本申請是申請號為201280041847.3、題為“具有可變功率分配的多端口車輛dc充電系統”的中國專利申請的分案申請，其母案申請日為2012年6月5日。
本發明總體上涉及電池充電系統，并且尤其涉及用于分配電力以從單個源向一個或多個電動和混合動力車輛進行充電的方法和裝置。
背景技術：
如今全球大部分車輛是使用內燃機利用汽油來運轉。使用這樣的車輛尤其是使用依賴于例如汽油的礦物燃料的車輛產生了兩個問題。首先，由于這樣的燃料的數量有限以及受限的地區可用性，汽油成本的主要價格的波動以及基本上升的價格趨勢是常見的，這二者對于消費者層面都具有劇烈影響。第二，礦物燃料燃燒是二氧化碳(一種溫室氣體)的主要來源之一，因此是導致全球變暖的主要原因之一。因此，已經在尋找在個人和商業車輛中使用的替代驅動系統方面付出了相當的努力。
電動車輛由于其更為清潔且更為有效的驅動系統而提供了使用內燃機驅動系的車輛的最具前景的替代形式之一。然而，要獲得成功，電動車輛必須要滿足用戶有關性能、范圍、可靠性、壽命和成本的預期。進而，這些預期就使得電動車輛的可充電電池的設計、配置和實施相當重要。很明顯，特別是從消費者的角度來看，可充電電池的關鍵方面是可以在家中、辦公地點或公共充電站對電池進行充電的便利性和可靠性。
在討論依靠燃油車輛的社會和大幅依賴電動車輛的社會之間的轉換時，討論經常轉向對于充電設施需求，該充電設施將使得電動車輛所有者在遠離其主要充電站(例如，家庭充電站)時便于對其車輛進行充電。不幸的是，當前的充電設施十分有限。例如，在大型停車場或建筑中，最多會有一個或兩個提供接入充電系統以便對電動車輛的電池進行充電的停車位。而這種情況對于當前電動車輛數量可能是足夠的，而隨著電動車輛更為廣泛地被接受，對于更好的充電站接入的需求將變得更為必要。
圖1圖示了一種預期在大型停車場中增加充電站接入能力的一種方法。在該方法中，充電站位于停車場各處而使得每個充電站都處于多個停車位的到達范圍之內。例如，在所圖示的停車場100的部分中，遍布十二個所圖示的停車位分配有三個充電站101-103，因此允許每個充電站處于四個不同車位的范圍之內，即充電站101處于車位1、2、7和8的范圍內；充電站102處于車位3、4、9和10的范圍內；而充電站103處于車位5、6、11和12的范圍內。
如圖1所示的充電站位于停車場或建筑內的中央提供了多部車輛對單個沖電源的物理接入，明顯提高了接入能力并因此提高了用戶便利性。如果每個充電系統101-103包括多個端口而因此允許同時對多部車輛進行充電，則能夠獲得進一步的改進。如圖2所示，在常規的多端口系統中，通過將四個充電電路201-204整合在單個系統205內而實現了同時充電。充電電路201-204耦合至源207(例如，電網)并且分別耦合至不同車輛端口209-212。在常規的多端口充電站中，充電電路201-204互相獨立，即一個充電電路的操作或功率輸出并不影響充電站205內的其它充電電路的操作或功率輸出。雖然這種方法可以被用來明顯改善車輛對于沖電源的接入，但是其由于充電電路201-204的重復而是相對低效且高成本的方法。因此，需要一種從單個充電站對多部車輛同時充電的高效方式。本發明提供了一種這樣的充電系統。
技術實現要素：
本發明提供了一種電池充電站，其包括多個充電端口、多個功率級，其中每個功率級包括ac至dc轉換器，并且其中每個功率級提供該充電站的最大可用充電功率的一部分，被用來將功率級的輸出耦合至充電端口的開關系統(例如，由多個接觸器或多個半導體開關所組成)，確定當前充電站和端口狀態的系統監視器，和依據預定義的功率分配規則集合并且依據當前充電站和端口狀態對該開關系統的操作進行控制的控制器。優選地，該開關系統和/或控制器防止一個充電端口被直接耦合至另一個充電端口，由此防止耦合至第一充電端口的車輛連接至耦合至第二充電端口的車輛。
