CN112566813B - 用于电动车辆的充电控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种使用处理器执行针对一个或更多个电动车辆的自动充电过程的系统。包括在处理器中的是充电控制器，其通过经由网络与电网系统通信来计算电网系统的容量，并计算一个或更多个电动车辆用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平。将一个或更多个电动车辆的电力需求水平与电网系统的容量进行比较。响应于该比较，从超控模式和内燃机模式中选择至少一个充电模式来执行自动充电过程。充电控制器基于所选择的至少一个充电模式自动地对一个或更多个电动车辆进行充电。

Description

用于电动车辆的充电控制系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及用于对电动车辆充电的方法和系统，并且更具体地涉及控制电动车辆的充电过程。

背景技术

近来，在诸如发电机、汽车和由内燃机驱动的其它车辆的各种系统中对降低化石燃料消耗和降低排放的需求根据新的政府法规、客户需求而持续增长，并且努力降低这些系统的运行成本。为了解决这些需求，一些努力包括使用电动机和内燃机(ICE)二者，例如混合电动车辆(HEV)。在一些情况下，引入仅由电池操作的纯电动车辆(EV)以解决需求。

因此，电动车辆(例如，混合电动车辆和纯电动车辆二者)提供了传统燃料发动机系统的替代方案，用于补充或完全替换发动机系统，例如ICE。在一个示例中，一种替代车辆被称为增程式电动车辆(EREV)。在EREV中，利用电池或相关的可再充电能量存储系统(RESS)来实现主电力驱动，所述RESS充当电动机、发电机或变速器的直流(DC)电压源，所述电动机、发电机或变速器又可用于提供使一个或更多个车辆车轮旋转所需的能量。当来自RESS的电荷耗尽时，备用电力可以来自ICE以提供辅助的车载电能产生。

现在参照图1，示出了示例性传统电网系统10。通常，电力由发电站12产生并传输到电力变压器14。使用输电塔16，电力可以被传输到一个或更多个输电子站18。为了进一步分配，电力由分配站20经由多个电网22分配。随后，将电力分配给制造厂24、商业消费者26和/或住宅消费者28。为了给电动车辆充电，诸如电网系统10的外部电源电耦合到电动车辆的电池组以允许电池组的再充电。例如，住宅消费者28所拥有的电动车辆的连接器电缆被插入到他或她的住宅的家用电源插座中以对电动车辆进行充电。

然而，由于每个车辆的不同能量需求以及从外部电源提供给不同电动车辆的各种电源，对诸如EV和HEV的电动车辆进行充电可能具有挑战性。例如，充电时间的范围可以从几分钟到几个小时，这取决于电池组已经耗尽的程度和插座的电压/频率。而且，一天中用于电动车辆充电的时间很重要，因为一天中的充电时间影响电网应力水平并且通常确定住宅消费者28为电力支付的每千瓦时的成本。

作为另一示例，在峰值需求状况期间，电网系统10可能由于来自诸如制造厂24、商业消费者26和住宅消费者28的各种消费者的电力需求而过载。为了减轻过载状况，可以向消费者施加额外的需求费用以阻止他们使用电网系统10。例如，额外的需求费用通常用于商业消费者，并且基于计费周期中的最高使用尖峰(峰值负荷)。每千瓦每小时的成本在高使用时段增加。结果，在高峰需求状况期间，电费可能出现不希望的需求费用增加。此外，由峰值需求状况引起的过载状况会不利地影响连接到电网系统10的电动车辆的充电过程。

因此，存在开发可更有效地控制电动车辆的充电过程的增强型充电系统和方法的机会。

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种计算机实现的方法，该方法用于使用处理器为一个或更多个电动车辆执行自动充电过程。该方法包括：使用处理器通过经由网络与电网系统通信来计算电网系统的容量；使用处理器确定电动车辆用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平；以及使用处理器对电动车辆的电力需求水平与电网系统的容量进行比较。响应于该比较，所述方法还包括使用所述处理器从超控模式和内燃机模式中选择至少一个充电模式以执行所述自动充电过程。该方法还包括基于所选择的至少一个充电模式对电动车辆进行充电。

