CN112753150A - 具有集成充电系统的车辆 - Google Patents

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J·费绍
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Abstract

提供了一种用于执行一个或多个电动装置的充电过程的系统。该系统包括通过将充电系统安装在电动车辆上而集成到电动车辆中的充电系统。充电系统被构造成从电气化车辆的动力系统接收电力，将所接收的电力转换成能够对一个或多个电动装置充电的电流，以及基于所转换的电流对一个或多个电动装置充电。

Description

具有集成充电系统的车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月14日提交的题为“具有集成充电系统的车辆”的美国专利申请No.62/731,806的优先权，该申请通过引用整体地并出于所有目的合并于此。
技术领域
本公开总体上涉及用于对车辆和电动装置充电的方法和系统，并且更具体地涉及具有集成充电系统以控制车辆和电动装置的电力充电过程的车辆。
背景技术
最近，在各种系统中，例如发电机、汽车和其它由内燃发动机提供动力的车辆中，减少化石燃料消耗和减少排放的需要根据新政府法规、客户需求以及努力减少此类系统的工作成本而持续增长。为了解决这些需求，一些努力包括使用电动马达和内燃发动机(ICE)，例如混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)。在一些情况下，仅由电池操作的纯电动车辆(EV)已经被引入以解决需求。
因此，电动车辆(例如，混合动力和纯电动车辆)提供了传统燃料发动机系统的替代品，用于补充或完全替换该发动机系统，例如ICE。在一个示例中，替代车辆被称为增程式电动车辆(EREV)。在EREV中，主要的电动驱动利用电池或相关的可再充电能量存储系统(RESS)实现，所述电池或相关的可再充电能量存储系统(RESS)用作向马达、发电机或变速器供电的直流(DC)电压源，所述马达、发电机或变速器继而可以用于提供使车辆车轮中的一个或多个车轮旋转所需的能量。当来自RESS的充电已经耗尽时，备用电力可以来自ICE以提供辅助的车载电能产生。
为了对电动车辆充电，诸如电网系统的充电站的外部电源电联接到电动车辆的电池组件以允许对电池组件再充电。例如，电动车辆的连接器线缆可以插入到商用充电站的电插座中以用于对电动车辆充电。然而，由于每个车辆的不同能量需求和从外部电源提供给不同电动车辆的各种电源，对诸如EV、HEV和PHEV的电动车辆的充电可能是具有挑战性的。此外，充电站可以固定地位于电动车辆不能容易地到达的不期望的地点。结果，可能发生不期望的操作费用和时间的增加。这种困难的充电过程会对电动车辆和其它电动装置的充电过程产生不利影响。此外，由于电动车辆和电动装置的变化的需求，适当地控制电力充电过程是困难的和复杂的。
因此，存在开发能够更有效地控制电动车辆和相关电动装置的充电过程的增强的充电系统和方法的机会。
发明内容
本公开的各种实施方式涉及用于对一个或多个电能存储装置充电的方法和系统。所公开的一些实施方式包括通过将充电系统安装在电动车辆上来将充电系统集成到电动车辆中；由所述充电系统从所述电动车辆的动力系统接收电力；将所接收的电力转换成能够对所述一个或多个电能存储装置充电的电流；以及基于所转换的电流对一个或多个电能存储装置充电。在一个实施方式中，一个或多个电能存储装置包括一个或多个电池。在另一实施方式中，一个或多个电能存储装置安装在电动车辆中。在又一实施方式中，一个或多个电能存储装置是电网系统。
在一个实施方式中，在电动车辆处于工作中时执行对一个或多个电能存储装置充电。在另一实施方式中，在电动车辆处于静止状况时执行对一个或多个电能存储装置充电。一个实施方式还包括通过限制对一个或多个电能存储装置中的至少一个电能存储装置充电的电流来控制流向一个或多个电能存储装置的电流。另一个实施方式还包括基于以下中的至少一者来确定如何控制电流：热限制、部件的实时状况、连接的装置的充电优先级、充电时机的时间限制、能量容量、部件的最大寿命、噪声考虑和排放考虑。
本公开的一些实施方式涉及用于通过以下步骤对一个或多个电动车辆充电的方法和系统：通过将充电系统安装在电动车辆上来将充电系统集成到电动车辆中；由所述充电系统从所述电动车辆的动力系统接收电力；将所接收的电力转换成能够对一个或多个附加电动车辆充电的电流；以及基于转换的电流对一个或多个附加电动车辆充电。一个实施方式还包括接收一个或多个附加电动车辆的充电状态(SOC)信息；以及基于SOC信息，优先考虑一个或多个附加电动车辆中具有最低SOC或优先充电状态的附加电动车辆的充电时间或电力水平。另一实施方式还包括通过限制流向一个或多个附加电动车辆中的至少一个附加电动车辆的电流来控制流向一个或多个附加电动车辆的电流。在实施方式的一个方面，基于从安装在电动车辆中的远程信息处理模块接收的信息来控制电流。
本公开的一些实施方式涉及用于执行对一个或多个电能存储装置的充电过程的系统。这样的系统包括被构造成电连接到电动车辆的充电系统。通过将充电系统安装在电动车辆上，充电系统被集成到电动车辆中，并且充电系统被构造成从电动车辆的动力系统接收电力，将接收的电力转换成能够对一个或多个电能存储装置充电的电流，并且基于转换的电流对一个或多个电能存储装置充电。在一个实施方式中，该系统还包括控制器，该控制器可操作以通过限制向一个或多个电能存储装置中的至少一个电能存储装置充电的电流来控制流向一个或多个电能存储装置的电流。在另一实施方式中，所述系统还包括远程信息处理模块，所述远程信息处理模块被构造成操作地连接到所述电动车辆，并且所述控制器可操作以基于从所述远程信息处理模块接收的信息来控制所述电流。
虽然公开了多个实施方式，但是根据示出和描述所公开的主题的说明性实施方式的以下详细描述，当前公开的主题的其它实施方式对于本领域技术人员将变得显而易见。因此，附图和详细描述应被认为本质上是说明性的而非限制性的。
附图说明
通过参考结合附图的本公开的实施方式的以下描述，本公开的上述和其它特征和目的以及实现它们的方式将变得更加明显，并且本公开本身将被更好地理解，其中：
图1是根据本公开的实施方式的以用于电动车辆的集成充电系统为特征的发动机和电动系统的示意图；以及
图2是根据本公开的实施方式的图1的集成充电系统的示意图。
