用于对电动车辆的电池充电的系统、装置和方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201180022600.2	申请日：	2011.03.03
公开号：	CN102917909A	公开日：	2013.02.06
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B60L 11/18申请日:20110303\|\|\|公开
IPC分类号：	B60L11/18; H02J7/00	主分类号：	B60L11/18
申请人：	ABB有限公司
发明人：	C.布曼
地址：	荷兰鹿特丹
优先权：	2010.03.05 NL 2004350
专利代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	杜娟娟;王忠忠
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内容摘要

用于电动车的电池的能量交换站，包括用于车辆的至少一个电力输出端、用于确定耦合至该至少一个电力输出端的车辆是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的装置、包括至少一个AC电力输入端以及至少一个DC电力输入端的多个电力输入端、以及用于将该至少一个电力输出端切换至该电力输入端中的任一个的至少一个可控开关、用于至少基于该确定来控制该开关的开关控制器。

权利要求书

权利要求书用于至少一部电动车辆的电池的能量交换站，包括：
‑ 用于车辆的至少一个电力输出端；
‑ 至少一个数据通信端口，其用于与该电动车辆通信以确定车辆是否能被以AC电压和/或DC电压充电；
‑ 多个电源，其包括：
○至少一个AC电源；以及
○至少一个DC电源；
‑ 控制器，其用于控制自该AC电源和/或DC电源至该至少一个电力输出端的电力供应。
如权利要求1所述的能量交换站，包括：
‑ 至少一个可控制开关，其用以将该至少一个电力输出端耦合至该电源中的任一个；
‑ 并且其中该控制器被配置用于至少根据该确定来控制该开关。
如权利要求1所述的能量交换站，其中，该控制器耦合至用于与电动车辆通信的该至少一个数据通信端口。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，该至少一个数据通信端口被用以控制车辆的车载充电器。
如权利要求1所述的能量交换站，其中，该数据通信端口被配置成以与车辆中的通信系统通信。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，该数据通信端口被配置通过下述方式通信：二进制信令、串行数据通信、电力线通信、PWM信令、无线通信、CAN总线通信、在以太网络上的通信或依据数据通信协议的通信。
如前述权利要求中任意一项所所述的能量交换站，其中：
‑ 用于确定的装置被配置以检测车辆的车载电池充电器的存在；以及其中
‑ 其中该控制器被配置成以在检测出车载电池充电器时将输出端切换至AC电源；以及其中
‑ 该控制器被配置以在通往电池的直接连接被确定时将输出端切换至DC电源。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，该控制器被配置成在切换至DC电源一段时间之后切换至AC电源，以首先由DC电力快速地对电池充电，及再由AC电力较慢地对电池继续充电。
如前述权利要求中任一项所述的能量交换站，被配置成同时输出AC电力及DC电力。
如权利要求9所述的能量交换站，其中，该AC及DC电力被输送至同一输出端，以便与DC电力一起直接、以及间接地利用AC电力通过车载电池充电器对车辆的电池充电。
如前述权利要求中任一项所述的能量交换站，其中，该DC电源包括电源变换器，用以输送切换的DC电力。
如前述权利要求中任一项所述的能量交换站，其中，对该开关的控制还基于外部参数，诸如在至少一个电力输入端处可可获得的电力、和/或在另外的电力输出端处所要求的来自电动车辆的电力。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，对该开关的控制是基于诸如外部决策进行设备的数据处理装置的输入进行。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，被配置成控制车辆的车载充电器，特别是所述车载充电器通过与该车辆的数据通信连接的充电。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，包括用于将车辆连接至输出端的连接器，该连接器被配置成用于输送AC和DC电力。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，数据通信是通过将通信信号叠加于电力交换上而在用于交换AC和/或DC电力的连接器的至少一些引脚上进行的。
如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，包括电力连接器，其被配置用于：
‑ 在车辆以AC电力充电时，通过该电力连接器的多个电力触点交换多相AC电力；以及
‑ 在以DC电力对车辆充电时，通过所述电力连接器的至少两个触点交换DC电力。
如权利要求17所述的能量交换站，其中，DC电力的交换是通过两组触点进行，每组均包括用于AC电力交换的至少一个触点。
如权利要求17或18所述的能量交换站，其中，数据通信是在用于交换AC和/或DC电力的至少一些引脚上进行，例如通过将通信信号叠加于电力信号上。
如权利要求17‑19中任意一项所述的能量交换站，其中，该电力连接器包括用于数据传输的至少一个连接。
如权利要求17‑20中任意一项所述的能量交换站，其中，该电力连接器包括一对用于数据传输的连接器，当车辆被配置用于AC充电时，该连接器被配置为短路。
电动车辆，其被配置以便通过如前述任一项权利要求所述的能量交换站进行充电，该车辆包括：
‑ 电池；
‑ 车载充电器；
‑ 电力输入端，其用于接收充电电力；
‑ 开关，其用于将该电力输入端直接耦合至该电池或者通过该车载充电器耦合至该电池；
‑ 控制器，其用于控制该开关；
‑ 数据通信装置，其用以将该车辆的适当充电协议发送至该交换站。
如权利要求22所述的车辆，其中，经由该车辆的数据通信装置以及该能量交换站来实现对 AC或DC存在的确定，以及其中该控制器被配置成将该电力输入端：
‑ 在AC电力被确定存在于电源处时，耦合至该充电器；以及
‑ 在DC电力被确定存在于该电力输入处时，耦合至该电池。
用于对电动车辆的电池进行充电的方法，包括：
‑ 确定耦合至电力输出端的车辆是否能够被 AC电压和/或DC电压进行充电；
‑ 相应地，将该电力输出端切换至AC电力输入或DC电力输入。
如权利要求24所述的方法，其中，该确定包括：
‑ 在确定存在车载充电器时，将该电力输出端切换至AC电力输入，以及
‑ 在确定不存在车载充电器时，将该电力输出端切换至DC电力输入。
如权利要求25所述的方法，其中，该确定包括：
‑ 在往该电池的直接连接可用时，将该电力输出端切换至该DC电力输入；
‑ 在没有制造往该电池的直接连接且确定存在车载充电器时，将该电力输出端切换至AC电力输入。
如权利要求24‑26中任意一项所述的方法，其中，对该切换进行控制是基于诸如外部决策进行设备的数据处理装置的输入进行的。