在另一实施方式中，提供一种用于使用处理器对一个或更多个电动车辆执行自动充电过程的系统。该处理器具有充电控制器，该充电控制器被配置成通过经由网络与电网系统通信来计算电网系统的容量，并且确定电动车辆用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平。充电控制器还被配置成将电动车辆的电力需求水平与电网系统的容量进行比较。响应于该比较，充电控制器从超控模式和内燃机模式中选择至少一个充电模式以执行自动充电过程，并且基于所选择的至少一个充电模式自动地对电动车辆进行充电。

在又一实施方式中，提供一种用于使用处理器执行为一个或更多个电动车辆的自动充电过程的计算机实现的方法。该方法包括使用处理器通过经由网络与电网系统通信来计算电网系统的容量，以及使用处理器确定电动车辆用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平。该方法还包括使用处理器将电动车辆的电力需求水平与电网系统的容量进行比较。该方法包括，响应于该比较，使用处理器使用一个或更多个充电因子基于预定优先级来对电动车辆进行排序。该方法还包括使用处理器基于预定优先级重新分配电动车辆的负荷增量，以及基于电动车辆的重新分配的负荷增量对电动车辆进行充电。

在又一实施方式中，提供一种用于使用处理器对一个或更多个电动车辆执行自动充电过程的系统。该处理器具有充电控制器，该充电控制器被配置成通过经由网络与电网系统通信来计算电网系统的容量，并且确定电动车辆用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平。充电控制器将电动车辆的电力需求水平与电网系统的容量进行比较。响应于该比较，充电控制器使用一个或更多个充电因子基于预定优先级对电动车辆进行排序，基于预定优先级重新分配电动车辆的负荷增量，并且基于电动车辆的重新分配的负荷增量自动地对电动车辆进行充电。

虽然公开了多个实施方式，但是本领域技术人员将从以下详细描述中明白当前公开的主题的其它实施方式，该详细描述示出并描述了所公开的主题的说明性实施方式。因此，附图和详细说明被认为本质上是说明性的而不是限制性的。

附图说明

通过结合附图参照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是示例性电网系统的示意图；

图2是根据本公开的实施方式的以用于电动车辆的充电控制器为特征的发动机和电动机系统的示意图；

图3A和图3B示出了在电动车辆充电期间电网电力负荷状况的图形表示；

图4示出了在图3B所示的电网电力负荷状况期间检测到的峰值需求状况的图形表示；

图5示出了根据本公开的实施方式的使用图2的充电控制器的示例性充电控制方法的图形表示；

图6是根据本公开的实施方式的使用图2的充电控制器的示例性充电控制方法的流程图；以及

图7是根据本公开的实施方式的使用图2的充电控制器的另一示例性充电控制方法的流程图。

在所有附图中，相应的附图标记表示相应的部件。尽管附图表示本公开的实施方式，但是附图不一定按比例绘制，并且为了更好地说明和解释本公开，某些特征可能被夸大。在此阐述的示例以一种形式示出了本公开的实施方式，并且这些示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

以下公开的实施方式并不旨在穷举或将本公开限制为以下详细描述中公开的精确形式。相反，选择并描述实施方式以使得所属领域的其它技术人员可利用其教导。本领域普通技术人员将认识到，所提供的实施方式可以以硬件、软件、固件和/或其组合来实现。根据实施方式的编程代码可以用任何可行的编程语言来实现，例如C、C++、HTML、XTML、JAVA或任何其它可行的高级编程语言，或高级编程语言和低级编程语言的组合。

现在参照图2，示出了电动车辆102的混合系统100。例如，住宅消费者28的电动车辆102可以插入到家用电源插座中以连接到电网系统10，用于执行电动车辆102的充电过程。其它示例包括连接到电网系统10的商用车辆。在一个实施方式中，电网系统10可以是在诸如公共汽车站的特定商业设施中实现的电网系统。在另一实施方式中，电网系统10可以是在包括多个发电站(诸如发电厂和其它发电设施)的电网网络中实现的电网系统。在图2中，尽管示出了具有并联混合系统的电动车辆102，但是本发明还可以应用于范围扩大的车辆或串联混合车辆以适应不同的应用。这样，电动车辆102包括具有电力推进系统的任何电动车辆(例如，混合、纯电动和/或增程式车辆)。

