制模块54可以收集蓄电池传感器读数并将它们存储在本地存储器中，从而在以后时间可以将全面的传感器消息提供给控制模块40，或者在传感器读数到达蓄电池控制模块54时它们可被转送至模块40或者一些其它目的地，列举一些可能性。替代将蓄电池传感器读数发送给控制模块40以便后续处理，蓄电池控制模块54可以自身处理或分析传感器读数。作为另外的能力，蓄电池控制模块54可以存储与蓄电池单元化学性能、单元容量、蓄电池电压上限和下限、蓄电池电流限制、蓄电池温度限制、温度属性、蓄电池阻抗、充电/放电事件的次数或历史等相关的有关蓄电池特征和背景信息。此外，在某些实施例中，蓄电池控制模块54可构造为执行下述充电方法的一个或多个步骤。

电机32可使用蓄电池30中存储的电能以驱动一个或多个车轮，其继而推进车辆。尽管图1示意性地描绘电机32作为单一的分离的设备，但是电机可与发电机组合(所谓的“mogen(电动发电机)”)，或者其可包括多个电机(例如，用于前轮和后轮的分立的电机，用于每个轮的分立的电机，用于不同功能的分立的电机，等)，列举一些可能性。插入式电动车辆10不限制于任何一种特定类型的电机，因为可以使用许多不同的电机类型、尺寸、技术等。在一个示例中，电机32包括AC电机(例如，三相AC感应电机，多相AC感应电机等)，以及可在再生制动期间使用的发电机。电机32可根据任何数目的不同实施例来提供(例如，AC或DC电机，有刷或无刷电机，永磁电机等)，其可以任何数目的不同构造连接，并且它可包括任何数目的不同部件，类似冷却特征、传感器、控制模块和/或本领域已知的任何其它适合的部件。

逆变器/转换器34可作为蓄电池30和电机32之间的媒介，因为这两种设备通常设计为根据不同的操作参数起作用。例如，在车辆推进期间，逆变器/转换器34可升高来自蓄电池30的电压并将电流从DC转换为AC，以驱动电机32，而在再生制动期间，逆变器/转换器可降低制动事件生成的电压，并将电流从AC转换为DC，从而其可适当地被蓄电池存储。在某种意义上，逆变器/转换器34管理这些不同的操作参数(即，AC对DC，不同的电压水平，等)如何一起工作。逆变器/转换器34可包括用于DC到AC转换的逆变器、用于AC到DC转换的整流器、用于升高电压的升压转换器或变压器、用于降低电压的降压转换器或变压器、其它适合的能量管理部件或其一些组合。在示出的示例性实施例中，逆变器和转换器单元集成为单个双向设备；然而，其它的实施例当然是可能的。应意识到逆变器/转换器34可根据任何数目的不同实施例提供(例如，具有分立的逆变器和转换器单元，双向或单向的，等)，可以任何数目的不同构造连接，并可包括任何数目的不同部件，类似冷却系统、传感器、控制模块和/或本领域已知的任何其它适合的部件。

在某些实施例中，插入式电动车辆10还可包括发动机36和发电机38。发动机36可使用传统的内燃技术驱动发电机38，并可包括本领域已知的任何适合的发动机类型。适合的发动机的一些示例包括汽油、柴油、乙醇、弹性燃料、自然吸气、涡轮增压、机械增压、旋转式、奥托循环、阿特金斯循环和米勒循环发动机，以及本领域已知的任何其它适合的发动机类型。根据在此示出的特定实施例，发动机36是小型燃料高效发动机(例如，小排量、涡轮增压四缸发动机)，其使用机械输出以转动发电机38。熟练技术员将理解的是，发动机36可根据任何数目的不同实施例提供，可以任何数目的不同构造连接(例如，发动机36可以是并行混合系统的一部分，其中发动机还机械地耦接至车轮，而不是仅用于发电)，并可包括任何数目的不同部件，类似传感器、控制模块和/或本领域已知的任何其它适合的部件。

发电机38机械地耦接至发动机36，从而发动机的机械输出导致发电机产生电能，其可提供给蓄电池30、电机32或两者。值得指出的是，发电机38可根据任何数目的不同实施例提供(例如，电机32的发电机和发电机38可组合为单个单元)，可以任何数目的不同构造连接，并可包括任何数目的不同部件，类似传感器、控制模块和/或本领域已知的任何其它适合的部件。发电机38不限制于任何特定的发电机类型或实施例。