在本發明的一個方面，如果該充電站具有兩個充電端口，則該控制器將依據預定義的功率分配規則集合以及當前充電站和車輛狀態而選擇功率級的第一部分耦合至第一端口并且選擇功率級的第二部分同時耦合至第二端口，其中該第一和第二部分表示多個功率級的不同功率級；可替換地，如果充電站具有三個充電端口，則該控制器將將依據預定義的功率分配規則集合以及當前充電站和車輛狀態而選擇功率級的第一部分耦合至第一端口，功率級的第二部分同時耦合至第二端口，并且功率級的第三部分同時耦合至第三端口，其中該第一、第二和第三部分表示多個功率級的不同功率級；可替換地，如果充電站具有四個充電端口，則該控制器將將依據預定義的功率分配規則集合以及當前充電站和車輛狀態而選擇功率級的第一部分耦合至第一端口，功率級的第二部分同時耦合至第二端口，功率級的第三部分同時耦合至第三端口，并且功率級的第四部分同時耦合至第四充電端口，其中該第一、第二、第三和第四部分表示多個功率級的不同功率級。
在本發明的另一個方面，多個功率級被分組在一起以形成多個功率模塊，其中每個功率模塊由三個功率級所組成，并且其中該開關系統可以把從零個功率模塊到全部功率模塊之間耦合至任意充電端口。
該系統監視器可以監視(i)每個充電端口的車輛到達時間，其中預定義功率分配規則集合基于所監視的到達時間授予功率分配優先級；(ii)將車輛耦合至充電端口而支付的充電器使用費，其中預定義功率分配規則集合基于充電器使用費授予功率分配優先級；(iii)車輛優先級信息，其中預定義功率分配規則集合基于車輛優先級信息授予功率分配優先級；(iv)顧客優先級信息，其中預定義功率分配規則集合基于顧客優先級信息授予功率分配優先級；(v)耦合至充電端口的每部車輛的電池組soc，其中預定義功率分配規則集合基于電池組soc授予功率分配優先級；和(vi)耦合至充電端口的每部車輛的預期離開時間，其中預定義功率分配規則集合基于預期離開時間授予功率分配優先級。預定義功率分配規則集合可以基于例如到達時間和車輛優先級信息的所監視信息的組合授予功率分配優先級。預定義功率分配規則集合可以使得功率分配以令充電器輸出最大化為基礎。充電站可以包括鍵盤(例如，物理鍵盤和/或觸摸屏鍵盤)，其例如可以被用來輸入優先級信息或預期離開時間信息。充電站可以接受充電端口預約并且可以包括用于顯示充電端口預約信息的顯示器。
通過參考說明書的其余部分以及附圖可以實現對本發明的特性和優勢的進一步理解。
附圖說明
圖1提供了依據現有技術的利用中央定位充電站的停車場的一部分的圖示；
圖2提供了依據現有技術的多端口充電系統的圖示；
圖3圖示了包括九個并行功率級和兩個充電器端口的充電器；
圖4以圖形圖示了圖3所示的充電器的示例性使用情形；
圖5圖示了用于隨諸如圖3所示充電器的充電器使用的具體接觸器配置；
圖6圖示了可替換的接觸器配置；
圖7圖示了另一種可替換的接觸器配置；
圖8圖示了另一種可替換的接觸器配置；
圖9圖示了圖5所示的接觸器配置，其被擴展以包括附加功率級和附加端口，其中接觸器被打開/關閉以說明示例使用配置；和
圖10圖示了在向本發明的電池充電站的各個充電端口分配功率時所使用的基本方法。
具體實施方式
在下文中，術語“電池(battery)”、“電池(cell)”、“電池(batterycell)”可以互換使用并且可以指代任意的各種不同電池類型、化學成分和配置，其包括但并不局限于鋰離子(例如鋰離子磷酸鹽、鋰氧化鈷、其它鋰金屬氧化物等)、鋰離子聚合物、鎳金屬氫化物、鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、銀鋅或者其它電池類型/配置。術語“電池組”在這里被用來指代多個個體電池，它們典型地包含在單塊或多塊的外殼之內，該個體電池電氣互連以實現特定應用所期望的電壓和容量。術語“電池”和“電池系統”可以互換使用并且在這里被用來指代電能存儲系統，其具有諸如電池、電池組、電容器或超級電容器之類的被充電和放電的能力。術語“電動車輛”在這里被用來指代也被稱作ev的全電動車輛、也被稱作phev的插電式混合動力車輛或者混合動力車輛(hev)，其中混合動力車輛采用其中之一為電驅動系統的多個推進源。應當理解的是，在多個附圖上使用相同的附圖標記來指代相同的組件或者等同功能的組件。此外，附圖僅意在對本發明的范圍進行說明而非限制并且不應當被認為是依比例繪制的。