在所有的几个视图中，对应的附图标记表示对应的部件。尽管附图代表本公开的实施方式，但是附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被夸大以便更好地示出和解释本公开。本文阐述的范例以一种形式示出了本公开的实施方式，并且这样的范例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“部件”、“系统”、“接口”、“模块”等旨在指代计算机相关的实体，其可以是硬件、软件(例如，执行中的)和/或固件。例如，部件可以是在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、程序和/或计算机。作为说明，在服务器上运行的应用程序和服务器都可以是部件。一个或多个部件可以驻留在进程内，并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多计算机之间。
参考附图描述所要求保护的主题，其中相同的附图标记始终用于指代相同的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了众多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，显然，所要求保护的主题可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中，以方框图形式示出了公知的结构和装置以便于描述本发明。
图1示出了根据实施方式的具有集成双向充电系统102的电动车辆100，该集成双向充电系统安装在电动车辆100上并且被构造成向一个或多个其它附加电动车辆104或电动装置106提供电力。在一些实施方式中，充电系统102不仅能够对其它电动车辆104(或电动装置106)充电，而且能够对该充电系统102安装在其中的电动车辆100充电。此外，充电系统102能够从电动车辆100放电。在该示例中，电动装置106可以指包括其它电动车辆104、电网系统110、电力存储系统120(例如，外部电池)等的任何电动设备。有利的是，充电系统102可通过将充电系统102集成到其它电动车辆104中的一个中而将充电能力部署到难以到达的位置，这可容易地以更大的灵活性、速度、远程监测能力和效率来满足远程位置处的充电需求。在一些示例中，外部电力存储系统120或其它电动车辆104可以向电动车辆100提供直流(DC)电力。电动车辆100还可以将DC电力转换成交流(AC)电力，该交流电力可以用于维持或对电动车辆100上的可再充电能量存储供应装置132(例如，电池组)充电。
在各种实施方式中，集成充电系统102可以与包括电池系统和/或马达发电机的车辆一起使用，例如在2016年11月20日提交的、题为“具有用于车辆到电网电力集成的AC到DC逆变器系统的车辆”的美国专利No.9,914,361中公开的车辆，以及在2015年10月19日提交的、题为“具有用于车辆到电网电力集成的AC到DC逆变器系统的车辆”的美国专利No.9,505,311中公开的车辆，所有这些专利为了它们所教导的所有内容和为了所有目的而通过引用整体合并于此。这两个专利申请公开了能够连接到电网系统110并且包括原动机和至少一个马达发电机的车辆。
在图1中，其它电动车辆104可以经由一个或多个电连接器108插入到充电系统102，以用于执行电动车辆104的电力充电过程。例如，电连接器108可以是组合充电系统(CCS)1.0/2.0连接器或移动充电(CHAdeMO)插头，其被构造成经由链路122(例如电压链路)电联接到其它电动车辆104和充电系统102。其它合适的快速充电连接器，例如超级充电器或SAE组合连接器，也被考虑以适应不同的应用。在其它实施方式中，可以使用专有连接器来执行电力充电过程。
其它电动装置106可以插入到一个或多个电连接器109中，以连接到充电系统102，用于执行电动装置106的充电过程。例如，电连接器109可以是被构造成经由链路122电连接到电动装置106(或其它电动车辆104)和充电系统102的SAE J1772或J3068插头。也可以考虑其它合适的电动车辆导电充电联接器。在另一示例中，电连接器109可以是任何AC或DC电压连接器。
在各种实施方式中，充电系统102可以经由电连接到充电系统102的网络112连接到电网系统110和/或电力存储系统120，例如，经由链路122使用电连接器109。在一个实施方式中，电网系统10可以是在诸如商用仓库或充电站的特定商用设施中实现的电网系统。在另一实施方式中，电网系统10可以是在结合多个电力站的电网网络中实现的电网系统，所述电力站诸如发电厂和其它发电设施。可以设想，本公开可以应用于具有并联混合动力系统的电动车辆100、增程式车辆或串联混合动力车辆以适应不同的应用。因此，电动车辆100包括具有电动推进系统的任何电动车辆(例如，混合动力、纯电动和/或增程式车辆)。
尽管示出了具有内燃发动机114(例如，柴油发动机)的电动车辆100，但是本公开可以应用于仅由电池供电而没有发动机114的纯电动车辆。在该示例中，电动车辆100可以包括具有曲轴116和联接到曲轴116的曲轴链轮(未示出)的内燃发动机114。发动机114不特别限于任何特定类型，并且可以是任何类型的往复式发动机，例如柴油发动机或汽油发动机。例如，内燃发动机114可以相对于电动车辆100车载的(例如，增程式车辆)或车外的(例如，位于商业仓库的发电机组)。
电动车辆100还可以包括与曲轴链轮机械连通的电动动力系统118(例如，PHEV驱动或传动系统)。例如，电动动力系统118可以是用于电动车辆100的推进的牵引马达。在各种实施方式中，电动动力系统118可经由曲轴116联接到发动机114和变速器。在各种实施方式中，电动动力系统118与车轮124机械连通，并且还与电力分配单元(PDU)126电连通。在各种实施方式中，电力分配单元126可以是具有逆变器和/或车载充电器的高电压电力分配单元。
在一个示例中，通过处于机械连通，可以维持相对位置，并且可以继续控制发动机114的工作。此外，电动动力系统118不受特别限制，并且例如可以是马达/发电机、同步马达或感应马达。在另一示例中，通过与电力分配单元126电连通，电力分配单元126经由链路122与电动动力系统118电连通以提供电力。
此外，电力分配单元126经由另一链路123，诸如以实线示出的DC高电压链路，与充电系统102电通信。在一个示例中，电力分配单元126经由另一链路123向充电系统102提供DC电力。这样，DC电力可以用于对其它电动车辆104、电动装置106、电网系统110和/或电力存储系统120充电。因此，有利的是，可以在电动车辆100处于工作中时(例如，在驾驶时)执行充电过程。在另一示例中，可以在电动车辆100处于静止状况时(例如，在停车时)执行充电过程。
电力分配单元126也可以电连接到电动车辆100的其它部件以提供电力。例如，电力分配单元126可以经由链路123联接到电池管理系统(BMS)128和加热器130。在该示例中，可再充电能量存储供应装置132(例如，电池组)可连通地和/或电气地连接到BMS 128。其它连接器(例如，J1772插座)可连接到电力分配单元126以用于向其它电动装置提供电力。
