充电速率优化制造技术

一种用于电动车辆的电池组的充电系统，包括：电气耦合至电池组的充电站，所述充电站在第一操作模式中以最大快速充电速率将充电能量传输到所述能量存储系统，并且在第二操作模式中以较慢的充电速率来将充电能量传输到所述能量存储系统；数据收集系统，所述数据收集系统获取指示电池组的充电状态(SOC)的数据的集合以及一个或多个期望的充电优化参数；以及站控制，所述站控制响应于数据的集合以及所述期望的充电优化参数，自动地建立用于电池组的充电配置文件，以每当充电站能够以所述较慢的充电速率来向电池组传输足够的能量以满足SOC目标和充电完成时间目标时，使控制信号生效并且以所述第二操作模式来操作充电站，否则使控制信号生效并且以第一操作模式操作充电站。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充电速率优化
本专利技术一般地涉及充电速率优化，并且更具体地而不排他地，涉及当SOC和重点完成时间目标的主要考虑没有受到较慢充电速率不利影响时，基于对经济、电池寿命等的次要考虑的优化的用户需要来实现比最快速率小的充电速率。
技术介绍
充电高性能电池组涉及许多精细考虑和细微之处，以便于最大化有时竞争的最大电池组寿命、性能和可用性的目标。为了用户方便，快速充电器被设计和实现用于个人和公共充电站。这些充电器被设计为快速恢复用户对其电动车辆的访问。该提高的充电速度可能以减少电池寿命为代价。对于许多电动车辆(EV)用户，尽可能快地对其EV进行充电被认为是非常重要的，并且这些用户每当，可能甚至当较慢的充电选项可能是更经济、更有效和/或对电池组更好时选择最快充电选项。需要一种基于用户需要来提供快速充电优化的系统和方法。
技术实现思路
公开了一种基于用户需要来提供快速充电优化的系统和方法。当用户在整个充电时段中没有以其他方式需要完全充电速率(最快充电总是可用的)时，使用手动或自动确定或推定的实际用户需要来优化充电速率。提供以下本专利技术的概述以促进对于快速充电优化的一些技术特征的理解，而不期望是对本专利技术的全面描述。对本专利技术的各种方面的全面理解可以通过将整个说明书、权利要求、附图和摘要作为整体来获得。除了公共电力充电，本专利技术还适用于在其他充电情况。一种用于能量存储系统的充电系统包括：电气耦合至能量存储系统的充电站，该充电站在第一操作模式中以最大快速充电速率将充电能量传输到能量存储系统，并且在第二操作模式中以较慢的充电速率来将充电能量传输到能量存储系统；数据收集系统，获取指示能量存储系统的充电状态(SOC)的数据的集合以及一个或多个期望的充电优化参数；以及站控制，该站控制响应于该数据的集合以及期望的充电优化参数，自动地建立用于能量存储系统的充电配置文件，以使每当充电站能够以较低的充电速率来向能量存储系统传输足够的能量以满足SOC目标和充电完成时间目标时，使控制信号生效并且以第二操作模式来操作充电站，否则使控制信号生效并且以第一操作模式来操作充电站。一种用于能量存储系统的计算机实现的充电方法，包括a)收集数据以应答优化查询，该优化查询被设计为针对能量存储系统来建立SOC目标和充电完成时间目标，对充电能量存储系统的主要考虑包括满足SOC目标和充电完成目标；b)使用微处理器系统来确定满足主要考虑是否需要来自耦合到能量存储系统的充电站的最大快速充电速率；c)当需要尝试满足主要考虑时，以最大快速充电速率来对能量存储系统进行充电；否则d)当满足主要考虑不需要最大快速充电速率时，以比快速充电速率更慢的次级充电速率来对能量存储系统进行充电，次级充电速率响应于一个或多个次要考虑，包括提高的经济充电周期以及提高的能量存储系统的寿命中的一个或多个。本专利技术的其他特征、益处和优点将在查看包括说明书、附图和权利要求的本公开时变得显而易见。附图说明在各个附图中，相同的附图标记指相同或功能上类似的元件，并且附图被包括仅在并且形成本说明书的一部分，附图进一步图示了本专利技术，并且与本专利技术的具体实施方式一起用于说明本专利技术的原理。图1图示具有用户需要优化特征的增强的充电站；以及图2图示了用于增强的充电过程的流程图。具体实施方式本专利技术的实施例提供了一种基于用户需要来提供快速充电优化的系统和方法。提供以下描述以使得本领域普通技术人员能够做出并使用本专利技术，并且在专利申请及其需要的上下文中被提供。对优选实施例的各种修改以及这里描述的一般原理和特征对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本专利技术不意在限于所示出的实施例，而是符合根据这里描述的原理和特征的最大的范围。图1图示了增强的充电系统100，包括具有用户需要优化特征的优化的快速充电站105。