CN117799454A - 用于对车辆充电的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于对车辆充电的系统和方法”。公开了用于优先使用来自可再生/低碳排放能量源而不是不可再生/高碳排放能量源的能量来对车辆充电的系统和方法。所提出的系统和方法允许用户基于当前可用的能量源混合并且以最小化对环境的影响的方式识别何时对其车辆充电和/或何时从其车辆向其他结构提供能量。可以利用车内连接性来获得实时电网信息，并且然后可以创建充电时间表，所述充电时间表在可从可再生/低碳排放源获得的能量混合百分比超过预定义阈值或当实时排放水平低于预定义阈值的时间期间智能地对充电进行优先级排序。

Description

用于对车辆充电的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及电动化车辆充电领域，并且更具体地涉及被设计用于优先使用来自可再生/低碳排放能量源的能量进行充电的车辆充电系统和方法。
背景技术
插电式电动化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。牵引电池组必须定期再充电，以补充实现车辆推进所需的能量水平。许多插电式车主具有环境意识。
发明内容
根据本公开的示例性方面的车辆充电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准备ECO充电时间表以对所述牵引电池组充电。所述ECO充电时间表优先使用来自可再生/低碳排放能量源而不是不可再生/高碳排放能量源的能量来对所述牵引电池组充电。
在前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述ECO充电时间表识别来自所述可再生/低碳排放能量源的实时能量混合超过用于对所述牵引电池组充电的预定义可再生能量阈值的时间。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述预定义可再生能量阈值是从用户选择的ECO充电模式设置导出的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述实时能量混合是从基于云的服务器系统接收的电网数据导出的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述ECO充电时间表识别电网电源的实时排放速率小于用于对所述牵引电池组充电的预定义最大可接受排放速率的时间。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述预定义最大可接受排放速率阈值是从用户选择的ECO充电模式设置导出的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述实时排放速率是从基于云的服务器系统接收的电网数据导出的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述控制模块被进一步编程为确定电网电源的实时排放速率和长期平均排放速率作为准备所述ECO充电时间表的一部分。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述实时排放速率和所述长期平均排放速率是从基于云的服务器系统接收的电网数据获得的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述控制模块是由所述牵引电池组供电的机动车辆的部件。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述ECO充电时间表识别所述牵引电池组何时无法在期望出发时间之前充电到预定义车辆续航里程阈值。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述控制模块被进一步编程为当所述牵引电池组在所述期望出发时间之前不能被充电到所述预定义车辆续航里程阈值时，控制所述牵引电池组的充电而不优先考虑来自所述可再生/低碳排放能量源的能量。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述预定义车辆续航里程阈值和所述期望出发时间是从用户选择的ECO充电模式设置导出的。
根据本公开的另一个示例性方面的车辆充电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当来自可再生/低碳排放能量源的实时能量混合超过预定义可再生能量阈值时或者当电网电源的实时排放速率小于预定义最大可接受排放速率阈值时优先考虑对所述牵引电池组进行充电。