在一些实施方式中，电动车辆100还包括经由通信链路136与充电系统102电通信的控制器134，并且可以包括存储指令代码的非瞬态存储器存储介质138，所述指令代码在由处理器执行时使处理器控制由充电系统102执行的充电过程。在该示例中，充电系统102从诸如电池组的可再充电能量存储供应装置132电气地接收电力，并且BMS 128(或电力分配单元126)可以向控制器134提供表示充电状态(SOC)信息的数据。非瞬态存储器存储介质138和控制器134不受特别限制，并且可以例如与电动车辆100物理地分开。
在某些实施方式中，控制器134可形成处理子系统(例如，车辆控制单元或发动机控制模块)的一部分，该处理子系统包括具有存储器、处理和通信硬件的一个或多个计算装置。控制器134可以是单个装置或分布式装置，并且控制器134的功能可以由硬件执行和/或作为非瞬态计算机可读存储介质(诸如非瞬态存储器存储介质138)上的计算机可执行指令来执行。也可以设想其它合适的布置，例如电力充电控制算法，以适合不同的应用。
在某些实施方式中，控制器134包括一个或多个解释器、确定器、评估器、调节器和/或功能上执行控制器134的操作的处理器。包括解释器、确定器、评估器、调节器和/或处理器的本文的描述强调控制器134的某些方面的结构独立性，并且示出控制器134的操作和责任的一个分组。执行类似的总体操作的其它分组被理解为在本公开的范围内。解释器、确定器、评估器、调节器和处理器可以以硬件和/或作为非瞬态计算机可读存储介质上的计算机指令来实现，并且可以横跨各种硬件或基于计算机的部件分布。
功能上执行控制器134的操作的示例和非限制性实现元件包括：提供本文确定的任何值的传感器；提供任何值的传感器，所述值是本文所确定的值的前体(precursor)；数据链路和/或网络硬件，包括：通信芯片、振荡晶体、通信链路、线缆、双绞线、同轴线、屏蔽线、发送器、接收器和/或收发器；逻辑电路；硬连线逻辑电路；根据模块规格构造的处于特定非瞬态状态的可重新构造逻辑电路；包括至少电气、液压或气动致动器的任何致动器；螺线管；运算放大器；模拟控制元件(弹簧、过滤器、积分器、加法器、除法器、增益元件)；和/或数字控制元件。
本文描述的操作包括解释和/或确定一个或多个参数或数据结构的操作。如本文所使用的，解释或确定包括：通过本领域已知的任何方法接收值，包括至少从数据链路或网络通信接收值，接收指示值的电子信号(例如电压、频率、电流或PWM信号)，接收指示值的计算机生成的参数，从非瞬态计算机可读存储介质上的存储器位置读取值，通过本领域已知的任何手段接收作为运行时间参数的值，接收通过其可以计算所解释的参数的值，和/或参考被解释为参数值的默认值。
对于网络112，可以设想具有通过通信信道互连的计算机、服务器和其它硬件的集合的任何类型的计算机网络，诸如因特网、内联网、以太网、LAN等。在一个实施方式中，控制器134与网络112，例如无线通信设施(例如Wi-Fi接入点)对接。也可以设想本领域已知的其它类似网络。例如，网络112可以是电动车辆100、104和电网系统110之间的车辆到电网(V2G)网络，或者第一电动车辆100或104和第二电动车辆100或104之间的车辆到车辆(V2V)网络。也可以设想包括其它多个车辆的电动车辆100、104的其它合适的布置以适合应用。例如，控制器134、充电系统102和电力分配单元126可与控制器局域网(CAN)140或其它串行总线系统通信，以便与电动车辆100中的各种部件和传感器通信。
控制器134被构造成控制电动车辆104和/或电动装置106的充电过程以满足电动车辆104和/或电动装置106的一个或多个任务要求。任务要求指的是实现要由电动车辆104执行的一个或多个任务所需的状况，诸如电池操作时段、电池寿命、电池充电状态、里程数目或要覆盖的区域等。这样，基于电动车辆104、电动装置106、电网系统110和/或电力存储系统120中的任何两者之间的双向信息交换，充电过程由控制器134自动控制。在一些示例中，使用任何前述通信信道经由空中无线连接来控制电动车辆100和104，使得相应地管理电力输入和输出。例如，可以指示电动车辆100停止输出电力，再充电一定长度的时间，然后在之后重新开始输出电力，并且可以指示电动车辆104仅在一天中的一个或多个预定时间被充电，等等。在一些示例中，电动车辆100还可以测量输出的电力量和/或输出电力所花费的时间长度，以便例如在与网络112通信的数据库中记录或存储诸如充电信息的数据，如先前所解释的。例如，充电信息然后可以被发送到正在充电的电动车辆104的用户，并且可以针对正在向车辆104充电的电力量或者电动车辆100在对另一车辆104充电上已经花费的时间长度来向用户计费。
在一些实施方式中，除了能够产生从诸如可再充电能量存储供应装置132的能量存储系统输出的车载电力，或者能够从ICE/发电机组合产生电力之外，任何车辆还可以(即，替代地或附加地)连接到外部电源(例如，风力、太阳能、电池系统、发动机燃料源)并使用其车载电子器件和能量存储系统来存储和调节电力，以用于通过AC和DC这两种形式的各种车辆充电器进行外部车辆充电。相同的能力可用于对固定的、非车辆的或越野电池系统充电。在一些示例中，诸如电动车辆100的充电车辆可以连接到辅助能量源，该辅助能量源可以包括太阳能面板或太阳能发电场(光伏电力站)、风力涡轮机、可再生气体源、氢燃料供给等，并且由这样的外部电源提供的能量可以被转换成除了充电车辆可以承载的任何车载燃料之外的可输出AC或DC电力。在一些示例中，辅助能量源可以是移动的并且直接安装在充电车辆上，诸如在太阳能面板或风力涡轮机的情况下。
电动车辆100还能够利用具有“V2G”能力的其它车辆的电力输出能力，并且能够使用其车载电子器件和能量存储系统从一个或多个其它电动车辆104汲取电力，然后将电力分配到一个或多个其它电动车辆104以提供对等的充电。例如，当车载能量耗尽时，或者当发动机工作是不期望或不可能的时，该功能是有用的。也可以设想其它合适的应用，例如军用或应急响应车辆。相同的能力可用于从固定的、非车辆的或越野的电池系统汲取电力。另外，相同的能力可用于对固定的、非车辆的或越野电池系统充电。
电动车辆100还可以运输或存储非接触式感应或电容充电器，该充电器可以被部署为对需要这种充电形式的其它电动车辆104进行充电。相同的能力可用于对固定的、非车辆的或越野电池系统充电。
电动车辆100还可以连接到外部充电基础设施，在该外部充电基础设施处安装了现有充电器的组，但是不存在电网电力。当常规电网电力不可用时，这种能力将电网电力提供给外部充电基础设施。
