TW201230598A - Fast charge stations for electric vehicles in areas with limited power availability - Google Patents

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201230598 六、發明說明： 本申凊案主張2010年4月26曰提出申請之美國臨時申請 案第61 /328，143號之權利’該申請案之全文以引用方式併 入本文中。 • 本說明書中所提及之所有公開案、專利及專利申請案均 • 以引用方式併入本文中，其併入程度如同明確地及個別地 指出將每一個別公開案、專利或專利申請案以引文方式併 入0 【先前技術】 當在諸如居民區或由風力或太陽能供電之區域等限制電 力可得性之區域中或在其中應用高峰需求收費之區域中使 用用於電動車之特定而言具有6(：或更大之迅速充電速率之 充電站時可形成一擔憂。當前的快速充電站部署係出現在 可利用12 kV高壓傳輸線之區域中，在這些區域中在5至1〇 分鐘内汲取440伏、30、1000或更多安培較不成問題。除 能利用到足夠電力外，此類站之實施通常需要相當大之土 木工程及與電網整合之架構困難。然而，高電流汲取及土 木工程要求使得至具有較低電力可得性之區域中之滲透具 • 抑制性。為擴大具有大於6C充電速率之充電站之覆蓋率， 必須適當地提出一解決方案以解決電力汲取及電網整合問 題。另外，無論能否利用到高壓傳輸線，自以6C速率之一 f用觀點看’包括高每需求收費之速率結構可係抑制性 的。 155931.doc 201230598 需要可向一車提供一快速充電而不對一能量源（諸如一 公用電網）提供一過度壓力之經改良型充電站。 【發明内容】 本發明提供用於在具有限制電力可得性區域中或在期望 自一能量源逐漸汲取電力之情形中將電動車或混合型電動 車充電之系統及方法。本文中所闡述的本發明之各種態樣 可應用於下文所陳述的或針對用於將一能量儲存系統充電 之任何其他類型之系統或方法之任何特定應用。本發明可 作為一獨立式系統或方法或作為一整合之車行駛路線之一 部分應用。應理解，本發明之不同態樣可個別地'共同地 或彼此組合地來加以理解。 本發明之一態樣可係針對一快速充電站，該快速充電站 可包括用於與一車能量儲存系統電連接且將一車能量儲存 系統充電之一快速充電介面。一充電站亦可包括一固定能 量儲存系統，該固定能量儲存系統可電連接至該快速充電 介面。該充電站亦可包括一慢速充電器，該慢速充電器與 一外部能量源及該固定能量儲存系統電連通。在某些實施 例中，該慢速充電器可准許的自該外部能量源對該固定能 量儲存系統之一充電速率係低於該快速充電介面可准許的 自該固定能量源對該車能量儲存系統之充電的充電速率。 在某些實施例中，該外部能量源可係公用事業公司/電 網。 在某些實施例中，可將該充電站用於一經完全緩衝之能 量轉移過程，其中可經由該固定能量儲存系統將該車能量 155931.doc 201230598 ，統充電’經由該緩慢充電器由該外部能量源對該固 定能量儲存系統充電。在某些其他實施例中， 」咐兄電站 f於一經部分緩衝之能量轉移過程，其中可經由該固定妒 =儲存系統及經由該慢速充電器之該外部能量源將該車: 量儲存系統充電，其中除當將該車能量儲存系統充電時2 外，該外部能量源通常將該固定能量儲存系統充電。在某 些實施例中，㉟充電站可具有—控制器，該控制器可選擇 性地控制該慢速充電器以准許對該固定能量儲存系統之充 電及/或將該固定能量儲存系統充電之速率。在某些例項 中’該控制器可確定該外部能量源係用於將該車能量儲存 系統充電還是將該固定能量儲存系統充電。 可根據本發明之另一態樣提供一種用於將一電動車充電 二方，。該方法可包括以下㈣：將在—充電站處之—固 定能量儲#系統與一外部能量源、電連#;以-第-速率將 -亥固疋％里儲存系統充電；將—車上之—車能量儲存系統 與該固定能㈣存系統電連接m第 量儲存系統充電。較佳地，該第二速率可大於該第―車： 率。 疋 田結合以下說明及隨附圖式進行考量時，將進一步瞭解 解本發明之其他目的及優點。雖然以下說明可含有閣 述本發明之特疋實施例之具體細節，但不應將此視為對本 發月之I&可之限制而是視為較佳實施例之—例子。對於本 '月之每1樣，本文中所暗示的熟習此項技術者所已知 的古夕支化形式皆係可能的。可在本發明之範缚内作出各 155931.doc 201230598 種各樣之改變及修改，而不背離本發明之精神。 【實施方式】 雖然已在本文t展示及闊述了本發明之較佳實施例，但 熟習此項技術者顯而易見，此等實施例僅作為實例提供。 熟習此項技術者現將想到許多變化形式、改變及替代，此 並不背離本發明。應理解，可在實踐本發明時採用本文中 所闡述之本發明之實施例之不同替代實施例。 本發明之一態樣可涉及藉助將一上游能量儲存系統連接 至一較慢速率充電器來完全地或部分地緩衝一快速充電過 程。可將快速充電器硬體連接至—固定能量儲存系統而非 直接連接至一外部能量源（諸如電網）。又可將此能量儲存 系統連接至一慢速率充電器，該慢速率充電器很可能經由 一習用電力插座而插入至電網中。在此組態下，該較慢速 率充電器可以當地電力可得性可接受之一速率「一點一點 地j將該固定能量儲存系統充電。然後可使用該固定能量 儲存系統透過一專有能量轉移模組以一更高的多之速率將 連接至一充電站之一車迅速充電，而不會不利地影響當地 電網電力。此亦可幫助解決在某些地方性區域中由高峰需 求疋價所致之尚成本。在某些實施例中，可將包括充電站 硬體及車連接的前述過程之全部内容放置於一可易於部署 之一半可攜式平臺上。亦可將此類站安裝成更永久之結 構。 圖1展示根據本發明之一實施例之一車充電系統。一車 充電系統可包括一充電站120及一外部能量源114。該充電 155931.doc 201230598 系統亦可包括經組態以與該充電站介接之一車100。 在某些實施例中’如前文所述，充電站120可係提供於 一可攜式、半可攜式或永久性固定之平臺上β在某些例項 中’充電站可自一個位置移動至另一位置。在某些例項 中’可容易地將其部署於一位置’但其一般保持固定於彼 位置處。亦可將其固定地整合於一永久結構中。一個實例 可涉及一半可攜式拖車或撬裝式快速充電站。一快速充電 站可包括一可收縮充電柱1〇8及車連接器頭1〇6、一固定能 量儲存模組110、一慢速充電器112(能夠自電網再充電“固 小時）及一經濟型能量轉移模組，該經濟型能量轉移模組 貫際上係一電轉移站，其經設計以允許在丨〇分鐘或更少之 時間内或以大於或等於6C之速率將儲存於該固定能量儲存 模組中之電能量轉移至該車能量儲存模組中。 