本發明的實施例通常可應用于采用電動機的系統，更具體地而非排他性地，可應用于使用多相電動機(例如感應電動機)的電動車輛。電動車輛使用例如電池組之類的一個或多個存儲能量源來向車輛提供電能。該能量至少部分被用來推進車輛。所存儲的能量還可以被用來提供其它車輛系統所需的能量，例如車輛照明、乘客分區的加熱、通風和空調(hvac)系統、輔助控制系統(例如，傳感器、顯示器、導航系統等)、車輛娛樂系統(例如，無線電、dvd、mp3等)等。常規電動車輛包括載客車輛和被設計為運輸貨物的車輛，其示例包括乘用車、卡車、電動自行車和休閑船只。電動車輛還包括專用的工作車輛和推車，其中的一些可以整合有諸如叉車、剪刀式升降機、升降和/或曲臂空中作業平臺、街道清潔系統、傳送帶和平板搬運平臺。
圖3圖示了依據本發明的充電系統300的基本元件。這里還被稱作充電站的充電器300耦合至例如電網的ac線路電壓源301。充電器300包括多個并行功率級303-311，其中每一個包括ac至dc轉換器。將要意識到的是，充電器300可以包括更少數量或更多數量的并行功率級，該數量取決于可從源301獲得的功率、最大期望充電功率、所期望的充電靈活性水平以及充電端口的數量。在圖3所示的示例性實施例中，充電器300包括一對充電端口313/314，但是依據本發明的充電器能夠使用多于兩個的充電端口，因此允許同時對多于兩部的車輛進行充電。
在本發明的至少一個優選實施例中并且如圖3所示，并行功率級被一起分組為三組。因此在該實施例中功率級303-305被一起分組為功率模塊315；功率級306-308被一起分組為功率模塊316；并且功率級309-311被一起分組為功率模塊317。分組為三個模塊有助于確保三相位ac側保持平衡。如果允許不平衡，則功率級無需被分組在一起，因此允許功率分配為更小的離散功率步長。
來自每個功率模塊315-317的輸出經由開關系統319而耦合至充電器端口313/314。開關系統319包括多個接觸器或半導體開關或者其它開關器件，其允許來自每個功率模塊的輸出被電連接至任一充電器端口。優選地，開關系統319或對開關系統319進行操作的控制系統并不允許例如端口313的一個充電端口耦合至例如端口314的另一個充電端口。使用開關系統319，經由充電器端口耦合至特定車輛的功率量可以根據車輛需求、充電器端口使用、車輛充電優先級、費用等進行定制。耦合至開關系統319的控制器321通過應用存儲器323中所記錄的預定義分配規則集合而確定從功率模塊到充電器端口的功率分配。在至少一個實施例中，控制器321是基于處理器的控制系統(例如微處理器)而存儲器323是閃存、固態磁盤驅動器、硬盤驅動器或其它存儲器類型或者存儲器類型的組合。系統監視器325也耦合至控制器321，其對包括車輛/端口狀態在內的充電系統進行連續監視。具體地，系統監視器325對端口313/314進行連續監視以便確定車輛何時耦合至充電系統。優選地，系統監視器325還通過端口獲取車輛信息，但是這樣的信息也可以經由其它手段(例如，無線網絡、諸如rfid標簽的車輛id等)來獲得。優選地，通過這些手段所獲得的車輛信息將包括車輛電池容量、當前充電狀態(soc)、所期望soc、電池充電容量、電池溫度等。優選地，系統監視器325還耦合至如所示出的功率級或功率模塊以便獲得每個級和/或模塊的功率輸出/容量，對級/模塊內的變化輸出狀態或問題的監視。