电动车辆100还可以包括充电优先次序控制算法，由此车辆从要充电的其它电动车辆104接收或检测充电状态(SOC)信息，并且可以优先考虑具有最低充电状态或具有优先充电状态的(一个或多个)电动车辆的充电时间或电力水平。电动车辆100可以使用嵌入式逻辑(即，如果存在对可用能量或充电时间的限制，则优先考虑具有最低SOC的电动车辆)，或者电动车辆100可以经由操作地联接到其的远程信息处理系统或远程信息处理模块接收外部指令。电动车辆100还可以经由远程信息处理系统报告充电活动、状态和预测。
一个或多个电动车辆100可以作为移动充电基础设施工作，该移动充电基础设施可以将其自身驱动到目标目的地地点(例如，音乐会、体育赛事等)，并且还可以在需要时使用4轮驱动，并且多个这样的电动车辆100可以以主要/复制关系分组，其中主要车辆建立用于复制车辆跟随的电网频率和电网形成特性。
电动车辆100还可以具有在途中对单独/运输的电池充电以部署那些电池用于固定能量存储应用的能力。例如，卡车可以对耗尽的固定能量存储系统充电，或者可以收集和运输电池，并且在途中使用车辆的AC和DC充电能力对它们充电。在紧急管理情况下重新部署电池可能需要以耗尽的电池启动，这些耗尽的电池需要在到达时充电。对于上面讨论的电动车辆100的这些应用，控制器134可以用于执行控制战略和能量管理策略。
虽然充电系统102被构造成提供各种电压和相位，但是充电系统102还能够在孤岛模式和电网同步模式下工作。在“孤岛模式”中，充电系统102作为电网形成电源工作，并且用作限定AC频率和电压波形式的主要电压源。在“电网同步模式”中，充电系统102作为跟随由另一源提供的电压波形式的电流源工作。输出单元能够自动地同步和匹配任何电压、频率和方向的通电(即“带电”)电压源。可以在精确的正确时间利用内部接触器进行向带电电网的最终连接，以维持同步并防止电弧闪光暴露。电网同步模式还支持具有“故意孤岛”特征的电网电力损失。这确保了当主要电网下降并且负载转移到车辆输出系统时，最终负载不会经历IEEE规格之外的电力下降。
充电系统102可以包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令包括一个或多个安全特征以保护电动车辆100、其操作者和电网负载。例如，充电系统102可以自动检测以下中的一者或多者：误连接、缺少布线、短路的腿连接、不良接地、不期望的电压选择、IEEE规格之外的电压源、存在不期望的电压、三相旋转方向、以及线到中性点电压。如果检测到安全风险，则充电系统102自动关闭并且保持不被启用，直到安全风险被纠正。在一些实施方式中，即使当充电系统102不输出电力时，内置的仪表也可以向操作者显示任何检测到的电压、频率和旋转。
充电系统102的另一特征是用于高电力电网充电的能力。充电系统102可以以全功率双向工作以对车辆的电池充电。该双向能力为V2G能力提供所有必要的硬件。例如，充电系统102可支持高功率车辆到电网能量传递。在一些实施方式中，充电系统102可以与双向远程信息处理集成，使得电动车辆100可以支持“分布式电网”并且可以帮助“高峰调节”。
当充电系统102在PHEV上实现时，用于输出电力的能量源是可选择的。例如，在“零排放”模式中，电动车辆100的整个系统是安静、清洁的，并且具有低得多的热特征，但是能量是有限的。在这种模式下，所有电能来自车载高电压电池，并且持续时间取决于负载和车载电池容量。
另一方面，在“自动发电”模式中，电力在高达系统容量的任何额定功率下无限可用。这允许24/7连续电力输出操作(燃料可用性允许)。通过优化所需电力的发动机工作循环，可以最有效地使用ICE发电机组。发动机速度可以不直接链接到AC负载，并且高电压电池系统可以用作用于瞬时电力需求的过滤器。
有利地，发现充电系统102的响应和电力调节可以比使用与输出频率同步的旋转电动AC机器的传统发电机更好。此外，每kWh的排放可以低于传统发电机，因为即使在低负载下发动机也从不空转，并且它将简单地关闭发动机(当这样做是有效的时)。还发现，在工作期间，发动机114比其传统的发电机对应物更安静和更清洁。这与零排放能力结合可以允许电动车辆100在人口中心附近的低噪声或低排放受限区域中工作。至少由于这些原因，每千瓦小时的燃料消耗优于传统发电机。
在各种实施方式中，控制器134可以策略性地从动力系统中的一个或多个能量源提供电力，包括但不限于：车载高电压电池(例如电池132)、联接到驱动轮的马达/发电机、结合到内燃发动机114的马达/发电机、和燃料电池。控制器134还可以执行这些能量源的智能管理技术和一个或多个电气“充电”连接的输出的管理。在一些示例中，燃料电池可以是氢质子交换膜(PEM)或固体氧化物燃料电池(SOFC)，其将诸如氢、天然气或其它合适的碳氢化合物的燃料源转换为电力，该电力然后可以用于对在电动车辆100上的诸如电池132的高电压电池充电。而且，燃料电池可用于产生电力，该电力可以以AC或DC形式输出以对其它电动车辆、电网、能量存储装置等充电。此外，燃料电池可单独使用或与充电车辆(例如，电动车辆100)上的电池结合使用，使得燃料电池降低充电车辆上的电池系统的容量和成本。
在一些实施方式中，一个或多个车辆充电插头，例如电连接器108和109，可以操纵由充电插头提供给正在被充电的车辆的标准控制信号。在本公开中，控制信号可以是可变的，并且由管理电能流的中央软件控制。能量流策略可基于多个因素来确定，例如部件的热限制和实时状况、连接的装置的充电优先级、充电时机的时间限制、能量容量、部件的最大寿命、噪声考虑、排放考虑。
例如，充电系统102可以为了效率而利用一个或多个DC到DC逆变器将车载电池组132的DC电压转换成被充电的目标车辆的适当DC电压。这些充电器可以使用用于DC电力的通用车辆充电标准，诸如CHAdeMO或SAE CCS 1.0或CCS 2.0插头，以对诸如电动车辆104的目标车辆充电。充电系统102还可以使用一个或多个DC到AC逆变器来为AC高电力充电器供电。这些充电器可以使用AC电力的通用车辆充电标准，例如J1772或J3068插头，以对目标车辆充电。在另一实施方式中，充电系统102可使用AC到DC逆变器来提供与AC充电组合的DC快速充电。也设想逆变器和充电器的其它合适的组合以适合不同的应用。
图2示出了根据一个实施方式的图1中所示的集成充电系统102的构造。在所示实施方式中，充电系统102从电动车辆100的可再充电能量存储供应装置132接收DC电流。在另一个实施方式中，充电系统102从电力分配单元126接收DC电流。其它合适的电源，例如独立的或集成的电池和/或发电机，也可用于将DC电流传输到充电系统102。