控制模块40可用于控制、支配或以其他方式管理插入式电动车辆10的某些操作或功能，例如，作为示例，蓄电池30的充电。根据一个示例性实施例，控制模块40包括处理设备46和存储设备48。处理设备46可包括任何类型的适合的电子处理器(例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)，等)，其执行用于软件、固件、程序、算法、脚本等的指令。该处理器不限制于任何一种类型的部件或设备。存储设备48可包括任何类型的适合的电子存储器装置，并可存储各种数据和信息。这包括，例如：检测的蓄电池状态；查询表和其它数据结构；软件、固件、程序、算法、脚本和其它电子指令；部件特征和背景信息；各种蓄电池参数阈值；等。本发明方法-以及对于这样的任务所需的任何其它电子指令和/或信息-也可存储或以其他方式保持在存储设备48中。控制模块40可通过I/O设备和适合的连接，类似通讯总线，电连接至其它车辆设备和模块，从而它们可按需相互作用。当然，这些仅仅是控制模块40的一些可能的布置、功能和能力，因为其它当然是可能的。

基于具体实施例，控制模块40可以是单独的电子模块(例如，蓄电池控制模块，车辆集成控制模块(VICM)，牵引功率逆变器模块(TPIM)，蓄电池功率逆变器模块(BPIM)，等)，其可集成或包含在车辆的另一电子模块中(例如，功率链控制模块，发动机控制模块，混合控制模块，等)，或者其可以是更大型网络或系统(例如，蓄电池管理系统(BMS)，车辆能量管理系统，等)的一部分，列出一些可能性。

尽管上述的描述提供了控制模块40构造为执行下述方法的一个或多个步骤，但是本公开并不意味着限制于此。相反的，在仍处于本公开的精神和范围内的其它示例性实施例中，插入式电动车辆10的各种部件(例如，蓄电池充电器24、蓄电池控制模块54等)，额外于或者代替控制模块40，可构造为执行该方法的一个或多个步骤。作为插入式电动车辆的一部分或随其使用的充电系统及其控制模块可构造为执行该方法的一个或多个步骤。在插入式电动车辆10的情况下，充电系统可包括车辆的一个或多个部件，例如蓄电池充电器24、控制模块40和蓄电池控制模块54，并且这样可构造为执行该方法的一个或多个步骤。因此，本发明方法并不限制于由任何一个或多个部件执行。术语“控制模块”和“控制单元”可互换地使用并可指相同的部件。

用户接口60可包括硬件、软件和/或其它部件的任何组合，从而使得车辆使用者能够与车辆交换信息或数据。这包括，例如，输入部件，如触摸屏显示器、麦克风、键盘、键区(keypad)、一个或多个按钮、图形用户接口(GUI)或其它适合的控制件，其中用户接口60从车辆使用者处接收信息；以及输出部件，如可视显示屏、仪表板或音频系统，其中用户接口60将信息提供给车辆使用者。在一些情况下，用户接口60包括具有输入和输出能力的部件，例如视觉和可听接口。可听接口可以是自动语音处理系统的一部分，其使用语音识别和/或其它人机交互(HMI)技术。用户接口60可以是单独的模块；它可以是信息娱乐系统的一部分或者车辆上一些其它模块、设备或系统的一部分；它可安装在仪表板上(例如，具有驾驶员信息中心(DIC))；它可以凸出在挡风玻璃上(例如，具有抬头显示器)；它可以集成在现有的音频系统内；或者它可以简单地包括电子连接或端口(有线或无线的)，用于与笔记本电脑或其它计算或数据进入设备连接，列举一些示例。

如下更详细地阐述，用户接口60可由本发明方法使用以在车辆使用者和插入式电动车辆之间以利于控制充电过程的方式交换信息。例如，用户接口60可接收一个或多个定制的充电设置、阈值或准则，例如电费率偏好、车辆状况、充电时间(例如，期望的充电开始和/或完成时间)、计划的出发时间和/或来自车辆使用者的其它输入；可由本发明方法使用以控制蓄电池的充电的输入。此外，用户接口60可由本发明方法使用以提供充电状态、报告和/或到车辆使用者的其它输出。其它的用户接口可代替使用，因为在此示出和描述的示例性用户接口仅代表一些可能性。本发明方法可使用任何用户接口以在车辆使用者和插入式电动车辆之间交换信息并且不限制于任何特定类型。

