CN109986994A - 管理可交换式能源储存装置电池交换站的***与方法 - Google Patents

Abstract

本揭露是关于一种管理电池交换站的方法与相关的***。所述方法包含从服务器接收对应电池交换站于第一时段的需求信息，以及根据储存于电池交换站中的第一指令组及对应第一时段的需求信息而对位于电池交换站中的电池生成对应第一时段的充电计划。其中第一指令组包含一或多个充电规则以及指示将一或多个充电规则分配至电池交换站中的电池的信息。充电计划包含分配至电池交换站中的每一电池的一或多个充电规则。

Description

管理可交换式能源储存装置电池交换站的***与方法

技术领域

本揭露内容是关于一种用于管理可交换式能源储存装置(如可交换以及可充电的电池)电池交换站的***与方法。更具体地说，本揭露内容是关于一种用于根据储存于电池交换站中的指令组来管理该电池交换站的***与方法。

背景技术

有些电动交通载具是由可交换式电池供电。此类电动交通载具的使用者通常会去电池交换站交换电池。当使用者欲交换电池时，具有充足电量的电池供应量是提供使用者满意体验的一个重要因素。然而，预测使用者欲交换电池的时间及地点是非常困难的。对于处理大量电池的电池交换站来讲，要预测电池需求且适当地应对更为困难。将电池充电并维持该些电池的电量状态需要可观的能量。不必要的充电或电量维持将导致成本效率及能源效率的降低。

发明内容

本揭露的一实施方式提供了一种管理电池交换站的方法。此方法包含从服务器接收对应电池交换站于第一时段的需求信息，以及根据储存于电池交换站中的第一指令组及对应第一时段的需求信息对位于电池交换站中的电池生成对应第一时段的充电计划。其中第一指令组包含一或多个充电规则以及指示将一或多个充电规则分配至电池交换站中的电池的信息。充电计划包含分配至电池交换站中的每一电池的一或多个充电规则。

本揭露的另一实施方式提供了一种电池交换站，包含处理器与电池管理组件。电池管理组件连接至处理器，电池管理组件设置以从服务器接收对应电池交换站且对应于第一时段的需求信息；以及根据储存于电池交换站中的第一指令组及对应第一时段的需求信息对位于电池交换站中的电池生成对应第一时段的充电计划。其中第一指令组包含一或多个充电规则以及指示将一或多个充电规则分配至电池交换站中的电池的信息。充电计划包含分配至电池交换站中的每一电池的一或多个充电规则。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1A为依据本揭露内容的实施例所揭示的***的示意图；