充电系统102中包括断路器或断开系统142，该断路器或断开系统142被构造成选择性地将接收的DC电流传输到一个或多个电动模块144、146、148、150。尽管示出了四个模块144、146、148、150，但是可以设想任何数量(例如，两个、三个、六个等)的电动模块以适应不同的应用。在一个示例中，断路器142被构造成选择性地将所接收的DC电流的电力分配给电动模块144、146、148、150中的至少一个。在图2中，电动模块144和146(或148和150)以并联形式电连接到断路器142。可以设想其它合适的构造，例如串联连接。在该示例中，模块144、146中的每一个可以是能够供应大约50千瓦(kW)的电力模块。
在一个实施方式中，电动模块144是第一电动模块，并且电动模块146是第二电动模块。在该示例中，第一电动模块144可以是50kW的DC到DC逆变器，该第一电动模块144被构造成将DC电流转换成另一DC电流(例如，从650VDC到400VDC或500VDC)。在另一实施方式中，一个或多个电动模块可以是DC到AC逆变器以适应不同的应用。第一电动模块144被构造成从断路器142接收DC电流，将该DC电流转换成另一DC电流，并且将转换的DC电流传输到第一节点控制器152a。节点控制器152a、152b被构造成基于经由通信链路136和/或CAN 140从控制器134接收的控制信号来控制充电系统102中的一个或多个电路节点上的电流。例如，第一节点控制器152a被构造成从第一电动模块144接收DC电流并且选择性地将DC电流传输到第一继电器开关154a。第一继电器开关154a被构造成将DC电流传输到第一电连接器108a以用于执行充电过程。例如，电动车辆104可以连接到第一电连接器108a以使用CCS连接器进行充电。
类似地，第二电动模块146可以是被构造成将DC电流转换成另一DC电流的另一50kW DC到DC逆变器。第二电动模块146被构造成从断路器142接收DC电流，将该DC电流转换成另一DC电流，并且将转换的DC电流传输到第二节点控制器152b。例如，第二节点控制器152b被构造成从第二电动模块146接收DC电流，并且选择性地将DC电流传输到第二继电器开关154b。第二继电器开关154b被构造成将DC电流传输到第二电连接器108b以用于执行充电过程。例如，电动车辆104可以连接到第二电连接器108b以使用CHAdeMO插头进行充电。
在各种实施方式中，为了帮助控制第一节点控制器152a和第二节点控制器152b，充电系统102包括接口模块156，该接口模块被构造成经由通信链路136和/或CAN140从控制器134接收控制信号。如上所述，控制信号用于控制充电系统102中的一个或多个电路节点上的电流。另外，接口模块156可以连接到安全开关158，以在操作期间根据需要开启或关闭第一节点控制器152a和第二节点控制器152b。诸如模块144、146、148和150的其它模块也可以由接口模块156控制以适应不同的应用。
在一个实施方式中，电动模块148是第三电动模块，并且电动模块150是第四电动模块。在该示例中，第三电动模块148可以是5kW DC到AC逆变器，该5kW DC到AC逆变器被构造成将DC电流转换成AC电流(例如，从600VDC到120VAC或240VAC)。在另一实施方式中，一个或多个电动模块可以是DC到DC逆变器以适应不同的应用。第三电动模块148被构造成从断路器142接收DC电流，将该DC电流转换成AC电流(例如，120VAC)，并且将转换的AC电流传输到出口160。例如，出口160可以被构造成使用J1772插头将AC电流输送到一个或多个电动装置106。
类似地，第四电动模块150可以是15kW DC到DC逆变器，该15kW DC到DC逆变器被构造成将DC电流转换为AC电流。第四电动模块150被构造成从断路器142接收DC电流，将DC电流转换成AC电流(例如，240VAC)，并且选择性地将转换的AC电流传输到一个或多个其它断路器162a、162b。断路器162a、162b被构造成选择性地将从第四电动模块150接收的AC电流传输到一个或多个充电器164a、164b。例如，每个充电器164a、164b可被构造成使用J1772插头将AC电流输送到一个或多个电动装置106。
这些模块中的任何一个都可以被控制以基于被充电的车辆或装置的期望优先级来输送全额定功率或部分功率。该优先级可以随着来自本地操作者的输入或通过双向远程信息处理链路、使用蜂窝数据或Wi-Fi传输而实时改变。所允许的电力水平可以由车辆动力系统控制器控制，例如控制器134。在DC到AC转换的情况下的电力水平可被传送到设置电力汲取的电气化车辆或电能存储车载装置。这可通过更改标准SAE J1772或J3068连接中的标准引导信号来完成，但可以以其它合适方式传送到目标车辆或装置，例如电动车辆104和电动装置106。
除了远程控制之外，远程信息处理链路可以用于监测具有集成的充电系统102的车辆，以及正被充电的目标车辆/装置。被监测的信号包括但不限于充电车辆的电池充电状态、液体燃料水平、内部部件温度、故障状态和对目标车辆/装置完全充电的剩余时间。
在本文讨论的任何实施方式和示例中，可能期望使EV、HEV和/或PHEV车辆连接到AC电力线并且将电力从车辆传递到AC电力线，以及将电力从AC电力线传递到车辆。在其它实施方式中，可能期望使EV、HEV和/或PHEV车辆连接到DC电力线并且将电力从车辆传递到DC电力线，以及将电力从DC电力线传递到车辆。在一个示例中，电力公用事业公司拥有并操作车队以派遣到现场并修理、安装和/或更换电力线和/或电网的部分。
在本申请的许多方面，公开了车辆和/或系统，其能够以较高的能量效率控制电力产生，以便从“车载”车辆液体或碳基燃料向电能(例如，可能向电网)传递能量，并且可能同时维持主车辆牵引能量存储电池的充电状态(SOC)。这种更高的能量效率可以允许移动动力平台(例如，发动机和/或车辆底盘)以传递高动力。在一个方面，通过避免标准内燃发动机的典型的高排热，这是可能的，例如，这通常是因为对发动机动力的低效控制(例如节流)或使用单个发电机。
在一个方面，车辆可以设计成具有足够大的电池组以存储足够的能量，从而允许调平来自“原动机”(例如，内燃(IC)发动机、燃料电池、压缩天然气(CNG)发动机或可以依赖于除电力之外的燃料源的任何其它发动机/原动机，该燃料源如汽油、天然气、任何其它碳基燃料或任何液体燃料)的负载。应当理解，在此对这些类型的发动机/原动机中的一种的任何提及也适用于本说明书的其它发动机/原动机。由于PHEV设计的大牵引电池，可能希望和/或可能以高得多的效率操作发动机，并因此通过使用电池吸收和输送连续电力到负载而引起少得多的排热。
