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1、(10)申请公布号 CN 104053570 A (43)申请公布日 2014.09.17 C N 1 0 4 0 5 3 5 7 0 A (21)申请号 201280055588.X (22)申请日 2012.09.06 1157959 2011.09.07 FR B60L 11/18(2006.01) H02J 7/00(2006.01) (71)申请人法国电力公司 地址法国巴黎 申请人法国电力配网公司 (72)发明人梅莱内鲁塞莱 盖兹卡阿尔贝迪 (74)专利代理机构上海天协和诚知识产权代理 事务所 31216 代理人童锡君 (54) 发明名称 适用于电池优化充电的方法和设备 (57) 摘。
2、要 本发明涉及使用充电设备(T E )对至少一个电 力系统(V E )，尤其是电动车辆的电池(BAT)进行 优化充电的方法，其中电池(BAT)在至少一个充 电时间间隔(T chg (i)期间进行充电(400)，所 述充电时间间隔是通过将电池充电系统连接至充 电设备所启动的有效充电时间周期(Td)的一部 分并且它根据与充电设备相关的充电曲线(TLC) 来确定的。本发明还涉及使用该方法的优化充电 设备(T E )以及包括该优化充电设备的优化充电系 统(S E )。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.05.07 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/FR2012。
3、/051989 2012.09.06 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/034853 FR 2013.03.14 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 (19)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2页 说明书9页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104053570 A CN 104053570 A 1/2页 2 1.通过充电设备(T E )对至少一个电力系统(V E )的电池(BAT)进行优化充电的方法， 其中，在至少一个充电时间间隔(T chg (i)期间使电池(BAT)进行充电(400)，所述充电 时间间隔是通过将电池充电。
4、系统连接至充电设备所启动的有效充电时间周期(Td)的一部 分，并根据与所述充电设备相关的负载曲线(TLC)来确定(300)， 其中，确定(300)充电时间间隔(T chg (i)包括： 采样(310)有效充电时间周期(Td)内的负载曲线(TLC)，以便获得与连续时间间隔 (T(i)相关的一组负载曲线功率值(TLC(i) 1in )，以及， 以升序对负载曲线功率值(TLC(i) 1in )排序(320)，以便获得分别与所述时间间 隔其中一个相关的一组排序的负载曲线功率值(TTC(i) 1in )； 在对应于与排序的负载曲线功率值的第一值(TTC(1)相关联的时间间隔的至少一个 充电时间间隔(T 。
5、chg (i)期间，该电池(BAT)进行充电(400)。 2.根据权利要求1的优化充电方法，其特征在与，所述电池(BAT)在从与排序的负 载曲线功率值的第一值相关联的时间间隔(T(i)中选择(330)的K个充电时间间隔 (T chg (i) 1iK )期间进行充电，K是大于或等于1的整数，它取决于当电池充电系统连 接至充电设备时电池中所包含的电能的电平(E in )。 3.根据权利要求2所述的优化充电方法，其特征在于，所述数字K基于当电池连接至充 电设备时，电池中所包含的电能的电平(E in )以及所述电池的充电曲线(PFL(t)来确定。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的优化充电方法，其特。