图1B为从多个取样电池搜集电池信息的示意图；

图2是依据本揭露的实施例的服务器***的示意图；

图3是依据本揭露的实施例的电池交换站***的示意图；

图4是依据本揭露的实施例的***的示意图；

图5A与图5B是依据本揭露的实施例的电池交换站的特征的示意图；

图6是依据本揭露的实施例的方法的流程图；

图7是依据本揭露的实施例的方法的流程图。

【符号说明】

100A、100B ***

101、101A-D 电池

103 服务器

105 数据库

107 电池交换站

109 网络

109A 服务器

111 电池

111A-C 数据库

113 电池记忆体

115 显示器

117a-h 电池槽

119 电池机架

20 客户站

200 ***

201 处理器

203 记忆体

205 输出/输入装置

207 储存组件

209 需求分析组件

211 电源分析组件

213 站分析组件

215 电池分析组件

217 使用者行为分析组件

219 载具分析组件

221 通讯分析组件

30 交通载具

32 移动装置

33 服务器

35 电源

300 电池交换站***

301 处理器

303 记忆体

305 使用者界面

307 通讯组件

309 电池管理组件

310 指令管理/模拟组件

311 感测器

313 储存组件

315 充电控制组件

317a-n 电池槽

400 ***

403 服务器

405A1-A3 电池交换站

405B1-B2 电池交换站

C1-C6 箭头

501A、501B、501C 特征曲线

503 顶部

505 平坦线

507A-C 特征曲线

511 平坦线

508、509、513、514 顶部

600 方法

601、603、605、607、609、611、613 步骤

700 方法

701、703、705 步骤

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

本揭露内容是关于根据预设运作规则以及电池需求的预测而可自主运作的电池交换站。电池交换站可包括储存于其中(如于电池交换站中的储存装置/元件、记忆体等等中)的指令组(或电池管理计划)。根据该组指令及需求信息(如对于第一时段，比如说接下来的12或24小时的预测需求)，电池交换站可对于位于电池交换站的电池生成一充电计划(如根据一或多个充电规则如何对各个电池充电)。该组指令包括(1)一或多个充电规则、(2)指示将该一或多个充电规则分配到位于电池交换站中各个电池的信息(如，充电逻辑)。该组指令及该需求信息可藉由服务器更新，举例而言，藉由对于第一时段之后的第二时段而传送更新的指令组或预测需求至电池交换站。

当服务器及电池交换站的连结被中断或切断时，本揭露内容使电池交换站能够继续根据最当前的指令组及储存于其中的需求信息而继续运作。举例而言，最当前的指令组可包括充电规则，其指定根据电池的电量状态(states of charge，SoC)而以不同的速率对电池充电(如，对电量状态高的电池进行低速率充电，及对电量状态低的电池进行高速率充电)。最当前需求信息可为22小时前接收到的24小时需求预测。充电计划可包括“将电量状态充电规则应用到所有该电池交换站内的电池”(举例而言，此部分为上述的“充电逻辑”)以满足该24小时的需求预测。在此例子中，电池交换站可继续实施当前充电计划两小时。若两小时后，服务器没更新需求预测，则电池交换站可将之前收到的24小时需求预测(或预设需求信息组)视为未来的需求，并依据地更新其充电计划。在某些实施例中，电池交换站可根据之前收到的需求预测(如上星期、月、或年)及实际需求来计算并预测需求信息。以此安排，电池交换站可根据最当前的指令组及需求预测而自主地运作。

进一步说，在一些实施例中，一“整体充电计划”可为服务器的指令，用于根据一或多个充电规则而管理多个电池交换站并对其中的电池进行充电，以满足需求预测(如，电池交换)。“充电计划”可为电池交换站的指令，其提供关于如何根据一或多个充电规则，对电池交换站中一或多个电池进行充电的信息，以满足需求预测。“充电规则”可包括为了达成一目标(如延长电池寿命、控制电池温度、等)而如何对电池进行充电的相关信息。基于该充电计划，电池交换站可产生“充电命令”以实施该充电规则。举例而言，充电命令可为给电池交换站对电池进行充电的具体命令(如于某种充电速率、于何种时间、使用何种电源等)。

电池特征可包括，举例而言，一或多个(1)电池制造信息、(2)电池基本特征信息、(3)电池充电信息、(4)电池使用信息、及(5)其他适合的电池信息(如，电池交换计划提供者用于追踪或营运用途而建立的独特电池识别序号)。藉由分析这些信息组及将该些分析结果(如，作为参考信息)与电池特征做比对，可决定一或多个充电规则。

电池制造信息的范例包括电池制造商(如不同制造商制造的电池可能有不同的特征，虽然它们的电池规格可能相同)、制造日期(如不同日期制造的电池可能有不同的特征)、生产批次(如不同批次生产的电池亦可能有不同的特征)、硬件版本、固件版本、电池芯种类、和/或制造序号(如，同一批次的电池仍可能有不同的特征)。

电池/信息的范例包括电池容量(如满电容量(full charge capacity，FCC))、电池放电能力(discharge capacity，如电池在某些状况下可提供多少电流)，健康状况(state of health，SOH)、和/或建议电池工作温度(如温度范围如摄氏5至35度)。

电池充电信息的范例包括当前电量状态(电量状态，SOC)信息、当前电池温度信息、当前电池芯温度信息、当前电路温度信息、错误状态信息(如电池中的电池管理***(battery management system，BMS)反应的异常充电或放电而产生的错误或警告讯息)、建议电池充电温度(如温度范围如摄氏25至40度)、建议电池充电电流(如固定或调节电流)、建议电池充电电压(如固定或调节电压)、建议电池充电循环(如至少一周充满电一次)、建议电池充电速度(如5分钟将电池从总容量的0％充到10％)、和/或建议电池充电时间(如不将电池进行充电超过5小时)。