应当理解，本文包含的各个附图中所示的连接线旨在表示各元件之间的功能关系和/或物理联接。应当注意，在实际系统中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可以引起任何益处、优点或解决方案发生或变得更加显著的任何元素不应被解释为关键的、必需的或基本的特征或元素。因此，本发明的范围不受所附权利要求之外任何的限制，其中除非明确说明，否则以单数形式提及元件并不意味着“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。此外，在权利要求中使用与“A、B或C中的至少一者”类似的短语的情况下，该短语旨在被解释为意味着在一个实施方式中可以只存在A，在一个实施方式中可以只存在B，在一个实施方式中可以只存在C，或者在单个实施方式中可以存在元件A、B或C的任意组合；例如A和B、A和C、B和C、或A和B和C。
在本文的详细描述中，对“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等的引用指示所描述的实施方式可包括特定特征、结构或特性，但每个实施方式可不一定包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施方式。此外，当结合实施方式描述特定特征、结构或特性时，认为结合其它实施方式来影响这种特征、结构或特性是在受益于本公开的本领域技术人员的知识范围内，而不管是否明确描述。在阅读了本说明书之后，相关领域的技术人员将清楚如何在替代实施方式中实现本公开。
此外，本公开中的元件、部件或方法步骤都不旨在专用于公众，不管该元件、部件或方法步骤是否在权利要求中明确叙述。除非使用短语“意指”明确地叙述了本文的权利要求元素，否则不应在35U.S.C.112(f)的条款下解释该元素。如本文所使用的，术语“包括”、“包含”或其任何其它变形旨在覆盖非排他性的包含，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或设备不仅包括这些元素，而且可以包括未明确列出的或对于该过程、方法、物品或设备固有的其它元素。
在不脱离当前公开的主题的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施方式进行各种修改和添加。例如，虽然上述实施方式涉及特定特征，但是本公开的范围还包括具有特征的不同组合的实施方式和不包括所述特征中的所有特征的实施方式。因此，本文公开的主题的范围旨在涵盖落入权利要求及其所有等效物的范围内的所有这样的替代、修改和变化。

Claims (15)

1.一种对一个或多个电能存储装置充电的方法，所述方法包括：
由安装在电动车辆上的充电系统从所述电动车辆的动力系统接收电力；
将所接收的电力转换成能够对所述一个或多个电能存储装置充电的电流；以及
基于所转换的电流对所述一个或多个电能存储装置充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个电能存储装置包括一个或多个电池。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个电能存储装置安装在所述电动车辆中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个电能存储装置包括电网系统。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述电动车辆处于工作中时执行对所述一个或多个电能存储装置充电。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述电动车辆处于静止状况时执行对所述一个或多个电能存储装置充电。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过限制向所述一个或多个电能存储装置中的至少一个电能存储装置充电的所述电流来控制流向所述一个或多个电能存储装置的所述电流。
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括基于以下中的至少一者来确定如何控制所述电流：热限制、部件的实时状况、连接的装置的充电优先级、充电时机的时间限制、能量容量、部件的最大寿命、噪声考虑和排放考虑。
9.一种对一个或多个电动车辆充电的方法，所述方法包括：
由安装在电动车辆上的充电系统从所述电动车辆的动力系统接收电力；
将所接收的电力转换成能够对一个或多个附加电动车辆充电的电流；以及
基于所转换的电流对所述一个或多个附加电动车辆充电。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
接收所述一个或多个附加电动车辆的充电状态(SOC)信息；以及
基于所述SOC信息，优先考虑所述一个或多个附加电动车辆中具有最低SOC或优先充电状态的附加电动车辆的充电时间或电力水平。
11.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括通过限制流向所述一个或多个附加电动车辆中的至少一个附加电动车辆的所述电流来控制流向所述一个或多个附加电动车辆的所述电流。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，基于从安装在所述电动车辆中的远程信息处理模块接收的信息来控制所述电流。
13.一种用于执行一个或多个电能存储装置的充电过程的系统，所述系统包括：
充电系统，所述充电系统安装在电动车辆上并且被构造成电连接到所述电动车辆，其中，所述充电系统被构造成从所述电动车辆的动力系统接收电力，将所接收的电力转换成能够对所述一个或多个电能存储装置充电的电流，并且基于所转换的电流对所述一个或多个电能存储装置充电。
14.根据权利要求13所述的系统，所述系统还包括控制器，所述控制器能够操作以通过限制向所述一个或多个电能存储装置中的至少一个电能存储装置充电的所述电流来控制流向所述一个或多个电能存储装置的所述电流。
15.根据权利要求13所述的系统，所述系统还包括远程信息处理模块，所述远程信息处理模块被构造成以可操作的方式连接到所述电动车辆，其中，所述控制器能够操作以基于从所述远程信息处理模块接收的信息来控制所述电流。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022006706A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 深圳欣锐科技股份有限公司 一种集成控制装置和新能源汽车
US11812550B2 (en) * 2020-10-30 2023-11-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Embedding method of a flat heat pipe into PCB for active device cooling
JP7276305B2 (ja) * 2020-11-17 2023-05-18 トヨタ自動車株式会社 情報作成装置、情報作成プログラム及び給電制御システム