在前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述控制模块被进一步编程为确定所述牵引电池组是否可以在期望出发时间之前被充电到预定义车辆续航里程阈值。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述控制模块被进一步编程为当所述牵引电池组不能在所述期望出发时间之前被充电到所述预定义车辆续航里程阈值时，无论所述实时能量混合或所述实时排放速率如何，都命令对所述牵引电池组进行充电。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述实时能量混合和所述实时排放速率是从基于云的服务器系统接收的电网数据导出的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述预定义可再生能量阈值和所述预定义最大可接受排放速率阈值是从用户选择的ECO充电模式设置导出的。
在任一前述车辆充电系统的另一非限制性实施例中，所述控制模块被进一步编程为当可从所述电网电源获得的所述实时能量混合低于所述预定义可再生能量阈值时或者当所述电网电源的所述实时排放速率大于所述预定义最大可接受排放速率阈值时，控制所述牵引电池组为住宅结构供电。
根据本公开的另一个示例性方面的方法尤其包括基于由车辆充电系统的控制模块创建的ECO充电时间表来控制对车辆的牵引电池组的充电。所述ECO充电时间表优先使用来自可再生/低碳排放能量源而不是不可再生/高碳排放能量源的能量。
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。
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。可如下简要描述随附于具体实施方式的附图。
附图说明
图1示意性地示出了电动化车辆的第一能量传递配置。
图2示出了图1的电动化车辆的第二能量传递配置。
图3示意性地示出了图1和图2的车辆的车辆充电系统。
图4示意性地示出了另一个示例性车辆充电系统。
图5示意性地示出了ECO充电模式用户界面。
图6以图形方式示出了ECO充电模式优化控制策略。
图7是用于以优先使用来自可再生/低碳排放源的能量的方式控制电动化车辆的充电的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本公开涉及用于优先使用来自可再生/低碳排放能量源而不是不可再生/高碳排放能量源的能量来对车辆充电的系统和方法。所提出的系统和方法允许用户基于当前可用的能量源混合并且以最小化对环境的影响的方式识别何时对其车辆充电和/或何时从其车辆向其他结构提供能量。可以利用车内连接性来获得实时电网信息，并且然后可以创建充电时间表，所述充电时间表在可从可再生/低碳排放源获得的能量混合百分比超过预定义阈值或当实时排放水平低于预定义阈值的时间期间智能地对充电进行优先级排序。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特征和其他特征。
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，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”。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。尽管在图1中与EVSE 22分开示出，但是双向能量传递模块28和EVSE 22可以作为公共模块的部分集成在一起。
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。
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。
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。
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。
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。
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或者当可从电网电源32获得的可再生或低碳排放能量混合低于某个阈值时为结构14的电气负载31供电。
车辆12的车主/用户可以认为他们自己是具有环境意识的人。因此，车主/用户可能希望以尽可能环境友好的方式对车辆12充电。然而，传统上，电动化车辆车主在对其车辆充电时无法准确地量化并最大程度地减少碳排放。因此，本公开涉及用于在来自可再生/低碳排放能量源的能量贡献相对较高且因此更环境友好的时间期间优先对车辆12进行充电的系统和方法。
在不继续参考图1和图2的情况下，图3是对车辆12的车辆充电系统40的高度示意性描绘。车辆充电系统40可以被配置为提供经济或“ECO”充电模式，以在可从可再生或低碳排放源(例如，水力、太阳能、风、核能等)获得的能量大小超过预定义阈值或在电网电源32的实时排放水平低于预定义阈值的时间期间优先对牵引电池组16进行充电。因此，车辆充电系统40可以允许用户在对车辆12充电时量化并最大程度地减少碳排放。