6、征在于，所述电池(BAT)的 充电(400)包括，对于连续时间间隔中的各个(T(j)来说： 当所述时间间隔(T(j)是充电时间间隔(T chg (j)的其中一个时，则在时间间隔 (T(j)期间使能(420)电池进行充电；以及， 当所述时间间隔(T(j)不是充电时间间隔(T chg (j)的其中一个时，则在时间间 隔(T(j)期间停止(430)电池的充电。 5.根据权利要求4所述的优化充电方法，其特征在于，所述电池的充电(400)进一步包 括，对于连续时间间隔中的各个(T(j)来说，比较与该时间间隔(T(j)相关联的负载 值(TLC(j)与极限容量值(P lim (j)； 仅当与所述时间间隔(T。
7、(j)相关联的负载值(TLC(j)+V E (j)小于极限容量值 (P lim (j)时，则在该时间间隔(T(j)期间使能(420)电池进行充电，以及， 当与所述时间间隔(T(j)相关联的负载值(TLC(j)大于或等于极限容量值 (P lim (j)时，则在该时间间隔(T(j)期间停止(430)电池的充电。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的优化充电方法，其特征在于，所述有效充电时间 周期(Td)根据当电池(BAT)充电系统连接至充电设备(T E )时的时间(t A )以及由电动车辆 的用户所提供的充电结束时间(t D )的相关指示来确定(100)。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的优化。
8、充电方法，还包括根据电池(BAT)充满电 所需时间长度(T100)预先验证(200)有效充电时间周期(Td)的持续时间，仅当有效充电 时间周期(Td)的持续时间大于电池充满电所需时间(T100)的长度时，则在至少一个充电 时间间隔(Tchg(i)期间使能电池进行充电(400)。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的优化充电方法，其特征在于，所述电池基本没有 记忆效应。 权 利 要 求 书CN 104053570 A 2/2页 3 9.根据权利要求8所述的优化充电方法，其特征在于，所述电池为锂离子电池。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的优化充电方法，其特征在于，所述电力系统 (V E )为。
9、电动车辆。 11.计算机程序，包括当它由充电系统的处理单元执行时用于执行根据权利要求1至 10中任一项所述方法的步骤的指令。 12.适用于对至少一个电力系统(V E )的电池(BAT)进行充电的优化充电设备(T E )，所 述充电设备连接至输电网络(E NET )并包括适用于连接至电池(BAT)充电系统的至少一个连 接端口(p 1 )，该设备配置为在电池(BAT)充电系统连接至优化充电设备的连接端口后执行 根据权利要求1至10中任一项所述方法的步骤。 13.适用于对由包括电池(BAT)的至少一个电力系统(V E )组成的装置进行充电的优化 充电系统(S E )，该优化充电系统包括输电网络(E 。
10、NET )和连接至所述输电网络的至少一个根 据权利要求12所述的充电装置(T E )。 14.根据权利要求13所述的优化充电系统(S E )，进一步包括远程计算机系统，连接至 充电设备并包括适于执行根据权利要求1至10中任一项所述方法的步骤的处理单元。 权 利 要 求 书CN 104053570 A 1/9页 4 适用于电池优化充电的方法和设备 技术领域 0001 本发明涉及电池充电的管理领域，包括电动车辆的电池的充电。 背景技术 0002 现在有很多包括电能存储系统的电力系统，尤其是由一个或多个电池及其相关的 充电系统组成的系统，它可连接至用于充电的输电网络。 0003 这些电力系统包括具有。
11、电能存储系统的电动车辆，所述电能存储系统借助于充电 插头可被连接至电源终端。该电源终端各自连接至输电网络。 0004 通常，为这种电力系统的电池充电始于该电池连接至输电网络并终于该电池与输 电网络断开。 0005 在电动车辆的特定情况下，充电始于电动车辆的充电插头插入电源终端并且只要 电动车辆插头没有拔掉就继续充电，这意味着直到车辆的用户希望取回他的车辆或只要电 池不满。 0006 然而，这种充电类型并不是最优的，因为充电并不考虑涉及输电网络、待充电的电 池或者待充电的电力系统的用户的限制。 0007 连接电源终端的输电网络的限制可表达为变压器或者传输地点的负载曲线，它随 着时间的变化不是均匀。