1C速率（1C)可意指若以1(：速率放電，則1〇〇〇 mAh蓄電 池將提供1000 mA達1個小時。將同一蓄電池以〇5C放電， 則其將提供500 mA達兩個小時。以2C放電，則1〇〇〇爪八匕 蓄電池將遞送2000 mA達30分鐘。通常將⑴稱作i個小時 之放電；將0.5C稱作兩個半小時之放電，且將〇1(：稱作1〇 個小時之放電。 0.5C(50Ah)=25 A達 120分鐘 lC(50Ah)=50 A達 60分鐘 2C(50Ah) = l〇〇 A達 30分鐘 6C(50Ah)=300 A達 10分鐘 該充電站可包括介於固定能量儲存系統ιι〇與一快速充 155931.doc 201230598 電介面之間的一電連接器116,該電連接器可係提供於一 車連接器頭106上。該電連接器可係由一導電材料形成， 諸如一金屬，諸如銅、鋁、銀、金，或其任一組合或其合 金。在某些例項中，可使用非金屬導電材料。在某些實施 例中，該電連接器可係由一個或多個電線、條棒、板或任 一其他形狀或組態形成。 該充電站可包括一充電柱108。該充電柱可包括—辣垂 臂，當該車與該充電站介接時，該懸垂臂可到達一車上 方。舉例而言’ 一垂曲線臂可在該車上方自一突出部向下 懸垂且向下及/或傾斜地延伸至該車。另一選擇係，該充 電柱可自一結構或自一基座或地面突出。該充電柱可使能 夠在車頂部上、在車之一側面上、或車底下與車建立一電 連接。該充電柱可係可收縮的，或能夠拆卸以便易於運 輸。 充電站108可連接至一車連接器頭1〇6。該車連接器頭可 為充電站提供用於與車100之一電介面電連接之一電介 面。如前文所述，該車連接器頭可在沿車表面之任一處與 該車電介接。該車連接器頭及該充電站之任一其他部分可 具有可電連接至-車能量儲存系統以使該車能量儲存系統 能夠充電及/或放電之一組態。 該充電站之組態之實例可包括在如下專利中所提供之離 樣、組件、特徵或步驟：2_年⑴日提出巾請之序號: 12/496569之美國專利中請案或2_年以月23日提出申請 之序號為61/289755之美國專利申請案，該等專利申請案 155931.doc 201230598 特此以全文引用之方式併入。舉例而言，該充電站上之一 充電介面可包括一正電極及一負電極。正電極與負電極可 彼此電隔離且絕緣。正電極與負電極可各自與固定能量儲 存系統進行電連通。可在充電站上提供一個或多個導引特 徵，該等導引特徵可使能夠將車駕駛至充電站且與充電站 介接。舉例而言，一車可行駛於具有一快速充電介面之一 充電站之懸垂垂曲線臂下方，且使該快速充電電介面與 3玄車頂部上之一電介面介接。充電站及/或導引特徵之結 構可包括可適應車之大小、形狀或行駛方向之變化之撓性 組件或特徵。充電站亦可包括可確保充電站之電介面與車 之電介面之間的一緊密電連接之一介面。舉例而言，可使 用一個或多個壓力組件來確保充電站與車之間的接觸該 -個或多個壓力組件可利用諸如—彈簧或橡皮帶、或_不 規則表面（諸如電刷）之一特徵。 該充電站可包括-固定能量儲存系統11〇。t亥固定能量 儲存系統可包括一個或多個蓄電池、超級電容器、電容 器、燃料電池或任一其他儲存能量之方式。在某些實例 中’固疋旎罝儲存器可包括一個或多個電化學蓄電池。固 定能量儲存器可包括具有此項技術中已知或稍後開發之任 何蓄電池化學品之蓄電池。某些蓄電池可包括但不限於： 鉛酸（「富液式」&VRLA)蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳金屬 :畜電池、鋰離子蓄電池、鋰離子聚合物蓄電池、鈦酸鋰 蓄電池 '鋅-空乳蓄電池或熔鹽蓄電池。可使用相同儲存 單兀或胞’或可使用能量儲存單元或胞之不同組合。該等 155931.doc 201230598 能量儲存單元可係串聯或並聯或其任一組合。在某些實施 例中，能量儲存單元之群組可經提供而呈串聯或並聯或任 -組合4某些實施方案中’ Μ能量儲存電容可在以 L/ 9〇£J \kWh之電容範圍内。 在某些實施例中，固定能量儲存系統可係提供於充電站 之-外殼内。在某些實施例中，該等能量儲存單元可全部 係提供於一單個外殼志句护& , 4、 卜成次包裝内，或可分佈於多個外殼或包 裂之間。如前文所述，固定能量儲存系統可經由一電連接 器116電連接至-快速充電介面1()6。在某些實施例中，一 個或多個能量儲存單元（例如，電池胞）群組可直接連接至 該快速充電介面或經由一個或多個電連接間接地連接至該 快速充電介面。 -外部能量源114可係一公用事業公司或電網。在其中 實施例中，該外部能量源可係—能量發生器諸如任一^ 式之電發生器。該外部能量源可包括或可不包括電源，^ 如發電廠，或可再生能量源’諸如太陽能發電、風力辱 電水力發電、生物燃料或地熱能量。在某些實施例中， 該外部能量源可包括—外部能量儲存系統，該外部能量儲 存系統可包括蓄電池、超級電容器、燃料電池等等。 外部能量源114可電連接至一固定能量儲存系統11〇。在 某些實施例中’其可電連接於一電介面處。在較佳實施例 中，電介面可包括一慢速率充電器112。該慢速率充電器 可經組態以使能夠控制將該固定能量儲存系統充電及/或 放電之速率。在某些實施例中，該慢速率充電器或另一介 15593I.doc 201230598 接組件可使能夠以-標準以將該較能㈣存系統插入 至該外部能量源中。舉例而t，可提供一電網公用事業公 司’且可能夠以一標準方式將一充電站插入至該電網公用 事業公司之-已存在之介面中。因此，無需修改該電網公 用事業公司之一介面來適應一充電站。 。亥充電站可包括-控制||。該控制器可能夠控制該固定 能量儲存系統自該外部能量源之充電速率。該控制器亦可 准許或不准許將該固定能量儲存系統充電。在某些實施例 中:該控制器可判定是將該固定能量儲存系統充電、放電 還疋什麼也不發生。該控制器可與該慢速充電器通信或與 纟某坠例項中’該控制器可能夠偵測或接收關於 該固定能量儲存系統之充電狀態之資訊。在某些實施例 :二蓄電池管理系、统，其可充當-控制器或提供 ::自⑮制器之指令。任-控制系統可係合併的或 痛！個組件上。控制器所採取的或在-車充電系統内 :::订動皆可藉由有形電腦可讀媒體、㉟、指令或其邏 日不。此等有形電腦可讀媒體、碼、指令或其邏輯可 儲存於一記憶體中。 車充電系統亦可包括一車1〇〇。任一車皆可 充電站介接。兮电-Γ A J ^ 係—電動車或混合型電動車。在某些 實施例中，該束可总 一 承載率車，其巾「重H 車亦可係其他重載車或高 一 载車」可包括一公共運輸車、一校 J運貨4、-班車、-聯結車、5類卡車(重 關1至19，_碎、兩軸、六個輪胎單個單元）、6類卡車 155931.doc 201230598 (重 19,501 至 26 nrm # ’〇〇〇磅、三個軸單個 26,001至33 0〇〇砝 )/類卞皁（重 r#3 .