说明书

说明书用于对电动车辆的电池充电的系统、装置和方法
本发明涉及一种用于对电动车辆的电池进行充电的系统、装置和方法，特别是用于以 AC或DC电力对电动车辆的电池进行充电的系统、装置和方法。
随着化石燃料日益稀少，以及由于期望减少、特别是市区中的排放污染，电动车辆变得日益普及。然而，不利的是还不可能在所有地点对车辆充电。设置电动车辆充电站的速度缓慢的一个原因是缺少规章和标准。电池在其放电时输送DC，并且电池需要具有取决于待充电电池类型的电压的DC电源。由于大多数电网是AC，因此在这些情况下，要求各种不同形式的电源变换器作为电池充电器的一部分。在此，存在车辆耦合到不符合特定车辆或电池所需电力的充电站的风险。
为了能够从AC电网对车辆充电，曾提出这样的解决方案，即，提供具有包括AC/DC变换器的车载充电器的电动车辆。然而，这些变换器的尺寸和重量随着所需充电电力增加或所容许的充电时间减少而增加，并且由于功率效率的缘故，并不希望在车辆上搭载体积庞大且笨重的充电器。
本发明的一个目的在于提供用于对电动车辆的电池充电的系统、装置及方法，其克服上述缺点中的至少一部分，和/或给出对目前最先进技术的一种有用替代。
此外，本发明提出一种用于至少一部电动车辆的电池的能量交换站，其包括用于车辆的至少一个电力输出端、用于与该电动车辆通信以确定车辆是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的至少一个数据通信端口、包括至少一个AC电源以及至少一个DC电源的多个电源、和用于控制自该AC电源和/或DC电源至该至少一个电力输出端的电力供应的控制器。
通信可以特定地与该车辆内部的通信系统发生。基于到该车辆的通信，能量交换站可了解该车辆具有接收AC电力、DC电力或该二者的能力。
在一个特定的实施例中，该AC电源可以直接连接至连接器中的AC引脚，而该DC电源可以直接耦合至连接器中的DC引脚。为了控制DC电力至车辆的输送，系统可以控制该DC电源（其可以包括AC‑DC变换器）以在零（输送0瓦特）直到该电源的最大功率范围内输送DC电源。为了控制AC电力至车辆的输送，能量交换站可以使用到车辆的通信信道以控制或影响安装于车辆内部的车载充电器所汲取的电力。到车辆内部的车载充电器的通信可通过任何通信协议，诸如串行数据、PWM信号、PLC（power ‑ line ‑ communication；电力线通信）或甚至以太网（Ethernet）类型的连接。可控车载充电器以吸收在0（无功率）和该车载充电器最大功率之间的任何功率。当车载充电器被控制不汲取电力且DC电源输送某一水平的DC时，结果是通过DC电力对车辆充电。当车载充电器被控制汲取某水平的AC电力且DC电源被控制不输送电力时，结果是通过AC电力对车辆充电。AC与DC的任意组合也是可能的。
能量交换站可以配备有用于AC及DC电力的一个单个连接器，或者配备有独立的用于AC及DC的连接器，该独立的连接器分别直接耦合至AC电源和DC电源，并仍使用在AC及DC电力之间切换的相同控制方法。
本发明还提出一种能量交换站，用于对电动车辆的电池充电，其包括用于车辆的至少一个电力输出端，用于与该电动车辆通信以确定车辆是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的至少一个数据通信端口；多个电源，其包括至少一个AC电源和至少一个DC电源，至少一个可控开关，该开关用以将该至少一个电力输出端切换至该电源中的任一个，以及用于至少根据该确定来控制该开关的用于该开关的控制器。这里应该注意的是，电源及电力输出端二者均可以是双向的。
与借助于依据相关技术的检测装置相比，通过提供用于与电动车辆通信的数据通信装置可取回越来越多有关该车辆的充电可能性的详细信息。
这是因为可以使用储存于车辆存储器中的确切规格，其可以例如存在于车辆管理系统中。举例来说，人们可以想到，除了被以AC或DC充电的能力之外，其可以对AC电力的频率、AC电压水平、AC车载充电器所使用的相数量、或最大的总AC功率进行通信。对于DC电力，人们可以想到，对车辆所能接受的最大DC功率水平以及最大及最小DC电压、最大 DC电流、或是充电过程中施加DC充电电流的最大持续时间等进行通信。
根据本发明的能量交换站，举例来说，其可以实施成电动车辆的充电站，其提供这样的优点，即，AC及DC充电两者可被提供在同一位置。AC电力可以直接自电网获得，而DC电力可以通过电源变换器自电网获得。由于该电源变换器位于充电位置处，因此其可以被定成用以输送高DC电力的尺寸，并因此实现低充电时间。
在待充电的车辆没有提供接收DC电力的可能性的情况下，或者当可用的电网电力低微时，例如由于电网中其他地方的瞬间峰值能量吸收或是由于在同一位置存在有另一部待充电的车辆，则AC电力可被提供于该车辆，其随后使用其车载充电器对其电池进行充电。由于车载充电器通常具有较低的额定功率，因此切换至AC充电降低了电网负荷。当检测到非常强有力的车载充电器时，系统可以切换至可控性较好的DC电源以降低电网负荷。
在一个实施例中，用于确定的装置被配置用于检测车辆的车载电池充电器的存在，且控制器被配置成在检测到车载电池充电器时将输出切换至AC电力输入端。
这样，使最佳使用来自于车辆中存在的硬件，而位于充电站的变换器可被用于对缺少车载充电器的车辆或对已因任何原因而被决定获得优先权的车辆充电。
在另一个实施例中，控制器被配置成在被切换至DC电力一段时间间隔之后切换至AC电力，以便首先快速地靠DC电力对电池充电，并且然后继续以较慢速度以AC电力对电池充电。举例来说，可以施加高功率DC充电，直到达到电池充电曲线中的所谓恒定电压点，而后，充电被切换至AC，以便通过车辆的车载充电器完成电池的充电，由AC电源馈送电力，从而空出DC电源以对其他车辆充电。这导致了对可用硬件的进一步优化。尤其是因为车载充电器通常具有有限的电力，但仍然足以从该恒定电压点开始，在一可接受的时间量内完成充电。
在另一个实施例中，控制器被配置成从AC电源对车辆充电一段预定的时间。在这段时间内，能量交换站确定车载充电器的特性，例如其额定功率。依据该知识，可以作出是以AC或DC充电的决定，或者作出充电何时从使用AC改变成DC或从DC变成AC较为有利的决定。
在又一个实施例中，能量交换站被配置成同时输送AC电力和DC电力。此外，可存在多个输出端，用于将多个车辆耦合至该输出端，其中每个车辆均或者可耦合到AC电力或可耦合到DC电力。
同样可以想像的是，AC和DC电力被输送至同一输出端，用于直接以DC电力，以及通过车载电池充电器间接地以AC电力对车辆的电池充电。为此目的，车辆可以通过多个连接器耦合至系统，或者可以将系统配置成输送具有叠加AC分量的DC电力。
在又一个实施例中，能量交换站可以同时提供AC及DC电力，其中DC电力被用以对电池充电而AC电力被用以向诸如空调、加热器或其他装置的车载AC供电系统供电。同样可想像的是，DC电力被用于这些其他装置而AC电力通过车载充电器对电池充电。