作为车辆充电系统40的部分，车辆12可以包括电信模块42、全球定位系统(GPS)44、人机界面(HMI)46和控制模块48。这些和其他部件可以通过通信一根或多根总线45彼此互连并进行电子通信。通信总线45可为有线通信总线，诸如控制器局域网(CAN)总线，或者是无线通信总线，诸如Wi-Fi、超宽带(UWB)等。
电信模块42可被配置用于实现与基于云的服务器系统50的双向通信。电信模块42可以通过云网络52(例如，互联网)进行通信以获得存储在服务器系统50上的各种信息或向服务器系统50提供信息，所述信息随后可以由车辆12(和/或其他参与用户)访问。服务器系统50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，可随后经由一个或多个蜂窝塔54或某一其他已知的通信技术(例如，Wi-Fi、数据连接性等)将数据传输到电信模块42。经由蜂窝塔54，电信模块42可从服务器系统50接收数据或者可将数据传送回服务器系统50。尽管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在车辆12与服务器系统50之间实现双向通信。
服务器系统50可以包括存储数据的各种服务器，所述数据可以由车辆充电系统40在预期准备ECO充电时间表88时访问，所述ECO充电时间表优先使用来自可再生/低碳排放源的能量进行充电。在一个实施例中，服务器系统50包括电网数据服务器56。电网数据服务器56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对有助于电网电源32处的能量产生的能量源(例如，煤、天然气、核能、风力涡轮、太阳能、水力等)的识别、每个能量源相对于电网电源32的总能量产生的实时能量贡献、与电网电源32相关联的每个能量源的排放速率(例如，每单位能量排放，其可以被表达为CO2/千瓦时)、每个能量源的排放速率的历史平均值等。电网数据服务器56可以由与车辆12的位置或结构14处的电网电源32相关联的公用事业服务提供商操作或管理。
在另一个实施例中，服务器系统50包括存储天气相关数据的天气数据服务器58。天气相关数据可以包括但不限于包括历史天气数据的天气历史、包括通常用于给定位置区域的能量产生类型的区域特定事件和风暴剖析、包括当前和预报风速的风暴度量、当前和预报风速降雨或降雪、当前和预报温度、当前和预报风载荷、当前和预报太阳照度、当前和预报大气压力、极端天气(例如，热浪、龙卷风、飓风、大雪/暴风雪、大风、野火、暴雨等)的存在和/或可能性等。
天气数据服务器58可以例如由诸如国家气象局的组织操作或管理。替代地，天气数据服务器58可以从气象站、新闻站、远程连接的温度传感器、连接的移动装置数据库表等收集天气/气候相关数据。
在第一实施例中，车辆12的用户/车主可以使用HMI 46与服务器系统50对接以用于协调车辆充电系统40的功能。例如，HMI 46可被配备有用于允许用户与服务器系统50对接的应用程序60(例如，或另一个类似应用程序)。HMI 46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 46中的各种用户界面。车辆乘员可以经由触摸屏、触觉按钮、可听言语、言语合成等与可呈现在HMI 46上的用户界面交互。
在另一个实施例中，车辆12的用户/车主可替代地或另外地使用个人电子装置62(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50对接以协调车辆充电系统40的功能。个人电子装置62可以包括应用程序64(例如，FordPassTM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界面66来设置或控制车辆充电系统40的某些方面。应用程序64可以存储在个人电子装置62的存储器68中，并且可以由个人电子装置62的处理器70执行。个人电子装置62可另外包括收发器72，所述收发器被配置为通过蜂窝塔58或某个其他无线链路与服务器系统50通信。
GPS 44被配置为精确定位车辆12的位置坐标。GPS 44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。来自GPS 44的GPS数据可以用于确定在任何时间点与车辆12最相关的电网数据和天气数据。
控制模块48可包括硬件和软件两者，并且可能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48被编程有用于与车辆充电系统40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。尽管在图3的高度示意图内示出为单独的模块，但是电信模块42、GPS 44、HMI46和控制模块48可集成在一起作为车辆12的公共模块的部分。