12、的。例如，当变压器的负载超过它的额定容量时，变压器将受到压 力。 0008 变压器的负载越大，变压器升温越高，这就会加速其老化。此外，负载中的波动可 导致急速膨胀和机械应力。最后，由于绕组的间距变大，使得变压器的噪声有可能也会变 大。 0009 对于待充电的电池，当它插入电源终端时可具有广泛变化的充电电平，这就确定 了要从电池终端获得的所需的电能量，并因此确定了达到完全充电所需的充电时间。 0010 最后，考虑到充电系统用户的约束，用户时常会根据其计划安排时不时连接该系 统和断开该系统的连接。当电力系统为电动车时，车辆司机会根据其计划安排时不时停车 或再启动他的车辆，这就会影响电池终端的有效充。
13、电时间。 发明内容 0011 本发明旨在通过提出一种优化充电方法来克服上述缺点，所述方法既考虑了与输 电网络相关的约束，还考虑了与待充电的电力系统的用户和待充电的电池相关的约束，从 而更好地保护了输电网络的充电设备。 0012 为此，提出了通过充电设备对至少一个电力系统的电池进行优化充电的方法，其 中，电池在至少一个充电时间间隔期间进行充电，所述充电时间间隔是通过将电池充电系 统连接至充电设备所启动的有效充电时间周期的一部分，可根据与该充电设备相关的负载 曲线来确定。 0013 根据一个有利的实施例，充电时间间隔的确定包括采样有效充电时间周期内的负 说 明 书CN 104053570 A 2/。
14、9页 5 载曲线，以便获得与连续时间间隔相关的一组负载曲线功率值，并且以升序对负载曲线功 率值排序，以便获得分别与其中一个时间间隔相关的一组排序的负载曲线功率值，电池在 对应于与排序的负载曲线功率值的第一值关联的时间间隔的至少一个充电时间间隔期间 进行充电。 0014 根据一个特定实施例，电池在从与排序的负载曲线功率值的第一值关联的时间间 隔中选择的K个充电时间间隔期间进行充电，其中K是大于或等于1的整数，它取决于当电 池充电系统连接至充电设备时电池中所储存的电能电平。 0015 数字K有利于根据当电池连接至充电设备时电池中所储存的电能电平以及所述 电池的充电曲线来确定。 0016 在一个实施。
15、例中，电池的充电包括，对于连续时间间隔中的各个间隔来说，当时间 间隔是充电时间间隔其中的一个间隔，则在该时间间隔期间使能电池的充电；当时间间隔 不是充电时间间隔其中的一个间隔，则在该时间间隔期间停止电池的充电。 0017 在这一实施例中，电池的充电有利地进一步包括，对于连续时间间隔中的各个间 隔来说，比较与此时间间隔关联的负载值与极限容量值，并仅当与此时间间隔关联的负载 值小于极限容量值时，则在该时间间隔期间使能电池的充电，并当与此时间间隔关联的负 载值大于或等于极限容量值时，则在该时间间隔期间停止电池的充电。 0018 在另一实施例中，有效充电时间周期可根据当电池充电系统连接至充电设备时的 。
16、时间以及由电动车辆用户所提供的充电结束时间的相关指示确定。 0019 在另一实施例中，该方法包括根据电池充满电所需时间长度来预先验证有效充电 时间周期的持续时间，仅当有效充电时间周期的持续时间大于电池充满电所需的时间长度 时，则在至少一个充电时间间隔期间使能电池的充电。 0020 在一个特别有利的实施例中，电池基本没有记忆效应。尤其是，电池优选为锂离子 电池。此外，在一个特定实施例中，电力系统为电动车辆。 0021 本发明进一步提供了一种计算机程序，包括当此程序由充电系统的处理单元执行 时用于执行上述方法的步骤的指令。这一程序将被考虑作为此专利申请寻求保护的产品。 0022 本发明还提供了一种。
17、适用于为至少一个电力系统的电池进行充电的优化充电设 备，所述充电设备连接至输电网络并包括适用于连接至电池充电系统的至少一个连接端 口，该设备可配置为在电池充电系统连接至优化充电设备的连接端口后执行上述方法的步 骤。 0023 最后，本发明提出了一种适用于对由包括电池的至少一个电力系统组成的装置进 行充电的优化充电系统，该优化充电系统包括如上文所述的输电网络和连接至所述输电网 络的至少一个充电装置。在一个实施例中，该系统进一步包括远程计算机系统，连接至充电 设备并包括适于执行上述方法的步骤的处理单元。 附图说明 0024 本发明的其它特征和优点通过下文详述的说明和附图将清晰显现出，在附图中： 0。