DC电源可以包括电源变换器，用以输送切换的DC电力。更特别地，能量交换站可以包含多个电源变换器，用以将适当形式的DC电力（例如切换的或是具有预定电压的）输送到车辆耦合到其的各端口。这里应该注意的是，本发明意义中的DC电力不仅包括恒定的DC电力，而且还包含如PWM(脉宽调制）、PDM(脉冲持续时间调制)的切换形式，和电压及电流梯度，以及随机信号（随机/噪声）和时分多路复用信号。
对开关进行控制可进一步根据外部参数，诸如在至少其中一个电力输入端处可获得的电力，和/或在另外的电力输出端处电动车辆所要求的电力。可以例如根据诸如中央、远程或外部网络服务器、数据库或控制服务器等数据处理装置的输入控制开关。这种数据处理装置可以收集来自多个车辆、充电站的数据和/或当前电网信息，和/或其他设定，诸如操作者或车队拥有者给予各种不同车辆的优先权。能量交换站可以进一步被配置成用于与车辆数据通信，以取回有关车辆充电方式的信息。
能量交换站可以包括连接器，以将车辆连接至输出端，该连接器被配置成用于AC及DC电力两者的传输。特别地，本发明涉及当车辆以AC电力充电时通过电力连接器的多个电力触点交换多相AC电力；且当以DC电力对车辆充电时通过所述电力连接器中的至少两个触点交换DC电力。该AC电源可以是二或三相配置，但也可以考虑高达六或更多相的配置。
针对AC及DC电力的输送使用单个连接器使能量交换站的使用更具便利性。当与车辆交换能量，特别是当对其充电时，用户无需选择匹配其车辆的（相反的）连接器的特定连接器。此外，单个连接器使得能量交换站在能量传输期间能够在不需要与用户交互的情况下进行AC及DC电源之间的切换。这可以在相同的连接上实现，或者连接器可以包含多个连接，正如下文将要说明的。
本发明进一步涉及如上所述的能量交换站中的电力连接器的使用。根据本发明的使用包括使用用于交换三相AC电力的至少三个电力触点及公用接地端，其中至少一对触点被用于通过它们馈送DC电力。适于使用的电力连接器为IEC62196标准，例如REMA REV‑3。另一种合适的连接器为63A Mennekes CEE连接器。
在另一个实施例中，本发明涉及使用包含至少4个电力触点的电力连接器，其中两对触点被定尺寸使得可以通过其馈送DC电力。为了输送AC电力，使用上述四个触点中的三个，而第四个可被用作公用接地端。对于DC电力，一对形成正连接，而另一对形成负连接。特别地，本发明利用适于输送126安培DC电流的电力连接器。
在另一个实施例中，利用该连接器作为用于数据传输的至少一个连接。该连接可以是串行数据连接或依据任何数据通信协议的连接，或者仅是简单的二进制信令，其中特定的连接器对应于特定的数据。例如，用于数据传输的一对连接器可以在车辆适于AC充电时被配置为短路。该短路也可以通过无源电路元件形成，诸如电阻器、电感器或电容器。这种电阻或阻抗可被用于检测AC或DC的配置。通信可以在与AC和/或DC电力的相同连接上进行（或利用其中的一些引脚）。这可以通过将通信信号叠加于电力信号上而实现。
单个连接器提供这样的优点，即车辆在此情况下仅需要一个用于耦合连接器的开孔，并且当使用单个形式的连接器时仅需要一种标准。有若干可用的AC连接器可以用于依据本发明的DC电力传输。
本发明进一步涉及电动车辆，其包括电池、车载充电器、用于接收充电电力的电力输入端、和用于将该电力输入端耦合至该电池或耦合至该车载充电器的开关、以及用于控制该开关的控制器。
通常，这种车辆的控制器可以确定车辆是以AC还是DC电力充电。控制器可以耦合至诸如车辆管理系统、或电池管理系统的车载逻辑部分或甚至形成该车载逻辑的一部分，或耦合至用于确定在输入处存在AC电力还是DC电力的传感器，但其也可以受外部输入影响，例如通过与能量交换站或诸如数据库和/或中央控制服务器的数据处理装置的数据通信。
在AC电力被确定存在于电力输入端处时，该控制器可被配置为将电力输入端耦合到车载充电器，而在DC电力被确定存在于电力输入端处时，该控制器可另外被配置成将电力输入端耦合到电池。
现在参照下面的非限定性附图来说明本发明，其中：
‑图1显示了依据本发明的系统的一般概略图，车辆耦合于该系统；
‑图2显示了来自图1的系统的高层级概略图，其中多个车辆耦合于该系统，并被以AC或DC电力充电；
‑图3显示了图1的系统的一个高层级概略图；
‑图4显示了依据本发明的系统的示意性概略图；
‑图5显示了车辆中涉及本发明的详细视图；
‑图6显示了连接器如何自充电器获得能量的示意性概略图600；
‑图7显示了具有多个开关的实施例；
‑图8显示了一个实施例，其中能量交换站具有未通过开关导引的电力输出端；
‑图9显示了一个实施例，其显示了能量站也可用以从车辆的电池输送电力至电网；
‑图10显示了一个实施例，其中使用变换器以自其他一个或多个车辆的DC电池电力对一个或多个车辆充电；
‑图11显示了一个实施例，其中DC电源输送DC电力至DC/AC变换器；
‑图12显示了一个充电站，其具有比其可以向DC电力提供的数据端的更多的输出端；
‑图13a‑h显示了依据本发明的一个方法的各种流程图；和
‑图14显示了依据本发明的能量交换系统的实施例，其中采用控制器而非开关。
图1显示了依据本发明的用于电动车辆系统的电池的能量交换站100的一般概略图，车辆300耦合于能量交换站100，能量交换站100包括通过连接器200形成且用于车辆300的电力输出端。该站包括用于确定车辆300是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的装置（图中未明确显示），以及AC电力输入端102及DC电力输入端103。在这个例子中，由AC电力输入端101得到的电源变换器102实现DC电源，其中AC电力输入端101由干线（mains）形成。能量交换站还包括可控开关103，以用于将电力输出端200切换至任一电力输入端101、102。
车辆300包括电池303及充电器302，以及开关301。该开关在有AC输入时将电力输入端自连接器200耦合至充电器302，而在有DC输入时将其直接耦合到电池303。
开关301例如通过与开关103通信而检测DC电力是否可用，并可将连接直接重新路由至电池303。开关103检测开关301是否存在（通过通信）并在可用的情况下提供DC电力。
图2显示了来自图1的能量交换站100，其中多个车辆300a‑300d经由不同的连接器（未显示）耦合至该站。车辆300c以DC电力充电，而车辆300a、300b、300d以AC电力充电。这种配置可以在存在一部需要快速充电的车辆和具有车载充电器的多部车辆的情况下，或者当充电站仅具有有限的DC电源可用时使用。
图3显示了另一个实施例，在该实施例中，在能量交换站100仅有（暂时地）AC电源可用，其切换至车辆300a及300b。这些车辆输送DC电力，其由能量交换站切换至车辆300c。这样，能量交换站可用以将能量从一部车辆输送至另一部车辆，例如，在后者没有车载充电器时。
图4显示了能量路由系统，其包括根据本发明的能量交换系统400。当车辆300a、300b连接到能量交换站时，其可以通过数据线与站控制器通信。车辆300a、300b的身份（可能连同其需求）接着被传送至进行决定的服务器。根据需求（以及其他所连接车辆的需求），服务器命令充电站控制器使连接矩阵将一个或多个AC/DC变换器连接至车辆的插座，或者命令插座切换至AC电力。当无法建立通信时，系统可使用AC做为默认选项，或者使用本地知识（即，返回不止一次的用户）来确定适当的配置。
