CN103619643A - 电动车辆集群充电分配和优先次序排列方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

一种方法、系统和设备，包括用于电动车辆（EV）的集群充电分配和优先次序排列的充电分配系统。分布式处理单元（DPU）接收关于EV或EV使用者的成员信息。功率分配管理器（PDM）耦合至每个DPU。所述PDM包括优先次序确定器。所述优先次序确定器基于每个DPU接收的成员信息来确定对所述EV进行充电的优先次序排列。也公开了一种用于为电动车辆提供集群充电分配和充电优先次序排列的方法。所述方法包括：感测一个集群内的多个EV中的任何一个是否请求了功率；使用所述DPU为所述EV生成个体EV特有信息；将所述EV特有信息传输至所述PDM；以及至少部分地基于所述传输信息来选择和应用优先次序排列算法。

Description

电动车辆集群充电分配和优先次序排列方法、系统和设备

技术领域

本公开内容涉及电动车辆，且更具体而言，涉及用于电动车辆充电的集群充电分配（clustered charge distribution）和优先次序排列（prioritization）的设备、系统和方法。

背景技术

电动车辆（EV）需要周期性地再充电。这是通过将EV连接至充电器来完成的，该充电器从供电线路接收其功率。插电式混合动力车辆也需要再充电，以利用与所建立的电力基础设施关联的更低的能量成本。随着全球这些种类的车辆（本文统称为EV）普及率的提高，EV的使用者将对连接到充电器有更多需要。EV充电器的功率消耗特性是这样的：当EV最初充电时，EV充电器汲取大量的功率。相反，当无EV连接至该充电器时，或当有EV连接但它具有“几乎已满的”电荷或“已满的”电荷时，该充电器需要非常少的功率或不需要功率。

在所有情况下，充电器汲取功率的时间与为EV充电的时间的比例小于100%，且在一些情况下，可能非常低，仅是百分之几。尽管当EV充电已满时充电器可以自动地关掉EV充电，但供电线路和其他具体位置的基础设施是额定的以支持大致固定量的功率（或其他相关量度，例如电流），这限制了充电器的数量，即使这些充电器没有被充分利用。国家电气规程（NEC）的要求标明了系统设计。系统是在与供电线路关联的所有负载设备被同时接通并且所有负载设备同时汲取功率的情况下设计的。换言之，这样的电气系统的设计者为恶劣情形计划，以确保满足安全条件和标准。

可想象，随着EV更广泛地被社会大量接受，多个充电器将被集群在单个位置，例如公寓大楼或室内停车场。如果使用常规技术要将多个充电器集群以满足这种充电需要，则对于待安装所述集群的地点（例如公寓大楼或室内停车场）的所有者而言，因为大量的预付基础设施投资，支持这样的集群所要求的电气基础设施将成本过高。

采用现有技术同时维持符合NEC将所述集群的大小限制于当所有充电器同时接通时将汲取最大线路电流的充电器的数量。这进而限制了使用现有电气设施可部署的充电器的数量，即使线路负载只是偶尔完全运用。如果想要更多的充电器，则必须以额外的成本和延时增建额外的电气基础设施，这将妨碍EV的认可和顺利进入市场。

此外，如果多个充电器不经意地连接至单个供电线路，则在许多情况下，该供电线路上的功率需求将超过该供电线路的最大线路电流，或者以其他方式违反与该供电线路关联的供电线路断路器的安全限制。这样的手段将导致人身伤害、电气火灾或其他悲剧。因此，如果操作不当，创建这样的充电器集群可能是危险的，并且另一方面是昂贵的，因为这通常意味着必须购买和安装额外的基础设施，包括额外的供电线路、供电线路断路器、安全开关等。这不可避免地阻止了EV的更广泛普及。

这些只是传统方法呈现的几个挑战，它们妨碍电动车辆技术的更广泛普及，并且最终损害针对能源独立和环境责任的努力。

因此，仍需要用于在集群环境中向EV分配电荷的改进的设备、系统和方法。此外，仍需要用于在所述集群环境中对电动车辆充电的优先次序排列算法。本发明的实施方案解决了现有技术中的这些及其他限制。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方案的电动车辆集群充电分配系统，该系统包括与为多个电动车辆充电和确定多个电动车辆的充电优先次序相关的多种部件和信息。

图2示出了图1中示出的系统的分布式处理单元部件。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施方案的关于图1中示出的系统的功率端口和电动车辆成员的信息的表格，该表格包括通过功率分配管理器对EV特有消息的组合及其优先次序排列的确定。

图4示出了根据本发明的一些示例性实施方案的功率-时间图表，该图表包括位置功率线路限制和缓冲功率线路限制。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施方案的流程图，该流程图包括用于使用功率分配管理器从分布式处理单元收集EV特有消息以及功率分配优先次序排列技术。