SE2150476A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-17 Volvo Truck Corp External energy transfer tactics for heavy-duty vehicles
EP4323227A1 (en) * 2021-04-16 2024-02-21 Volvo Truck Corporation External energy transfer tactics for heavy-duty vehicles
US20220379769A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 Netzero V2G Technologies Llc Bidirectional AC V2G for Multifamily/Workplace Electric Vehicle Charging
DE102022121235A1 (de) 2022-08-23 2024-02-29 Man Truck & Bus Se Fahrzeug-Ladekommunikationsvorrichtung zur Herstellung einer Ladekommunikationsverbindung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11285109A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Sharp Corp 無人搬送車及びその充電制御方法
US7443049B1 (en) * 2005-08-02 2008-10-28 Yazaki North America, Inc. Bi-directional inverter control for high voltage charge/discharge for automobiles
US20090250277A1 (en) * 2007-01-12 2009-10-08 Grand Kerry E Battery Equalization Using a Plug-In Charger in a Hybrid Electric Vehicle
US20120299531A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Green Charge Networks Llc Charging Service Vehicles and Methods Using Modular Batteries
CN103010035A (zh) * 2011-09-20 2013-04-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于电动或混合动力车辆的车载电力线调节系统
US20140089064A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Elwha Llc Systems and methods for transferring electrical energy between vehicles
CN107117046A (zh) * 2016-02-25 2017-09-01 福特全球技术公司 车辆充电系统

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7434636B2 (en) * 2005-03-18 2008-10-14 Sutherland Danilo R Power system for electric and hybrid vehicles
KR20080003905A (ko) * 2005-05-05 2008-01-08 에이에프에스 트리니티 파워 코포레이션 고속 에너지 저장 장치를 포함하는 플러그인 하이브리드차량
JP2009508763A (ja) * 2005-09-23 2009-03-05 エーエフエス トリニティ パワー コーポレーション 高速エネルギー蓄積装置を備えるプラグイン式ハイブリッド推進のパワーエレクトロニクス機器および制御の方法および装置
US8068947B2 (en) * 2006-11-28 2011-11-29 GM Global Technology Operations LLC Range maximization of a hybrid vehicle operating in an electric vehicle operating state
US8054048B2 (en) * 2007-10-04 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Power grid load management for plug-in vehicles
EP2308708B1 (de) * 2009-09-16 2016-08-17 swissauto powersport llc Elektrofahrzeug mit Reichweitenverlängerung
US20130020993A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Green Charge Networks Llc Multi-Mode Electric Vehicle Charging Station
US9153847B2 (en) * 2011-11-04 2015-10-06 Honda Motor Co., Ltd. Grid connected solar battery charging device for home and vehicle energy management
US11225240B2 (en) * 2011-12-02 2022-01-18 Power Technology Holdings, Llc Hybrid vehicle drive system and method for fuel reduction during idle
KR101336794B1 (ko) * 2011-12-21 2013-12-04 재단법인 전북자동차기술원 전기자동차용 통합 배터리 충전시스템 및 그 운용방법
US8933661B2 (en) * 2012-04-30 2015-01-13 Tesla Motors, Inc. Integrated inductive and conductive electrical charging system