，四個或更多個軸單個單元）、8類卡車 (重33,000碎及以l 干 ，四個或更少個軸單個拖車）、具 重超過U，_崎之_GVWR(車輛額定總重）之一車 大之-貨物與驅動器之質量比之一車、具有六個 或夕個輪胎之—車、具有三個或更多個轴之一車、或任 一其他類型之高承載率車成 财單A重載車。料亦可係一專線客 車，諸如一乘用直、.士 & * /飞車、轎車、旅行車、小型貨車、二 輪車、摩托車或小輪摩托車。 一車1〇G可具有—車能量儲存系統102。該車能量儲存系 統可用作該車之—推進力《 m㈣存系統包括蓄 電池。在本發明之某些實施例中，該車可具有_個或多個 額外電源，諸如-内燃機或—燃料電池。該車可係一蓄電 池供電式車或-混合型電動車，且可能夠❹相同之驗性 電池組態、驅動馬達及控制n，而無論該車m蓄電 池車還是一混合型車。 在本發明之一項實施例中，該車能量儲存系統可包括鈦 酸鋰蓄電池。在某些實施方案中’該推動力電源可包括僅 係鈦酸鋰蓄電池之蓄電池，而無需任一其他類型之蓄電 池。該鈦酸鐘蓄電池可包括此項技術中已知之任一形式咬 成分。參見20〇7/〇284159號美國專利公開案、 2005/0132562號美國專利公開案、2005/0214466號美國專 利公開案、6,890,510號美國專利、6,974,566號美國專利及 6,881，393號美國專利，該等專利特此以全文弓丨用之方式併 15593I.doc 12 201230598 入0 根據本發明之另"*實施例，車能量儲存系統可包括具有 此項技術中已知或後來開發之任一電池化學品之蓄電池。 此「電一動車或混合型電動車蓄電池可包括但不限於鉛酸 (富液式」及VRLA)蓄電池、錄錦蓄電池、錦金屬氣蓄 電池'鐘離子蓄電池、链離子聚合物蓄電池、辞·空氣蓄 電池或炼鹽蓄電池。在某些實施方案中，蓄電池儲存容量 可在18至1〇〇 kWh容量範圍内。 在某些替代實施例中，車能量儲存系統可包括鈦酸經蓄 電池與其他類型之蓄電ί也或超級電纟器之-組合。 鈦酸鐘蓄電池之使用可使能夠對一車迅速充電且使一長 電池壽命成為可能。在本發明之某些實施例中，一車能量 儲存系統可能夠在數分鐘内充電至—非常高之充電狀態。 舉例而言’在一較佳實施例中，車能量儲存系統可能夠在 十分鐘内充電至超過95%之充電狀態。在本發明之其他實 施例中’-車能量儲存系統可能夠在十分鐘 '或九分鐘、 七分鐘、五分鐘、三分鐘或一分鐘内充電超過65%之充電 狀態、超過70%之充電狀態、超過75%之充電狀態、超過 80/。之充電狀態、超過85%之充電狀態、超過之充電 狀態或超過95%之充電狀態。 在某些實施例中，一車（諸如一重載車）可行駛一預定路 私且在一預定點停車以進行充電。參見（例如）3,955,657號 美國專利，其特此以全文引用之方式併入。 車100可具有一車充電介面1〇4，車充電介面ι〇4可能夠 15593I.doc 201230598 與充電站120建立電接觸。該車充電介面可包括一導電材 料’該導電材料可包括在本文中別處所論述之導電材料中 之任-者。在某些實施例中，該車充電介面可系提供於車 之頂部處’而在其他實施例中，其可係提供於車之_側面 或底部。該車充電介面可電連接至一車能量儲存系統 102。該車充電介面與該車能量儲存系統可經由車之—電 連接118進行連接。電連接器118可係由一導電材料形成。 在某些實施例中，4充電介面可包括一正電極及負電極。 在某些實施例中，電連接118可包括用於至車能量儲存系 統102之正電極及負電極之單獨之電連接器。正電極與負 電極可彼此電絕緣及/或電隔離。 ' 車充電介面104可使用一快速充電介面1〇6電接觸—車連 接器頭。此可使固定能量儲存系統η〇能夠電連接至車能 量儲存系統102。其等可經由一快速充電介面電連接。= 快速充電介面可使能夠控制該固定能量儲存系統對該車能 量儲存系統之充電及/或放電速率。在某些實施例中，^ 在該充電站或該車上提供—控制胃，該才空制器可控制對車 能量儲存系統之充電及/或放電速率。該控制器亦可准許 或不准許對該車能量儲存系統之充電。在某些實施例中， 該控制器可判定是將該車能量儲存系統充電、放電還是什 麼也不發生》 一車可接近一充電站且與該充電站接觸以建立快速充電 電介面。當該車與該充電站接觸時，可由該充電站之一固 定能量儲存系統或該快速充電電介面上游之任一處將該車 155931.doc •14· 201230598

不同速率充電及/或放電。 :既1f之母一者可以相同速率或 在某些實施例中，每一固定能 量儲存系統可以比將其充電更快之速率放電。 案中所闡述之組件、 車充電系統可包括諸如在2010/0025132號美國專利公開 特徵或特性中之任一者或併入一車所 涉及的諸如在2010/0025132號美國專利公開案中所闡述之 任何步驟，該專利公開案特此以全文引用之方式併入。 圖2提供對一能量轉移過程之一高層描述。一外部能量 源可與一固定能量儲存系統電連通。該固定能量儲存系統 可與一車能量儲存系統電連通。在一較佳實施例中，該外 郤忐$儲存系統可以一慢速率將該固定能量儲存系統充 電，而該固定能量儲存系統可以一快速率將該車能量儲存 系統充電。在一較佳實施例中，該快速充電速率可高於該 慢速充電速率。 在較佳實施例中，該快速充電速率可係約3〇 kw或更 多、50 kW或更多、60 kW或更多、80 kW或更多、100 kw 或更多、120 kW或更多、150 kW或更多、200 kW或更 多、300 kW或吏多、500 kW或更多、1000 kW或更多、 155931.doc -15- 201230598 2_ kW或更乡、或5000 kw或更多。該慢速充電速率可 係約1〇 kw或更少、20請或更少、3〇請或更少、4〇㈣ 或更少、50 kW或更少、55 kw或更少、6〇請或更少、65 kW或更少、70 kW或更少、80让你或更少、9〇 kw或更 少、iOO kW或更少。在一充電過程期間，此等充電速率可 變化或保持穩定。在某些實施例中，T以一第一速率⑻) 將該固定能量儲存系統充電，同時，可以一第二速率 由該固定能量儲存系統將該車能量儲存系統充電。R2可大 於或等於R1。較佳地，R2可顯著高於舉例而言， R2:R1可係約1_5:1或更大、2:1或更大、3:1或更大' 4:1或 更大、5:1或更大、6:1或更大、8:1或更大、…丨或更大、 15:1或更大、2G:1或更大' 25:1或更大、則或更大、5〇:ι 或更大、100:1或更大、或200:1或更大。 較佳地，慢速充電與快速充電可同時進行。舉例而言， 當一車與一充電站接觸時，可由該固定能量儲存系統將該 車充電。在此等時間，彳由該固定能量儲存系統將車能量 儲存系統充電，同時由一外部能量源將該固定能量儲存系 統充電（例如，以一較慢速率充電）。