电池使用信息的范例包括电池寿命信息(如使用时间和/或周期次数、电池直流内部电阻(battery direct current internal resistance，DCIR)信息、实际电池充电温度(如电池昨天于摄氏30度充电，并今天较早于摄氏35度充电了25分钟)、实际电池充电电流(如1-200安培)、实际电池充电电压(如1-220伏特)、实际电池充电循环(如电池已经过50次充满周期及125次部分周期)、实际电池充电速度或充电速率(如一小时20安培)、实际电池充电时间(如电池昨天进行充电56分钟)、实际电池工作温度(如电池昨天于摄氏35度运作了2小时)、及实际电池放电时间(如电池昨天以其全电流容量放电66分钟)。

此揭露内容提供一种电池交换站***，其可确认并实施一指令组或一电池管理计划(如，如何/何时对一或多个电池进行充电)。电池管理计划可根据老化政策(agingpolicy)而被确认(如电池管理计划或指令组被产生或由服务器发出后，在24小时内有效)。若电池管理计划被验证，则被该电池交换站***实施。若电池管理计划不被验证(如已过期)，则电池交换站***可依据预设规则来管理电池(如当电池被放置于电池交换站***时立刻开始充电，当电池温度超过温度门槛时停止对该电池充电等)。虽然服务器被配置与电池交换站***透过网络即时地(如毫秒至数分钟)通讯，有时网络连线可能被中断或终止。当这现象发生时，本揭露内容的电池交换站***仍可适当地运作，以不间断地提供服务给电池使用者。

为了作为背景信息，服务器从各种来源，如附在电池的电池记忆体、电池交换站、交通载具、电池使用者的手机等，搜集电池相关信息(如电池特征、充电/维护信息、于某些时段内不同电池交换站的电池需求、使用者行为等)。根据搜集到的电池信息，服务器为了每个(或每种类的)电池交换站产生一组电池需求特征(如图5A及图5B所示的曲线/直线)。该组电池需求特征被用来判定每个电池交换站的电池需求。有了此电池需求预测，电池交换站能够对应地对其电池进行充电、准备，或维护(如目标为满足预测需求以提供满意的电池使用经验给电池使用者)。

虽然服务器可即时地产生电池需求，但这样做可能不实际或恰当因为即时地产生/计算此些需求预测可花费大量的计算资源。另外，当一或多个新使用者(如一电池交换计划的注册者)或一或多个新电池交换站被加入到电池交换站***时(或被从其移除)，预测电池需求可相应地改变。当预测电池需求改变，对应的电池管理计划也改变。如上述，本揭露所提供的***，藉由使各个电池交换站能够有效地管理(如，验证、实施等)其电池管理计划，而提供上述问题的解决方法。

电池交换站***包括模拟组件/模块/处理器，其用于执行模拟新的或更新的电池管理计划或指令组，使电池交换站***可本地的(locally)决定是否实施新或更新的电池管理计划。举例而言，100位新使用者一小时前刚注册电池交换计划。服务器根据新使用者的地址产生更新的电池管理计划(如服务器用这些地址预测该些使用者会去哪里交换电池)。举例而言，服务器决定新使用者会于十个电池交换站交换电池(如在该些地址决定的同个地理区域)。服务器从而传送更新的电池管理计划至该十个电池交换站的每一个。在一些实施例中，该些个别的电池交换站可具有不同的更新管理计划(如，一电池交换站可有显著的需求量增加，而另一电池交换站可有中等的需求量增加)。

当一个单独的电池交换站接收到其更新的电池管理计划，电池交换站可为其更新的电池管理计划执行一场模拟。模拟为背景过程，其并不会实质上干扰现有的电池管理计划的实施。模拟包括根据更新的电池管理计划，模拟对位于电池交换站内的电池进行充电。举例而言，因为一个预期的需求增加，更新的电池管理计划要求该电池交换站对其电池以高于正常速率(目前电池管理计划使用的速率)的充电速率进行充电。经过一时段后(如24小时)，模拟结果被产生(如，于增加的充电速率导致整体电池交换站的温度上升摄氏2度)。模拟结果接着被与现实情况相比(如，用当前实施的计划充电)。举例而言，现实情况指出使用该正常速率对电池充电导致过去24小时有未能满足的电池需求(如有使用者在该电池交换站等候10分钟才等到他保留的电池被充满电)。于此实施例中，***可决定实施更新电池管理计划，以提供更好的使用者电池体验。