18、025 图1示出了根据本发明适用于充电电动车辆的优化系统； 0026 图2示出了根据本发明适用于充电电动车辆的优化方法的步骤； 0027 图3示出了根据本发明优化充电方法的预先验证步骤的实现方式； 说 明 书CN 104053570 A 3/9页 6 0028 图4示出了根据本发明的充电方法来确定充电和充电时间间隔的步骤的实现方 式； 0029 图5示出了通过使用本发明的充电方法所获得积极效果的图表。 具体实施方式 0030 下面首先参考图1，它示出了根据本发明适用于对电动车辆进行充电的优化系统。 0031 在图1中，该优化充电系统由S E 指示，包括至少一个充电设备T E ，适用于充电系统 。
19、连接至一个或多个电力系统V E 的电池BAT，以便对其进行充电。 0032 在图1中示出了单个充电设备T E 和单个电力系统V E ，仅为了说明的目的，其实优 化充电系统S E 可包括任意数量的充电设备，以便能够对任意数量的电力系统充电。 0033 该充电设备T E 本身连接到输电网络E NET ，从输电网络获取充电所需的电能，并例如 可能包括功率变压器。设备T E 因此具有一个或多个连接端口p 1 ，.，p 1 ，适用于连接至电 力系统的电池BAT，以便使用输电网络E NET 提供的电力对它进行充电。 0034 电力系统V E 包括与电池充电系统相关联的一个或多个电池BAT。电力系统V E 。
20、可 由用户U使用，该用户U根据他的计划安排来接通并断开电池BAT的充电系统与充电设备 T E 的连接。 0035 仅为了说明的目的，图1将电力系统V E 展示为电动车辆，这是由于本发明对于这 一特定类型的电力系统具有特别有利的应用。在该图示的示例中，电动车辆V E 由用户U驾 驶，用户U根据他的计划安排来接通或断开电池BAT的充电系统与充电设备T E 的连接。这 一电动车辆可为小汽车、助力车或任意其它具有可通过输电网络充电的电池的系统。 0036 在对充电系统V E 的优化中，不同的约束因此应用至图1所示的优化充电系统。 0037 -与充电输电网络相关的约束，例如与充电设备T E 相关的负载曲。
21、线； 0038 -与待充电的电池相关的约束，例如电池BAT的充电曲线，或者当用户U将电池 BAT接入充电设备T E 时仍存储在电池中的电能，以及， 0039 -与用户U本身相关的约束，尤其是他的计划安排，这影响当他接通或断开电力系 统与充电设备T E 连接时的时间，并因此影响电池BAT的有效充电时间。 0040 在本发明中，电力系统V E 的电池BAT在有效充电时间周期Td内的至少一个充电时 间间隔T chg (i)中进行充电，它通过将该电池BAT的充电系统连接至充电设备T E 而启动， 这允许根据与用户的计划相关的特定约束来优化电池的充电。 0041 充电时间间隔T chg (i)根据与充电。
22、设备T E 相关的负载曲线TLC来确定，这还允许 基于与充电设备T E 相关的以及因此与优化充电系统S E 相关的约束来优化电池BAT的充电。 0042 这一负载曲线TLC可在给定时刻估算，例如基于预期的负载变化，或在充电期间 及时更新，以便根据充电设备T E 在那个时刻的状态确保不间断的负载优化。通过说明，负载 曲线TLC可基于预定义的负载曲线模型或通过充电设备T E 所记录的负载历史计算的负载 曲线模型进行估算。更新负载曲线TLC可通过充电设备T E 的负载的实时采样来实现。这 一更新在大量电池连接并同时充电时特别具有吸引力，这可能导致负载曲线TLC的大量改 变。 0043 我们现在将参考。
23、图2，它示出了根据本发明的充电电力系统的电池的优化方法的 步骤。 说 明 书CN 104053570 A 4/9页 7 0044 该方法涉及通过充电设备T E 对一个或多个电力系统V E 的电池进行优化充电，电力 系统V E 包括与充电系统相关的电池BAT，电池BAT可连接至充电设备T E 以便执行充电。为 了说明的目的，单个电力系统V E 的优化充电在下文描述，然而该方法可应用至任意数量电 力系统的充电。 0045 该方法首先包括有效充电时间周期Td的确定(步骤100)，执行时将用户约束考虑 在内，特别是他的计划安排，这会影响充电电池BAT的有效时间。 0046 因此，当电池BAT充电系统连。
