[发明专利]根据预期乘客载荷对车辆电池充电的充电速率进行调节的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于管理充电站的系统和方法，其允许对用于在受控环境中运送乘客的连接的自动电动车辆的电池进行充电。连接到充电站的控制器基于从对车辆开始充电到车辆的工作模式的预测开始时间之间的持续时间来确定并且调节充电站对电池充电的充电速率。控制器基于作为时间函数的预测乘客载荷确定该持续时间。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月20日提交的第62/782,516号美国临时申请的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开大体涉及电动汽车的领域。更具体而言，本公开涉及根据预期乘客载荷调节用于对车辆电池再充电的充电站的充电速率的系统和方法。

背景技术

随着车辆自动驾驶能力的出现和汽车电气化的转变，越来越多的传统交通系统正在升级或被这种更新、往往更灵活的技术所取代。虽然这些最新的系统为用户提供了新的机会，但也为设计师带来了新的挑战。当设计使用多台自动化电动汽车的整个系统时，必须考虑和权衡许多相关参数，诸如车辆的最优尺寸、电池的最优尺寸、给定载客能力所需的车辆数量、再充电基础设施的成本、再充电和路线策略等。由于电池在汽车成本中仍占相当大的比例，因此必须特别关注电池的成本、容量、性能和寿命。

在电动公共汽车市场中，有时采用瓶喂(bottle-feeding)充电策略来帮助减少电池数量。在其中一个这样的策略中，在每个公共汽车站都要稍微对公共汽车进行再充电。然而，为了使充电速率保持在对电池没有损害的水平，公共汽车需要在每个公共汽车站停留更长时间，增加了行驶预定路线所需的时间。这也意味着，除非使用更多的公共汽车，否则每小时将搭载更少的乘客。相反，如果要遵守公交时刻表并且不浪费时间，那么电池就会因为再充电太快而损坏。

另一种瓶喂策略包含在没有交叉的直线段使用点悬链线再充电。使用后一种解决方案，公共汽车可以以较低的充电速率在较长时段内再充电，从而延长电池寿命。尽管此策略还提供了比前一个策略更快的行驶时间，但是所需的充电悬链线是昂贵的，这显著地增加了系统的成本。

因此，需要改进自动公共交通车辆的再充电策略。本公开提供了这样一种电池再充电策略，其可用于在封闭环境(如机场等)中的自动电动汽车技术的应用。

发明内容

一般而言，本公开提供了一种用于对电动车辆的电池充电的系统和方法，该系统和方法可克服或缓和已知充电系统和方法的一个或多个缺点，或至少提供了一种有用的替代方法。

本公开提供了延长电池预期寿命的优点，其在非必要时不会以高充电速率对电池充电。

在一些非限制性实施例或实例中，提供了一种在受控环境中运行乘客的系统。所述系统包括用于运送乘客的自动电动车辆的车队、充电站以及控制器。所述自动电动车辆的车队的每辆车辆都配备有电池。所述车队具有处于工作模式的至少一辆车辆和处于闲置模式的一辆车辆。所述处于工作模式的至少一辆车辆操作为将乘客从所述受控环境的第一区域运送到第二区域，而所述处于闲置模式的至少一辆车辆连接到用于对其电池进行再充电的充电站。同样连接到所述充电站的控制器操作为控制所述充电站对所述处于闲置模式的至少一辆车辆的电池充电所使用的充电速率。该充电速率基于所述处于闲置模式的至少一辆车辆的充电开始时间与工作模式预测开始时间之间的持续时间。

在一些非限制性实施例或实例中，所述控制器操作为基于作为时间函数的预测乘客(将被从所述受控环境的第一区域运送到第二区域)载荷确定的所述持续时间。所述预测乘客载荷可以从历史数据确定、可以基于在机场中通行的乘客的图像分析来确定，或者可以基于搭乘入境航班的旅客的信息来确定。在后者情况下，所述旅客相关信息可从包含以下的群组中选择：航班号、抵达登机口的身份识别、目的地、转机航班号、离开的登机口、乘客的数量以及机组人员的数量。

所述处于闲置模式的至少一辆车辆的工作模式预测开始时间可以是车辆载客量的函数。