本揭露内容的一特点为可被模拟并由多个电池交换站验证，以检验由中央服务器所产生的电池需求预测。多个电池交换站可周期性地的提供反馈给中央服务器以利中央服务器改进其电池需求预测。关于中央服务器执行的电池需求预测的实施例在以下被具体叙述，请参考图1B、图2、图5A、及图5B。在一些实施例中，电池交换站可包括电池管理组件/模块/处理器，用于根据于该电池交换站测量/搜集到的信息(如，电池交换站的温度、电池交换站平均的电池交换时间等)而管理位于电池交换站内的电池。在一些实施例中，电池管理组件可藉由执行一或多个机器学习过程来处理测量/搜集到的信息。

本揭露内容的另一特点为提供一种电池交换站，其可根据一组预设运作规则而独立且自主地运作。当电池交换站与服务器的连接中断或终止时，电池交换站仍可运作且提供服务给使用者。在一些实施例中，***包括一组储存于电池交换站中的预设运作指令(或一指令组)。运作指令指示电池交换站应如何管理，充电，或维护位于其中的可充电电池。运作指令的范例包括(1)用于藉由辨认电池制造商、制造日期/批次、或其它适当的电池特征(如以下叙述的电池信息)等来决定电池种类的指令(如上述的“充电逻辑”)，(2)用于根据电池的种类来对电池充电的指令(如上述的“充电规则”)，及(3)用于维护电池的指令(如不要超过温度门槛)。电池交换站可根据该组运作指令而独立地(如不需要服务器的命令)运作。

在一些实施例中，该些运作指令可由根据一或多个关于电池充电，配对，选取，或释放的演算法来决定。当实施该演算法时，可考虑多种因素，包括电池特征(电量状态(SoC)、SoC差异、满电容量FCC、FCC差异、电池使用情况、放电时间/周期数量、充电时间/周期数量、硬件/固件版本、电池芯种类、序号、电路温度、电池芯温度、电池数量、电池机架数量等)，使用者行为(如乘坐习惯、乘坐记录等)，使用者档案(注册的电池计划、电池喜好等)、电池需求预测、电池定价决定等。在一些实施例中，该运作指令藉由电池交换站中的机器学习组件来决定或“训练”。

图1A为依据本揭露内容的实施例所揭示的一***100A的示意图。***100A是用于对电池交换站107决定指令组或电池管理计划(如各有一或多个充电规则)。***100A包括服务器103、数据库105及电池交换站107。服务器103、数据库105及电池交换站107可藉由网络109互相通讯。如图中所示，电池交换站107包括(i)显示器115用于与使用者互动，及(ii)电池机架119，其具有八个电池槽117a-h用于容置欲充电的电池。服务器103是用于产生/接收需求信息(如，根据实证数据(empirical data)及其分析的而预测的未来电池交换需求)。服务器103另外用于对电池交换站107产生指令组以生成充电计划。服务器103是用于周期性地或回应触发事件地(如，电池交换、电池交换站107的可用电力的改变、电池预约等)将指令组和/或需求信息传送/更新至电池交换站107。指令组及需求信息可根据不同时间表被更新/传送。

运作时，只有六个电池槽(如槽117a，117b，117d，117e，117f，及117h)被电池占据，且剩下两格(如槽117c和117g)是保留给使用者置入欲交换的电池(如电量低或耗尽的电池)。在一些实施例中，电池交换站107可具有不同的排列，如不同数量的机架，显示器，和/或槽数。在一些实施例中，电池交换站107可包括模块化组件(如模块化机架，模块化显示器等)，其使操作者能够方便地安装或扩充电池交换站107的容量。电池交换站107可电性耦接至一或多个电源(如电网、电源线、电力储存库、发电厂、变电电池交换站等)，以接收电力对位于其中的电池充电，及执行其它运作(如与服务器103通讯)。在一些实施例中，使用者可在没有先置入电池的情况下，将电池从电池交换站107取出。在一些实施例中，电池交换站107可具有锁固机构用以锁固位于其中的电池。在一些实施例中，电池交换站107可以不设置有锁固机构。