尽管示出了具有内燃机104的电动车辆102，但是本发明可应用于仅由电池供电而没有发动机104的纯电动车辆。在该示例中，混合系统100可以包括内燃机104，该内燃机104具有曲轴106和联接到曲轴的曲轴链轮(未示出)。发动机104没有特别限制，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，内燃机104可以是车载的(例如，增程式车辆)或非车载的(例如，位于公共汽车站的发电机组)。

混合系统100还可以包括与曲轴链轮机械连通的电动机108。例如，电动机108可以是用于推进电动车辆102的牵引电动机。在各种实施方式中，电动机108可以经由曲轴106联接到速度传感器110、转矩传感器112、发动机104、离合器或转矩变换器114以及变速器116上。在各种实施方式中，速度传感器110和电动机108与曲轴106机械和电连通。例如，通过机械连通，可以保持相对位置并且可以继续发动机104的操作控制。而且，电动机108没有特别限制，例如可以是电动机/发电机、同步电动机或感应电动机。

在实施方式中，混合系统100还包括控制器118，其与速度传感器110和转矩传感器112电通信，并且可以包括非暂时性存储器120，其具有响应于处理器122的执行而使该处理器122确定电动机108的速度或转矩值的指令。作为另一示例，电动机108从诸如电池组的可再充电储能电源124电接收电力，并且储能电源124可以向控制器118提供表示充电状态(SOC)信息的数据。处理器122、非暂时性存储器120和控制器118没有特别限制，并且例如可以是物理上分离的。

在某些实施方式中，控制器118可以形成包括具有存储器、处理和通信硬件的一个或更多个计算设备的处理子系统的一部分。控制器118可以是单个设备或分布式设备，并且控制器118的功能可以由硬件和/或作为诸如非暂时性存储器120的非暂时性计算机可读存储介质上的计算机指令来执行。

在某些实施方式中，控制器118包括在功能上执行控制器118的操作的一个或更多个解释器、确定器、评估器、调节器和/或处理器122。本文包括解释器、确定器、评估器、调节器和/或处理器的描述强调了控制器118的某些方面的结构独立性，并且示出了控制器118的操作和责任的一个分组。在本公开的范围内可以理解执行类似总体操作的其它分组。解释器、确定器、评估器、调节器和处理器可以以硬件和/或作为非暂时性计算机可读存储介质上的计算机指令来实现，并且可以分布在各种硬件或基于计算机的组件上。

在功能上执行控制器118的操作的示例性和非限制性实现元件包括提供本文中确定的任何值的传感器(例如速度传感器110和转矩传感器112)、提供作为本文中确定的值的前导值的任何值的传感器、数据链路和/或网络硬件(包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线布线、同轴布线、屏蔽布线、发送器、接收器和/或收发器)、逻辑电路、硬连线逻辑电路、在根据模块规格配置的特定非瞬态中的可重新配置逻辑电路、至少包括电、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、滤波器、积分器、加法器、分频器、增益元件)和/或数字控制元件。

本文描述的某些操作包括解释和/或确定一个或更多个参数或数据结构的操作。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，至少包括从数据链路或网络通信接收值、接收表示该值的电子信号(例如，电压、频率、电流或PWM信号)、接收表示该值的计算机生成的参数、从非暂时性计算机可读存储介质上的存储器位置读取该值、通过本领域已知的任何手段、和/或通过接收可以用于计算解释的参数的值、和/或通过参照被解释为参数值的默认值来接收作为运行时间参数的值。

在所示实施方式中，处理器122包括充电控制器126，其被配置成控制电动车辆102的充电过程。在该示例中，充电控制器126以分散方式包括在各电动车辆102的车载控制器118中。在另一示例中，充电控制器126可以是以集中方式以诸如中央服务器或个人移动设备的独立计算设备实现的非车载独立单元。例如，充电控制器126可以可通信地连接到云计算网络中的中央服务器，以控制电动车辆102的充电过程。有利的是，充电控制器126选择性地控制电网系统10上因为更多的电动车辆102连接到电网系统10而产生的增量电力负荷。充电控制器126被配置成控制电动车辆102的充电过程，使得随着连接到电网系统10的电动车辆102的数量增加，电网系统10中的峰值电力需求保持不变，但是总电力需求保持在预定水平。