在至少一個實施例中，系統監視器325還監視輸入線路以便檢測線路問題。系統監視器325還可以包括或耦合到確定充電費用的子系統327。充電費用可以基于每日時間、源301所提供的功率成本或者基于其它條件而變化。優選地，系統監視器325還包括一個或多個子系統329，其用于從最終用戶接受金錢，并且在至少一些情況下用于確定最終用戶所輸入的金額。例如子系統329能夠給從最終用戶接受現金并且確定輸入了多少金額。子系統329還能夠接受信用卡或借記卡或者其它形式的非現金支付。優選地，系統監視器325還包括子系統331，其用于更新充電器300的分配指令或其它方面。子系統331可以包括無線或有線互聯網連接。子系統331還可以利用不同通信系統/協議來獲得系統更新。
在如圖3所示的具有三個功率模塊的充電器中，并且假設每個功率模塊被配置為輸出相同數量的功率，則能夠以四個不同水平來分配功率：0輸出、1/3pmax、2/3pmax和pmax，其中pmax等于來自充電器300的最大可用功率，即所有三個功率模塊都耦合至單個端口。作為這種設計的結果并且如以上所提到的，控制器321能夠根據控制器系統用來確定功率分配的標準而以各種不同比率將可用功率分配至耦合到充電器端口的車輛。
圖4以圖形圖示了充電器300的可能使用情形。該情形僅意在說明依據本發明所設計的充電系統可以如何被用來向兩個車輛“a”和“b”分配功率而非對其進行限制。提供至車輛a和b的充電功率分別由曲線401和403所表示。在該示例中，假設最初在時間t0僅車輛a例如經由充電端口313耦合至充電器300。這樣，控制器321最初將整個輸出pmax耦合至端口313。這由曲線401的第一部分所示出。隨后，在時間t1，車輛b耦合至充電端口314。在該示例中，從時間t1到時間t2，車輛b沒有從端口314接收到充電功率。這可能是因為給予車輛a的優先級或者出于其它一些原因。在時間t2，可從充電器300獲得的功率在車輛a和b之間進行劃分，其中車輛a降至2/3pmax而車輛b則接收1/3pmax。在時間t3，來自充電器300的功率對車輛a和b的劃分被反轉，其中車輛a現在接收1/3pmax而車輛b現在接收2/3pmax。該反轉可能是由于車輛a減少了其對充電功率的要求。可替換地，并且如以下詳細討論的，控制器321可以使用一些其它標準來改變來自充電器300的功率對于兩部車輛的分配。在時間t4，所有功率即pmax被發送至車輛b。這例如可能是因為車輛a由于車輛a內的電池被完全充電而從充電器300脫離耦合。
圖5-7圖示了用于在諸如充電器300的充電器中使用的開關系統319的三種不同配置。如之前所提到的，本發明并不局限于僅九個并行功率級，也并不局限于僅使用兩個端口。由此，系統500-700僅意在說明可以被用來向經由端口313/314耦合至充電器的一部或多部車輛提供充電功率的靈活分配的一些開關配置。
在系統500中，多個接觸器501-512或者其它開關器件(例如，半導體開關)被用來控制從充電模塊315-317到端口313/314的功率分配。在使用中，控制器321(該圖中未示出)基于預設即預定義的分配指令集合而確定哪些功率模塊要被耦合至哪些端口。如以下詳細討論的，這里也被稱作分配規則的各種分配指令被用來確定有多少可用功率要被提供至每個充電器端口。將要意識到的是，系統500的12個接觸器的配置可以被用來向端口313/314提供輸出功率的任意組合。例如，通過關閉接觸器501、503、506、508、510和512，功率模塊315被耦合至端口313(因此向端口313提供1/3pmax)，并且功率模塊316和317耦合至端口314(因此向端口314提供2/3pmax)。