24、接至充电设备T E 的时刻t A 允许确定有效充电时间周 期Td的开始。话句话说，当电池连接时的时刻t A 启动了有效充电时间周期Td。 0047 为了确定对应于有效充电时间周期Td结束的时刻t D ，有利的是请求用户指示他计 划断开电力系统V E 的时间(例如他期望拿回他的电动车辆的时间)，例如他预测早晨离开 去单位的时间。用户U可提供与此充电结束时间t D 相关的指示，例如通过智能电话或电动 车辆使用的仪表盘的专用网络接口。 0048 一旦确定了有效充电时间周期Td，有利的是预先验证(步骤200)有效充电时间周 期Td是足够的，从而优化的充电过程仅在这种情况下开始。否则，对于有效充电时间周。
25、期 Td的整个持续时间可执行(步骤250)传统充电过程，这将在下文解释。 0049 图3示出了这种预先验证步骤200的一个实施例。 0050 在这一实施例中，首先计算(步骤210)部分充电时间Tx，对应于当电池BAT连接 至充电设备T E 时电池BAT中所储存的剩余电能E in 的电平。 0051 换句话说，该部分充电时间Tx对应于将电池BAT从能量为空的状态(充电的零状 态SoC)充至剩余电能电平E in 的充电所需的时间。 0052 在连接时间内的有效信息包含电池BAT的充电状态SoC 0 的特定情况下，使用公式 (1)预先计算剩余电能E in 的电平： 0053 (1) E in E e。
26、xpl SoC 0 0054 其中： 0055 E exp1 为该电池BAT的有效容量；以及， 0056 SoC 0 是电池BAT连接至充电设备T E 时的充电状态(即图4所示的时间t A )。 0057 然后，使用下述公式(2)确定部分充电时间Tx： 0058 0059 其中： 0060 BAT 是电池BAT的有效参数，介于0和100之间； 0061 chrgr 是电池BAT的充电器的有效参数，同样介于0和100之间；以及， 0062 PFL(t)是从输电网络的电池BAT的充电曲线。 0063 然后，基于电池BAT的充电曲线PFL(t)来确定(步骤220)完整的充电时间Tcomp， 对应于将。
27、电池BAT从空状态(充电的零状态SoC)再充满电所需的时间。 0064 尤其是，该充电时间Tcomp使用下述公式(3)计算： 0065 说 明 书CN 104053570 A 5/9页 8 0066 其中E max 是充满电结束时达到的电能电平，典型地对应于电池BAT的最大充电电 平。然而，本发明并不限于这种情况，并还可应用于当E max 对应于不同于电池BAT的最大充 电电平的特定充电电平的电能电平的情况。 0067 确定210部分充电时间Tx和确定220完整充电时间Tcomp的步骤并不一定以上 文指示的顺序执行，但有可能以颠倒的顺序很好地执行，即确定完整充电时间Tcomp在确 定部分充电时。
28、间Tx之前。 0068 一旦确定了持续时间Tx和Tcomp，可使用下述公式确定(步骤230)完成包含剩余 能量E in 的电池BAT充满电所必须的充电时间T 100 ： 0069 (4) T 100 Tcomp-Tx 0070 然后，将持续时间T 100 与有效充电时间周期Td的持续时间作比较(步骤240)，以 确定是否存在充足的时间来完成满充。 0071 如果该持续时间T 100 小于有效充电时间周期Td的持续时间，那么有利的是能够应 用根据本发明的优化充电方法。另一方面，如果此持续时间T 100 大于有效充电时间周期Td 的持续时间，那么电池BAT的完整和优化的充电是不可能发生的。 007。
29、2 在后一种情况下，可执行传统的充电，其中因持续时间Tx而缩短的充电曲线 PFL(t)可应用在整个有效充电时间周期Td内，即该时间周期Td期间的充电计划基于对应 于P(t)PFL(Tx+t)的充电功率。 0073 为了返回到图2所示的优化充电方法，可选的是；在验证了持续时间T 100 小于有效 充电时间周期Td后，由电池充电系统连接至充电设备所启动的有效充电时间周期Td内的 一个或多个充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)(其中K是大于或等于1的整数)，随后基 于与充电设备T E 关联的负载曲线TLC来确定(步骤300)。 0074 然后，电池BAT在充电时间间隔T chg (1)。