图6A-6B示出了根据本发明的一些示例性实施方案的流程图，该流程图包括用于在集群充电环境中向一组电动车辆分配电荷的技术，包括该组电动车辆的充电的优先次序排列。

通过下文参照附图进行的详细描述，本发明的前述及其他特征将变得更明了。

具体实施方式

图1示出了电动车辆集群充电分配系统100。系统100包括与同时充电的多个电动车辆110相关的多种部件和信息。尽管在本文中常常称作“电动车辆”或“EV”，但这样的车辆可包括插电式混合动力车辆、纯电动车辆，或者使用至少一些电力运行或移动的多种车辆中的任何一种。

例如,系统100包括多个分布式处理单元105，每个分布式处理单元105（或DPU）都可以接收关于可充电成员（例如EV110或EV110的使用者）的成员信息130。术语“成员信息”可以指代EV110自身特有的信息，例如电池容量或额定值、实时功率使用情况、剩余充电时间等。替代地或附加地，术语“成员信息”可以指代EV110的使用者的特性或属性，例如所述使用者是否是一个组织或团体的付费成员、所述使用者是否是有资格在高峰期时间期间汲取电荷的指定的高峰期成员、所述使用者是否是具有特殊优先级考虑或其他特权的贵宾（VIP），以及下文进一步描述的其他可能性。

DPU105耦合至功率分配管理器120，在本文中称作PDM120。所述DPU可以无线地耦合至PDM120或使用导体或电线连接至PDM120。在一些实施方案中，特别是对于具有多个停车层的地点（例如多层停车场）而言，一个或多个DPU105可以位于每个停车层上并且无线地耦合至PDM120，PDM120可以位于一个不同的停车层上或一个远离所述停车层的位置。在一些实施方案中，特别是对于单层停车地点（例如某些公寓大楼）而言，DPU105可使用导体或有线连接来连接至PDM120。

PDM120包括具有优先次序确定器125的控制器155。控制器155可以包括，例如，用于控制DPU105的处理器和/或软件或固件。优先次序确定器125基于每个DPU105接收的成员信息130来确定电动车辆110的充电优先次序排列，如下文进一步详细描述。PDM120也可以包括存储器160，用于存储关于EV110的信息、成员信息130、由优先次序确定器125决定的优先次序排列算法等。所述存储器可以是任何适合的非易失性或易失性存储设备，或其他相似的存储设备。PDM120也包括用于与每个DPU105通信的输入/输出接口165。

输入设备（例如无线设备150和/或读卡器145），可以耦合至每个DPU105。无线设备150可以无线地接收成员信息130。读卡器145可以从该读卡器145可读的卡接收成员信息130。应理解，可以使用其他类型的输入设备，例如按钮（未示出）或键盘（未示出）。所述输入设备可以被定位为远离DPU105、远离PDM120、靠近或附接至DPU105、靠近或附接至PDM120、靠近或附接至EV110的充电器或其他电动车辆供电设备，以及/或者靠近EV110的停车位。每个输入设备可以接收相应的EV或EV使用者的成员信息130。

在一些实施方案中，单个输入设备（例如150或145）可以被用来从一个或多个EV或EV使用者接收成员信息130。在使用单个输入设备的情况下，所述单个输入设备可以耦合至一个DPU105或直接耦合至PDM120。在一些实施方案中，成员信息130，通过充电线170自身传输，经过电动车辆供电设施单元140，然后到达DPU105和/或PDM120。在一些实施方案中，特别是对于具有多个停车层的系统（例如多层停车场）而言，一个或多个输入设备（例如150和/或145）可以位于每个停车层上。成员信息130最终被PDM120接收，不管输入设备150和/或145的数目和布置如何，然后被优先次序确定器125使用以确定充电分配优先次序排列。

电接触器115耦合至每个DPU105并且受每个DPU105控制。一个或多个DPU105由PDM120选择性地激活或通知以开始充电。在一些实施方案中，基于为EV110的充电确定的优先次序排列，PDM120激活DPU105的子集。响应于PDM120的这样的激活或通知，所选择的DPU使得关联的电接触器115允许关联的EV110的充电。然后，允许功率从电源175经过供电线路断路器135流至关联的EV110。

系统100可以可选地包括电动车辆供电设备（EVSE）单元140，有时称作充电器。EVSE单元140可以以比从典型的电插座可得到的电压或电流更高的电压或电流供应充电。每个EVSE单元140可以耦合至相应的一个电接触器115。充电线170可以耦合至每个EVSE单元140。每个充电线170可以耦合至一个EV110。替代地，感应充电器142可以耦合至一个或多个EVSE单元，或以其他方式与一个或多个EVSE单元关联，并且可以对EV110进行感应充电。

应理解，不需要使用EVSE单元140，并且充电线170和/或感应充电器142可以直接耦合至电接触器115和/或DPU105。DPU105被配置以控制在供电线路断路器135和EVSE单元140之间和/或在供电线路断路器135和EV110之间已转移的电荷量。DPU105也被配置以控制何时在供电线路断路器135和EVSE单元140之间和/或在供电线路断路器135和EV110之间转移电荷。