在系統600中所示出的可替換接觸器中，每個功率模塊315-317使用一對三位置接觸器(即，接觸器601-606)來確定功率被耦合至端口313、端口314還是不耦合至任一端口。在系統600中，為了實現之前所描述的功率分配(即，對端口313的1/3pmax以及對端口314的2/3pmax)，要求接觸器601/602耦合至端口313(即，通過接觸“a”觸頭)而接觸器603-606則被耦合至端口314(即，通過接觸“b”觸頭)。
在系統700中所示的可替換接觸器配置中，功率模塊315-317使用八個接觸器701-708被可控地耦合至端口313/314。雖然這種方法提供了簡單的開關系統，但是其自身并不適用于具有多于兩個端口的充電器。為了實現之前所描述的功率分配(即，對端口313的1/3pmax以及對端口314的2/3pmax)，要求接觸器701、702和705-708閉合而接觸器703/704保持斷開。
如之前所提到的，雖然優選將功率級疊加為三個分組而使得三相ac側保持平衡，但是如果不要求平衡，則本發明可同樣被應用于非疊加配置。雖然任意的開關系統可以利用非疊加功率級進行配置，但是該方法通過修改系統500中所示的配置而在圖8中進行圖示。在系統800中，與每個模塊使用兩對雙位置接觸器相反，每個功率級使用兩對雙位置接觸器。結果，對于相同數量的功率級以及相同的雙端口配置而言，接觸器的數量從系統500所示的12個接觸器(即接觸器501-512)增加為系統800所示的36個接觸器(即接觸器801-836)(注意，雖然所有36個接觸器都在圖8中示出，但是為了使得示圖更具可讀性僅標記了接觸器801和836)。因此，雖然系統800所圖示的方式提供了更大的功率分配靈活性，但是發明人已經發現該額外的靈活性與額外的開關復雜度和相關成本相比通常并不值得。
雖然已經使用僅三個功率模塊和兩個車輛端口對本發明進行了闡述，但是本發明在功率模塊和車輛端口方面可輕易進行擴展。例如，圖9所示的系統900基于圖5所示的基本配置，其被修改為包括4個功率模塊901-904以及四個端口905-908。如所示出的，優選地每個功率模塊901-904都由三個功率級(即，級909-920)所組成，這是為了同時實現三相ac側上的平衡以及利用最小的開關系統復雜度提供所期望的功率水平。注意到，在所圖示的實施例中，接觸器921和925被示為閉合以便向端口905提供1/4pmax；接觸器930和934被示為閉合以便向端口906提供1/4pmax；并且接觸器940、944、948和952被示為閉合以便向端口908提供1/2pmax。如所示出的，當前沒有功率被耦合至端口907。
耦合至該開關系統的控制器在確定如何向耦合至充電器端口的車輛分配可從功率模塊或功率級獲得的功率時可以使用各種標準。圖10圖示了控制器(例如，控制器321)在向各個端口分配功率時所應用的基本方法。通常，充電器控制器連續監視系統(例如，充電系統、充電端口和/或附接至充電端口的車輛)以便檢測影響充電器的變化(步驟1001)。無論系統何時檢測到可能會影響功率分配的變化(步驟1003)，控制器就基于預定義分配指令集合和當前所監視的狀態來確定適當分配功率(步驟1005)。常見的影響功率分配的變化包括但并不局限于車輛經由充電器端口之一耦合至充電器或與之斷開耦合或者改變要應用于耦合至充電器的一部或多部車輛的充電要求。影響功率分配的較不常見的變化示例包括(i)經過時間，例如在分配指令包括時間要求的情況下；(ii)所要充電的車輛之一的狀態變化，例如在充電周期開始時所支付的費用已經用盡的情況；和/或(iii)電池溫度或其他車輛狀態出現的不期望的變化。
將要意識到的是，本發明的充電系統可以經由預定義分配指令進行配置而基于各種狀態向耦合至充電系統的各車輛分配功率，并且本發明并不局限于以下所描述的示例性分配指令。可以被本發明控制器用來從充電器的功率級/功率模塊向接合至充電器的車輛分配功率的示例性功率分配指令包括：