在其他實施例中，當 將車能量儲存系統充電時，不必由該外部能量源將該固定 能置儲存系統充電，或可更改該固定能量儲存系統之充電 速率了在未將一車能直儲存系統充電之同時及/或正將 該車能量儲存系統充電之同時將該固定能量儲存系統充 電。 在某些實施例中，一固定能量儲存系統可比一車能量儲 155931.doc •16· 201230598 存系統仏費更多時間來充電。舉例而言，將一固定能量儲 存系統充電所花費之時間與將一車能量儲存系統充電所花 費之時間之比可係約1.5:1或更大、2:1或更大、3:1或更 大、4:1或更大、5:1或更大、心1或更大、8:1或更大、10:1 或更大、15:1或更大、20:1或更大、25:1或更大、30:1或 更大、50:1或更大、1〇0:丨或更大、或2〇〇:1或更大。 在某些貫施例中’固定能量儲存系統之能量儲存器容量 可大於、等於或小於車能量儲存系統之能量儲存器容量。 舉例而言，固定能量儲存系統可儲存之數量級為約5 kwh 或更大、10 kWh或更大、20 kWh或更大、30 kWh或更 大、40 kWh或更大、50 kWh或更大、60 kWh或更大、70 kWh或更大、75 kWh或更大、80 kWh或更大、85 kWh或 更大、90 kWh或更大、1〇〇 kWh或更大、120 kWh或更 大、150 kWh或更大、200 kWh或更大、250 kWh或更大、 300 kWh或更大、或500 kwh或更大。車能量儲存系統可 儲存之數量級為約5 kWh或更大、1〇 kWh或更大、20 kWh 或更大、30 kWh或更大、40 kWh或更大、45 kWh或更 大、50 kWh或更大、53 kWh或更大、55 kWh或更大、57 kWh或更大、60 kWh或更大、65 kWh或更大、70 kWh或 更大、80 kWh或更大、90 kWh或更大、1〇〇 kWh或更大、 120 kWh或更大、15〇 kwh或更大、2〇〇 kWh或更大、或 250 kWh或更大。在某些實施例中，固定能量儲存系統與 車能量儲存系統之能量儲存器容量之比可係約1〇〇: 1或更 大、50:1或更大、3〇:1或更大、2〇:1或更大、15:1或更 155931.doc -17· 201230598 大、10:1或更大、8:1或更大、7:1或更大、6:1或更大、5」 或更大…或更大、3:1或更大、2:1或更大、ΐ5:ι或更 、或更大、1:1或更大、1:1.2或更大、ι:ΐ 5或更 大：1:2或更大、1:3或更大、1:5或更大、或ι:ι〇或更大。 對一固S㊣量健存系統具有-較慢充電速率且對於車能 量儲存系統具有-較快充電速率可使能夠自外部能量源更 平順地及取電流，同時允許將可與該充電站接觸之一車快 速充電。此可防止對外部能量源之壓力，尤其在外部能量 源可受到限制之情形中。此亦可提供成本節省措施，當自 外。P Sb量系統所汲取之能量迅速增加時可導致較高費用。 此亦可使能夠相依於在該時間之費用控制固定能量儲存系 統料自外部能量源沒取能量。舉例而言，若無需立即將 固定能量儲存系統充電，則可等到當充電費用較低時或等 到對外部能量源之需求較少時將其充電。本發明可併入此 項技術中所習知之任何特徵、組件或特性。參見，例如 wo 2008/107767號專利公開案、us 2〇〇8/〇277173號專利 公開案及WO 2009/0 14543號專利公開案，該等專利公開案 特此以全文引用方式併入。 在某些實施例中，可藉由一快速充電電介面與一慢速充 電器之間的結構差別來提供該快速充電電介面與該慢速充 電器之間的不同充電速率。舉例而言，一快速充電器可由 具有比一慢速充電器高之導電率之一材料形成，或在一電 連接中可具有一較大接觸表面面積。一快速充電器可具有 比一慢速充電器少之電阻及/或阻抗。在某些例項中，一 I55931.doc . ι〇 201230598 快速充電器可允許導電表面之間的更強大或穩固之接觸。 在另一實例中，快速充電器與慢速充電器之間的電路可係 不同地組態以賦能不同之充電速率。在其他實施例中，快 速充電器與&速充電器可具有相同或類似組態，但可由一 _ ㉟制器控制以便以不同速率充電。在某些實施例中，可使 . 肖脈衝寬度調變控制在-快速充電器及/或慢速充電器處 之充電速率。舉例而言，可藉由使用脈衝寬度調變以使得 電流流動（例如’脈衝係「在進行中」）達多於在—慢速充 電器中所提供之充電之時間而允許一快速充電器具有—較 快充電速率。一快速充電器可基於結構差別、材料之物理 限制及/或所施加之收費控制而允許以比一慢速充電器高 之速率充電。 °门 在某些替代實施例中，可由固中At旦 j由固疋此里儲存糸統將能量提 供至外部能量源及/或可由袅鈐县μ — ^ X』由旱此罝儲存系統將能量提供至 固定能量儲存系統或外部能量 .. b里，原因此，可使固定能量儲 存糸統放電至-電網或車能量儲存系統，或可使一車能量 儲存系統放電至一電網或固定能量儲存系統。 bs 在：些實施例中，車能量儲存系統可係提供於一車上。 車旎置儲存系統可係可攜式或與車_ 在糸絲 （仃進。固疋月巨量儲 存系.洗可係k供於一充電站處或車 杠一甘儿， 千此頁儲存系統之上游之 任一其他地點處。外部能量源可係一 描徂於AL w 電、同°固疋能量源可 美仏於外邛此量源之下游處。固 於外邱& θ、β # ± 疋靶里儲存系統可係提供 於外邛此篁源與車能量儲存系統之間。 圖3展示根據本發明之一實施例 之一經完全緩衝能量轉 155931.doc 201230598 移過程之一實例。可由一外部能量源（諸如一電網）來提供 電力。此電力可係3相AC電力。一降壓器可將線電壓轉換 成可由充電系統（例如，600 VAC)處置之一電壓。此可包 括提供至一慢速充電器之3相AC電力。可使用慢速充電器 (例如，AeroVironment充電器 60 kW posicharge)將固定能 量儲存系統（例如，TerraVoIt固定能量儲存器，72-90 kWh，5 52 VDC)充電。慢速充電器可將AC電力轉換成Dc 電力，且可將DC電力提供至固定能量儲存系統。 δ亥固定能量儲存系統可與一能量轉移模組電連通。該能 量轉移模組可包括一高頻絕緣閘極雙極型電晶體（IGBT)及