通讯模块70可包括硬件、软件和/或允许在车辆和一些其它实体之间无线语音和/或数据通讯的其它部件的任何组合。根据一个示例性实施例，通讯模块70包括语音接口、数据接口和GPS接收器76，并且可被聚集或集成在例如远程信息处理单元的设备中。语音接口允许与插入式电动车辆的语音通讯并可包括蜂窝芯片组(例如，CDMA或GSM芯片组)、音码器、IP语音(VOIP)设备和/或任何其它适合的设备。另一方面，数据接口允许与插入式电动车辆的数据通讯并可包括调制解调器(例如，使用EVDO、CDMA、GPRS或EDGE技术的调制解调器)、无线网络部件(例如，使用IEEE802.11协议、WiMAX、蓝牙等的无线网络部件)或任何其它适合的设备。取决于特定的实施例，通讯模块70可通过无线载波系统(例如，蜂窝网络)、无线网络(例如，无线LAN、WAN等)或一些其它的无线媒介进行通讯。GPS接收器76可从GPS卫星组接收信号并使用这些信号来确定车辆的位置，如在本领域所很好理解的。

本发明方法可使用通讯模块70以在插入式电动车辆10和车辆使用者、公共实体(例如，通过呼叫中心、网站、应用(app)、移动通讯设备等)和/或一些其它实体之间以便利充电过程的方式交换信息。例如，通讯模块70可被使用以从本地公共设施接收电费率、以从使用者接收电费率偏好等。这包括远程车辆使用者，其通过网站或移动设备输入定制的充电设定或准则并然后将其发送给插入式电动车辆。在一个实施例中，通讯模块70用作用户接口60的替代以便在车辆使用者和插入式电动车辆之间交换信息。在另一实施例中，通讯模块70和用户接口60用于交换这些信息。其他的实施例和布置也是可能的。下面描述的方法不限制于任何特定的通讯模块或技术，并且其可以随不同于在此示出和描述的示例性通讯模块的设备使用。

再一次，示例性插入式电动车辆10的前述描述和图1中的图示仅意于示出一种可能的车辆布置并且以大体方式这样做出。任何数目的其它车辆布置和结构，包括显著不同于图1示出的那些，可替代使用。

转至图2，示出了用于给插入式电动车辆的蓄电池例如蓄电池30充电的示例性方法100。方法100可使用多种读数、状态、参数、设定、阈值、信息、比较、计算等来形成同时平衡蓄电池寿命和电或充电成本两者的充电方案。应明白下述描述中的具体步骤顺序仅是充电方法的一种示例性实施例，并且其它的步骤顺序，包括具有更多步骤、更少步骤和/或步骤的不同组合或顺序的那些，可替代使用。

以步骤110开始，方法获取由使用者建立的充电属性。充电属性可包括由使用者输入或以其他方式提供并且与蓄电池充电相关的各种信息。可被包括在充电属性中的一些非限制性的信息包括：电费率偏好和计划的出发时间。在一个实施例中，使用者通过用户接口60选择下面电费率偏好中的一个，并且该选择被保持在充电属性中：低费率(即，仅非高峰费率)、低或中间费率(即，仅非高峰或部分高峰费率)或低、中间或高费率(即，非高峰，部分高峰或高峰费率-任意时间充电)。如果使用者选择“低费率”，那么本发明方法将更多地限制于何时它可以给车辆充电，因为使用者已经将高优先权置于降低电成本。相反，如果使用者选择“低、中间或高”费率选择，那么本发明方法在何时建立充电方案具有更多的自由，但是电或充电成本可能提高。应理解的是，电费率偏好不限制于上述定义的三个定性设定；可以为使用者提供更多或更少的设定来选择，或者提供具有确定的或定量费率限制的定量电费率偏好。