当车辆加入系统或离开时，这被更新至决定服务器，其从而命令新的最佳电力分布。
如上所示，能量交换站可以具有多个插座及具有多个AC/DC变换器401‑405。这些DC变换器可以经由连接矩阵，被动态地指派给任一电力输出端406‑410，并且一个电力输出端可以经由该同一矩阵连接到一个或多个DC变换器。此外，每个输出端均可以连接至AC供电链而非DC连接矩阵。
能量交换站连接至中央进行确定的服务器411，其根据车辆的电力需求、其拥有者的可能的 “特级帐户”、能量成本、电网可用性、车载充电器的功率以及其他参数计算在所连接车辆上的最佳电力分配。中央服务器据此计算最佳解决方式并命令能量交换站控制器412以该方式连接车辆。由于这些插座可能提供AC，可以通过将具有车载充电器的车辆切换至AC以为其他车辆保留一些可用的DC电力。在一部或多部车辆离开或抵达后，该最佳解决方式发生变化的情况就可出现。当发生这种情况时，该站的整体配置可能在充电中被动态地改变。
能量交换站还具有本地存储（DC）从而能够补偿峰值负荷（例如，繁忙时段），其可以在没有或较少车辆连接时（或这些车辆偏好AC时）进行充电。这样，就可能获得以下优点。
l         根据其电池种类、帐户（可能给予较快速充电特级待遇）、其他车辆的存在及电网可用性，所有车辆均能被保证最佳的充电时间。
l         当车辆具有比存留的可用DC电力更强大的车载充电器时，该系统可以切换至用于该车辆的AC电力，从而空出DC电力给其他车辆。
l         当电网电力在充电器区域中稀少时，可以降低充电功率。
l         仅能通过其车载充电器充电的车辆也可以连接至该系统。
l         由于数据是可获得的，可以给予车辆拥有者离去时间的指示。
l         当已经存在AC充电基础设施时，其可以轻易地被升级以供应AC及DC两者，而插座仅需要在AC及DC电力之间切换。
l         当电池的（高电流）CC充电阶段被替换成（较低电流）CV充电阶段时，电力可以从高功率DC供应被切换至（较低电力的）车载充电器，从而空出DC电力以供其他连接的车辆使用。
图5显示了位于车辆内部的电气系统的一个实施例500。连接器可以携载DC或AC电力。在该情况中，存在单相解决方案，但它也可以轻易地解读成使用二、三或更多相连接的系统。在该示例中，电力选择器或者可以将电力在AC电力或甚至默认的情形下切换至车载充电器，或者直接连接至电池。在有些情况下，车载充电器可以一直连接至连接器，因为其可以在其输入端上承受DC或者甚至可以工作在该情况下。
图6显示了连接器如何从充电器接收能量的示意性概略图600。电源可以是AC、多相AC或DC。充电控制器知道（通过车辆通信系统或一些其他信息源，诸如检测系统）线上是AC还是DC电力。当供应AC电流时，系统的电力总线从电力选择器断开（从而与充电器断开），且车载充电器被充电控制器接通。如果DC电力供应至连接器，则车载充电器被关闭而DC电力被直接路由至车辆电力总线。在有些情况下，车载充电器可以一直连接至连接器，因为其可以在其输入端上处理DC电力或者在有些情况下甚至在其输入端以DC工作。
图7显示了具有多个开关的实施例，其中有些开关被配置成对一部车辆充电，而有些开关被配置成一次充电多部车辆。
图8显示了一个实施例，其中，能量交换站具有未通过开关导引的电力输出端。此外，可以存在共享或专设的非车载充电器。
图9显示了一个实施例，其显示能量站也可用以从车辆的电池输送电力至电网。这可以通过将车载充电器中的电池DC电力转换至电网或通过从至少一部车辆传输DC电池电力到至少一个非车载充电器（102）或一个或多个DC/AC变换器（103）而发生，从而输送电力至AC干线。
图10显示了一个实施例，其中使用（多个输入端）DC/DC变换器（102和/或103）以从其他一部或多部车辆的DC电池电力对一部或多部车辆充电。在这种情况下，无须使用AC干线和/或电源变换器（102）。由于车辆及充电站包括AC/DC、DC/AC和DC/DC变换器，因此在该配置中，输送电力的车辆可以是AC或DC（或其混合）而接收电力的车辆可以获得AC或DC。
图11显示了一个实施例，其中DC电源（例如，本地储存或PV板）(104)输送DC电力至DC/AC变换器（102），其将该电力转换成AC以供电至干线或供电至其中一部车载充电器。
图12显示了充电站可以具有比其可向DC电力提供的输出端更多的输出端。这是其中车辆连接数目超过DC电力输入端数目的实施例。例如，非车载充电器可以具有3个DC电力输出端。充电站可以具有5个充电连接。
图13a显示了一个流程图，其中，系统根据来自顾客的输入（请求停留时间）以及来自电网的输入（最大可用功率）确定何为最佳充电策略。在该示例中，系统可以提供的最大DC功率为50kW。此外，系统配备有用以进行决定的数据处理装置以及数据输入装置，在该情况中，系统配备有用户终端及到智能电网计算机的连接。
图13b显示了一个系统，其配备有与车辆通过（有线或无线的）数据连接控制车辆车载充电器的装置。在该实施例中，能量交换系统的最大DC充电功率被限制到50kW。两部车辆抵达该站。一部具有50kW的DC充电能力。另一部车辆具有30kW的车载充电器以及DC充电能力。
图13c显示了配备有两个充电连接的能量交换站，其具有50kW的DC功率输出可能性及每路输出输送40kW AC的可能性。50kW DC功率是通过使用50kW AC/DC变换器进行的。整个系统连接至电网连接，其可以输送100kW的最大功率。
图13d显示了一种其中能量交换站无法检测可用车载充电功率为何的情况，其可以发送AC至车辆并测量该车辆所吸收的功率。测量该功率若干时间之后，数据处理装置可以确定车载充电器的功率。
图13e显示了一种情况，在该情况中，车辆可以具有在充电期间可由AC供电的车载系统（例如空调）。
图13f显示了从电池输送DC电力至电网的能量交换站。
图13g显示了能量交换站如何使用车载充电器对连接至第二插座的第二车辆充电。
图13h显示了在不可能控制车载充电器的充电功率时，如何通过将车载充电器接通及关闭来控制到电网的电力负荷。
图14显示了用于至少一部电动车辆602的电池603的能量交换站600，其包括用于车辆的至少一个电力输出端606、用于与该电动车辆602通信以确定该车辆602是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的至少一个数据通信端口607。在该种情况下，由AC电力输入端601得出的电源变换器604实现DC电源，其中AC电力输入端601由干线构成。能量交换站还包括控制器605，其用于控制从AC电源和/或DC电源至该至少一个电力输出端606的电力供应。控制器605耦合到用以与电动车辆通信的数据通信端口607。在一个特定的实施例中，控制器605可以与电动车辆（未示出）中的控制器交互，以确定该电动车辆是否能够被以AC和/或DC充电。在该情况中，电动车辆中的控制器也将耦合至车载电源变换器609以控制输往电池603的DC电力。
能量交换站可以配备有用于AC和DC电力的一个单连接器200，其可以进一步包括用于数据通信端口607的一条或多条通信线。