一 DC-DC 降壓轉換器（例如，IGBT mod SGL 1200V 6〇〇AA系列，Digi-Key p/n 835-1025-ND，在某些實施例 中，24或更少）。該能量轉移模組可將電提供至一高壓濾 波電谷益組。該電容器組可用於使來自能量轉移模組之輸 出平/月或用於某種形式之功率因數校正。該電容器組可過 濾掉不合期望之電壓或波動。然後可將能量轉移至一車能 里儲存系統（例如’ TerraVolt車能量儲存器_55 kWh、368 VDC)。 在某些實施例中’可將控制提供至一車充電系統之一個 或多個組件。奥t 一 ^ 舉例而&，一控制器可與一慢速充電器通 疋蓄電池管理系統（例如，Pr〇terra 固定）可 與固定能< 存系統及該控制器通信。該控制器可控制該 慢速充電丨1 二^益（例如，充電速率、充電方向或是否發生充 電）β蓄電池管理系統可確定該固定能量儲存系統之充 155931.doc •20· 201230598 電狀態及/或可將該充電狀態傳運至該控制器。該蓄電池 管理系統及/或控制器可判定該固定能量儲存系統之充電 速率需要變化還是保持。 一脈衝寬度調變（PWM)控制器可與該能量轉移模組通 信。該PWM控制器可控制該能量轉移模组（例如，充電速 率、充電方向、或是否發生充電）。此可使用pWM發生。 一車主控制器可與PWM控制器通信。該車主控制器可將確 定充電速率及/或充電方向之信號提供至該pWM控制器， 且該PWM控制器可將此轉換成pWM。一車蓄電池管理系 統（例如，Pr〇terra BMS_車）可與該車能量儲存系統及車主 控制器通信。該蓄電池管理系統可確定該車能量儲存系統 之充電狀態及/或將該充電狀態傳運至該車主控制器。該 蓄電池官理系統及/或該車主控制器可確定該車能量儲存 系統之充電速率需要變化還是保持。 本發月之個貫施方案可具體地包含連接至一鈦酸經或 具有6C充電速率之其他蓄電池化學品之一 6〇让…充電器及 具有72至90 kWh容量處於約552 VDC之一能量儲存模組。 用於能量赌存模組之一蓄電池管理系統將通知充電器控制 器充電狀態何時已損耗至某一位準以下，#而提示該充電 器以約60 kW之一速率一點一點地不斷地將該系統充電。 田車抵達需要一迅速充電時，其與該充電站之充電臂連 接。能量轉移模組，在此情形中之一受高頻IGBT驅動之 DC-DC降壓轉換器’將能量自該固定能量儲存模組轉移至 該車上安裝之能量健存系統。該能量轉移模組經設定以在 155931.doc 21 201230598 少於10分鐘内傳遞至少60 kW之能量且由連接至該車主控 制器之一 PWM控制器控制，而該車主控制器又連接至該車 蓄電池管理系統。在此實施方案中，藉由該固定能量儲存 系統完全緩衝來自該電網之快速充電能量轉移過程。 圖4係一能量轉移模組之一方塊圖。該能量轉移模組可 接收來自一固定能量儲存系統之一能量輸入。在某些實施 例中，該輸入可係來自一固定能量儲存模組（例如，72-90 kWh)之一 552 VDC輸入。該能量轉移模組可將能量提供至 一車能量儲存系統。在某些實施例中，該能量可係輸出至

一車能S儲存系統（72 kWh、368 VDC)之一經調節之VDC 輸出8 該能量轉移模組可包括一 DC-DC降壓轉換器、高頻 IGBT MOD SGL 1200V 600 AA 系列（或其 #IGBT)、Digi_ Key ρ/n 835-1025-ND(例如，最大數量24)。該能量轉移模 組可包括一個或多個高壓遽波電容器組。在某些實施例 中’可提供一個或多個電容器組來接收能量輸入，且可在 將能量自轉移模組輸出之前提供一個或多個電容器組。該 能量轉移模組亦可包括一個或多個IGBT。該等IGBT可係 並聯連接。另一選擇係’其等可係争聯連接或串聯與並聯 之任何組合。在某些實施例中，一個或多個IGbt可電連 接至一個或多個電感器。在某些實施例中，兩個或更多個 IGBT可電連接至一電感器。該等電感器可將能量轉移至 一電容器組’然後該電容器組可輸出該能量。可提供任何 數目個IGBT及電感器。在某些實施例中’可提供1個或更 155931.doc -22· 201230598 多個、2個或更多個、3個或更多個、4個或更多個、5個或 更多個、6個或更多個、8個或更多個、10個或更多個、15 個或更多個、20個或更多個、25個或更多個、30個或更多 個、40個或更多個、50個或更多個IGBT及/或電感器。在 某些實施例中，IGBT與電感器之數目比可係1:1、2:1、 3:1 、 4:1 、 5:1 或更多’或 1:1 、 1:2、 1:3、 1:4、 1:5 或更 少。具有較大數目之IGBT/電感器單元可係有利的，且可 減少輸出平滑所需之過濾位準。 該能量轉移模組亦可包括一 PWM控制器。該PWM控制 器可能夠與一個或多個IGBT通信。在某些例項中，該 PWM控制器可各別地及/或並行地與每一IGbt通信。另— 選擇係’該PWM控制器可與串聯之IGBT通信，或可僅與 一個IGBT通信，該IGBT可將另外通信中繼至其他IGBT。 該PWM控制器可與一車主控制器通信，該車主控制器可與 一車管理系統通信，該車管理系統可與該車能量儲存系統 通信。 在某些實施例中，一能量轉移模組亦可包括用於該能量 轉移模組之一熱管理系統。此可併入散熱片、對流冷卻、 冷卻液或此項技術中已知或稍後將開發之任一其他熱管理 系統之使用。 本文中該等圖中之任一者可略述可與充電站組件—起封 裝為一半可攜式拖車或撬裝式單元（此可稱作一箱）之—全 過程。另一選擇係，可將該箱裝納於一固定永久結構或建 築中。對來自電網之快速充電之蓄電池緩衝可係一有利特 155931.doc -23· 201230598 徵。 圖4展示用於一基於IGBT之能量轉移模組之一所提議組 態’其亦可係一替代DC-DC轉換窃組態。一基於igbt之 能量轉移模組亦可用作代替上游充電器之一並網逆變器。 由於鈦酸經之平衡之高能量電容及高比功率輸出，能量儲 存器之一較佳實施例可利用鈦酸鋰。另一選擇係，能量儲 存系統可由一組超級電容器 '磷酸鐵鋰電池或具有6C或更 大充電及放電能力之其他蓄電池化學品組成。 可將一 IGBT DC-DC降壓/升壓轉換器用於該系統中之同 步整流中。可較佳地將一 IGBT組態或利用一 IGBT之組態 用於電力電子設備中。在某些實施例中，可將高頻率 IGBT用於兩電力系統（例如，具有大於让…之輸出）中。 使用高頻率IGB 丁作為一同步整流橋可達成零臨限交叉以 實現至具有大於10 kw之DC高電力系統之轉換之低電力損 失。較佳地，該系統將約係5〇〇 kw。可提供其他值❹ 一圖5提供根據本發明一實施例之對一能量轉移過程之一 高層描述，該過程可部分地被緩衝。可將一經部分緩衝之 •〜、用於如下過程中，#中可使用慢速充電器將固定能量 :存器充電且然後可使用固定能量儲存器及上游慢速充電 °。者同時將車月匕量儲存系統充電。此組態之優點可係減 小了固定能量储存系統之大小同時維持對電網之較低之沒 取。 外。P月匕量源可與一固定能量儲存系統電連通。該固定 能量儲存系統可與一車能量儲存系統電連通。在-較佳實 155931.doc •24· 201230598 7例中，射卜部能錢存㈣可以—慢速速率將該固定能 讀存系統充電而該固定能量儲存系統可以—快速速率將 f車成謂存系統充電。在某些實施例中，在將該車能量 =存系統充電時，該外部能量源可將該車能量儲存系統充 …。