如上所述，该方法在步骤110还可获取计划的出发时间。计划的出发时间可由使用者每晚输入或其可以是更大型充电计划的一部分，其中每天具有其自身预先设立的出发时间。至于电费率偏好，计划的出发时间可由使用者通过用户接口60提供并存储在控制模块40中作为充电属性的一部分。在不同的实施例中，通过评估使用者过去的行为并试图辨别使用者出发或使用车辆的模式，计划的出发时间自动确定，这不同于由使用者输入。在电费率偏好、计划的出发时间和/或可包含在充电属性内的其它信息方面，当然存在其他的可能性。

接下来，步骤114获取电费率计划。熟练技术员将理解有很多方法和技术以便获取设施费率计划，其中任何一个可在此使用。根据一个实施例，通讯模块70或插入式电动车辆上的一些其它设备从电设施收集电费率计划(例如，从网站或与电设施相关联的其它信息源下载电费率计划)。在不同的实施例中，车辆可能已经拥有当前电税率计划，从而该方法可简单地从存储器中检索它，例如作为控制模块40的一部分的存储器。本发明方法不限制于检索电费率计划的任何具体技术，只要包含在其中的信息可得到。

在步骤118，该方法确定给蓄电池完全充电所需的电荷量。根据一个实施例，步骤118使用蓄电池30的当前充电状态(SOC)水平以及蓄电池的完全SOC水平以确定需要多少电荷或能量给蓄电池完全充电。考虑蓄电池30具有42％的当前SOC水平以及该特定蓄电池的完全SOC水平为75％的例子；因此，蓄电池需要提高33％的SOC以变得完全充电。应理解的是，步骤118可使用多个单元以各种方法量化或计算所需的电荷量。例如，方法可确定以安培小时为单位的用于完全充电所需的电荷量，或者它可仅确定处在期望充电水平所需的时间量。根据在此提供的例子，步骤118通过如下确定为给蓄电池完全充电所需的电荷量，即：确定当前SOC水平、确定完全SOC水平、并然后计算处在期望充电水平所需的时间量(例如，由外部电源12提供的处于期望电压和电流水平的充电的分钟数)以使当前SOC水平达到完全SOC水平。应当明白其他蓄电池参数例如蓄电池电压和/或电流水平可由本发明方法代替或结合上述SOC水平使用以确定需要多少电荷来给蓄电池完全充电。

步骤122接着确定从当前时间直到计划的出发时间对于给蓄电池充电可用的电荷量。通过知晓给蓄电池完全充电所需的电荷量(前一步骤)和在当前时间与计划的出发时间之间可用的电荷量(当前步骤)，该方法能够确定是否有足够的机会执行本充电方法以及将蓄电池完全充电(下一步骤)。再一次，步骤122不限制于任何特定的单元，因为在此执行的确定和计算可以以安培-小时、时间(例如，分钟，小时，等)或一些其它单位执行。

在步骤126，该方法确定是否有足够的机会在可用的时间量内将蓄电池完全充电。这可以很多不同的方式执行。例如，如果前述步骤已经计算出所需的电荷量以及以时间为单位的可用的电荷量，那么步骤126可将对于完全充电所需的期望充电的分钟数与直到计划的出发时间可用的分钟数进行比较，以确定是否有足够的时间将蓄电池30完全充电。如果没有足够的时间执行这一过程，那么该方法可前进至步骤130并根据被设计为解决这种情况集的一些默认充电方法给蓄电池充电；如果具有足够的时间将蓄电池完全充电，那么该方法可前进至步骤140。考虑下述示例：需要充电12小时(例如，相应于33％的SOC升高至期望的电压和电流水平)，当前时间是周四的下午五点，计划的出发时间是周五的上午九点。在这种情况下，具有足够的时间将蓄电池完全充电，因此，该方法将前进至步骤140，以开始建立充电方案的过程。然而，如果当前时间是周四的晚上11点，计划的出发时间仍然是早上九点，那么就没有足够的时间将蓄电池完全充电，在这种情况下，该方法将行进至步骤130以便默认充电过程。