US10046661B2 (en) * 2013-10-09 2018-08-14 Ford Global Technologies, Llc Detection of on-board charger connection to electric vehicle supply equipment
EP3138180A4 (fr) 2014-04-29 2018-05-02 Hydro-Québec Système de recharge bidirectionnelle pour véhicule électrique
US9193273B1 (en) 2014-06-15 2015-11-24 Efficient Drivetrains, Inc. Vehicle with AC-to-DC inverter system for vehicle-to-grid power integration
US11479139B2 (en) * 2015-09-11 2022-10-25 Invertedpower Pty Ltd Methods and systems for an integrated charging system for an electric vehicle
US10124679B2 (en) * 2015-10-30 2018-11-13 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for recharging an energy storage device on a vehicle
FR3047448B1 (fr) 2016-02-08 2019-06-14 Gse Integration Systeme de distribution d’energie electrique pour vehicule automobile
US10919401B2 (en) * 2017-01-12 2021-02-16 Ford Global Technologies, Llc Integrated wireless power transfer system
US10377260B2 (en) * 2017-01-13 2019-08-13 Uber Technologies, Inc. Charge control system for mobile energy storage fleet
US10118605B2 (en) * 2017-03-13 2018-11-06 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for a hybrid vehicle
EP3628109B1 (en) * 2017-06-13 2023-11-22 The Governing Council of the University of Toronto Systems and methods for an on-board fast charger
US10882412B2 (en) * 2017-12-01 2021-01-05 Intertie, Incorporated Devices, systems, and related methods for power conversion and management
WO2019199964A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-17 University Of Maryland College Park Vehicle on-board charger for bi-directional charging of low/high voltage batteries
US10759298B2 (en) * 2018-08-29 2020-09-01 GM Global Technology Operations LLC Electric-drive motor vehicles, systems, and control logic for predictive charge planning and powertrain control

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11285109A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Sharp Corp 無人搬送車及びその充電制御方法
US7443049B1 (en) * 2005-08-02 2008-10-28 Yazaki North America, Inc. Bi-directional inverter control for high voltage charge/discharge for automobiles
US20090250277A1 (en) * 2007-01-12 2009-10-08 Grand Kerry E Battery Equalization Using a Plug-In Charger in a Hybrid Electric Vehicle
US20120299531A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Green Charge Networks Llc Charging Service Vehicles and Methods Using Modular Batteries
CN103010035A (zh) * 2011-09-20 2013-04-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于电动或混合动力车辆的车载电力线调节系统
US20140089064A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Elwha Llc Systems and methods for transferring electrical energy between vehicles
CN107117046A (zh) * 2016-02-25 2017-09-01 福特全球技术公司 车辆充电系统

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Publication number Publication date
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