在較佳實施财，該外部能量源可以_慢速充電速率 進行充電，而在替代實施例中，其可具有一增加之充電速 率。j某些例項中，在將該車能量儲存系統充電時該外 部能㈣可或可不同時將該固定能量儲存系統充電。在一 較佳實施财，該快速充電速率可高於該慢速充電速率。 在較佳實施例中，該快速充電速率可係約500 kW。該慢 速充電速率可係約70 kW。在一充電過程期間此等充電^ 率可變化或保持穩定。在某些實施例中，可以一第一速率 (R1)將該固定能量儲存系統充電，同時，可以一第二速率 (R2)由該固定能量儲存系統將該車能量儲存系統充電。 可大於或等於R1。較佳地，R2可顯著高於R1。舉例而 言，R2:R1可係約L5]或更A、2:1或更大、3:1或更大、 4:1或更大、5:1或更大、6:1或更大、8:1或更大、ι〇:ι或更 大、15:1或更大、20:1或更大、25:1或更大u或更 大、50:1或更大、100:1或更大、或2〇〇:1或更大。在某些 實施例中，在將該車能量儲存系統充電時，該外部能量源 可將該車能量儲存系統充電（除將該固定能量儲存系統充 電之外或代替將該固定能量儲存系統充電）。若該外部能 量源代㈣S1定能量儲存系統將該車能量儲存系統充電， 則可以R1+R2之一速率將言玄車能量儲存系統充電。在某些 155931.doc -25· 201230598 實施例中，姑· 電 二°能量源可迅速地將該車能量儲存系統充 電。另_ Γ可以R2+R2之—速率將該車能量儲存系統充 選擇係，可以任-其他速率將其充電。 生在二:：代實施例中，慢速充電與快速充電可同時發 ，例而言，當-車與—充電站接觸時，可由該固定能 =系統!！車充電。在此等時間，可由該固定能量儲 固定=車施量健存系統充電’同時由一外部能量源將該 月匕里儲存系統充電（例如，以—較慢速率充電）。在Α 2實施例中，當將車能量儲存系統充電時，不必; =源將該固定能量儲存系統充電，或可更改： 儲存系統之充電速率。可在未將一車能量儲存系統充電: 同時及/或正將该車能量儲存系統充電之同時將該固 量儲存系統充電。 b 在某些實施例中，-固定能量儲存系統可比一車能量儲 存系統花費更多時間來充電。舉例而言，將一固定能量儲 存系統充電所花費之時間與將一車能量儲存系統充電所花 費之時間之比可係約^。或更大、2:1或更大、3:ι或更 大、4:1或更大、5:1或更大、6:1或更大、8]或更大、1〇] 或更大、⑴或更大、20:1或更大、25:1或更大、3〇:1或 更大、50:1或更大、100:1或更大、或2〇〇:1或更大。 在某些實施例中，固定能量儲存系統之能量儲存器容量 可大於、等於或小於車能量儲存系統之能量儲㈣容量。 舉例而言’固定能量儲存系統可鍺存約5鳴或更大、 _或更大、20 _或更大、30 _或更大、4〇 _或 155931.doc •26- 201230598 更大、50 kWh或更大、60 kWh或更大、7〇 kWh或更大、 75 kWh或更大、80 kWh或更大、85 kWh或更大、90 kWh 或更大' 100 kWh或更大、120 kWh或更大、150 kWh或更 大、200 kWh或更大、250 kWh或更大、3〇〇 kWh或更大、 或500 kWh或更大。車能量儲存系統可健存約5 kWh或更 大、10 kWh或更大、20 kWh或更大、3〇 kWh或更大、40 kWh或更大、45 kWh或更大、50 kWh或更大、53 kWh或 更大、55 kWh或更大、57 kWh或更大、60 kWh或更大、 65 kWh或更大、70 kWh或更大、80 kWh或更大、90 kWh 或更大、100 kWh或更大、120 kWh或更大、150 kWh或更 大、200 kWh或更大、或250 kWh或更大。在某些實施例 中’固疋此量儲存系統與車能量儲存系統之能量儲存器容 量之比可係約1〇〇:1或更大、5〇:1或更大、3〇:1或更大、 2〇:1或更大、15:1或更大、10:1或更大、8:1或更大、7:1或 更大、6:1或更大、5:1或更大、4:1或更大、3:1或更大、 2:1或更大、1.5:1或更大、丨二：丨或更大、1:1或更大、1:1 2 或更大、1.1.5或更大' 1:2或更大、1:3或更大、u或更 大、或1:10或更大。 如前文所論述，對一固定能量儲存系統具有一較慢充電 速率且對於車能量儲存系統具有一較快充電速率可使能夠 自外°卩忐置源更平順地汲取電流，同時允許將可與該充電 站接觸之一車快速充電。此可防止對外部能量源之壓力， 尤其在外部能量源可受到限制之情形中。此亦可提供成本 即省措施，當自外部能量系統所汲取之能量迅速增加時可 155931.doc -27· 201230598 導致較局成本。此亦可使能夠相依於在該時間之費用控制 固定能量儲存系統何時自外部能量源汲取能量。舉例而 言’若無需立即將固定能量儲存系統充電，則 電費用較低時將其充電。藉由允許由該外部能量源^固 疋此量儲存系統同時將該車能量儲存系統充電，可迅速地 將該車能量儲存系統充電。在某些例射，此可導致使用 —較小容量m定能量儲存系統。在某些例項中，可在車充 電期間提供自外部能量源之，取，而在其他實施例 中’可存在自外部能量源之—臨時高沒取但持續_較短時 間週期。 β在某些替代實施例中’可由該固定能量儲存系統將能量 ,供至該外部能量源及/或可由該車能量儲存系統將能量 提供至該固定能量儲存系、統或外部能量源。因&，可將該 固定能量儲存系統放電至—電網或車能量儲存系統，或可 將-車能量儲存系統放電至—電網或岐能量儲存系統。 圖6展示一經部分緩衝之能量轉移過程之一實例。一經 部分緩衝之能量轉移過程可併入一經完全緩衝之能量轉移 過程之特徵或組件’諸如圖3中展示之特徵或組件。然 而’在-經部分緩衝之能量轉移過程中，一慢速充電器 (例如，Aer〇Vironment充電器 6〇 kw p〇siCharge)可將能量 自電網直接提供至車能量儲#系統（例如’ 丁⑽顿車能 量儲存器_55 kWh、368 VDC)e在某些實施例t，自慢速 充電器轉移至該車能量儲存系統之能量可係DC電力。在 某些實施例中，可同時將能量自慢速充電器轉移至該車能 I5593i.doc -28- 201230598 ，儲存系統及該固定能量錯 充電器可在該車处旦^一 選擇係，该慢速 通時將能量轉移該固定能量儲存系統電連 固定能量儲存系統 里儲存系統且不將能量轉移至該 可根據本發明夕夂每 而言，可提供一恆定之 _ 霄包例採用任一其他充電组態。舉例