到達時間優先級：在功率分配基于到達時間的充電器中，系統監視經由其端口之一耦合至充電器的每部車輛的到達時間，并且基于所監視的到達時間授予優先級。優先車輛被提供以最大量的可用功率，其限制僅在于車輛電池的需求。因此，例如，在依據本發明的該實施例所設計并進行操作的多端口充電器中，耦合至充電器的第一車輛被給予最大可用功率。假設第一車輛要求最大可用功率，則在第一車輛之后耦合至充電器的車輛將不會接收到充電功率。然后，隨著第一車輛的需求逐漸減小并且功率變為可用，耦合至充電器的第二車輛被提供以剩余功率。當第一車輛的電池完全充電或者被充電至預設soc時，在假設第二車輛能夠使用最大可用功率的情況下，向第二車輛提供最大可用功率。在優先級基于到達充電器的時間的情況下，這種向優先車輛提供最大可用功率的過程針對耦合至充電器的每部車輛繼續進行。作為這種方法的結果，第一部耦合至充電器的車輛是第一部進行充電的車輛，第二部耦合至充電器的車輛是第二部進行充電的車輛，等等。
基于費用的優先級：在可替換實施例中，基于最終用戶所支付的費用即充電器使用費而給予優先級，因此允許用戶通過為使用充電器支付更多費用來獲得充電優先級。在一種情況下，無論用戶的車輛需要多少功率，充電器都從用戶接收每次充電過程的一次性優先費用。在可替換情況下，優先顧客為充電期間所使用的每千瓦功率(或其它量度)支付更高費用。將要意識到的是，基于費用的優先級系統可以應用簡單的兩層成本費用結構或者采用多層成本費用結構，后者更適用于包括多于兩個充電器端口的充電器。通常，使用基于費用的優先級方案分配充電功率的充電器使用另一種優先級方案，例如以上所描述的基于到達時間的優先級方案，而用戶能夠通過支付優先費用而繞過該優先級方案。實際上，該方案允許用戶通過支付更多而跳過其他用戶。注意到，如果兩個或更多用戶支付了優先費用，假設他們支付了相同的優先費用，則優選地該充電系統依賴于基本優先級方案。因此，例如在具有三個或更多端口的充電器中，如果基本優先級方案是基于到達時間的優先級方案并且第一部車輛支付了基本費率而耦合至充電器的第二部和第三部車輛支付了相同的優先級費費用，則即使他們支付了相同的優先費用，第二部車輛也將被給予高于第三部車輛的優先級。顯然，這種方法的修改和變化被發明人所預期。
優先顧客：在可替換實施例中，某些車輛被自動給予高于其它車輛的優先級。例如，優先級可以基于特定車輛廠商(即，制造商)或模型。可替換地，優先級可以被給予屬于例如美國汽車協會即aaa的特定俱樂部或協會的充電器顧客。可替換地，可以為使用某種支付形式(例如，相對于信用卡的現金)或特定信用卡(例如，相對于
預約：在可替換實施例中，用戶能夠預約充電器端口，例如針對具體時間和日期在具體充電站進行預約。優選地，充電器包括能夠用來向潛在用戶通知端口不可用的顯示器或其它器件。在至少一個優選實施例中，控制器在預約時間或預約時間之前使得最后一個剩余的可用端口無效，并且例如在充電系統顯示器上顯示該最后的剩余端口已經被預約的通知消息。該通知顯示允許開車趕到的用戶快速確認該端口無法供其使用。預約端口的通知例如也可以在充電站運營商所維護的網頁上進行發布。優選地，用戶能夠使用互聯網基于web的系統針對具體日期和時間預約具體充電器上的端口。通常，興趣方例如使用基于web的充電器位置服務首先定位所期望位置處的充電站，并且隨后使用運營所選擇充電器的公司或第三方服務提供商所提供的服務(例如，基于web的服務)來預約端口。
預約功率分布：在之前所描述的基于預約的優先級系統的小幅修改形式中，預約方還能夠預約具體的充電分布(profile)。例如，最終用戶可能希望不僅預約充電器端口而且還預約對其車輛進行快速充電的功能。可替換地，最終用戶可能希望確保特定充電站可以使用，該充電站例如其家、酒店、公司等附近的站點，但是同時認識到其車輛將在該位置停留很長一段時間周期，例如整夜。在這種情況下，用戶僅需要預約充電器端口而無需預約以加快速率進行充電的功能。