图2示出了图1中示出的系统的分布式处理单元（DPU）105部件。图3示出了根据本发明的一些示例性实施方案的关于图1中示出的系统的功率端口和电动车辆成员的信息的表格300，该表格包括功率分配管理器对EV特有消息的组合及其优先次序排列的确定。现参照图2和图3。

DPU105包括控制器210，以响应于PDM120来控制供电线路断路器135和EV110之间的电荷流。消息发生器205与每个DPU105关联，或以其他方式被包括在每个DPU105中。基于所接收的关于EV110和/或EV使用者的成员信息130，消息发生器205生成个体EV特有消息305。如上文所述，DPU105可以通过例如无线设备150、读卡器145、感应充电器142和/或通过电源线170来从EV110或EV使用者接收成员信息130。在接收到成员信息130之后，消息发生器205生成个体消息，所述个体消息包括关于相应的EV110和/或EV使用者的数据的集合。

成员信息130可以被单次或周期性地（例如在EV110充电期间）传输至DPU105。成员信息130可以包括关于EV110的信息，例如：与EV110关联的一个或多个电池的电池充电容量325、与EV110关联的一个或多个电池的电池额定值330、与EV110关联的一个或多个电池的实时功率使用情况340、用于将与EV110关联的一个或多个电池完全充电的剩余时间335、EV110的电源线170附接至的功率端口ID320、电源线170至功率端口ID320的到达时间或附接时间、感应充电器142感测到的EV110的到达时间、目前传递至EV110的千瓦时百分比（%）、自从具体的EV110开始接收电荷起经过的时间、EV110是否接近它的充电结束、EV110请求的功率的量，及其他与EV110相关的合适信息。

成员信息130也可以包括关于EV110的使用者的信息，例如：所述使用者是否是一个组织或团体的付费成员或欠费成员、所述使用者是否是有资格在高峰期时间期间汲取电荷的指定的高峰期成员或者是只有资格在非高峰期时间期间汲取电荷的非高峰期成员、所述使用者是否是具有特殊优先级考虑或其他特权的贵宾（VIP）350、所述使用者是否请求了特定优先级，所述使用者是否提交了特定功率请求，及EV110的使用者的其他适合的特性或属性。

DPU105接收与一个或多个EV110或EV110的一个或多个使用者关联的成员信息130。DPU105可以使用消息发生器205生成个体EV特有消息305。DPU105也可以包括监测单元220，以监测从EV110和/或EVSE140接收的额外功率请求。可以直接相对于通过电源线170或在EVSE140和DPU105之间的其他连接汲取的功率来监测功率请求。换言之，DPU105可以通过测量输入和/或输出功率水平来识别功率请求。

监测单元220可以间接监测功率请求，例如通过在EV110和DPU105之间的分立的通信接口（未示出）以及/或者在EVSE104和DPU之间的分立的通信接口（未示出）。使用分立的通信接口，监测单元220也可以监测与上文讨论的成员信息130相似的直接或间接与EV110和/或EVSE140相关的信息。

至少基于成员信息130和/或由监测单元220收集的信息，消息发生器205可以生成个体EV特有消息305。在产生个体消息305之后，DPU115将个体消息305传输至PDM120以进一步处理。每个个体EV特有消息305包括EV110和/或EV110的使用者特有的数据的集合，它们合在一起向PDM120提供有用的信息，用于选择具体的优先次序排列算法，从而根据所述算法来进行EV110的充电优先次序排列。

每个DPU105也可以包括耦合至控制器210的存储器215。存储器215可以存储由PDM120的优先次序确定器125确定的优先次序排列310。所述存储器可以是任何合适的非易失性或易失性存储器设备，或其他相似的存储设备。每个DPU105可以包括用于与PDM120通信的第一输入/输出接口225和用于与输入设备（例如无线输入设备150和/或读卡器145）通信的第二输入/输出接口230。第二输入/输出接口230可以接收成员信息130。使用输入/输出接口230，监测单元220也可以接收关于功率请求等的信息。

PDM120从一个或多个DPU105接收个体EV特有消息305。基于个体信息305内包含的信息的集合，PDM120的优先次序确定器125确定优先次序排列310，如下文进一步详细描述。

图4示出了根据本发明的一些示例性实施方案的功率-时间的图表400，该图表包括位置功率线路限制405和缓冲功率线路限制410。通常，具体位置具有与其关联的功率线路限制405，或换言之，在给定时间通过向该具体位置提供功率的功率线路可以汲取的功率的总量。应理解，线路限制405也可以由其他值（包括电流、电压和/或时间）代表。所述位置将具有适合与所述供电线路一起使用的其他电力设施，例如一个或多个供电线路断路器135（图1）。所述一个或多个供电线路断路器135可以具有与其关联的功率线路限制405，使得如果以任何方式超出功率线路限制405，供电线路断路器135可以断开或以其他方式干预电荷流，以避免危险用电情况或事故。