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1、(10)申请公布号 CN 102917909 A(43)申请公布日 2013.02.06CN102917909A*CN102917909A*(21)申请号 201180022600.2(22)申请日 2011.03.032004350 2010.03.05 NLB60L 11/18(2006.01)H02J 7/00(2006.01)(71)申请人 ABB有限公司地址荷兰鹿特丹(72)发明人 C.布曼(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人杜娟娟王忠忠(54) 发明名称用于对电动车辆的电池充电的系统、装置和方法(57) 摘要用于电动车的电池的能量交换站，包括用于车辆。

2、的至少一个电力输出端、用于确定耦合至该至少一个电力输出端的车辆是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的装置、包括至少一个AC电力输入端以及至少一个DC电力输入端的多个电力输入端、以及用于将该至少一个电力输出端切换至该电力输入端中的任一个的至少一个可控开关、用于至少基于该确定来控制该开关的开关控制器。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.11.05(86)PCT申请的申请数据PCT/NL2011/050146 2011.03.03(87)PCT申请的公布数据WO2011/108925 EN 2011.09.09(51)Int.Cl.权利要求书3页说明书7页附图19页(1。

3、9)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 3 页说明书 7 页附图 19 页1/3页21.用于至少一部电动车辆的电池的能量交换站，包括：- 用于车辆的至少一个电力输出端；- 至少一个数据通信端口，其用于与该电动车辆通信以确定车辆是否能被以AC电压和/或DC电压充电；- 多个电源，其包括：至少一个AC电源；以及至少一个DC电源；- 控制器，其用于控制自该AC电源和/或DC电源至该至少一个电力输出端的电力供应。2.如权利要求1所述的能量交换站，包括：- 至少一个可控制开关，其用以将该至少一个电力输出端耦合至该电源中的任一个；- 并且其中该控制器被配置用于至少根据该确定来控。

4、制该开关。3.如权利要求1所述的能量交换站，其中，该控制器耦合至用于与电动车辆通信的该至少一个数据通信端口。4.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，该至少一个数据通信端口被用以控制车辆的车载充电器。5.如权利要求1所述的能量交换站，其中，该数据通信端口被配置成以与车辆中的通信系统通信。6.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，该数据通信端口被配置通过下述方式通信：二进制信令、串行数据通信、电力线通信、PWM信令、无线通信、CAN总线通信、在以太网络上的通信或依据数据通信协议的通信。7.如前述权利要求中任意一项所所述的能量交换站，其中：- 用于确定的装置被配置以检测车辆的车。

5、载电池充电器的存在；以及其中- 其中该控制器被配置成以在检测出车载电池充电器时将输出端切换至AC电源；以及其中- 该控制器被配置以在通往电池的直接连接被确定时将输出端切换至DC电源。8.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，该控制器被配置成在切换至DC电源一段时间之后切换至AC电源，以首先由DC电力快速地对电池充电，及再由AC电力较慢地对电池继续充电。9.如前述权利要求中任一项所述的能量交换站，被配置成同时输出AC电力及DC电力。10.如权利要求9所述的能量交换站，其中，该AC及DC电力被输送至同一输出端，以便与DC电力一起直接、以及间接地利用AC电力通过车载电池充电器对车辆的电池充。

6、电。11.如前述权利要求中任一项所述的能量交换站，其中，该DC电源包括电源变换器，用以输送切换的DC电力。12.如前述权利要求中任一项所述的能量交换站，其中，对该开关的控制还基于外部参数，诸如在至少一个电力输入端处可可获得的电力、和/或在另外的电力输出端处所要求的来自电动车辆的电力。13.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，对该开关的控制是基于诸如外部决策进行设备的数据处理装置的输入进行。权利要求书CN 102917909 A2/3页314.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，被配置成控制车辆的车载充电器，特别是所述车载充电器通过与该车辆的数据通信连接的充电。15.如。

7、前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，包括用于将车辆连接至输出端的连接器，该连接器被配置成用于输送AC和DC电力。16.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，其中，数据通信是通过将通信信号叠加于电力交换上而在用于交换AC和/或DC电力的连接器的至少一些引脚上进行的。17.如前述权利要求中任意一项所述的能量交换站，包括电力连接器，其被配置用于：- 在车辆以AC电力充电时，通过该电力连接器的多个电力触点交换多相AC电力；以及- 在以DC电力对车辆充电时，通过所述电力连接器的至少两个触点交换DC电力。18.如权利要求17所述的能量交换站，其中，DC电力的交换是通过两组触点进行，每组均包括用于A。

8、C电力交换的至少一个触点。19.如权利要求17或18所述的能量交换站，其中，数据通信是在用于交换AC和/或DC电力的至少一些引脚上进行，例如通过将通信信号叠加于电力信号上。20.如权利要求17-19中任意一项所述的能量交换站，其中，该电力连接器包括用于数据传输的至少一个连接。21.如权利要求17-20中任意一项所述的能量交换站，其中，该电力连接器包括一对用于数据传输的连接器，当车辆被配置用于AC充电时，该连接器被配置为短路。22.电动车辆，其被配置以便通过如前述任一项权利要求所述的能量交换站进行充电，该车辆包括：- 电池；- 车载充电器；- 电力输入端，其用于接收充电电力；- 开关，其用于将该。

9、电力输入端直接耦合至该电池或者通过该车载充电器耦合至该电池；- 控制器，其用于控制该开关；- 数据通信装置，其用以将该车辆的适当充电协议发送至该交换站。23.如权利要求22所述的车辆，其中，经由该车辆的数据通信装置以及该能量交换站来实现对 AC或DC存在的确定，以及其中该控制器被配置成将该电力输入端：- 在AC电力被确定存在于电源处时，耦合至该充电器；以及- 在DC电力被确定存在于该电力输入处时，耦合至该电池。24.用于对电动车辆的电池进行充电的方法，包括：- 确定耦合至电力输出端的车辆是否能够被 AC电压和/或DC电压进行充电；- 相应地，将该电力输出端切换至AC电力输入或DC电力输入。25。