s > wT 4S. vu . T J 點 ,5 ^ ω 點之或充電持續組態。可將 充電速率提供至一固定系統。舉例而言，可在 =知作時間期間進行70kw之值定充電。此較佳 最小之固定能量儲存系統。 :充電組態之另-實例可包括一高峰負載抑制組態。可 斗峰時間發生—較高慢速充電速率，而在高峰時間發 -較低充電速率。當高峰時間期間之充電費用高於非高 電時’此可較佳地提供—成本有效解決方 案。此亦可緩和系統需求，以使得當對系統需求較少時提 供一較高充電速率，且當對該系統需求較多時提供—較低 充電速率。在某些實施例中，高峰時間及非高♦時間可係 ，定的’且因此充電速率亦可係基於時間預定的。在其他 實施例中，系統可能夠量測或接收關於負載之資訊且判定 對系統之需求是較多還是較少，且相應地調整充電速率^ 高峰躲避可係一充電組態之另一實例。在非高峰時間期 間可發生一較高慢速充電速率以便足以在高峰時間期間完 全停止充電。此可需要比一高峰負載抑制或恆定—點 地/充電持續組態大之一固定緩衝器。舉例而言，僅可在 非高峰時間將該能量儲存系統充電。如前文所論述，高峰 155931.doc • 29- 201230598 時間可係或可不係提前預定或即時感測的。 可對照一固定路線上之變化 千丨豕大小之一代矣豐电 率表應用此等充電情形。—柄中 八衣而不 疋—點一點式充電可使 闡述之組態中之最小固定能量―。完全高峰= 電可需要一顯著變大之固定能量儲存系統。為使完全^峰 躲避變得成本有效，可增加或辦 一 X增長非向峰充電速率。 較高充電速率之需求表定價對、、盾 貝對源於在高峰時間之關停之增 益具有-減輕效應。需求表定價可隨時間而變化，且一期 望之充電組態可相應地改變。 圖9Α至圖9Β提供展示 一分析之一表之一實例。 等值展示所用能量及潛在 在高峰期、中峰期及低峰期間之 此等值可僅係作為實例提供。此 節省之一實例。 圖7展示一固定能量儲存系蛣 仔τ、統之—充電狀態可隨時間如 何變化之一實例。舉例而古 ° 可隨時間緩慢地將該固定能 量儲存系統充電。因此，m Γί» /,μ a 豕固疋能量儲存系統之充電狀態 可隨時間逐漸地增加1 —車與—充電站電接觸時，可由 該固定能量儲存系統將該車能量儲存系統充電。因此，該 固定能量儲㈣統可在將該車能量儲❹統充電時放電。 在某二實施例中’在將該車能量儲存系統充電時在該固定 月色ϊ儲存系統處可發生—迅速放電。 &舉例而言，如所展示，在時間^與。之間，可由該固定 能量儲存系統將一車能量儲存系統充電。放電期間之充電 狀匕、之改變陡度可大於慢速充電期間之充電狀態之改變陡 度。因此，該固定能量儲存系統放電速率可大於充電速 155931.doc 201230598 率。此可指示將該固^能量儲存“放電可比將其充電更 迅速。在某些實施例中，放電時間量可少於充電時間量 (例如，tlm2之間的時間差可小於t#t3之間的時間差）。 在某些實施例中，可以相對有規律之間隔發生放電。舉 例而言’ 一車可沿一固定路線行駛且可以大致有規律之間 隔返回至該充電站。在其他實施例中，可抵達—充電站之 各車之間的時間間隙可有規律。另-選擇係，車抵達 充電站之時間量可變化及/或無規律。在某些實施例中， 自固定能量儲存系統之總放電量可相依於一車能量儲存系 統之充電狀態而變化。 雖然展不直線來指示充電與放電，但該等線無需係直 的，且可成曲線、起伏或以任一其他方式彎曲。充電狀態 可以任一方式變化。 圖8展示一固定能量儲存系統之一充電狀態可隨時間如 何變化之另一貫例。舉例而言，可由一外部能量源將一固 定能量儲存系統緩慢地充電。然後，在tl，可將一車能量 儲存系統充電’從而致使該固定能量儲存系統迅速放電。 將該固定能量儲存系統之放電可比由該外部能量源將其之 充電更迅速。 在某些實施例中’可提供用於固定能量儲存系統之一臨 限充電值。該臨限充電值可係該固定能量儲存系統保持高 於一臨限充電狀態所期望的一充電狀態。舉例而言，若充 電狀態高於一臨限充電狀態，則不需要將該固定能量儲存 系統充電。若充電狀態降至低於該臨限充電狀態，則可將 155931.doc -31 - 201230598 =，疋忐量儲存系統充電。在某些實施例中，可將該固定 曰儲存系統充電以使得不大大地超過該臨限充電狀態。 另選擇係，在某些實施例中’若一固定能量儲存系統降 至低，-臨限充電，則可將該固^能量儲存系統完全充 、否將固疋忐量儲存系統充電至高於該臨限值可相 依於-演算法或控制過程。在某些例項中，該演算法或控 制過#主可相依於外部㊣量源（例 >，使用外部能量源電力 :充電之疋價）。在某些實施例中’一臨限充電值可係 2的或在製造時予以設定。另—選擇係，可由—使用者 疋或^改或可由一控制過程或演算法自動選擇該臨限充 電值：可藉由有形電腦可讀媒體、碼、指令或其邏輯來指 :由该控制過程或邏輯所採取之任一動作。舉例而言，可 提供可執行一車充電系統令所提供之任-步驟之電腦碼。 可將f等儲f:於可在-充電站或車内部或外部之一記憶體 中’諸如-蓄電池管理系統之記憶體、控制器、電腦或一 車充電系統之任—其他組件。 在-個例項中’對該固定能量儲存系統之一放電可使 電^態仍在臨限充電值之上。舉例而言，在^，當已將 固定能量儲存系統放電時，充電狀態可保持在臨限充電 上在某些例項中，若該固定能量儲存系統在臨限充 值之上’則其可保持不被充電。然後，在t3，可將一車 量儲存系統充電，此可致使㈣定能量儲存系統放電。 旦該^能量儲存系統被放電，則在t4，其可降至低於 臨限充電值。 155931.doc • 32- 201230598 然後可將該固定能量儲存系統充電以達到最小臨限值β 在某些實施例中，一旦該充電狀態已達到該臨限值，則該 系統可使用某種演算法或控制協定確定是否期望進一步充 電。舉例而言’在ts，已達到該臨限充電狀態。在一個例 項中，可確疋可不期望在彼時間之進一步充電（例如，彼 時自電網牽引電之價格可係高的，或對公用系統之總需求 過高）’因此可不發生充電。在某一隨後時間t6，可確定已 存在可期望之充電條件（例如，充電價格已下降，或系統 不再超載）。在此一情形中，可將該固定能量儲存系統充 電。 在某-隨後時，可再次將該固定能量儲存系統放電 以將車⑽里儲存系統充電。—旦該《電已完成⑹且若 該充電狀態降至低於該臨限值，則可將該固定能量儲存系 先充電纟某些貫施例中，若認為充電條件有利，則即使 該固定能量儲存系統超過該臨限值仍可將其充電。 在某些實施例中，可由一蓄電池管理系統或一控制器確 定一充電狀態控制演算法或協定。舉例而言，彳由固定蓄 電池管理系統管理該固定能量儲存系統充電狀態。在竿此 Γ例中，亦可以—類似方式管理-車能量儲存系統之狀 二選L由一車畜電池管理系統管理該車能量儲存系統。另 選擇係’可使用一外部押 二制态或畜電池官理系統來管理 凡电狀態。舉例而古，可ώ ° 了自一外部控制源將一協定、演算 法或任一其他指令組提一 #^ ^. '至一固疋蓄電池管理系統或車蓄 電池g理糸統。另一選埋益 、擇係，該外部控制源可與一固定控 155931.doc • 33 · 201230598 制器或車主控制器直接通信。 