PDM120可以计算或以其他方式确定缓冲功率线路限制410。替代地，PDM120可以从系统100的操作者接收适当的缓冲功率线路限制410。缓冲功率线路限制410小于位置功率线路限制405，使得在系统100中建立安全裕度，该安全裕度进一步降低了超过位置功率线路限制405的机会，并且提高了系统100的安全性。

在本发明的一些实施方案中，位置功率线路限制405和/或缓冲功率线路限制410小于在充电期间EV110可以汲取的总功率。换言之，在本文中公开的没有优先次序排列技术的情况下，位置功率线路限制405和缓冲功率线路限制410都会被超过，因为与使用常规技术允许的相比，系统100被设计为对显著更多的EV110充电。

然而，使用本文中公开的发明的实施方案，位置功率线路限制405和缓冲功率线路限制410都不会被超过，即使与原本允许的相比有显著更多的EV110附接至系统100并且同时请求更多的功率。基于个体消息305内包含的信息，PDM120和/或个体DPU105可以确定功率端口使用情况估计415。对功率端口使用情况估计415的知晓，允许了PDM120精确地确定EV110的充电优先次序，同时满足NEC标准。换言之，PDM120的优先次序确定器125确定EV110的充电优先次序，使得不超过位置功率线路限制405和/或缓冲功率线路限制410。

图5示出了根据本发明的一些示例性实施方案的流程图500，该流程图包括用于从DPU105收集EV特有消息305以及使用PDM120确定功率分配优先次序的技术。

所述技术开始于505处，通过感测集群车辆110中的N个电动车辆110中的多个车辆的任何一个是否请求了任何功率或任何额外功率。在510处，每个DPU105为与EVSE104和/或EV110关联的具体功率端口生成个体EV特有消息305。例如，使用第一DPU105可以为第一EV110生成第一EV特有消息305。所述第一消息可以与连接至第一EV110的第一功率端口关联。相似地，使用第二DPU105可以为第二EV110生成第二EV特有消息305。所述第二消息可以与连接至第二EV110的功率端口关联。此外，使用第N DPU105可以为第N EV110生成第N EV特有消息305。所述第N消息可以与连接至第N EV110的功率端口关联。

在515处，第一、第二和第N消息305分别被从第一、第二和第NDPU105传输至PDM120。在525处，PDM120可以确定第一、第二和第N EV110请求的功率是否超过位置功率线路限制405和/或缓冲功率线路限制410。如果“否”，则意味着连接至系统100的所有EV110都不会超过405和/或410线路限制，然后该流程进行至520，在此所有DPU150都被激活，使得想要充电的所有EV110都接收一个DPU150。换言之，第一、第二和第N DPU105被激活，使得第一、第二和第N EV110全都接收电荷。然后该流程穿过圆框A，从而跳过优先次序排列步骤。

否则，如果“是”，则意味着所请求的功率超过线路限制405和/或410，则该流程进行至530，在此PDM120确定功率分配优先次序。更具体而言，PDM120比较第一、第二和第N消息305内的数据的集合，并且基于所收集的数据来确定优先次序排列310。在535处，PDM120基于优先次序排列310来选择性地激活第一、第二和第N DPU105的子集。

然后该流程进行至540，在此所激活的DPU105使得与该激活的DPU105关联的电接触器115进行连接，从而使得电荷流动。结果，在545处，基于优先次序排列310，功率被从供电线路断路器135分配至第一、第二和第N EV110的子集。

图6A-6B示出了根据本发明的一些示例性实施方案的流程图600，该流程图包括用于在集群充电环境中向一组EV110分配电荷的技术，包括该组EV110的充电的优先次序排列。现参照图6A和6B。

在一些实施方案中，技术包括为EV110提供集群充电分配和充电优先次序排列。具体而言，对于本实施方案，过程开始于605处，在此DPU105接收关于可充电成员（例如EV110）的信息。所述信息可包括例如上文描述的成员信息130。在一些实施方案中，在多个DPU105处接收关于EV110的成员信息130。

在610处，每个DPU105至少基于为每个EV110接收的成员信息130来生成EV特有消息305。然后在615处，PDM120从每个DPU105收集消息305。在收集个体消息305之后，PDM120基于消息305内的数据的集合来执行EV110和/或EV110使用者的初步扫描。

初步扫描620可以包括，例如，确定EV110的使用者是与系统100关联的团体或组织的欠费成员640。如果是这样，则在655处可以排除或拒绝为该使用者进行充电服务。然而，如果该使用者是付费成员635，则在此基础上不会拒绝进行充电服务。在630处，当确定了EV110的使用者是非高峰期偏好成员时，可以排除在用电高峰期时间为该成员进行充电服务。相反，当确定了EV110的使用者是高峰期偏好成员时，不会排除在用电高峰期时间为该成员进行充电服务。