步骤140，其结合图3A-4被描述，形成或安排考虑蓄电池寿命和电成本两者并且以考虑使用者的计划的出发时间和电费率偏好的方式这样做的充电方案。应理解的是，下面的讨论仅是执行本发明方法的一种可能方式的示例性示例，因为其它当然是可能的。在步骤140中，该方法将当前时间和计划的出发时间之间的时间划分或组织为时间段或时间单位，并然后根据在此描述的过程分配它们。现在转到图3A和4，更详细地描述步骤140。

考虑图4的时间图，其中当前时间(例如，车辆10插入外部电源12中的时间)是周一的下午五点，计划的出发时间是随后上午的周二的上午九点，第一组示例性充电方案300-310代表插入式电动车辆需要充电八小时的示例，第二组充电方案320-330代表不同的示例，其中车辆需要充电12小时，第三组充电方案340-350代表车辆需要充电15小时以完全充电。充电方案300-304、320-324以及340-344代表没有本发明方法辅助下形成的方案或充电计划(即，它们不代表本发明充电方法)，而充电方案306-310、326-330和346-350是使用在此描述的方法创建的。在三个充电方案的每个块或组中(例如，组300-304、组306-310、组320-324等)，上部方案(300，306，320等)代表使用者仅选择了充电属性中的低费率充电的情景，中间方案(302，308，322等)代表低费率或中间费率的选择，底部方案(304，310，324等)代表使用者选择低费率、中间费率或高费率充电的示例(即，任何时间充电)。如上所述，本发明方法不限制于在此提供的示例，因为该方法可以容易地使用在根据不同于三个定性分类(低、中间、高费率时间段)的一些方式划分或分类的时间段的情况中；这样的可能性包括多于或少于三个分类，以及其它定性或甚至定量分类，列举一些示例。

以步骤200开始，该方法识别当前时间和计划的出发时间之间所有的‘低费率’时间段。根据图4的时间图示出的示例，十个时间段360(从下午8:00-上午6:00)代表低费率或第一分类时间段。过去，充电方案可能已经通过在第一可用时间段以特定的电费率类别填充来形成-在前述充电方案300-304的情况下，下午8:00开始的时间段将首先已经充电。然而，这种类型的充电方案具有使车辆蓄电池完全充电保持在高SOC水平达较长的时间段的潜在的缺陷，这将降低蓄电池长期的健康或寿命。这就是为什么根据本发明方法形成的充电方案306-310朝计划的出发时间转移，使得蓄电池在使用者下次驾驶车辆之前处于高SOC水平达较短的周期。现在描述该过程。

步骤206确定是否有足够的低费率时间段来将蓄电池完全充电。例如，步骤206可将(在步骤118中先前确定的)给蓄电池完全充电所需的电荷量与十个低费率时间段360进行比较。在充电方案300-310的情况下，车辆需要充电八小时，并且具有十小时可用的低费率充电时间。由此，步骤206确定有足够的低费率时间段以给蓄电池完全充电，方法前进至步骤212，从而充电方案可在所有低费率时间段完成。如图4所示，三个充电方案306-310都转移在低费率时间段360内，从而它们比未类似转移的充电方案300-304更靠近计划的出发时间。换句话说，充电方案306-310包括所有可用低费率时间段的一部分；低费率时间段的该部分在时间上最靠近计划的出发时间。充电方案306-310中的每个仅包括低费率时间段(因此，满足所有的使用者选择的电费率偏好)并在上午6:00完成充电，这是最靠近计划的出发时间可用的时间段，仍是低费率段；这是朝计划的出发时间“转移”在特定时间费率分类的意思所在。该平衡的方法考虑电成本和蓄电池寿命两者。如果步骤206确定没有足够的低费率时间段将蓄电池完全充电(充电方案320-330代表的情形)，那么该方法前进至步骤216。

在步骤216，该方法将所有的低费率时间段360添加至充电方案，但是需要额外的充电时间将蓄电池完全充电。在本示例中，低费率时间段具有最便宜的电成本，因此，认为这些段将自动满足所有的使用者选择或限定的电费率偏好。同样的对于中间费率或第二分类时间段362(下午6:00-下午8:00以及上午4:00-上午6:00)未必是事实，这是为什么步骤220确定使用者选择的充电属性是否允许中间费率充电。如上所述，充电方案320-330是需要十二个小时充电来将蓄电池完全充电的示例，而方案320-324不是根据本发明方法形成的，方案326-330是根据本发明方法形成的。如果步骤220确定不允许中间费率充电，那么充电方案将仅包括之前指定的低费率时间段，步骤140将终止。这种情况由充电方案326代表，其仅包括低费率充电，但是车辆还剩两小时完全充电。如果步骤220决定允许中间费率充电，那么方法前进至步骤226。