快速充电站105供应用于对能量存储系统进行再充电的电能(例如，在电动车辆中使用的高性能电池组、插入式混合电动-汽油车辆、半静态和移动电气单元等)。针对来自对充电站105设置最大充电速率的能量/电源110(例如，电网、网络AC线路功率、电池源等)的期望电气特征来转换和适当地处理该电能。本专利技术适用于任何充电站105，而不论其使用恒定功率、恒定电流、恒定电压、算法充电曲线或提供充电速率范围的其他充电配置文件并且不论电源110的性质如何。如上所述，充电站105适用于许多不同的系统，并且提供不同量的充电能量，不论是1、2级或3级充电器还是当前没有实现的其他配置，并且都可以适当地适用本专利技术。为了简化讨论并且有助于理解本专利技术的各方面，描述了充电站105包括使用电网能量来使电源110对电动车辆115进行充电的3级快速充电器。增强的充电系统100包括站控制125，其监督充电并且基于用户120的实际需要来实现适当的优化配置文件。通信网络130被示出为互连增强的充电系统100的选择的组件。通信网络130可以以有限模式、无线模式或有线和无线模式的组合来实现。可以存在全部由增强的充电系统100采用的有线和无线技术的很多不同实施方式，其中的一些以下进一步说明。并不是增强的充电系统100的所有方面都将包括相同的组件或提供相同的互连。信息和数据在互连的选择的组件之间以适应于期望和实现的优化的程度和性质来进行流动。增强的充电系统100还包括用户接口135以及这里作为车辆增强140的一般功能。用户接口135可以是任何适当的输入/输出系统，以使得用户120能够直接输入可以从其选择或构建用于用户120的优化充电配置文件的充电优化数据、快速充电配置文件或其他明示或推断的数据。用户接口135可以被集成到和/或分布在增强的充电系统100的其他部件中的一个或多个中。车辆增强140包括可以在建立和实现期望的优化配置文件中使用的特征和系统。例如，对于在特定高性能电动车辆115的能量存储系统中使用的一些电池单元化学性，快速充电的频繁和扩展使用可能不利地影响能量存储系统的使用寿命性能。对于这些电池单元化学性和充电实现中的一些，电动车辆115的某个车辆增强(例如，系统或组件的环境控制)将有助于计数快速充电的不利影响中的一些。一个这样的环境控制用于确保能量存储系统在优化的充电配置文件的开始被实现之前处于最优温度。在这样的情况下，车辆增强140包括用于用作电动车辆115的推进能量存储系统的电池组的温度控制(通常是加热器)。其他实现可以采用适用于这些应用和设计考虑的替代或附加车辆增强系统。站控制125从增强的充电系统100的组件收集可用数据以建立将充电能量/功率从充电站105传输到电动车辆115的优化的充电配置文件。该优化的充电配置文件可以是动态的或静态的，并且可以由用户120来明确设置(例如，使用用户接口135)，或者从其他可用数据进行推断。对于优选的实施方式，优化的充电配置文件主要确保用户120满足其对使用电动车辆115的需要。其次，只要这些主要需要被满足，就可以优化其他考虑。主要考虑是由站控制125设置的，站控制125确定用户120何时需要电动车辆115可用以及当用户120期望使用电动车辆115时对电动车辆115的何种范围要求。存在使站控制125可以建立或推断对这些问题的应答的很多不同的方法，该应答被用于建立充电优化配置文件。通常，针对给用户120的优化问题“你何时需要以及需要走多远”的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于能量存储系统的充电系统，包括：电气耦合至所述能量存储系统的充电站，所述充电站在第一操作模式中以最大快速充电速率将充电能量传输到所述能量存储系统，并且在第二操作模式中以较慢的充电速率来将充电能量传输到所述能量存储系统，所述模式响应于控制信号；数据收集系统，所述数据收集系统获取指示所述能量存储系统的充电状态(SOC)的数据的集合以及一个或多个期望的充电优化参数；以及站控制，所述站控制响应于所述数据的集合以及所述期望的充电优化参数，自动地建立用于所述能量存储系统的第一充电配置文件，其中每当所述充电站能够以所述较慢的充电速率来向所述能量存储系统传输足够的能量以满足充电目标和充电完成时间目标时，所述第一充电配置文件使所述控制信号生效并且以所述第二操作模式来操作所述充电站，每当所述充电站不能以所述较慢的充电速率向所述能量存储系统传输足够的能量以满足所述充电目标时，所述第一充电配置文件使所述控制信号生效以在所述第一操作模式操作所述充电站。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.18 US 13/475,3961.