在一个实施方式中，充电控制器126经由网络128自动与电网系统10通信以确定或计算在特定位置处的电网系统10的容量。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(诸如互联网、内联网、以太网、LAN等)都是考虑在内的。在一个实施方式中，充电控制器126与诸如无线通信设施(例如Wi-Fi接入点)的网络128接口连接。本领域已知的其它类似网络也是考虑在内的。例如，网络128可以是位于电动车辆102’与电网系统10之间的车辆到电网(V2G)网络130，或者是位于第一电动车辆102’与第二电动车辆102”之间的车辆到车辆(V2V)网络132。在一些实施方式中，车辆102、102’和102”在此统称为102以适应不同的应用。车辆102、102’和102”的其它合适布置也被考虑以适应应用。

此外，充电控制器126被配置成确定电动车辆102用于满足电动车辆102的一个或更多个任务要求的电力需求水平。示例性任务要求指的是使电动车辆102能够执行一个或更多个任务所需的条件，例如电池工作周期、电池寿命、电池充电状态、里程数或要覆盖的区域等。因此，基于电动车辆102与电网系统10之间经由网络128的信息交换，充电过程由充电控制器126自动控制。

现在参照图3A和图3B，示例性图形段300表示电网系统10的电力负荷水平，作为沿垂直Y轴示出的电力负荷302和沿水平X轴示出的时间304的函数。如图所示，随着时间304增加，电网系统10的电力负荷302也可由于连接到电网系统10的电动车辆102的总电力需求而增加。例如，分别配备有电气化动力总成的一队校车可以连接到电网系统10以进行充电。

在X轴时间304上所示的对应于点306的未来时间或预定时段之后(例如，在上学时间之后)，校车返回到公共汽车站处的电网系统10以执行充电过程。此时，电网系统10的电力负荷302达到用于车队的最大电力负荷水平306。如图3B所示，当电网系统10的最大电网容量水平308大于最大电力负荷水平306时，电网系统10可以适应任何恒定负荷增量310而无需任何改变。例如，恒定负荷增量310是指基于与要充电的一个或更多个电动车辆102相关的历史或经验数据确定的预定负荷水平。

现在参照图4，然而，当额外的公共汽车或其它电气装置(例如安装在电动车辆102中的空调或HVAC控制系统)需要额外的负荷增量400时，最大电力负荷水平306可以增加到新的最大点402。当电网系统10的最大电网容量水平308小于新的最大点402时，电网系统10可以过载或者可以在用于车队的电费账单中强加或增加需量电费。在一个实施方式中，为了避免过载和/或需量电费状况，充电控制器126在充电过程期间基于关于至少一个充电状况的信息(例如要充电的电动车辆102的增加的数量)，自动检测峰值需求状况。作为另一示例，关于至少一个充电状况的信息包括电池充电状态、电池充电极限、电池健康、电池温度、环境或周围温度、电动车辆102的期望能量增加、能量增加的可用时间等。

现在参照图5，在一个实施方式中，充电控制器126自动与电网系统10通信，以确定在诸如公共汽车站或电网系统的特定位置处的电网系统10的最大电网容量水平308。此外，电网系统10确定车队的用以维持车队的任务需求的最大电力负荷水平(例如点402’)。而且，使用关于一个或更多个可应用的充电状况的信息，例如要充电的电动车辆102的数量的变化，充电控制器126生成针对该车队的充电执行策略。