步骤226识别在当前时间和计划的出发时间之间所有的中间费率时间段362，步骤230确定是否有足够的中间费率时间段来完成充电过程。如果具有足够的中间费率时间段或时隙将蓄电池完全充电，那么步骤236将最接近计划的出发时间的这些中间费率时间段添加至充电方案，其已经包括所有的低费率时间段360。参考图4，充电方案328以低费率时间段360完成所需12小时充电中的10小时，但仍需额外的两个小时充电将车辆完全充电。选择上午6:00-上午8:00的中间费率时隙不同于充电方案322采取的方法，其使用前一天在下午6:00-下午8:00之间的第一可用中间费率时间段。本领域技术人员将理解的是，替代的充电方案322在上午6:00完成充电，而当前的充电方案328在上午8:00完成——更接近计划的出发时间2小时。如果没有足够的中间费率时隙完成充电过程，那么该方法前进至步骤240。

在步骤240，该方法将所有的中间费率时间段362添加至充电方案，从而该方案包括所有的低费率段360和中间费率段362。这种情况，其中蓄电池完全充电所需的时间量大于低费率时间段和中间费率时间段一起，由充电方案340-350代表。应理解的是，在这一点上，该方法已经添加或包括时间段360和362，总共是14小时的充电，但是为了完全充电，还需要额外的一小时充电。接着，步骤246查询充电属性并确定是否允许高费率充电(在示例性的充电方案346-350中，仅方案350允许高费率充电)。如果步骤246确定不允许高费率充电，那么充电方案完成(尽管缺少一小时)，步骤140终止；如果步骤246确定允许高费率充电，那么该方法前进至步骤250。

步骤250识别在当前时间和计划的出发时间之间所有的高费率时间段364，步骤256将位于最接近计划的出发时间的这些高费率时间段添加至充电方案。本发明方法可以包括可选的步骤来确定是否有足够的高费率时间段完成充电过程，但是这在当前的实施例中可能不是必须的，因为步骤206已经确定具有足够可用的时间段将蓄电池完全充电，并且高费率时问段364是待考虑的最后一组时间段。如图4所示，充电方案350将位于最接近计划的出发时间(上午8:00-上午9:00)的高费率或第三分类时间段364添加至充电方案，这不同于添加时间图开始的高费率段(前一天的下午5:00-下午6:00)的充电方案344。该结果是本发明方法形成的充电方案350正好在上午9:00的计划的出发时间完成充电，而替代方案344在上午8:00完成。再一次，正是示例性方法100的提供平衡的方法充电的目标解决了电成本和整个蓄电池寿命两者。

在图4示出的每个示例中，相当的充电方案(即，具有相同的电费率偏好限制和相同的充电要求的方案，类似方案300和306、方案302和308、方案304和310等)以具有相同的整体充电成本结束，但是根据本发明方法形成的那些方案通过朝计划的出发时间转移充电改善了蓄电池的整体寿命或健康。以方案304和310为例，它们都导致了在低费率水平处的八小时充电，但是充电方案310比充电方案304更接近计划的出发时间两小时完成。相似的，充电方案322和328均以在低费率设定处十小时和在中间费率处额外的两小时为蓄电池充电，但是方案328更接近计划的出发时间两小时完成。充电方案344和350也以具有相同的总体充电成本(在低费率处十小时，在中间费率处四小时，以及在高费率处一小时)结束，但是充电方案350在计划的出发时间处完成充电过程，其在方案344后一小时。前面的例子仅意味着示出本发明方法的一些特征，并不意欲限制该方法。

返回图2，该方法100前进至步骤144，其中车辆或蓄电池根据刚形成的充电方案进行充电。当形成和/或执行在此讨论的充电方案时考虑其他的特征、因素等是可能的。这些特征的任意组合可与刚刚描述的本发明方法结合利用或使用。在这点上，方法100可结束或其前进以执行其它适合的步骤。