基于車輛需求的功率分配：在可替換實施例中，充電器控制器在車輛耦合至充電站時例如通過確認該車輛的soc和充電容量來確定每部車輛的需求。在確定功率分布時還可以使用每部車輛的電池組的溫度。優選地，該信息由所耦合的車輛使用協商的通信協議而提供給充電器控制器。使用該信息，控制器向耦合至充電器的車輛分配功率，例如基于需求，或者基于盡可能快地使得所有耦合車輛達到預定最低soc水平，或者基于使得所有耦合車輛達到表示該車輛的總電池容量的預定百分比的soc水平來分配可用充電功率。
基于用戶需求的功率分配：在可替換實施例中，當用戶將其車輛耦合至充電系統時，它們向控制器輸入可以在確定最優功率分配時使用的信息。例如，用戶可以輸入其預期離開時間，因此允許控制器確定有多少時間可用于對該特定車輛進行電池充電。當車輛耦合至具有不同離開時間的充電器時，例如一部車輛有兩小時進行充電而另一部車輛可能有十二小時來充電，則控制器能夠對可用功率的使用進行優化。優選地，如果沒有輸入或收集到可被充電器控制器用來優化功率分配的信息，則系統依賴于缺省數據集合。
基于最大充電器輸出的功率分配：在可替換實施例中，不同于例如基于到達時間、費用、車輛優先級等向特定車輛或顧客給予優先級，控制器使得充電器輸出最大化。車輛優先級僅被作為次要考慮因素。例如，假設充電系統具有如圖3和5-7所示的三個功率模塊并且其中每個模塊具有30kw的輸出，并且假設耦合至端口313和314的車輛分別請求35kw和50kw，并且耦合至端口313的車輛具有比其它車輛更高的優先級(例如，由于到達時間或其它原因)，如果充電系統在這種模式下進行操作，則控制器將會把一個功率模塊耦合至端口313并且將兩個功率模塊耦合至端口314，因此使用可用的90kw中的80kw。在諸如之前所描述的功率分配基于優先級而非使得充電器輸出最大化的那些可替換配置中，兩個功率模塊將會被耦合至與端口313耦合的較高優先級的車輛以便為該車輛提供以所請求的35kw。結果，該可替換配置將僅使用可用的90kw中的65kw。注意到，在當前所描述的以及如以上所提到的配置中，如果充電器的最大輸出在若干分配方案下相同，則優選地使用次要考慮因素(諸如到達時間優先級)來確定適當功率分配。例如，在之前的說明中，如果兩部車輛都要求35kw，則控制器將會把兩個功率模塊耦合至與端口313耦合的車輛，因為該車輛具有更高優先級而且反轉該分配且將兩個功率模塊耦合至端口314將不會產生更高的充電器輸出。
如之前所提到的，本發明的充電器控制器應用預定義的功率分配規則集合以便確定由于功率級/模塊的使用而在離散步驟中可用的充電功率如何在耦合至充電器的充電器端口的車輛之間進行分配。雖然已經對可以單獨或相結合應用的各種功率分配規則進行了描述，但是將要意識到的是，本發明并不局限于功率分配規則的特定集合并且這里所提供的意在使得本發明的應用清楚而非對其進行限制。此外，應當理解的是，即使在車輛為耦合至本發明的多端口充電器的僅有車輛的情況下，預定義的功率分配規則集合也可能對應用于該車輛的充電功率加以限制。例如，如果分配規則僅在支付優先費用時才提供最大充電功率或者如果所涉及車輛/用戶為優先車輛/用戶，則可能會出現這種結果。
已經在總體上將系統和方法描述為有助于理解本發明的細節。此外，已經給出了各種具體細節以提供本發明實施例的總體理解。然而，相關領域的技術人員將會認識到，本發明的實施例可以在沒有一個或多個具體細節的情況下進行實踐，或者利用其它裝置、系統、配件、方法、組件、材料、部分等進行實踐。在其它情況下，并未特別示出或詳細描述公知結構、材料和/或操作以避免對本發明實施例的各方面造成混淆。
因此，雖然在此已經參考其特定實施例對本發明進行了描述，但是將要意識到的是，本發明可以以其它具體形式來實現，例如針對特定情形或材料或組件進行調適，而并不背離其精神或必要特征。因此，這里的公開和描述意在作為以下權利要求中所給出的本發明范圍的說明而非限制。