[发明专利]具有可变功率分配的多端口车辆DC充电系统

说明书

提供了一种电池充电站和使用方法。该充电站包括多个充电端口以及多个功率级，其中每级提供该站点的最大可用充电功率的一部分。开关系统基于充电站和车辆状态以及预定义的功率分配规则集合将功率级的输出耦合至充电端口。当前充电站和车辆状态可以包括车辆到达时间、使用费、车辆/顾客优先级信息、SOC和预期离开时间。该方法包括步骤：监视和确定电池充电站状态，响应于当前充电状态并依据预定义的功率分配规则集合确定电池充电站和充电端口的功率分配，并且依据该功率分配将功率级耦合至充电端口。

本申请是申请号为201280041847.3、题为“具有可变功率分配的多端口车辆DC充电系统”的中国专利申请的分案申请，其母案申请日为2012年6月5日。

技术领域

本发明总体上涉及电池充电系统，并且尤其涉及用于分配电力以从单个源向一个或多个电动和混合动力车辆进行充电的方法和装置。

背景技术

如今全球大部分车辆是使用内燃机利用汽油来运转。使用这样的车辆尤其是使用依赖于例如汽油的矿物燃料的车辆产生了两个问题。首先，由于这样的燃料的数量有限以及受限的地区可用性，汽油成本的主要价格的波动以及基本上升的价格趋势是常见的，这二者对于消费者层面都具有剧烈影响。第二，矿物燃料燃烧是二氧化碳(一种温室气体)的主要来源之一，因此是导致全球变暖的主要原因之一。因此，已经在寻找在个人和商业车辆中使用的替代驱动系统方面付出了相当的努力。

电动车辆由于其更为清洁且更为有效的驱动系统而提供了使用内燃机驱动系的车辆的最具前景的替代形式之一。然而，要获得成功，电动车辆必须要满足用户有关性能、范围、可靠性、寿命和成本的预期。进而，这些预期就使得电动车辆的可充电电池的设计、配置和实施相当重要。很明显，特别是从消费者的角度来看，可充电电池的关键方面是可以在家中、办公地点或公共充电站对电池进行充电的便利性和可靠性。

在讨论依靠燃油车辆的社会和大幅依赖电动车辆的社会之间的转换时，讨论经常转向对于充电设施需求，该充电设施将使得电动车辆所有者在远离其主要充电站(例如，家庭充电站)时便于对其车辆进行充电。不幸的是，当前的充电设施十分有限。例如，在大型停车场或建筑中，最多会有一个或两个提供接入充电系统以便对电动车辆的电池进行充电的停车位。而这种情况对于当前电动车辆数量可能是足够的，而随着电动车辆更为广泛地被接受，对于更好的充电站接入的需求将变得更为必要。

图1图示了一种预期在大型停车场中增加充电站接入能力的一种方法。在该方法中，充电站位于停车场各处而使得每个充电站都处于多个停车位的到达范围之内。例如，在所图示的停车场100的部分中，遍布十二个所图示的停车位分配有三个充电站101-103，因此允许每个充电站处于四个不同车位的范围之内，即充电站101处于车位1、2、7和8的范围内；充电站102处于车位3、4、9和10的范围内；而充电站103处于车位5、6、11和12的范围内。

如图1所示的充电站位于停车场或建筑内的中央提供了多部车辆对单个冲电源的物理接入，明显提高了接入能力并因此提高了用户便利性。如果每个充电系统101-103包括多个端口而因此允许同时对多部车辆进行充电，则能够获得进一步的改进。如图2所示，在常规的多端口系统中，通过将四个充电电路201-204整合在单个系统205内而实现了同时充电。充电电路201-204耦合至源207(例如，电网)并且分别耦合至不同车辆端口209-212。在常规的多端口充电站中，充电电路201-204互相独立，即一个充电电路的操作或功率输出并不影响充电站205内的其它充电电路的操作或功率输出。虽然这种方法可以被用来明显改善车辆对于冲电源的接入，但是其由于充电电路201-204的重复而是相对低效且高成本的方法。因此，需要一种从单个充电站对多部车辆同时充电的高效方式。本发明提供了一种这样的充电系统。

发明内容