控制模块48可包括处理器74和非暂时性存储器76以用于执行与车辆充电系统40相关联的各种控制策略和模式。处理器74可为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。处理器74可以可操作地耦合到存储器76并且可以被配置为基于从诸如传感器系统50、电信模块42、GPS 44、HMI 46等其他装置接收的各种输入来执行存储在控制模块48的存储器76中的一个或多个程序。
在一个实施例中，包括用于允许车辆用户采用HMI 46内的一个或多个用户界面来设置或控制车辆充电系统40的某些方面的编程的应用程序60可以存储在存储器76中并且可以由控制模块48的处理器74执行。替代地或另外，控制模块48可以被配置为与个人电子装置62通信和对接，以通过应用程序64协调和/或执行车辆充电系统40的某些方面。
控制模块48可以接收并处理各种输入以准备ECO充电时间表88，以便在对车辆12充电时优先使用可再生/低碳排放能量源。控制模块48的第一输入可以包括ECO充电模式设置78。ECO充电模式设置78可以由车辆12的用户/车主选择/输入，并且可以包括诸如以下信息：车辆续驶里程阈值，其指示无论可再生能量源/低碳排放能量源的可用性如何都应将车辆12充电到的最小续驶里程(例如，以英里、千米、荷电状态百分比等为单位)；目标出发时间，所述目标出发时间建立无论可从可再生/低碳排放能量源获得的能量大小如何都需要将车辆12充电到车辆续航里程阈值的时间；可再生/低碳排放能量源阈值，其指示充电时来自可再生/低碳排放能量源的用户的期望能量混合；期望排放缓解水平或可接受排放阈值；对能量源的特定类型的用户偏好；被分配给特定类型的能量源的加权因子，等等。
控制模块48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80。车辆信息80可以包括诸如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)等信息。
控制模块48的另一个输入可以包括从GPS 44接收的位置信息82。当准备ECO充电时间表88时，位置信息82可以用于确定车辆12的适当的电网数据和天气数据。
控制模块48的另一个输入可以包括从电网数据服务器56接收的电网信息84。电网信息84可以包括对与电网电源32相关联的每个能量源的识别、每个能量源相对于电网电源32的总能量产生的实时能量贡献、排放速率信息(例如，CO2/千瓦时)、每个能量源的历史能量产生平均值等。
控制模块48的又另一个输入可以包括从天气数据服务器58接收的天气信息86。天气信息86可以包括车辆12的位置处的风、太阳照度和一般温度/天气预报状况。例如，控制模块48可以使用天气信息86来推断所述位置处的当前天气状况对于增加可再生/低碳排放能量源的能量产生是有利的还是不利的。
基于各种输入，控制模块48可以被编程为创建ECO充电时间表88。ECO充电时间表88可以包括用于基于由电网电源32产生的可再生/低碳排放能量的大小来在车辆12插电时对所述车辆的牵引电池组16何时充电和何时不充电的指令。例如，ECO充电时间表88可以包括用于在来自可再生/低碳排放能量源的实时能量混合(例如，百分比)超过由用户设定的预定义可再生能量阈值时对车辆12充电的指令(例如，充电协议、何时充电和结束充电等)。可以通过将源自可再生/低碳排放能量源的能量混合除以电网电源32的总能量产生来计算实时能量混合。预定义可再生能量阈值可以由车辆12的用户设定为任何值，或者可以由车辆制造商预编程。
在另一个实施例中，ECO充电时间表88可以包括用于在来自电网电源32的实时排放速率(例如，CO2/千瓦时)小于由用户设定的预定义最大可接受排放速率阈值时优先考虑对车辆12进行充电的指令。预定义可接受排放速率阈值可以由车辆12的用户设定为任何值，或者可以由车辆制造商预编程。
ECO充电时间表88还可以包括用于在预定义或预期出发时间之前将车辆12充电到预定义水平的指令。这些指令可以包括用于当来自可再生/低碳排放能量源的实时能量混合小于可再生能量阈值时或者当电网电源32的实时排放速率大于预定义最大可接受排放速率阈值时将牵引电池组16仅充电到实现由用户设定的车辆续航里程阈值所需要的荷电状态的协议。
在另一个实施例中，控制模块48可以被编程为量化与电网电源32相关联的每个能量源的排放速率，然后优化用于识别何时应发生充电以最佳地最大程度地减少排放的预定义阈值，作为准备ECO充电时间表88的一部分。例如，ECO充电时间表88可以优先考虑在电网电源32的实时排放速率下降到低于预定义最大可接受排放速率阈值时进行充电，所述预定义最大可接受排放速率阈值是相对于电网电源32的长期平均排放速率来计算的。因此，在本公开的范围内，预定义阈值可以是可变阈值。
作为准备ECO充电时间表88的一部分，控制模块48可以分析历史电网数据并迭代地确定最佳排放速率阈值。该阈值将尝试最大程度地减少在车辆12的地理位置中在给定时间段(例如，上一年)内的排放，同时进一步确保车辆12每天可以充电到足够的水平。最大可接受排放速率可以是一段时间内的历史能量混合和排放以及历史车辆使用的函数。