初步扫描620还可以包括通过VIP状态来划分使用者。例如，对于尚未被从充电服务排除的其余使用者，可以通过PDM120分析与所述其余使用者关联的信息305，以确定电动车辆的使用者是否是VIP，并且划分成VIP团体645和非VIP团体650。对于确定了不是VIP的EV110的使用者，可以在665处将这些非VIP的任何功率请求添加至队列。否则，对于确定了是VIP的EV110的使用者，来自该VIP的总计功率请求可以被核对或以其他方式被检查，以落在位置功率线路限制405和/或缓冲功率线路限制410内。

当在660处确定了来自该VIP的请求在位置功率线路限制405和/或缓冲功率线路限制410内时，可以激活与该VIP的EV110关联的DPU105，使得在670处为VIP EV110充电，此后PDM120在615处再次从DPU收集EV特有消息。否则，当确定了来自该VIP的请求不在位置功率线路限制405和/或缓冲功率线路限制410内时，将来自所述VIP的至少一些或全部功率请求添加至该队列。实际上，在665处，可以将来自所述VIP和/或非VIP的所有其余功率请求添加至该队列。

然后该流程进行至图6B，在此PDM120在675处选择优先次序排列算法。更具体而言，优先次序确定器125（图1的）被配置以基于下述内容中的至少一项或全部来确定（图3的）优先次序排列310：（a）具体的电动车辆的使用者请求的优先级676；（b）目前传递至具体的EV110的千瓦时677；（c）自从具体的EV110开始接收电荷起经过的时间678；（d）先到先服务原则679，其中基于具体的EV110的开始时间或到达时间给予它较高优先级；以及（e）具体的电动车辆是否接近它的充电结束680。此外，优先次序排列算法可以考虑其他因素，例如停车场位置，即，具体停车场距门是否最近，使用者是否乐意支付保险费率等。

在685处，向该队列中的请求应用优先次序排列算法可以包括：在676处，基于使用者请求的优先级来确定优先次序；在677处，基于目前传递至具体的EV110的千瓦时来确定优先次序；在678处，基于自从具体的EV110开始接收电荷起经过的时间来确定优先次序；在679处，基于先到先服务原则来确定优先次序，其中基于具体的EV110的开始时间或到达时间来给予它较高优先级；以及在680处，基于具体的EV110是否接近它的充电结束来确定优先次序。当应用优先次序排列算法时，可以使用本文所描述的其他适合的因素。

在687处，PDM120基于所使用的优先次序排列算法来从该队列中选择一部分功率请求。然后该流程进行至690，在此确定所选择的一部分功率请求是否在位置功率线路限制405和/或缓冲位置功率线路限制410内。如果“否”，则该流程穿过圆框B至675，在此PDM120可以选择一个不同的优先次序排列算法或者相应地修正该优先次序排列算法。否则，如果“是”，则该流程进行至695，在此PDM120选择性地激活与根据优先次序排列算法的应用结果来选择的一部分功率请求关联的DPU105。因此，至少基于初步扫描和优先次序排列算法，可以选择性地激活DPU105的子集。

其他实施方案可以提供替代的配置，该替代的配置实现与所述优选实施方案相似的目的。它们可以包括，例如，安全特征，其中如果PDM120检测到线路限制405和/或410已经被超过，则PDM120通知一个或多个DPU105关掉或以其他方式进入“安全模式”。此外，如果经过了一预定时间量，或者DPU105不能与PDM120通信持续了一预定时间量，则DPU105可以自动关掉或以其他方式进入安全模式，从而增加了又一层保护和安全。

本发明的实施方案管理从供电线路至充电器集群的功率。所述系统可以将功率分配至那些要求或请求功率的充电器和/或EV，直到接近线路负载限制。所述系统可以拒绝访问要求功率的其他充电器和/或EV，直到一个当前被供电的充电器和/或EV完成了它的充电任务并且关闭或以其他方式从所述系统断开。PDM120可以根据时隙算法来时隙地管理功率，其中每个EV110接收电荷持续一段时间。这段时间的长度可以至少部分地基于如上文描述的充电优先次序排列来确定。

在一些实施方案中，PDM120允许充电访问所有EV，但导致传递至每个EV的功率减少了一预定量，使得任何给定的充电器或所有充电器都不超过所述线路限制。在另一个实施方式中，PDM120允许电荷流经所有充电器，但指示所述充电器限制它们汲取的功率，使得不超过总线路限制。