在一个实施方式中，充电执行策略包括基于预定优先级重新分配恒定负荷增量310。在该示例中，在基于预定优先级的预定时段期间，恒定负荷增量310的电力负荷水平被重新分配为遵循电网系统10的区段300的分布的新负荷增量310’。例如，该预定优先级可以基于电动车辆102所装载的负荷类型(例如，易腐品还是非易腐品)、安装在电动车辆102中的电池类型(例如，快充电池还是慢充电池)、电动车辆102的预期负荷状况(例如，在未来任务中是负荷重量增加还是负荷重量减少)等来确定。其它合适的优先级标准或因素(例如由操作员或其它控制系统预设的任意等级)可以被考虑以适应不同的应用。

现在返回到图4和图5，电动车辆102的在新的负荷增量310’(图5)中分配的充电时间总量长于在恒定负荷增量310(图4)中的充电时间总量。如图5所示，充电控制器126基于预定优先级自动降低电动车辆102在新的负荷增量310’期间所需的电力负荷水平，使得针对额外负荷增量400的新的最大点402’变得小于或等于最大电网容量水平308。因此，有利的是，尽管这样充电时间的总量更长，但是可以避免过载和/或需量电费状况。这样，充电控制器126为电动车辆102提供增强的电力补充或再充电策略。

现在参照图6，示出了根据本文所公开的主题的实施方式的电动车辆102的示例性充电过程。如本文所公开的，混合系统100不受特定限制且可执行在本发明的范围内描述的任何方法。在图6中，示出了使用充电控制器126执行自动充电过程的方法600。

在框602，充电控制器126通过经由网络128与电网系统10通信来确定电网系统10的容量。例如，充电控制器126经由网络128与电网系统10通信以确定电网系统10的最大电网容量水平308。在另一实施方式中，具有可用额外能量的电动车辆102、102’也可连接到电网系统10以增加电网系统10的容量。这样，连接到电网系统10的电动车辆102、102’中的至少一些可以用作额外的充电储存库(例如，使用安装在电动车辆102、102’中的相应电池)。在这种配置中，有利的是，这种具有额外能量的电动车辆102、102’可以减轻其它电动车辆102”的不均匀的能量需求和优先级。在又一实施方式中，当具有额外能量的电动车辆102用作能量库或能量源时，与相应的电动车辆102相关联的电池的老化因子可用于确定电动车辆102的优先级。例如，可以基于相应电动车辆102的多个充电事件来确定电池的老化因子。在另一实施方式中，充电控制器126基于老化因子通知与电动车辆102相关联的操作者或其它系统何时计划更换电池。

因此，在一些实施方式中，当电动车辆102用作将电力发送回电网系统10的能量库或能量源时，电池将更快地老化。因此，考虑电池的老化因子以补偿电动车辆102的用户，并且将相应地通知用户。

在框604，充电控制器126确定电动车辆102用于满足各电动车辆102的一个或更多个任务要求的电力需求水平。例如，根据各电动车辆102要执行的任务，充电控制器126确定电动车辆102所需的最大电力负荷水平306。

在框606，充电控制器126将电动车辆102的电力需求水平与电网系统10的容量进行比较，以确定电动车辆102的电力需求水平是否大于电网系统10的容量。例如，充电控制器126确定作为电力需求水平的最大电力负荷水平306(或新的最大点402)是否大于电网系统10最大电网容量水平308。当最大电力负荷水平306大于最大电网容量水平308时，控制进行到框608。否则，控制进行到框610。

在框608，充电控制器126确定是否将超控模式用于充电过程。例如，与电动车辆102相关联的操作者或任何控制系统可以超控超过最大电力负荷水平306，以基于充电成本分析继续充电过程。因此，超控模式可导致电费账单中的增加的需量电费。然而，当使用超控模式的总充电成本低于不使用超控模式的总充电成本时，可以利用超控模式来进行充电过程。在另一实施方式中，充电控制器126可以在低于期望电力水平的预定电力水平停止电动车辆102的充电过程。例如，期望电力水平可以是电动车辆的电力需求水平。

在框610，当最大电力负荷水平306小于或等于最大电网容量水平308时，充电控制器126检查额外电动车辆102是否连接到电网系统10，或者电网系统10是否已经发生变化。例如，由于故障或失误，电动车辆102可能被连接到了不同的电网系统10。