在一些实施例中，电池交换站107可从服务器103接收指令组(如第一指令组)并将其储存。指令组可包括(1)一或多个充电规则，及(2)充电逻辑(如指示如何应用一或多个充电规则至每个位于电池交换站107中的电池的信息)。在一些实施例中，根据充电逻辑，电池交换站107可决定如何实施充电规则以达到不同的目标。当服务器103与电池交换站107之间的连接(如因断电等意外)被中断时，电池交换站107仍可根据所接收到的指令组及需求信息运作。

举例而言，充电规则可包括规则A，B，及C。规则A可设计为达成电池可能的最高健康状况(如抑制电池衰退使电池满电容量(FCC)降低的状况)。举例而言，若规则A是实施对电池充电，经过700个充电循环后，该电池预期会受到少许的衰退(如FCC下降5％-10％)。规则B设计为达成中阶电池健康状况目标。举例而言，若规则B是实施对电池充电，电池经过500个充电循环后(少于规则A)，该电池预期会受到少许的衰退(如FCC下降5％-10％)。规则C可设计为达策略目标(如为了满足电池需求)并维护电池于可接受程度的健康状况。举例而言，若规则C实施对电池充电，电池经过500个充电循环后，该电池预期会受到较大的衰退(如FCC下降10％-15％)。

在上述实施例中，规则A可对电池以与规则B和规则C相比，相较低的电流充电相较久的时间。举例而言，规则A仅允许最多10安培的充电电流，而规则B允许最多15安培的充电电流。举例而言，规则A需要一小时完成一个从FCC20％到FCC95％的充电循环，而规则C仅需半小时达成一样的事。规则A，B，及C的温度门槛可为不同。举例而言，规则A的温度门槛是45℃，规则B的温度门槛是52℃，规则C的温度门槛是55℃。

相对应地，电池交换站107可生成充电计划，以根据接收到的指令组来实施而满足预测需求。举例而言，假设电池交换站107具有六个电池B1-B6，充电计划可包括“使用规则A对电池B1及B2充电”、“使用规则B对电池B3充电”及“使用规则C对电池B3-B6充电”。

在一些实施例中，若需求信息无法反应实际发生的事情，电池交换站107可调整充电计划。举例而言，需求信息指示过去一小时内应有两个电池被交换。然而，过去一小时内有四个电池被交换。换句话说，电池交换站107未来需要准备另外两个电池以弥补该预测需求(期待交换2个电池)与实际发生(实际交换4个电池)的差异。在这种情况下，电池交换站107可藉由选取可更快地对电池充电的充电规则(如使用更高的电压/电流来对电池充电)来调整充电计划，以满足实际需求。藉由此安排，电池交换站可藉由根据实际电池需求来调整其充电计划而自主地运作。如下所述，请参考图1B，根据从多个取样电池101搜集的电池信息，而产生一组参考信息。电池信息的范例包括电池硬件/固件版本、电池芯种类、电池电量状态、电池芯温度、电池电路温度、电池满电容量、电池健康状况、电池寿命(时间或周期数量)、电池错误状态、电池直流内阻等。在一些实施例中，参考信息储存于数据库105或服务器103中。如图1A所示，使用者可将可交换式电池101(其包括电池记忆体113用于储存上述多种电池信息)置入电池交换站107的空的电池槽(如图1A所示的槽117c)。电池交换站107可读取储存的电池信息且将其传送至服务器103。服务器103分析搜集到的电池信息并辨认置入的电池的特征。接着，***比对辨认的特征与储存于其它电池的信息。根据比对，举例而言，当从储存的参考信息充电时，服务器103可选取适当的温度条件。服务器103从而产生订制的电池管理计划，使可交换式电池101达成目标(如最长的寿命或是高性能等)。接着，服务器103可对整体电池交换站107产生订制的电池管理计划。