10、.如权利要求24所述的方法，其中，该确定包括：- 在确定存在车载充电器时，将该电力输出端切换至AC电力输入，以及- 在确定不存在车载充电器时，将该电力输出端切换至DC电力输入。26.如权利要求25所述的方法，其中，该确定包括：- 在往该电池的直接连接可用时，将该电力输出端切换至该DC电力输入；- 在没有制造往该电池的直接连接且确定存在车载充电器时，将该电力输出端切换至权利要求书CN 102917909 A3/3页4AC电力输入。27.如权利要求24-26中任意一项所述的方法，其中，对该切换进行控制是基于诸如外部决策进行设备的数据处理装置的输入进行的。权利要求书CN 102917。

11、909 A1/7页5用于对电动车辆的电池充电的系统、装置和方法0001 本发明涉及一种用于对电动车辆的电池进行充电的系统、装置和方法，特别是用于以 AC或DC电力对电动车辆的电池进行充电的系统、装置和方法。0002 随着化石燃料日益稀少，以及由于期望减少、特别是市区中的排放污染，电动车辆变得日益普及。然而，不利的是还不可能在所有地点对车辆充电。设置电动车辆充电站的速度缓慢的一个原因是缺少规章和标准。电池在其放电时输送DC，并且电池需要具有取决于待充电电池类型的电压的DC电源。由于大多数电网是AC，因此在这些情况下，要求各种不同形式的电源变换器作为电池充电器的一部分。在此，存在车辆耦合到不符合。

12、特定车辆或电池所需电力的充电站的风险。0003 为了能够从AC电网对车辆充电，曾提出这样的解决方案，即，提供具有包括AC/DC变换器的车载充电器的电动车辆。然而，这些变换器的尺寸和重量随着所需充电电力增加或所容许的充电时间减少而增加，并且由于功率效率的缘故，并不希望在车辆上搭载体积庞大且笨重的充电器。0004 本发明的一个目的在于提供用于对电动车辆的电池充电的系统、装置及方法，其克服上述缺点中的至少一部分，和/或给出对目前最先进技术的一种有用替代。0005 此外，本发明提出一种用于至少一部电动车辆的电池的能量交换站，其包括用于车辆的至少一个电力输出端、用于与该电动车辆通信以确定车辆是否能够被以。

13、AC电压和/或DC电压充电的至少一个数据通信端口、包括至少一个AC电源以及至少一个DC电源的多个电源、和用于控制自该AC电源和/或DC电源至该至少一个电力输出端的电力供应的控制器。0006 通信可以特定地与该车辆内部的通信系统发生。基于到该车辆的通信，能量交换站可了解该车辆具有接收AC电力、DC电力或该二者的能力。0007 在一个特定的实施例中，该AC电源可以直接连接至连接器中的AC引脚，而该DC电源可以直接耦合至连接器中的DC引脚。为了控制DC电力至车辆的输送，系统可以控制该DC电源（其可以包括AC-DC变换器）以在零（输送0瓦特）直到该电源的最大功率范围内输送DC电源。为了控制AC电力至车。

14、辆的输送，能量交换站可以使用到车辆的通信信道以控制或影响安装于车辆内部的车载充电器所汲取的电力。到车辆内部的车载充电器的通信可通过任何通信协议，诸如串行数据、PWM信号、PLC（power - line - communication；电力线通信）或甚至以太网（Ethernet）类型的连接。可控车载充电器以吸收在0（无功率）和该车载充电器最大功率之间的任何功率。当车载充电器被控制不汲取电力且DC电源输送某一水平的DC时，结果是通过DC电力对车辆充电。当车载充电器被控制汲取某水平的AC电力且DC电源被控制不输送电力时，结果是通过AC电力对车辆充电。AC与DC的任意组合也是可能的。0008 能量交。

15、换站可以配备有用于AC及DC电力的一个单个连接器，或者配备有独立的用于AC及DC的连接器，该独立的连接器分别直接耦合至AC电源和DC电源，并仍使用在AC及DC电力之间切换的相同控制方法。0009 本发明还提出一种能量交换站，用于对电动车辆的电池充电，其包括用于车辆的说明书CN 102917909 A2/7页6至少一个电力输出端，用于与该电动车辆通信以确定车辆是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的至少一个数据通信端口；多个电源，其包括至少一个AC电源和至少一个DC电源，至少一个可控开关，该开关用以将该至少一个电力输出端切换至该电源中的任一个，以及用于至少根据该确定来控制该开关的用于该开关的。

16、控制器。这里应该注意的是，电源及电力输出端二者均可以是双向的。0010 与借助于依据相关技术的检测装置相比，通过提供用于与电动车辆通信的数据通信装置可取回越来越多有关该车辆的充电可能性的详细信息。0011 这是因为可以使用储存于车辆存储器中的确切规格，其可以例如存在于车辆管理系统中。举例来说，人们可以想到，除了被以AC或DC充电的能力之外，其可以对AC电力的频率、AC电压水平、AC车载充电器所使用的相数量、或最大的总AC功率进行通信。对于DC电力，人们可以想到，对车辆所能接受的最大DC功率水平以及最大及最小DC电压、最大 DC电流、或是充电过程中施加DC充电电流的最大持续时间等进行通信。001。

17、2 根据本发明的能量交换站，举例来说，其可以实施成电动车辆的充电站，其提供这样的优点，即，AC及DC充电两者可被提供在同一位置。AC电力可以直接自电网获得，而DC电力可以通过电源变换器自电网获得。由于该电源变换器位于充电位置处，因此其可以被定成用以输送高DC电力的尺寸，并因此实现低充电时间。0013 在待充电的车辆没有提供接收DC电力的可能性的情况下，或者当可用的电网电力低微时，例如由于电网中其他地方的瞬间峰值能量吸收或是由于在同一位置存在有另一部待充电的车辆，则AC电力可被提供于该车辆，其随后使用其车载充电器对其电池进行充电。由于车载充电器通常具有较低的额定功率，因此切换至AC充电降低了电网。

18、负荷。当检测到非常强有力的车载充电器时，系统可以切换至可控性较好的DC电源以降低电网负荷。0014 在一个实施例中，用于确定的装置被配置用于检测车辆的车载电池充电器的存在，且控制器被配置成在检测到车载电池充电器时将输出切换至AC电力输入端。0015 这样，使最佳使用来自于车辆中存在的硬件，而位于充电站的变换器可被用于对缺少车载充电器的车辆或对已因任何原因而被决定获得优先权的车辆充电。0016 在另一个实施例中，控制器被配置成在被切换至DC电力一段时间间隔之后切换至AC电力，以便首先快速地靠DC电力对电池充电，并且然后继续以较慢速度以AC电力对电池充电。举例来说，可以施加高功率DC充电，直到达到。

19、电池充电曲线中的所谓恒定电压点，而后，充电被切换至AC，以便通过车辆的车载充电器完成电池的充电，由AC电源馈送电力，从而空出DC电源以对其他车辆充电。这导致了对可用硬件的进一步优化。尤其是因为车载充电器通常具有有限的电力，但仍然足以从该恒定电压点开始，在一可接受的时间量内完成充电。0017 在另一个实施例中，控制器被配置成从AC电源对车辆充电一段预定的时间。在这段时间内，能量交换站确定车载充电器的特性，例如其额定功率。依据该知识，可以作出是以AC或DC充电的决定，或者作出充电何时从使用AC改变成DC或从DC变成AC较为有利的决定。0018 在又一个实施例中，能量交换站被配置成同时输送AC电力和。