在框612，充电控制器126确定是否将内燃机(ICE)模式用于充电过程。例如，充电控制器126自动启动安装在电动车辆102中的增程器。在其它实施方式中，充电控制器126可以自动启动连接到电动车辆102的ICE发电机，例如本地发电机组(或发动机发电机组)。在一个示例中，ICE发电机可以电连接到电网系统10或者作为离网发电机独立于电网系统10操作。

在框614，充电控制器126确定是否使用车载ICE进行充电过程。例如，增程器可用于对电动车辆进行充电。

在框616，充电控制器126确定是否使用非车载ICE进行充电过程。例如，非车载发电机可以与诸如公共汽车站之类的设施相关联，或者与可安装在该设施中的便携式或固定发电装置相关联。作为另一示例，非车载发电机可以是本地发电机组。

在框618，充电控制器126基于电网系统10的容量和电动车辆102、102’、102”的电力需求水平来确定电动车辆102、102’、102”的子集是否要被充电。在一个示例中，充电控制器126自动识别电动车辆102、102’、102”中由于过载和/或需量电费状况而不能充电的子集。例如，当电动车辆102、102’、102”的电力需求水平大于电网系统10的容量时，充电控制器126通过将电动车辆102、102’、102”的子集与电网系统10电分离来自动移除它们，并且例如使用车载ICE或非车载ICE以低于期望充电速率的预定充电速率对它们进行充电。因此，有利的是，对于不同的电动车辆子集以不同方式对多个电动车辆102、102’、102”进行充电。

作为另一示例，充电控制器126通过将电动车辆102的子集与电网系统10电断开来自动移除它们，并且使用从不是该子集的一部分(或独立于该子集)的其它电动车辆102得到的电力对它们进行充电。例如，电动车辆102的子集可以由(例如，由于维护或由于周末或假日而不需要用于第二天的任务)未被使用的其它车辆的电池进行充电。因此，有利的是，动力(例如，燃料或电力)可以从不立即使用的车辆虹吸到不久将使用的另一车辆。

在框620，充电控制器126从超控模式和ICE模式中为相应的电动车辆102选择至少一个充电模式，并且基于所选择的至少一个充电模式对电动车辆102自动充电。例如，充电控制器126选择超控模式为电动车辆102的第一子集充电并选择使用非车载ICE的ICE模式为电动车辆102的至少一个第二子集充电。随后，充电控制器126基于相应的模式自动启动对第一子集和第二子集的充电。模式和子集的其它合适的组合也被考虑以适应不同的应用。

现在参照图7，示出了根据本文公开的主题的实施方式的电动车辆102的另一说明性充电过程。如本文所公开的，混合系统100不受特定限制且可执行在本发明的范围内描述的任何方法。在图7中，示出了使用充电控制器126执行自动充电过程的方法700。

在框702，充电控制器126通过经由网络128的通信确定电网系统10的容量。例如，充电控制器126经由网络128与电网系统10通信以确定电网系统10的最大电网容量水平308。

在框704，充电控制器126确定电动车辆102用于满足电动车辆102的任务要求的电力需求水平。例如，根据每个电动车辆102执行的任务，充电控制器126确定电动车辆102所需的最大电力负荷水平306。

在框706，充电控制器126确定电动车辆102的电力需求水平是否大于电网系统10的容量。例如，充电控制器126确定作为电力需求水平的最大电力负荷水平306(或新的最大点402)是否大于电网系统10的最大电网容量水平308。当最大电力负荷水平306大于最大电网容量水平308时，控制进行到框708。否则，控制进行到框710。

在框708，充电控制器126使用一个或更多个充电因子基于预定优先级对电动车辆102进行排序。针对各电动车辆102的示例性因子可以包括所需充电量、可用于适应电力需求水平的时间段、当前和/或未来操作状况(例如，环境温度或电池温度)、预期的任务时间长度或下一任务的电力需求、其它电动车辆的与充电过程相关的数据或信息(例如，经由V2V网络在电动车辆102之间共享的数据或信息)、非电动车辆应用(例如，与电动车辆102相关联的空调或HVAC系统)所需的电力负荷水平、电网系统10的当前健康信息(例如，来自能源供应商的指示电网的潜在故障模式以限制电流的已知诊断)、电费和/或电费在预定时间内如何变化等。各因子可以被一个或更多个其余因子调整或影响。在实施方式中，可以基于从一个或更多个传感器(例如，GPS传感器、温度传感器、充电状态传感器、重量/负荷传感器等)、车辆控制单元(例如，发动机控制单元/模块或生态系统控制单元等)和用户输入接收的数据来确定或计算这些因子。其它合适的传感器和装置(例如信息存储系统)也被考虑以适应应用。因此，对于相关领域的技术人员来说，如何确定或计算各种实施方式中的因子是显而易见的。