30、至T chg (K)期间进行充电(步骤400)， 以便获得对电池BAT的优化充电。根据充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)期间的电池的 充电曲线来完成该充电。根据上述约束，该充电曲线因此可划分成位于时间周期Td内最适 合时刻的不同的时间周期。 0075 我们现在将参考图4，它示出了根据本发明的确定步骤300和电池BAT充电步骤 400两者的实现方式。 0076 特别地，确定步骤优选地包括与充电设备T E 相关的负载曲线TLC的采样(步骤 310)，在有效充电时间周期Td内，以便获得一组TLC(i) 1in 负载曲线功率值TLC(1)至 TLC(n)，各自都与有效充电时间周期Td内。
31、的连续时间间隔T(1)至T(n)的其中之一有 关。 0077 采样优选为周期性的，在对应于充电时间间隔T的持续时间的时间长度后重复 执行。然后，负载曲线功率值TLC(i)与时间索引i相关，时间索引i指示有效充电时间周 期Td内包含的第i个时间间隔T(i)。 0078 在采样阶段结束时，负载曲线功率值TLC(1)，.，TLC(i)，.，TLC(n)分别 与自身由连续时间索引1，.，i，n所指定的一连串连续时间间隔T(1)，.， T(i)，.，T(n)相关，满足关系T(i)i*T。 0079 负载曲线TLC的采样使之有可能在离散时间内工作，特别是当排序与负载曲线功 率值相关的索引时，它使用计算机装。
32、置更容易实现。 说 明 书CN 104053570 A 6/9页 9 0080 一旦完成了负载曲线TLC的采样，以升序排序(步骤320)负载曲线功率值TLC(1) 至TCL(n)，以获得一组TTC(i) 1in 分别与所述时间间隔T(1)至T(n)中的一个相 关排序的负载曲线功率值。 0081 仅通过示例的方式，如果通过在上午1点至7点间每小时采样负载曲线获得下列 数值： 0082 TLC(1)75kW 0083 TLC(2)80kW 0084 TLC(3)70kW 0085 TLC(4)65kW 0086 TLC(5)65kW 0087 TLC(6)60kW 0088 TLC(7)70kW 。
33、0089 因而，获得下列排序的负载曲线功率值： 0090 TTC(1)TLC(6)60kW； 0091 TTC(2)TLC(4)65kW； 0092 TTC(3)TLC(5)65kW； 0093 TTC(4)TLC(3)70kW； 0094 TTC(5)TLC(7)70kW； 0095 TTC(6)TLC(1)75kW；以及 0096 TTC(7)TLC(2)80kW. 0097 在此排序中，当多个负载曲线功率值TLC(i)相同时，可以时间顺序对它们进行排 序，在上文使用值TLC(4)和TLC(5)示出，它们分别给出了排序后的负载曲线功率值TTC(2) 和TTC(3)。 0098 然后，电池B。
34、AT进行充电(步骤400)且持续对应于与第一排序的负载曲线功率值 TTC(1)关联的时间间隔T(i)的至少一个充电时间间隔T chg (i)。 0099 在该充电时间间隔T chg (i)期间，对电动车辆V E 充电因此在一个它的最小持续时 间Td处影响负载曲线TLC，并因此避免进一步提升更高的负载值，这样会对充电设备T E 产 生很多有害影响。 0100 如果必要的话，电池BAT的充电持续可在对应于与第一排序负载曲线功率值 TTC(1)，TTC(2)等相关的时间间隔T(i)的多个充电时间间隔T chg (i)内，以便在充电设 备T E 的负载曲线TLC的低时间周期内按优先次序对电池BAT进行。
35、充电。这特别有利于在 当单个充电间隔T chg (i)内充电不能对电池BAT实现完全充电的情况。 0101 因此，在一个实施例中，在选择的K个充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)期间执 行电池BAT的充电，从而对应于充电设备T E 的负载曲线TLC中的最低时间周期。 0102 数量K是整数，有利地取决于当电池连接至充电设备时该电池中所储存的剩余电 能E in 电平，以便允许对电池BAT的完全充电。 0103 特别是，数量K可根据剩余电能E in 的这一电平和电池的充电曲线PFL(t)来确定， 如下文所述： 0104 -对电池完全充电所必需的持续时间T 100 根据剩余电能E in。