PDM120也可以导致充电在非高峰时间和/或其他特殊定价的电力条件期间自动发生。如本文中描述的，所述集群充电系统可以被实施于或以其他方式用于在同一车库中有多个EV和使用共同供电线路的私人住宅环境。替代地，可以在公众可访问的位置（例如机场停车场、公共车库、图书馆、电影院等）部署所述系统。所述集群充电系统可以用于公寓大楼或车库类型环境，其中供电线路可以供应一个楼层或楼层的一个区。其实，具有原本会超过该位置的功率线路限制的某些功率限量以及多EV充电需求的任何地方，都可以受益于本发明的实施方案的特征和优点。可以增加该集群中的充电器的数量和该集群中的DPU的数量等，并且在不增加额外电力基础设施的情况下传递想要的充电功率。

此外，本发明的实施方案可以包括一种方法，通过该方法，模块化的部件提供跨越多种通信系统和充电基础设施的灵活性，并且允许使用者和车站所有者、公寓大楼所有者、车库所有者等将集群充电分配和充电优先次序排列系统作为相对离散的系统来实施，或者替代地，与其他充电站能力和EVSE结合。

尽管前述讨论集中于具体实施方案，但其他配置也是可预期的。具体而言，虽然本文中使用了例如“根据本发明的实施方案”的表达，但这些短语意在一般地指代实施方案可能性，而不是旨在将本发明限制于具体实施方案配置。用在本文中，这些术语可以指代可结合到其他实施方案中的相同或不同的实施方案。

以下讨论旨在提供可以实施本发明的某些方面的合适的一个或多个机器的简要、一般的描述。通常，所述一个或多个机器包括系统总线，附接至该总线的处理器、存储器（例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）或其他状态的保存介质）、存储设备、视频接口以及输入/输出接口端口。所述一个或多个机器可以至少部分地通过来自常规输入设备（例如键盘、鼠标等）的输入以及从另一个机器接收的指示、与虚拟现实（VR）环境的相互作用、生物反馈或其他输入信号被控制。如本文所用的，术语“机器”旨在广泛地包含单个机器、虚拟机器或在通信上耦合的机器的系统、虚拟机器，或一起运行的设备。示例性机器包括计算设备（例如个人计算机、工作站、服务器、便携式计算机、手持设备、电话、平板电脑等）以及运输设备（例如私人运输或公共运输，例如汽车、火车、出租车等)。

所述一个或多个机器可以包括嵌入式控制器，例如可编程或非可编程的逻辑器件或阵列、专用集成电路（ASIC）、嵌入式计算机、智能卡等。所述一个或多个机器可以利用至一个或多个远程机器的一个或多个连接，例如通过网络接口、调制解调器或其他通信耦合。多个机器可以通过物理和/或逻辑网络（例如内联网、因特网、局域网、广域网等）互联。本领域技术人员应意识到，网络通信可以利用各种有线和/或无线的短距离或长距离载波和协议，包括射频（RF）、卫星、微波、电气与电子工程师协会（IEEE）545.11、

、光、红外线、电缆、激光等。

本发明的实施方案可以通过参考或结合关联数据（包括功能、过程、数据结构、应用程序等）来描述，所述关联数据当被机器访问时，引起该机器执行任务或者定义抽象数据类型或低级硬件环境。例如，关联数据可以被存储在易失性和/或非易失性存储器（例如RAM、ROM等）中，或被存储在其他存储设备及其存储介质（包括硬盘驱动器、软盘、光存储器、磁带、闪存、存储棒、数码影碟、生物存储等）中。关联数据可以以数据包、串行数据、并行数据、传播信号等形式通过传输环境（包括物理和/或逻辑网络）被传递，并且可以以压缩或加密格式被使用。

在不偏离本发明的预期范围的情况下，可以进行其他相似或不相似的改型。因此，本发明除了受到所附权利要求的限制以外不受限制。

Claims (27)

1.一种集群充电分配和优先次序排列的系统，包括：

多个分布式处理单元，每个分布式处理单元都被配置以接收关于可充电成员的成员信息；

功率分配管理器，耦合至所述分布式处理单元的每一个，所述功率分配管理器包括优先次序确定器，

其中所述优先次序确定器被配置以基于由所述分布式处理单元的每一个接收的成员信息来确定所述可充电成员的充电的优先次序排列。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可充电成员是电动车辆，所述系统还包括：

供电线路断路器，具有关联的位置功率线路限制，所述位置功率线路限制小于充电期间所述电动车辆能够汲取的总功率；

其中所述功率分配管理器的优先次序确定器被配置以确定所述电动车辆的充电优先次序，使得不超过所述位置功率线路限制。

3.根据权利要求2所述的系统，其中：

所述功率分配管理器被配置以确定缓冲功率线路限制；

所述功率分配管理器的优先次序确定器被配置以确定所述电动车辆的充电优先次序，使得不超过所述缓冲功率线路限制；以及

所述缓冲功率线路限制小于所述位置功率线路限制。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述分布式处理单元被配置以控制在所述供电线路断路器和所述电动车辆之间转移的电荷量。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述分布式处理单元被配置以控制何时在所述供电线路断路器和所述电动车辆之间转移电荷。