在另一实施方式中，针对各电动车辆102的示例性因子还可以包括在充电过程期间的当前时间(例如，在上午2点充电还是在下午5点充电)、交通状况(例如，取决于交通状况，充电时间可由充电控制器126调节而不中断交通流)、道路状况(例如，上坡还是下坡、粗糙还是平坦)、负荷状况(例如，部分负荷还是满载或负荷重量)、电力需求(例如，基于预定需求、历史需求或未来的需求)等。

在又一实施方式中，针对各电动车辆102的示例性因子还可以包括道路坡度(例如，15度上坡)、天气信息(例如，基于远程信息处理、经验、历史和/或模拟数据)、任务状态(例如，任务完成的程度，诸如10％或90％完成)、货物临界程度(例如，冷冻还是不易腐的食物)等。电动车辆的其它合适的生态系统(例如风扇或温度控制)也被考虑以适应不同的应用。各因子可以被上述其余因子中的一个或更多个调整或影响。

在框710，当最大电力负荷水平306小于或等于最大电网容量水平308时，充电控制器126检查额外电动车辆102是否连接到电网系统10，或者电网系统10是否已经发生变化。例如，由于故障或失误，电动车辆102可能连接到了不同的电网系统10。

在框712，充电控制器126基于预定优先级重新分配电动车辆102的负荷增量。如上所述，例如，在基于预定优先级的预定时段期间，电动车辆102的负荷增量的电力负荷水平作为新的负荷增量(例如，诸如负荷增量310’)按照电网系统10的电力负荷水平的分布进行重新分配。

在框714，充电控制器126基于重新分配的负荷增量生成电动车辆102的充电时间表。例如，该充电时间表可以包括用于充电的预定时间(例如，分开的、重叠的或同时的时间段)和基于预定优先级的充电速率(例如，可首先对快充电池充电)。

在框716，充电控制器126基于充电时间表为与电动车辆102相关联的操作者或其它系统生成警告或信息消息，并基于充电时间表自动对电动车辆102进行充电。例如，警告或信息消息可以显示在电动车辆102的仪表板显示器上，并且与充电计划相关的任何信息也可以显示或发送到与电动车辆102相关联的其它系统。

应当理解，本文所包含的各图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意，在实际系统中可以存在许多可替换的或附加的功能关系或物理联接。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更显著的任何元素不应被解释为关键的、必需的或必要的特征或元素。因此，本发明的范围仅受所附权利要求书的限制，其中除非明确说明，否则单数形式的元件并不意味着“一个且仅一个”，而是“一个或更多个”。此外，在权利要求中使用类似于“A、B和C中的至少一个”的短语的情况下，该短语旨在被解释为表示A可以单独存在于实施方式中、B可以单独存在于实施方式中、C可以单独存在于实施方式中，或者元件A、B和C的任何组合可以存在于单个实施方式中；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”等的引用表示所描述的实施方式可以包括特定的特征、结构或特性，但是各实施方式可以不必包括特定的特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指同一实施方式。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影响这些特征、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，无论是否明确描述。在阅读本说明书之后，如何在另选实施方式中实施本公开对于相关领域的技术人员将是显而易见的。

此外，本公开中的元件、组件或方法步骤不旨在专用于公众，无论该元件、组件或方法步骤是否记载于权利要求中。除非使用短语“用于...的装置”来明确陈述权利要求要素，否则本文中没有权利要求要素应根据35U.S.C.§112(f)的规定来解释。如本文所使用的术语“包括”、“包含”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性的包含，这样使得包括要素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素，而且可以包括未明确列出的或该过程、方法、物品或装置所固有的其它要素。