当车辆12插电时，控制模块48可以被配置为基于ECO充电时间表88来控制充电。替代地，如果车辆12未插电，则控制模块48可以被配置为命令将一个或多个警报传送给车辆12的用户/车主。警报可以包括用于将用户引导到具有合适的可再生能量源混合或排放速率以对车辆12充电的附近充电位置的路线选择指令。例如，警报可以采用可以显示在HMI46或个人电子装置62上的一种或多种消息的形式。
ECO充电时间表88还可以指示使用来自牵引电池组16的电力为结构14供电可能是有利的时间。例如，控制模块48可以控制车辆12以在来自可再生/低碳排放能量源的能量混合小于由用户设定的可再生能量阈值或者排放速率大于由用户设定的可接受排放阈值并且当前车辆续驶里程仍然超过车辆续驶里程阈值的时间期间使用来自牵引电池组16的能量来为结构14供电。
在又一个实施例中，如果车辆12是自主车辆，则ECO充电时间表88可以包括用于进行以下操作的指令：调度车辆12行驶到一个或多个可再生/低碳排放能量站点，控制车辆12以收集可再生能量(例如，通过在可再生能量充电站点处充电)，然后控制车辆12返回到结构14以使用所收集的可再生能量为结构14供电。当可从与结构14相关联的电网电源32获得的实时可再生能量混合低于可再生能量阈值或者电网电源32的实时排放速率大于预定义最大可接受排放速率阈值时，该策略可能是有用的。
在上述实施例中，车辆12的控制模块48可以被配置为作为车辆充电系统40的通信枢纽起作用。然而，在本公开的范围内还设想了其他实施例。例如，如图4中所示，服务器系统50的控制模块90(例如，基于云的控制模块)和/或与结构14相关联的控制模块92可以被配置为作为车辆充电系统40的通信枢纽起作用。在又另一个实施例中，车辆12、结构14和服务器系统50中的每一者的相应控制模块可通过云网络52一起操作以建立用于控制车辆充电系统40的功能性，例如诸如用于创建ECO充电时间表88的控制系统。
图5中示意性地示出了可以在HMI 46或个人电子装置62上呈现给用户以用于设定/控制与车辆充电系统40的ECO充电模式相关联的某些方面的示例性用户界面94。切换开关95可以允许用户开启或关闭ECO充电模式。当关闭时，将不优先考虑从可再生/低碳排放源充电。
用户界面94的第一触觉文本框96可以用于输入车辆续航里程阈值。第二触觉文本框97可以用于输入期望出发时间。第三触觉文本框98可以用于输入期望预定义阈值(例如，可再生能量阈值、最大可接受排放速率等)。在本公开的范围内，可以在用户界面94内向用户呈现各种其他信息/提示。
图6示意性地(以图形形式)示出了可以由控制模块48执行的ECO模式优化控制策略99。可以基于电网信息84来创建电网电源32的实时排放速率100的曲线图。控制模块48还可以利用电网信息84来确定电网电源32的长期平均排放速率101。控制模块48还可以从ECO充电模式设置78导出预定义阈值102，用于确定何时应优先考虑车辆充电。当实时排放速率100下降到低于预定义阈值102时，控制模块48可以优先考虑对车辆12进行充电。在图6中，优先考虑的充电时间由交叉影线部分103示意性地指示。
继续参考图1至图6，图7(以流程图的形式)示意性地示出了用于以在对车辆12充电时优先使用来自可再生/低碳排放源而不是不可再生/高碳排放源的能量的方式控制车辆充电系统40的示例性方法110。车辆充电系统40可以被配置为采用适于执行示例性方法110的步骤的至少一部分的一种或多种算法。例如，方法110可以作为可执行指令存储在控制模块48的存储器76中，并且可执行指令可体现在可由控制模块48的处理器74执行的任何计算机可读介质内。方法110可替代地或另外作为可执行指令存储在服务器系统50的控制模块90和/或结构14的控制模块92的存储器中。
示例性方法110可在框112处开始。在框114处，方法110可以确定是否启用ECO充电模式。例如，这可以通过参考ECO充电模式设置78来完成。如果在框114处返回“否”标志，则方法110可以通过使用标准充电模式开始车辆充电来前进到框116。标准充电模式可以是未被配置为优先使用来自可再生/低碳排放源的能量进行充电的任何充电模式。
替代地，如果在框114处返回“是”标志，则方法110可以替代地发起ECO模式优化控制策略99。作为执行ECO模式优化控制策略99的一部分，控制模块48可以接收并分析各种输入，包括但不限于期望的最小荷电状态/车辆续驶里程水平、期望出发时间、期望的排放缓解阈值、具有能量源分解的实时电网使用数据、每个能量源的排放速率、历史平均排放速率、充电位置处的天气预报等。ECO模式优化控制策略99可以由控制模块48执行以创建ECO充电时间表88。
ECO模式优化控制策略99的执行可以包括以下步骤。在框118处，方法110可以确定电网电源32的实时排放速率是否小于预定义阈值。如果是，则在框120处，可以使用ECO充电模式对车辆12进行充电。值得注意的是，方法110假设车辆12插电并且状况适合于充电。