6.根据权利要求2所述的系统，其中所述功率分配管理器被配置以基于所述电动车辆的充电的优先次序排列来选择性地激活所述分布式处理单元的子集。

7.根据权利要求6所述的系统，还包括：

电接触器，耦合至所述分布式处理单元的每一个；

消息发生器，与所述分布式处理单元的每一个关联；

其中：

所述消息发生器被配置以基于所接收的关于所述电动车辆的成员信息来生成个体EV特有消息；

所述功率分配管理器被配置以从所述分布式处理单元接收所述个体消息；

所述优先次序确定器被配置以基于所述个体消息来确定优先次序排列；以及

所述选择性地激活的分布式处理单元被配置以使得关联的电接触器响应于所述功率分配管理器来允许关联的电动车辆充电。

8.根据权利要求7所述的系统，还包括：

多个电动车辆电源设备单元，其中每个电动车辆电源设备单元耦合至所述电接触器的相应的一个；

充电线，耦合至所述电动车辆电源设备单元的每一个，其中所述充电线的每一个被配置以耦合至一个所述电动车辆，

其中所述分布式处理单元被配置以控制在所述供电线路断路器和所述电动车辆电源设备单元之间转移的电荷量。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述消息发生器被配置以至少基于所述电动车辆的使用者的VIP优先级状态来为每个电动车辆生成所述个体消息。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述消息发生器被配置以至少基于下列内容来为每个电动车辆生成所述个体消息：（a）与电动车辆关联的电池特性，（b）用于电动车辆充电的剩余时间，（c）电动车辆请求的功率，以及（d）所述电动车辆的使用者的高峰期/非高峰期偏好。

11.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个分布式处理单元中的每一个都包括：

控制器，被配置以响应于所述功率分配管理器来控制所述供电线路断路器和所述电动车辆之间的电荷流；

存储器，耦合至所述控制器，其中所述存储器被配置以存储由所述功率分配管理器的优先次序确定器确定的优先次序排列；

监测单元，被配置以监测从所述电动车辆接收的对额外功率的请求；

第一输入/输出接口，被配置以与所述功率分配管理器通信；以及

第二输入/输出接口，被配置以与读卡器和无线输入设备至少之一通信，

其中所述第二输入/输出接口被配置以接收所述成员信息，以及

其中所述消息发生器被配置以至少基于所述成员信息和所述监测单元来生成所述个体消息。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括：

输入设备，耦合至所述分布式处理单元的每一个，每个输入设备被配置以接收针对相应的可充电成员的成员信息。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述输入设备包括读卡器，所述读卡器被配置以接收来自由所述读卡器可读的卡的成员信息。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述输入设备包括无线输入设备，所述无线输入设备被配置以无线地接收所述成员信息。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述功率分配管理器120还包括：

控制器，被配置以控制所述多个分布式处理单元，其中所述控制器包括所述优先次序确定器；

存储器，耦合至所述控制器，其中所述存储器被配置以存储由所述优先次序确定器确定的优先次序排列；以及

输入/输出接口，被配置以与所述分布式处理单元的每一个通信。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述可充电成员是电动车辆，以及其中所述优先次序确定器被配置以基于下列内容中的至少一项来确定所述优先次序排列：（a）具体的电动车辆的使用者请求的优先级，（b）目前已传递至具体的电动车辆的千瓦时的百分比，（c）自从具体的电动车辆开始接收电荷起经过的时间，（d）先到先服务原则，其中基于具体的电动车辆的起动或到达时间来给予它较高优先级，以及（e）具体的电动车辆是否接近它的充电结束。

17.根据权利要求1所述的系统，其中所述可充电的成员是电动车辆，以及其中所述优先次序确定器被配置以基于所有下列内容来确定所述优先次序排列：（a）具体的电动车辆的使用者请求的优先级，（b）目前已传递至具体的电动车辆的千瓦时百分比，（c）自从具体的电动车辆开始接收电荷起经过的时间，（d）先到先服务原则，其中基于具体的电动车辆的起动或到达时间来给予它较高优先级，以及（e）具体的电动车辆是否接近它的充电结束。

18.一种用于为电动车辆提供集群充电分配和充电优先次序排列的方法，所述方法包括：

感测电动车辆集群中的N个电动车辆的多个中的任何一个是否请求了额外功率；

使用第一分布式处理单元为所述第一电动车辆生成第一EV特有消息，其中所述第一消息与连接至所述第一电动车辆的第一功率端口关联；

使用第二分布式处理单元为所述第二电动车辆生成第二EV特有消息，其中所述第二消息与连接至所述第二电动车辆的第二功率端口关联；

使用第N分布式处理单元为所述第N电动车辆生成第N EV特有消息，其中所述第N消息与连接至所述第N电动车辆的第N功率端口关联；

将所述第一消息从所述第一分布式处理单元传输至功率分配管理器；

将所述第二消息从所述第二分布式处理单元传输至所述功率分配管理器；

将所述第N消息从所述第N分布式处理单元传输至所述功率分配管理器；

使用所述功率分配管理器确定所述第一电动车辆、所述第二电动车辆和所述第N电动车辆请求的功率是否超过位置功率线路限制。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