雖然展示直線來指示充電與放電，但該等線無需係直 的，且可成曲線、起伏或以任一其他方式彎曲。類似地， 可應用任一組規則，該等規則可使得充電狀態以該等控制 規貝丨所確疋之某一方式變化。在較佳實施例中，一固定能 量儲存系統可係由一外部能量源緩慢地充電且可迅速充電 至一車能量儲存系統。在替代實施例中，充電及放電速率 可變化《在一個實例中，該固定能量儲存系統可係由該車 能量儲存系統充電且可放電以將能量提供至一外部能量 源。在此等情形中，該固定能量儲存系統可係由該車能量 儲存系統迅速充電且可迅速地或慢速地放電以將能量提供 至該外部能量源。 該車充電系統之一理想應用將涉及在一固定路線上之一 公共運輸車應用。其他應用可涉及在一固定路線上之校 車運知卡車或垃圾車。可將一可攜式充電站放置於途 中。該充電器可不斷地以60 kW之一速率來補充該固定能 量儲存系統。一典型公共運輸車可平均n_13 mp}^一實 例性蓄電池電公車可使用2.2 kWh/英里或每小時不多於29 kWh。若公車每一小時重複其路線且在充電站下經過，則 可在約5分鐘内將其自能量儲存庫快速充電而不會不利地 影響電網。在此組態中，可在一居民區或電力限制區中每 小時自一慢速充電源將一個或甚至兩個快速充電蓄電池電 公車快速充電而不會由於高電力汲取而不利地影響電網。 根據前述内容應理解，雖然已圖解說明並闡述特定實施 15593 丨.doc •34- 201230598 方案，但可對其作出各種修改且該等修改系涵蓋於本文 中。本發明亦不意欲受本說明書内所提供之特定實例限 制。雖然已參照上述說明書闡述了本發明，但對本文中之 較佳實施例之闡述及圖解說明並非意欲視為具有限制意 義。此外’應理解’本發明之所有態樣並不限於本文中所 陳述的取決於各種各樣條件及變數之具體描述、組態或相 對比例。熟習此項技術者應明瞭本發明之實施例之形式及 細節上之各種修改。因此涵蓋本發明亦應涵蓋任何此類修 改、變化及等效形式。 【圖式簡單說明】 本發明之創新性特徵詳細陳述於隨附申請專利範圍中。 參照陳述說明性實施例之以上詳細說明及隨附圖式將獲得 對本發明之特徵及優點之更好理解，在該等說明性實施例 中利用了本發明之原理，在附圖中： 圖1展不根據本發明之一實施例之一車充電系統。 圖2提供對一能量轉移過程之一高層描述。 圖3展示—經完全緩衝之能量轉移過程之一實例。 圖4係一能量轉移模組之一方塊圖。 圖5提供根據本發明一實施例之對一能量轉移過程之一 高層描述，該過程可部分地被緩衝。 圖6展示—經部分緩衝之能量轉移過程之一實例。 圖7展不一固定能量儲存系統之—充電狀態可隨時間如 何變化之一實例。 圖8展不一固定能量儲存系統之一充電狀態可隨時間如 155931.doc -35- 201230598 何變化之另一實例。 圖9A至圖9B提供展示在高峰期、中峰期及低峰期間之 一分析之一表之一實例。 【主要元件符號說明】 100 車 102 車能量儲存系統 104 車充電介面 106 快速充電介面 108 可伸縮充電柱 110 固定能量儲存模組 112 慢速充電器 114 外部能量源 116 電連接器 118 電連接 120 充電站 155931.doc -36-

Claims (1)

1. 201230598 七、申請專利範圍： 1. 一種充電站，其包含： I·夬速充電”面’其用於與—車能量儲存系統電連接 且將該車能量儲存系統充電； -固定能量儲存系統，其電連接至該快速充電介面；及 一慢速充電器’其與一外部能量源及該固定能量儲存 系統電連通，其中該慢速充電器所准許的自該外部能量 源對該固定能量儲存系統之_充電速率係低於該快速充 電介面所准許的自該固定能量源對該車能量儲存系統之 充電的充電速率。 2·如請求項丨之充電站，其中該慢速充電器亦經組態以電 連接該外部能量源與該車能量儲存系統。 3.如吻求項1之充電站，其中該外部能量源係一公用事業 公司或電網。 4_如請求項1之充電站，其進一步包含一充電站控制器， 該充電站控制器選擇性地控制該慢速充電器以准許對該 固定能量儲存系統之充電。 5 ·如明求項4之充電站，其中該控制器控制該固定能量儲 存系統之該充電速率。 6. 一種用於將一電動車充電之方法，其包含： 電連接一充電站處之一固定能量儲存系統與一外部能 量源； 以一第一速率將該固定能量儲存系統充電； 電連接一車上之一車能量儲存系統與該固定能量儲存 155931.doc 201230598 系統；及 以大於該第一速率之一第二速率將該車能量儲存系統 充電。 7. 8. 9. 10. 11. 12. 如請求項6之方法，其中僅僅透過將該車能量儲存系統 電連接至該固定能儲存系統之一快速充電介面發生將該 車能量儲存系統充電。 如請求項6之方法，其中透過將該車能量儲存系統電連 接至該固定能量儲存系統之一快速充電介面及透過將該 車能量儲存系統電連接至該外部能量源之一慢速率充電 發生將該車能量儲存系統充電。 如請求項6之方法，其中一慢速率充電器藉由經由一習 用電力插座連接至該外部能量源而將該外部能量源電連 接至该固定能量儲存系統或車能量儲存系統。 如請求項6之方法，其進一步包含確定該固定能量儲存 系統之充電狀態。 如請求項H)之方法，其進-步包含在該固^能量儲存系 統之該充電狀態低於一臨限充電時將該固定能量儲存系 統充電。 一種用於將一電動車充電之系統，其包含： 一車’其具有一車能量儲存系統； 一充電站，其具有： 一快速充電介面 電連接； 其經組態以與該車能量儲存系統 至該快速 一固定能量儲存系統，其經組態以電連接 15593l.doc 201230598 ΐί:面’糟此准許以一第一速率在該固定能量儲存 …一車能量儲存系統之間進行電能量轉移； 外邠此量源，其經組態以電連接至該固定能量 存系統且准畔以_货_ ± + 第二速率進行電能量轉移，其中該 第一速率大於該第二速率。 -量儲：U之系統’其中在該固定能量儲存系統與該車 L電子的該電能量轉移係將該車能量儲存系 =二外部能量源與該固定能量儲存系統 之間的该電能量轉移係將該固定能量儲存系統充電。 14.如請求項12之系統， 旦 、在°亥固疋能量儲存系統與該車 月b里儲存系統之間的贫雷处旦& w 電月匕量轉移係將該車能量儲存孕 統放電；且其中在該外部 子糸 之HI…t曰 戒量源與该固定能量儲存系統 之，亥電能量轉移係將該固定能量儲存系統放電。 A如::求項12之系統’其中該外部能量源係以下各項中之 至夕、者.公用事業公司、電 ^…求之系統，其中二t可再生能量源。 .„ φ A '"外。卩此i源與該車能量儲存 ^電連通’藉此㈣在該外部能量源與該車能量储存 系統之間的電能量轉移。 17.如請求項12之系統，其 方。 Τ該快逮充電介面懸在該車上 I55931.doc