替代地，如果在框118处返回“否”标志，则方法110可以通过确定车辆12是否可以在期望出发时间之前充电到车辆续航里程阈值来前进到框122。车辆续航里程阈值和期望出发时间可以是可以从ECO充电模式设置78导出的用户定义的值。如果否，则方法110可以通过将车辆12充电到期望水平而前进到框124，而不管可从可再生/低碳排放源获得的能量流的大小如何。如果是，则方法110可以通过继续监测ECO充电机会的状况来替代地前进到框126。因此，方法110可以返回到框118，作为连续闭环充电方法的一部分。
本公开的车辆充电系统被设计成在可从可再生/低碳排放能量源获得的能量的大小超过预定义阈值的时间期间优先考虑充电。所提出的系统/方法被设计成特别是对于具有环境意识的车辆车主提供提高的客户满意度。
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。可以将来自非限制性实施例中的任一个的一些部件或特征结合来自其他非限制性实施例中的任一个的特征或部件使用。
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。
以上描述应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某些修改。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。

Claims (15)

1.一种车辆充电系统，其包括：
牵引电池组；以及
控制模块，所述控制模块被编程为准备ECO充电时间表以对所述牵引电池组充电，
其中所述ECO充电时间表优先使用来自可再生/低碳排放能量源而不是不可再生/高碳排放能量源的能量来对所述牵引电池组充电。
2.如权利要求1所述的车辆充电系统，其中所述ECO充电时间表识别来自所述可再生/低碳排放能量源的实时能量混合超过用于对所述牵引电池组充电的预定义可再生能量阈值的时间。
3.如权利要求2所述的车辆充电系统，其中所述预定义可再生能量阈值是从用户选择的ECO充电模式设置导出的，并且所述实时能量混合是从基于云的服务器系统接收的电网数据导出的。
4.如前述权利要求中任一项所述的车辆充电系统，其中所述ECO充电时间表识别电网电源的实时排放速率小于用于对所述牵引电池组充电的预定义最大可接受排放速率的时间，并且任选地其中所述预定义最大可接受排放速率阈值是从用户选择的ECO充电模式设置导出的，并且所述实时排放速率是从基于云的服务器系统接收的电网数据导出的。
5.如前述权利要求中任一项所述的车辆充电系统，其中所述控制模块被进一步编程为确定电网电源的实时排放速率和长期平均排放速率作为准备所述ECO充电时间表的部分。
6.如权利要求5所述的车辆充电系统，其中所述实时排放速率和所述长期平均排放速率是从基于云的服务器系统获得的电网数据导出的。
7.如前述权利要求中任一项所述的车辆充电系统，其中所述控制模块是由所述牵引电池组供电的机动车辆的部件。
8.如前述权利要求中任一项所述的车辆充电系统，其中所述ECO充电时间表识别所述牵引电池组何时无法在期望出发时间之前充电到预定义车辆续航里程阈值，并且任选地其中所述控制模块被进一步编程为当所述牵引电池组在所述期望出发时间之前不能被充电到所述预定义车辆续航里程阈值时，控制所述牵引电池组的充电而不优先考虑来自所述可再生/低碳排放能量源的能量。
9.如权利要求8所述的车辆充电系统，其中所述预定义车辆续航里程阈值和所述期望出发时间是从用户选择的ECO充电模式设置导出的。
10.一种方法，其包括控制如前述权利要求中任一项所述的车辆充电系统以根据所述ECO充电时间表对所述牵引电池组进行充电。
11.一种车辆充电系统，其包括：
牵引电池组；以及
控制模块，所述控制模块被编程为当来自可再生/低碳排放能量源的实时能量混合超过预定义可再生能量阈值时或者当电网电源的实时排放速率小于预定义最大可接受排放速率阈值时优先考虑对所述牵引电池组进行充电。
12.如权利要求11所述的车辆充电系统，其中所述控制模块被进一步编程为确定所述牵引电池组是否能够在期望出发时间之前被充电到预定义车辆续航里程阈值，并且任选地其中所述控制模块被进一步编程为当所述牵引电池组不能在所述期望出发时间之前被充电到所述预定义车辆续航里程阈值时，无论所述实时能量混合或所述实时排放速率如何，都命令对所述牵引电池组进行充电。
13.如权利要求11或12所述的车辆充电系统，其中所述实时能量混合和所述实时排放速率是从基于云的服务器系统接收的电网数据导出的。
14.如权利要求11至13中任一项所述的车辆充电系统，其中所述预定义可再生能量阈值和所述预定义最大可接受排放速率阈值是从用户选择的ECO充电模式设置导出的。
15.如权利要求11至14中任一项所述的车辆充电系统，其中所述控制模块被进一步编程为当可从所述电网电源获得的所述实时能量混合低于所述预定义可再生能量阈值时或者当所述电网电源的所述实时排放速率大于所述预定义最大可接受排放速率阈值时，控制所述牵引电池组为住宅结构供电。
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