20、DC电力。此外，可存在多个输出端，用于将多个车辆耦合至该输出端，其中每个车辆均或者可耦合到AC电力或可耦合到DC电力。说明书CN 102917909 A3/7页70019 同样可以想像的是，AC和DC电力被输送至同一输出端，用于直接以DC电力，以及通过车载电池充电器间接地以AC电力对车辆的电池充电。为此目的，车辆可以通过多个连接器耦合至系统，或者可以将系统配置成输送具有叠加AC分量的DC电力。0020 在又一个实施例中，能量交换站可以同时提供AC及DC电力，其中DC电力被用以对电池充电而AC电力被用以向诸如空调、加热器或其他装置的车载AC供电系统供电。同样可想像的是，DC电力被用于这些其他。

21、装置而AC电力通过车载充电器对电池充电。0021 DC电源可以包括电源变换器，用以输送切换的DC电力。更特别地，能量交换站可以包含多个电源变换器，用以将适当形式的DC电力（例如切换的或是具有预定电压的）输送到车辆耦合到其的各端口。这里应该注意的是，本发明意义中的DC电力不仅包括恒定的DC电力，而且还包含如PWM(脉宽调制）、PDM(脉冲持续时间调制)的切换形式，和电压及电流梯度，以及随机信号（随机/噪声）和时分多路复用信号。0022 对开关进行控制可进一步根据外部参数，诸如在至少其中一个电力输入端处可获得的电力，和/或在另外的电力输出端处电动车辆所要求的电力。可以例如根据诸如中央、远程或外部网。

22、络服务器、数据库或控制服务器等数据处理装置的输入控制开关。这种数据处理装置可以收集来自多个车辆、充电站的数据和/或当前电网信息，和/或其他设定，诸如操作者或车队拥有者给予各种不同车辆的优先权。能量交换站可以进一步被配置成用于与车辆数据通信，以取回有关车辆充电方式的信息。0023 能量交换站可以包括连接器，以将车辆连接至输出端，该连接器被配置成用于AC及DC电力两者的传输。特别地，本发明涉及当车辆以AC电力充电时通过电力连接器的多个电力触点交换多相AC电力；且当以DC电力对车辆充电时通过所述电力连接器中的至少两个触点交换DC电力。该AC电源可以是二或三相配置，但也可以考虑高达六或更多相的配置。0。

23、024 针对AC及DC电力的输送使用单个连接器使能量交换站的使用更具便利性。当与车辆交换能量，特别是当对其充电时，用户无需选择匹配其车辆的（相反的）连接器的特定连接器。此外，单个连接器使得能量交换站在能量传输期间能够在不需要与用户交互的情况下进行AC及DC电源之间的切换。这可以在相同的连接上实现，或者连接器可以包含多个连接，正如下文将要说明的。0025 本发明进一步涉及如上所述的能量交换站中的电力连接器的使用。根据本发明的使用包括使用用于交换三相AC电力的至少三个电力触点及公用接地端，其中至少一对触点被用于通过它们馈送DC电力。适于使用的电力连接器为IEC62196标准，例如REMA REV-。

24、3。另一种合适的连接器为63A Mennekes CEE连接器。0026 在另一个实施例中，本发明涉及使用包含至少4个电力触点的电力连接器，其中两对触点被定尺寸使得可以通过其馈送DC电力。为了输送AC电力，使用上述四个触点中的三个，而第四个可被用作公用接地端。对于DC电力，一对形成正连接，而另一对形成负连接。特别地，本发明利用适于输送126安培DC电流的电力连接器。0027 在另一个实施例中，利用该连接器作为用于数据传输的至少一个连接。该连接可以是串行数据连接或依据任何数据通信协议的连接，或者仅是简单的二进制信令，其中特定的连接器对应于特定的数据。例如，用于数据传输的一对连接器可以在车辆适于A。

25、C充电时被配置为短路。该短路也可以通过无源电路元件形成，诸如电阻器、电感器或电容器。这说明书CN 102917909 A4/7页8种电阻或阻抗可被用于检测AC或DC的配置。通信可以在与AC和/或DC电力的相同连接上进行（或利用其中的一些引脚）。这可以通过将通信信号叠加于电力信号上而实现。0028 单个连接器提供这样的优点，即车辆在此情况下仅需要一个用于耦合连接器的开孔，并且当使用单个形式的连接器时仅需要一种标准。有若干可用的AC连接器可以用于依据本发明的DC电力传输。0029 本发明进一步涉及电动车辆，其包括电池、车载充电器、用于接收充电电力的电力输入端、和用于将该电力输入端耦合至该电池或。

26、耦合至该车载充电器的开关、以及用于控制该开关的控制器。0030 通常，这种车辆的控制器可以确定车辆是以AC还是DC电力充电。控制器可以耦合至诸如车辆管理系统、或电池管理系统的车载逻辑部分或甚至形成该车载逻辑的一部分，或耦合至用于确定在输入处存在AC电力还是DC电力的传感器，但其也可以受外部输入影响，例如通过与能量交换站或诸如数据库和/或中央控制服务器的数据处理装置的数据通信。0031 在AC电力被确定存在于电力输入端处时，该控制器可被配置为将电力输入端耦合到车载充电器，而在DC电力被确定存在于电力输入端处时，该控制器可另外被配置成将电力输入端耦合到电池。0032 现在参照下面的非限定性附图来说。

27、明本发明，其中：-图1显示了依据本发明的系统的一般概略图，车辆耦合于该系统；-图2显示了来自图1的系统的高层级概略图，其中多个车辆耦合于该系统，并被以AC或DC电力充电；-图3显示了图1的系统的一个高层级概略图；-图4显示了依据本发明的系统的示意性概略图；-图5显示了车辆中涉及本发明的详细视图；-图6显示了连接器如何自充电器获得能量的示意性概略图600；-图7显示了具有多个开关的实施例；-图8显示了一个实施例，其中能量交换站具有未通过开关导引的电力输出端；-图9显示了一个实施例，其显示了能量站也可用以从车辆的电池输送电力至电网；-图10显示了一个实施例，其中使用变换器以自其他一个或多个车辆的D。

28、C电池电力对一个或多个车辆充电；-图11显示了一个实施例，其中DC电源输送DC电力至DC/AC变换器；-图12显示了一个充电站，其具有比其可以向DC电力提供的数据端的更多的输出端；-图13a-h显示了依据本发明的一个方法的各种流程图；和-图14显示了依据本发明的能量交换系统的实施例，其中采用控制器而非开关。0033 图1显示了依据本发明的用于电动车辆系统的电池的能量交换站100的一般概略图，车辆300耦合于能量交换站100，能量交换站100包括通过连接器200形成且用于车辆300的电力输出端。该站包括用于确定车辆300是否能够被以AC电压和/或DC电压充电的装置（图中未明确显示），以及AC电力。