在不脱离本公开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不同特征组合的实施方式和不包括所有所述特征的实施方式。因此，本文所公开的主题的范围旨在包括落入权利要求及其所有等同物的范围内的所有这些替换、修改和变型。

Claims (18)

1.一种使用处理器执行针对一个或更多个电动车辆的自动充电过程的计算机实现的方法，所述方法包括：

使用所述处理器经由网络与电网系统通信以确定所述电网系统的容量；

使用所述处理器确定所述一个或更多个电动车辆的用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平；

使用所述处理器将所述一个或更多个电动车辆的所述电力需求水平与所述电网系统的所述容量进行比较；

响应于所述比较，使用所述处理器，使用一个或更多个充电因子基于预定优先级对所述一个或更多个电动车辆进行排序；

使用所述处理器基于所述预定优先级重新分配所述一个或更多个电动车辆的电负荷增量，使得重新分配的电负荷增量被配置成使得与重新分配之前的电负荷增量相比增加充电时间总量；以及

基于所述一个或更多个电动车辆的重新分配的电负荷增量对所述一个或更多个电动车辆进行充电。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述充电因子包括以下各项中的一项或更多项：所需的充电量、能用于适应所述电力需求水平的时间段、当前或未来操作状况、以及下一任务所需的预期任务时间长度或电力。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于以下各项中的一项或更多项来确定所述充电因子：传感器数据、车辆控制单元数据和用户输入数据。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：使用所述处理器基于所述重新分配的电负荷增量生成所述一个或更多个电动车辆的充电时间表。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定优先级包括以下各项中的一项或多项：由所述一个或更多个电动车辆装载的至少一个负荷类型、安装在所述一个或更多个电动车辆中的至少一个电池类型、或用于所述一个或更多个电动车辆的至少一个预期负荷状况。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个负荷类型包括易腐品负荷或非易腐品负荷。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个电池类型至少包括具备快充的第一类型和具备慢充的第二类型。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个预期负荷状况包括在所述一个或更多个电动车辆的至少一个将来任务中的负荷重量增加或负荷重量减少。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述一个或更多个电动车辆包括一个或更多个公共汽车。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个预期负荷状况包括一个或更多个非电动车辆应用的电力使用的改变。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述一个或更多个非电动车辆应用包括与所述一个或更多个电动车辆相关联的加热、通风和空调系统即HAVC系统。

12.一种电动车辆，所述电动车辆包括：

车载处理单元，所述车载处理单元被配置成通过网络与电网系统操作地联接；以及

存储器单元，所述存储器单元具有指令，所述指令响应于由所述处理单元执行而使所述处理单元执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.根据权利要求12所述的电动车辆，其中，所述网络包括被配置成方便在多个电动车辆之间通信的车辆到车辆网络即V2V网络。

14.一种使用处理器执行针对一个或更多个电动车辆的自动充电过程的系统，所述系统包括：

所述处理器，所述处理器具有充电控制器，所述充电控制器被配置成：

通过经由网络与电网系统通信来确定所述电网系统的容量；

确定所述一个或更多个电动车辆的用于满足各电动车辆的一个或更多个任务要求的电力需求水平；

将所述一个或更多个电动车辆的所述电力需求水平与所述电网系统的所述容量进行比较；

响应于所述比较，使用一个或更多个充电因子基于预定优先级对所述一个或更多个电动车辆进行排序；

基于所述预定优先级重新分配所述一个或更多个电动车辆的电负荷增量，使得重新分配的电负荷增量被配置成与重新分配之前的电负荷增量相比增加充电时间总量；并且

基于所述一个或更多个电动车辆的重新分配的电负荷增量自动地对所述一个或更多个电动车辆进行充电。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述充电控制器是所述一个或更多个电动车辆的车载控制器。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述充电控制器是与所述一个或更多个电动车辆分开的非车载计算设备。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述非车载计算设备包括至少一个云计算网络。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述非车载计算设备包括远程中央服务器或个人移动设备中的一者或更多者。