在一些实施例中，服务器103可藉由从参考信息找到配对(或整体配对)而辨认可交换式电池101的一或多个特征，并产生订制的电池管理计划(或指令组)。在一些实施例中，服务器103可根据参考信息(如，从新接收到的电池或从***或侦测到的环境中的其它电池信息的信息，或其它信息)使电池交换站107辨认先前的电池管理计划(如从搜集到的信息)并将其调整，以对电池交换站107产生订制的电池管理计划。

在一些实施例中，参考信息可储存于电池交换站107中。在此种实施例中，电池交换站107分析/比对搜集到的信息及参考信息，以产生订制的电池管理计划。电池交换站107也可本地的储存/管理产生的订制的电池管理计划以利未来使用。在一些实施例中，电池交换站107可上传所产生的订制电池管理计划至服务器103以利未来使用。

如图1A所示，使用者可在电池交换站107取用已充电的电池111(具有电池记忆体114)。已充电的电池111根据为其订制的电池管理计划被电池交换站107充电(如此电池管理计划为当电池111被置入电池槽117d时产生/回复(recall)/更新的)。根据电池的预约取用时间(或电池需求预测)及电池管理计划，***100可确保电池交换站107的运作能适当地满足使用者交换电池的需求。这提高了整体使用者体验并改善电池效能。

图1B是依据本揭露的实施例的***100B的示意图。如图所示，***100B包括一或多个电池交换101A-D、主服务器103、数据库105及网络107。如图所示，电池交换站101A，101D是藉由网络107无线地耦接至主服务器103。电池交换站101B，101C藉由网络107有线地耦接至主服务器103。主服务器103更进一步地被耦接至数据库105，其可储存参考信息(如图5A及图5B所示的电池需求参考信息)。电池交换站101A-D可被电性耦接至一或多个电源(如电网、电源线、电力储存库、发电厂、变电电池交换站等)，以接收电力对位于其中的电池充电，及执行其它运作(如与服务器103通讯)。

在一些实施例中，主服务器103可为缘服务器(edge server)可为藉由其它服务器，如服务器109A-C，来接收客户要求并协调以实现该些要求。服务器109A-C更进一步地被耦接至数据库111A-C。虽然每个主服务器103及服务器109A-C被逻辑上显示为单个服务器，这些服务器各可为包含多个位于同一或地理分开的地点地计算装置中的一分布计算环境。

在一些实施例中，主服务器103及服务器109A-C可各作为服务器或其它服务器/客户装置的客户端。如图所示，主服务器103连接至数据库105。服务器109A-C各可连接至数据库111A-C之一。如上述，主服务器103及服务器111A-C各可对应一群服务器，且服务器各可共用一数据库或可各具有自己的数据库。

数据库105，111A-C可储存有关本揭露内容的信息(如由主服务器103搜集的信息、由主服务器103分析的信息、由主服务器103产生的信息、参考信息、使用者帐户信息、使用者电池计划、使用者记录、使用者行为、使用者习惯等)。在一些实施例中，至少一个数据库111A-C可为政府或私人单位维护的公共数据库(如天气预报数据库、旅行警讯数据库、交通信息数据库、地点服务数据库、地图数据库等)。在一些实施例中，至少一个数据库111A-C可为提供私人信息(如使用者帐户、使用者信用记录、使用者注册信息等)的私人数据库。

于以上所示实施例中，主服务器103是用于从电池交换站101A-D搜集关于电池需求的信息。举例而言，搜集到的信息可包括(1)电池交换站101A-D的地点；(2)位于电池交换101A-D的电池数量；(3)不位于电池交换101A-D的电池数量及地点(如当前安装于交通载具或另外由使用者持有或存放的电池)；(4)上述电池的电量状态；(5)电池的使用记录；(6)接近电池交换站101A-D的事件；(7)接近电池交换站101A-D的环境状况；(8)与取样的电池交换站或电池相关的使用者行为(如电池使用情况、使用者驾驶/乘坐记录、使用者行为、使用者习惯等)；和/或(9)其它适当的信息。