29、输入端102及DC电力输入端103。在这个例子中，由AC电力输入端101得到的电源变换器102实现DC电源，其中AC电力输入端101由干线（mains）形成。能量交换站还包括可控开关103，以用于将电力输出端200切换至任一电力说明书CN 102917909 A5/7页9输入端101、102。0034 车辆300包括电池303及充电器302，以及开关301。该开关在有AC输入时将电力输入端自连接器200耦合至充电器302，而在有DC输入时将其直接耦合到电池303。0035 开关301例如通过与开关103通信而检测DC电力是否可用，并可将连接直接重新路由至电池303。开关103检测开关301。

30、是否存在（通过通信）并在可用的情况下提供DC电力。0036 图2显示了来自图1的能量交换站100，其中多个车辆300a-300d经由不同的连接器（未显示）耦合至该站。车辆300c以DC电力充电，而车辆300a、300b、300d以AC电力充电。这种配置可以在存在一部需要快速充电的车辆和具有车载充电器的多部车辆的情况下，或者当充电站仅具有有限的DC电源可用时使用。0037 图3显示了另一个实施例，在该实施例中，在能量交换站100仅有（暂时地）AC电源可用，其切换至车辆300a及300b。这些车辆输送DC电力，其由能量交换站切换至车辆300c。这样，能量交换站可用以将能量从一部车辆输送至另一部车辆。

31、，例如，在后者没有车载充电器时。0038 图4显示了能量路由系统，其包括根据本发明的能量交换系统400。当车辆300a、300b连接到能量交换站时，其可以通过数据线与站控制器通信。车辆300a、300b的身份（可能连同其需求）接着被传送至进行决定的服务器。根据需求（以及其他所连接车辆的需求），服务器命令充电站控制器使连接矩阵将一个或多个AC/DC变换器连接至车辆的插座，或者命令插座切换至AC电力。当无法建立通信时，系统可使用AC做为默认选项，或者使用本地知识（即，返回不止一次的用户）来确定适当的配置。0039 当车辆加入系统或离开时，这被更新至决定服务器，其从而命令新的最佳电力分布。0040 。

32、如上所示，能量交换站可以具有多个插座及具有多个AC/DC变换器401-405。这些DC变换器可以经由连接矩阵，被动态地指派给任一电力输出端406-410，并且一个电力输出端可以经由该同一矩阵连接到一个或多个DC变换器。此外，每个输出端均可以连接至AC供电链而非DC连接矩阵。0041 能量交换站连接至中央进行确定的服务器411，其根据车辆的电力需求、其拥有者的可能的 “特级帐户”、能量成本、电网可用性、车载充电器的功率以及其他参数计算在所连接车辆上的最佳电力分配。中央服务器据此计算最佳解决方式并命令能量交换站控制器412以该方式连接车辆。由于这些插座可能提供AC，可以通过将具有车载充电器的车辆切。

33、换至AC以为其他车辆保留一些可用的DC电力。在一部或多部车辆离开或抵达后，该最佳解决方式发生变化的情况就可出现。当发生这种情况时，该站的整体配置可能在充电中被动态地改变。0042 能量交换站还具有本地存储（DC）从而能够补偿峰值负荷（例如，繁忙时段），其可以在没有或较少车辆连接时（或这些车辆偏好AC时）进行充电。这样，就可能获得以下优点。0043 l 根据其电池种类、帐户（可能给予较快速充电特级待遇）、其他车辆的存在及电网可用性，所有车辆均能被保证最佳的充电时间。0044 l 当车辆具有比存留的可用DC电力更强大的车载充电器时，该系统可以切换至说明书CN 102917909 A6/7页10。

34、用于该车辆的AC电力，从而空出DC电力给其他车辆。0045 l 当电网电力在充电器区域中稀少时，可以降低充电功率。0046 l 仅能通过其车载充电器充电的车辆也可以连接至该系统。0047 l 由于数据是可获得的，可以给予车辆拥有者离去时间的指示。0048 l 当已经存在AC充电基础设施时，其可以轻易地被升级以供应AC及DC两者，而插座仅需要在AC及DC电力之间切换。0049 l 当电池的（高电流）CC充电阶段被替换成（较低电流）CV充电阶段时，电力可以从高功率DC供应被切换至（较低电力的）车载充电器，从而空出DC电力以供其他连接的车辆使用。0050 图5显示了位于车辆内部的电气系统的一个实施例。

35、500。连接器可以携载DC或AC电力。在该情况中，存在单相解决方案，但它也可以轻易地解读成使用二、三或更多相连接的系统。在该示例中，电力选择器或者可以将电力在AC电力或甚至默认的情形下切换至车载充电器，或者直接连接至电池。在有些情况下，车载充电器可以一直连接至连接器，因为其可以在其输入端上承受DC或者甚至可以工作在该情况下。0051 图6显示了连接器如何从充电器接收能量的示意性概略图600。电源可以是AC、多相AC或DC。充电控制器知道（通过车辆通信系统或一些其他信息源，诸如检测系统）线上是AC还是DC电力。当供应AC电流时，系统的电力总线从电力选择器断开（从而与充电器断开），且车载充电器被充。

36、电控制器接通。如果DC电力供应至连接器，则车载充电器被关闭而DC电力被直接路由至车辆电力总线。在有些情况下，车载充电器可以一直连接至连接器，因为其可以在其输入端上处理DC电力或者在有些情况下甚至在其输入端以DC工作。0052 图7显示了具有多个开关的实施例，其中有些开关被配置成对一部车辆充电，而有些开关被配置成一次充电多部车辆。0053 图8显示了一个实施例，其中，能量交换站具有未通过开关导引的电力输出端。此外，可以存在共享或专设的非车载充电器。0054 图9显示了一个实施例，其显示能量站也可用以从车辆的电池输送电力至电网。这可以通过将车载充电器中的电池DC电力转换至电网或通过从至少一部车辆传。

37、输DC电池电力到至少一个非车载充电器（102）或一个或多个DC/AC变换器（103）而发生，从而输送电力至AC干线。0055 图10显示了一个实施例，其中使用（多个输入端）DC/DC变换器（102和/或103）以从其他一部或多部车辆的DC电池电力对一部或多部车辆充电。在这种情况下，无须使用AC干线和/或电源变换器（102）。由于车辆及充电站包括AC/DC、DC/AC和DC/DC变换器，因此在该配置中，输送电力的车辆可以是AC或DC（或其混合）而接收电力的车辆可以获得AC或DC。0056 图11显示了一个实施例，其中DC电源（例如，本地储存或PV板）(104)输送DC电力至DC/AC变换器（102），其将该电力转换成AC以供电至干线或供电至其中一部车载充电器。0057 图12显示了充电站可以具有比其可向DC电力提供的输出端更多的输出端。这是其中车辆连接数目超过DC电力输入端数目的实施例。例如，非车载充电器可以具有3个DC电力输出端。充电站可以具有5个充电连接。说明书CN 102917909 A10。

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