当所请求的功率未超过所述位置功率线路限制时，激活所述第一分布式处理单元、所述第二分布式处理单元和所述第N分布式处理单元，使得所述第一电动车辆、所述第二电动车辆和所述第N电动车辆全都接收电荷；以及

当所请求的功率超过所述位置功率线路限制时：

比较通过所述功率分配管理器接收的所述第一消息、所述第二消息和所述第N消息；

基于所述第一消息、所述第二消息和所述第N消息来确定优先次序排列；以及

基于所述优先次序排列来选择性地激活所述第一分布式处理单元、所述第二分布式处理单元和所述第N分布式处理单元的子集。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

在选择性地激活所述第一分布式处理单元、所述第二分布式处理单元和所述第N分布式处理单元的子集之后，连接与所述选择性地激活的单元关联的电接触器；以及

基于所述优先次序排列来将功率从供电线路断路器分配至所述第一电动车辆、所述第二电动车辆和所述第N电动车辆的子集。

21.一种用于为电动车辆提供集群充电分配和充电优先次序排列的方法，所述方法包括：

在多个分布式处理单元处接收关于电动车辆的成员信息；

每个分布式处理单元基于为每个电动车辆接收的成员信息来生成消息；

使用功率分配管理器从所述分布式处理单元的每一个收集消息；

使用所述功率分配管理器基于所述消息来执行所述电动车辆的初步扫描；

使用所述功率分配管理器基于所述消息来选择优先次序排列算法；以及

至少基于所述初步扫描和所述优先次序排列算法来选择性地激活所述分布式处理单元的子集。

22.根据权利要求21所述的方法，其中执行所述初步扫描包括：

分析每个消息以确定所述电动车辆的使用者是否是付费成员或欠费成员；以及

分析每个消息以确定所述电动车辆的使用者是否是高峰期偏好成员或非高峰期偏好成员。

23.根据权利要求22所述的方法，其中：

当确定了所述电动车辆的使用者是欠费成员时，排除对所述使用者的充电服务；

当确定了所述电动车辆的使用者是非高峰期偏好成员时，排除在高峰期时间期间对所述使用者的充电服务；以及

当确定了所述电动车辆的使用者是高峰期偏好成员时，不排除在高峰期时间期间对所述使用者的充电服务。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述初步扫描还包括：

对于尚未被从充电服务中排除的其余使用者，分析关联的其余消息以确定所述电动车辆的使用者是否是VIP；

对于确定了不是VIP的所述电动车辆的使用者，将针对所述非VIP的功率请求添加至队列；

对于确定了是VIP的所述电动车辆的使用者，核对所述VIP的功率请求是否在位置功率线路限制内；

当确定了来自所述VIP的功率请求在所述位置功率线路限制内时，激活与所述VIP的电动车辆关联的分布式处理单元，使得为所述VIP的电动车辆充电；以及

当确定了所述VIP的功率请求不在所述位置功率线路限制内时，将来自所述VIP的至少一些功率请求添加至所述队列。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括：

使用所述功率分配管理器选择优先次序排列算法；

将所述优先次序排列算法应用至所述队列中的功率请求；

基于所应用的优先次序排列算法来从所述队列中选择一部分功率请求；

确定所述一部分功率请求是否在所述位置功率线路限制内；以及

当所述一部分功率请求在所述位置功率线路限制内时，激活与所述一部分功率请求关联的分布式处理单元。

26.根据权利要求25所述的方法，其中应用所述优先次序排列算法包括下列内容中的至少一项：

基于使用者请求的优先级来确定优先次序；

基于目前传递至具体的电动车辆的千瓦时百分比来确定优先次序；

基于自从具体的电动车辆开始接收电荷起经过的时间来确定优先次序；

基于先到先服务原则，其中基于具体的电动车辆的起动或到达时间给予它较高优先级，来确定优先次序；以及

基于具体的电动车辆是否接近它的充电结束来确定优先次序。

27.根据权利要求25所述的方法，其中应用所述优先次序排列算法包括所有下列内容：

基于使用者请求的优先级来确定优先次序；

基于目前传递至具体的电动车辆的千瓦时百分比来确定优先次序；

基于自从具体的电动车辆开始接收电荷起经过的时间来确定优先次序；

基于先到先服务原则，其中基于具体的电动车辆的起动或到达时间给予它较高优先级，来确定优先次序；以及

基于具体的电动车辆是否接近它的充电结束来确定优先次序。

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