36、 的电平以及电池的充电 说 明 书CN 104053570 A 7/9页 10 曲线PFL(t)来确定，相似于上文的关心有效充电时间周期的预先验证； 0105 -持续时间T 100 可由采样间隔的持续时间T(例如15分钟)进行整除，并且数量 K可选择为严格大于除得的商的整数，优选该整数对应于大于商的第一个整数，以便减少仅 满充电池所需的充电时间。 0106 一旦确定了数量K，则充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)从所有时间间隔T(1) 至T(n)中选择(步骤330)，以便对应于与以升序排序的负载曲线功率值TTC(1)至 TTC(K)中的第一值相关的时间间隔。这样，T chg (i。
37、)被选择，使之按照时间排序。 0107 在上述示例中，当K3，第四，五和六时间间隔T(4)，T(5)和T(6)，分别与 负载曲线功率值TLC(4)，TLC(5)和TLC(6)相关联，将被选择为充电时间间隔T chg (1)至 T chg (3)，在这些时间间隔期间使能对电池进行充电。 0108 当K4，除了所述时间间隔T(4)，T(5)和T(6)，第四充电时间间隔 T chg (4)从与TLC(3)和TLC(7)相关联的第三和第七时间间隔中选择，即对应于排序的负 载曲线功率值的第四值TTC(4)的T(3)。 0109 一旦确定了充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)，该方法则在这些。
38、充电时间间隔内 对电池BAT进行充电(步骤400)。 0110 在图3所示的实施例中，充电阶段400包括，对于各个连续的时间间隔T(1)至 T(n)，验证所讨论的时间间隔T(j)与充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)的其中一个 之间的一致性(子步骤410)。 0111 如果时间间隔T(j)确实是充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)的其中一个，则 在时间间隔T(j)期间使能对电池进行充电(子步骤420)。 0112 另一方面，如果时间间隔T(j)并不对应于充电时间间隔T chg (1)至T chg (K) 的其中一个，则在时间间隔T(j)期间取消对电池的充电(子步骤4。
39、30)。换句话说，在K 个时间间隔T chg (1)至T chg (K)之外并不进行充电。 0113 该操作在有效充电时间周期Td的各个时间间隔T(j)期间内连续重复执行，如 增加索引j的循环所示(子步骤441和443)。 0114 因此，在第一实施例中，仅在对应于充电设备(t A )的负载曲线中最小值的一定数 量的时间间隔内对电池BAT进行充电。 0115 该实施例特别适于充电仅为时间优化(time-optimized)的情况，充电的“所有或 没有”控制来自电源终端，其中电力系统V E 使用其电池管理系统(BMS)管理充电并因此运 用具有离散停顿的充电曲线。 0116 在一个优选实施例中，超。
40、出极限容量值P lim (例如80kW)时并不使能充电，认为超 过此值的负载电平是不利的。 0117 极限容量值P lim 在整个有效充电时间内可为定值或可能发生改变，这时极限容量 值P lim (i)与各个时间间隔T(i)相关联，各值P lim (i)可能彼此间不同。 0118 在该实施例中，对于各个连续时间间隔T(j)，在选择了对应于预先确定的充电 时间间隔T chg (1)至T chg (K)其中的一个时间间隔T(j)后，与时间间隔T(j)相关 联的极限容量值P lim (i)与估算的增加负载值TLC+V E (j)作比较，对应于与时间间隔T(j) 相关联的负载值TLC(j)和电池BAT。
41、充电系统牵引的负载之和。 0119 如果与时间间隔T(j)相关的估算的增加负载值TLC(j)+V E (j)小于极限容量值 说 明 书CN 104053570 A 10 8/9页 11 P lim (i)，并且如果该时间间隔T(j)此外还对应于充电时间间隔T chg (1)至T chg (K)的 其中一个，则使能(子步骤420)电池的充电因此仅在时间间隔T(j)发生。 0120 另一方面，如果与时间间隔T(j)相关的估算的增加负载值TLC(j)+V E (j)大于 或等于极限容量值P lim (i)，则在时间间隔T(j)期间取消(子步骤430)电池的充电，无论 时间间隔T(j)是否对应于充电时。