应理解，前面的描述不是本发明的定义，而是本发明的一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限制于在此公开的特定实施例，而是仅由以下权利要求来限定。此外，包含在前述描述的陈述涉及特定实施例，并不解释为限制本发明范围或限定权利要求中使用的术语，除了术语或短语在上面明确限定。各种其它实施例和对公开实施例的各种改变和修改对于本领域技术人员而言是显然的。例如，方法100中的一个或多个步骤可不执行或可以不应用，或者可以以与上述描述不同的顺序执行。步骤102、110和/或120的次序可以改变，或者例如，这些步骤中的一些可被省略。因此，将明白的是，包含比上述描述的步骤的全部少、和/或其步骤的不同顺序的方法100的实施例，处于本公开的精神和范围内。所有这样的其它实施例、改变和修改意在落入所附权利要求的范围内。

如在说明书和权利要求中使用的，术语“举例”、“例如”、“比如”、“如”、以及“像”以及动词“包括”、“具有”、“包含”及其其它动词形式，当结合一个或多个部件或其它项目的列表使用时，每个均解释为开放式的，意味着列表不被认为是排除其它的、额外的部件或项目。其它术语应被解释为使用它们最广义的合理含义，除非它们使用在要求不同解释的情景中。

Claims (10)

1.一种给插入式电动车辆中的蓄电池充电的方法，包括步骤：

获取电费率偏好；

获取计划的出发时间；

确定给蓄电池完全充电所需的充电量；以及

利用控制模块形成用于给蓄电池充电的充电方案，其中，所述充电方案满足电费率偏好并且朝所述计划的出发时间转移充电。

2.如权利要求1所述的方法，其中，获取电费率偏好和获取计划的出发时间的步骤还包括从使用者选择的充电属性获取电费率偏好和获取计划的出发时间。

3.如权利要求1所述的方法，其中，确定给蓄电池完全充电所需的充电量的步骤包括：确定蓄电池的当前SOC水平，确定蓄电池的完全SOC水平，并且计算给蓄电池完全充电所需的充电量使得所述当前SOC水平达到所述完全SOC水平。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所需的充电量以安培-小时为单位来计算。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所需的充电量以处于期望充电水平的时间来计算。

6.如权利要求3所述的方法，其中，确定给蓄电池完全充电所需的充电量的步骤包括：确定直到所述计划的出发时间可用的时间量，将给蓄电池完全充电所需的时间量与直到所述计划的出发时间可用的时间量进行比较，以及确定到所述计划的出发时间是否有足够的时间将蓄电池完全充电。

7.如权利要求1所述的方法，其中，形成充电方案的步骤还包括：识别在当前时间和所述计划的出发时间之间的一个或多个第一分类时间段，确定是否具有足够的第一分类时间段将蓄电池完全充电，并且当具有足够的第一分类时间段将蓄电池完全充电时，将最接近所述计划的出发时间的第一分类时间段的一部分添加至所述充电方案，从而在第一分类时间段中朝所述计划的出发时间转移充电。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一分类时间段对应于低费率时间段。

9.如权利要求7所述的方法，当没有足够的第一分类时间段将蓄电池完全充电时，那么形成充电方案的步骤还包括：识别在当前时间和所述计划的出发时间之间的一个或多个第二分类时间段，确定所述第二分类时间段是否满足电费率偏好，确定是否具有足够的组合的第一和第二分类时间段将蓄电池完全充电，并且当第二分类时间段满足电费率偏好且具有足够的组合第一和第二分类时间段将蓄电池完全充电时，将最接近所述计划的出发时间的第二分类时间段的一部分添加至所述充电方案，从而在第二分类时间段中朝所述计划的出发时间转移充电。

10.一种给插入式电动车辆中的蓄电池充电的方法，包括步骤：

获取电费率计划；

获取电费率偏好；

获取计划的出发时间；

根据所述电费率计划识别在当前时间和所述计划的出发时间之间满足电费率偏好的多个时间段；以及

利用控制模块形成用于给蓄电池充电的充电方案，其中，所述充电方案包括所述多个时间段中的一个或多个时间段，并且被设计为尽可能接近所述计划的出发时间来完成充电过程，以最小化在充电过程完成与所述计划的出发时间之间的时间量。