一种用于能量存储系统的充电系统，包括：电气耦合至所述能量存储系统的充电站，所述充电站在第一操作模式中以最大快速充电速率将充电能量传输到所述能量存储系统，并且在第二操作模式中以较慢的充电速率来将充电能量传输到所述能量存储系统，所述第一操作模式和所述第二操作模式响应于控制信号；数据收集系统，所述数据收集系统获取指示所述能量存储系统的SOC的数据的集合以及一个或多个期望的充电优化参数；以及站控制，所述站控制响应于所述数据的集合以及所述期望的充电优化参数，自动地建立用于所述能量存储系统的第一充电配置文件，其中每当所述充电站能够以所述较慢的充电速率来向所述能量存储系统传输足够的能量以满足充电目标时，所述第一充电配置文件使所述控制信号生效并且以所述第二操作模式来操作所述充电站，每当所述充电站不能以所述较慢的充电速率向所述能量存储系统传输足够的能量以满足所述充电目标时，所述第一充电配置文件使所述控制信号生效以在所述第一操作模式操作所述充电站；其中所述充电目标包括具体充电完成时间目标。2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述能量存储系统提供用于车辆的电动推进电机的推进能量，并且其中，所述充电目标包括具体驱动范围以及具体充电完成时间目标。3.根据权利要求1所述的充电系统，其中，多个不同充电配置文件中的每一个能够在充电会话期间满足所述充电目标，其中，所述站控制基于优化目标从所述多个充电配置文件中选择具体的一个充电配置文件。4.根据权利要求3所述的充电系统，其中，所述优化目标包括成本最小化选项，所述成本最小化选项最小化用于在所述充电会话期间传输能量以满足所述充电目标的成本。5.根据权利要求4所述的充电系统，进一步包括车辆增强系统，所述车辆增强系统在实施时提高所述能量存储系统的充电相关参数，所述车辆增强系统与在最短时间中对所述能量存储系统提供期望的SOC等级不兼容，其中，所述站控制在所述第一操作模式中抑制所述车辆增强系统的致动，并且在所述第二操作模式中启用所述车辆增强系统的所述致动。6.根据权利要求5所述的充电系统，其中，所述车辆增强系统包括加热器，所述充电相关参数包括电池寿命，并且在以所述较慢充电速率开始能量传输之前，所述致动预热所述能量存储系统到期望温度。7.根据权利要求6所述的充电系统，其中，所述车辆增强系统在所述成本优化选项有效时被禁用。8.根据权利要求3所述的充电系统，其中，所述优化目标响应于在所述充电会话期间传输能量以满足所述充电目标，来最小化电池寿命退化。9.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述第一充电配置文件包括响应于所述数据的集合来在所述第一操作模式和所述第二操作模式之间进行切换。10.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述站控制响应于所述数据的集合来检测对所述充电目标的改变，并且响应于所述第一充电配置文件对所述能量存储系统的能量传输开始之后建立第二充电配置文件，其中，所述站控制动态地改变能量传输以实施所述第二充电配置文件来满足对所述充电目标的所述改变。11.根据权利要求1所述的充电系统，进一步包括通信网络，所述通信网络向所述站控制通信所述能量存储系统和所述充电站的多个数据。12.根据权利要求11所述的充电系统，其中，所述通信网络包括有线和无线通信路径二者。13.根据权利要求11所述的充电系统，进一步包括用户接口，所述用户接口使用所述通信网络与所述站控制进行通信，所述用户接口接受明确地识别充电目标的用户数据。14.根据权利要求12所述的充电系统，进一步包括用户接口，所述用户接口使用所述通信网络与所述站控制进行通信，所述用户接口接收所述站控制自动地从其建立所述充电目标的用户数据。15.根据权利要求11所述的充电系统，其中，所述能量存储系统包括电池组，所述电池组向电动车辆提供推进能量，并且其中，所述电动车辆提供所述站控制自动地从其建立所述充电目标的数据。16.根据权利要求14所述的充电系统，其中，所述能量存储系统包括电池组，所述电池组向电动车辆提供推进能量，并且其中，所述电动车辆提供所述站控制自动地从其建立所述充电目标的数据。17.根据权利要求1所述的充电系统，进一步包括车辆增强系统，所述车辆增强系统在实施时改进所述能量存储系统的充电相关参数，所述车辆增强系统与在最短时段中对所述能量存储系统提供期望的SOC等级不兼容，其中，所述站控...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·H·基施亚玛，K·R·凯尔蒂，
申请(专利权)人：特斯拉汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US