42、间间隔T chg (1)至T chg (K)的其中一个。 0121 因此，通过防止电池BAT的充电在大于或等于极限容量值P lim 的负载曲线TLC的 区域内，该实施例保护了充电设备T E ，尽管可能不能对电池BAT进行完全充电。 0122 图5是示出了当使用本发明的优化充电方法时所获得的积极效果的图表。 0123 图表示出了变压器在整整一天的过程中的负载曲线TLC，并且该曲线表示极限容 量P lim 随着时间的改变，超出极限容量P lim 时负载曲线TLC会导致有害的影响。 0124 表示用户在下午六点的到达时间t A (即电动车辆V E 连接至变压器的时刻)以及用 户在大约上午七点的离开时。
43、间t D (即当电动车辆V E 从电源终端断开的时刻)，定义了等效 于间隔t A ，t D 的有效充电时间Td。 0125 在该图表的底部能够看到曲线CRM表示充电激活和失活阶段随着时间而交替变 化，这是通过应用根据本发明的优化充电方法所获得的。 0126 该曲线CRM清晰地呈现出优化充电在位于21:00，22:00和23:00的充电时间间隔 内激活。此外，优化充电在0:00和7:00之间或多或少连续地使能，除了大约1:30-2:00的 时间周期。在这些充电时间间隔之外，充电被取消。 0127 同样，还示出了由TLC+V E 表示的合成负载曲线。从该合成负载曲线中可清晰地看 到，它主要是负载曲。
44、线TLC中的低点，位于极限容量电平P lim 之下，它通过对车辆V E 优化充 电而增加。因此，通过本发明的方法平滑了负载曲线TLC。 0128 结果，通过对车辆V E 充电所引发的负载曲线中的增加限制于负载曲线TLC中的最 小负载值，这就限制了对变压器的负面影响，不像在时间周期t A ；t D 内充电被一直使能的 情况那样。通过本发明，由充电引起的功率消耗仅在有利的时刻(TLC中的较低值)发生。 0129 上文所述的优化充电方法的不同步骤可由适用于优化充电系统的处理单元执行 的程序来实现，例如可由计算机或数据处理器来实现，所述程序包括用于控制上述方法的 步骤执行的指令。 0130 尤其是，所。
45、讨论的处理单元可位于优化充电设备T E 或电力系统V E 中，以便本地管 理电动车辆的充电。 0131 或者，所讨论的处理单元可位于优化充电设备T E 的远端，在作为优化充电系统S E 的一部分的远程计算机系统中，以便集中管理充电，这适用于大量设备的情况。在这种情况 下，指令通过各种电信网络通信至优化充电设备T E 或电力系统V E 以便管理优化充电。 0132 对于该程序，它可使用任何编程语言，并可以是源代码、目标代码或源代码和目标 代码之间的中间代码的形式，例如部分编译的形式，或任何其它适当的形式。 0133 本发明还涉及计算机或数据处理器的可读介质，并包括上文所述的程序的指令。 此介质可。
46、为能够存储该程序的任一实体或设备。例如，该介质包括诸如ROM，例如CD-ROM或 微电子电路ROM，或磁记录介质，例如磁盘或硬盘等存储介质。 0134 另一方面，该介质可为可传输的介质，例如电、光、或电磁信号，它可通过电或光 缆，无线电或其他方式进行传输。根据本发明的程序尤其可通过网络例如因特网下载。可 说 明 书CN 104053570 A 11 9/9页 12 选地，该介质可为包括该程序的集成电路，该电路适用于执行或被用于执行所讨论的方法。 0135 本发明的优化充电方法特别有利于包含没有记忆效应、部分充电劣势或来自制造 商的禁忌的电池的充电的应用，此类电池从充电使能状态至充电取消状态的改。
47、变在很短的 转变时间内，并且不必充电至100。该电池BAT因此可有利的为锂离子电池。 0136 当然，本发明并不限制于上文描述和说明的实施例；可以设想在不脱离本发明范 围内的其它实施例和其它实现方式。 0137 该电力系统在上文以电动车辆的形式进行说明。然而，呈现为具有存储电能能力 的任何电力系统的形式的电力系统V E 可能非常好，例如具有可充电电池的移动电话。 说 明 书CN 104053570 A 12 1/5页 13 FIG.1 说 明 书 附 图CN 104053570 A 13 2/5页 14 FIG.2 说 明 书 附 图CN 104053570 A 14 3/5页 15 FIG.3 说 明 书 附 图CN 104053570 A 15 4/5页 16 FIG.4 说 明 书 附 图CN 104053570 A 16 5/5页 17 FIG.5 说 明 书 附 图CN 104053570 A 17 。