搜集此信息后，主服务器103接着分析搜集到的信息以辨认电池交换站101A-D的特征或模式。举例而言，主服务器103根据分析来决定一或多个电池需求特征/模式。决定特征/模式被用来指引运作该些电池交换站101A-D或用以运作耦接至主服务器103的其它电池交换站。决定的特征/模式也可被用以产生电池交换101A-D的电池定价策略(如设置低电池交换价位于一电池交换站以促进电池需求；设置高电池交换价位于另一电池交换站以降低电池需求等)。关于主服务器103运作的实施例，可参考图2及其叙述。

网络107可为区域网络(local area network，LAN)或广域网络(wide areanetwork，WAN)，但也可以是其它有线或无线的网络。网络107可被网际网络或其它公共或私人网络连接。电池交换站101A-D可藉由网络接口，如有线或无线通讯，连接至网络107。虽然主服务器103与服务器109A-C之间的连接是示为分开的连结，但这些连结可为任何种类的区域、广域、有线或无线的网络，包括网络107或分开的公共或私人网络。在一些实施例中，网络107包括被用于私人单位(如公司)的安全网络。

图2是依据本揭露的实施例的服务器***200的示意图。服务器***200是用于搜集相关于可由***200部属或管理的多个电池的信息。服务器***200也用于分析搜集到的信息并根据分析结果传送讯号或一组指令至客户站20，以控制其中的过程(如充电过程)。在一些实施例中，客户站20可为如前所述的电池交换站101A-D。在其它实施例中，客户站可为其它适合的客户装置。

如图2所示，服务器***200包括处理器201、记忆体203、输入/输出(I/O)装置205、储存组件207、需求分析组件209、电源分析组件211、站分析组件213、电池分析组件215、使用者行为分析组件217、载具分析组件219，及通讯组件221。处理器201是用于与服务器***200中的记忆体203及其它组件(如组件205-221)互动。在一些实施例中，处理器201可为装置中的单个处理单位或多个处理单位，或分布于多个装置。处理器201可耦接至其它硬件装置，举例而言，使用一总线，如***组件互联总线(Peripheral Component Interconnect，PCI)或小型计算机***接口总线(Small Computer System Interface，SCSI)。处理器201可与装置的硬件控制器通讯，如组件205-221。在一实施例中，每个组件201、207、209、211、213、215、219、221是一组软件程序或特定的硬件(如现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)等)，以实施所述的逻辑。

记忆体203耦接至处理器201并用于储存控制其它组件的指令。记忆体203也是用于储存其它信息于服务器***200中。在一些实施例中，记忆体203可包括一或多个多种硬件装置用于挥发性(volatile)及非挥发性储存，并可包括只读及可写入记忆体。举例而言，记忆体203可包括随机存取记忆体(RAM)、处理暂存器、只读记忆体(ROM)、可写入非挥发性记忆体、闪存、设备缓冲器等。记忆体203不是独立于硬件的传播讯号，而且是非暂时性(non-transitory)的。记忆体203可进一步包括程序记忆体，其储存程序及软件，如操作***。记忆体203也可包括数据记忆体，其可储存相关于服务器***200的信息。

I/O装置205是用于与操作者(如从电池交换站107接收输入和/或输入信息的人)交流。在一些实施例中，I/O装置205可为组件(如触控屏幕显示器)。在一些实施例中，I/O装置205可包括输入装置(如键盘、指点装置(pointing device)、读卡机、扫描器、相机等)及输出装置(如显示器、网络卡、音响、显像卡、音效卡、打印机，或其它外部装置)。

储存组件207用于暂时地或永久地储存与服务器***200相关的信息/数据/档案/讯号(如搜集到的信息、参考信息、待分析信息、分析结果等)。在一些实施例中，该储存组件207可为硬件、快闪记忆体，或其它适当的储存机构。通讯组件221用于藉由有线或无线与其它***通讯(如客户站20或其它电池交换站)及其它装置(如使用者所持的手机装置、交通载具等)藉由有线或是无线的方式通讯。

需求分析组件209用于搜集并储存(如于储存组件207中)待分析信息。搜集到的信息可包括(1)多个取样电池交换站的地点(如在一些实施例中，包括客户站20；在其它实施例中，则可不包括客户站20)；(2)位于该些取样的电池交换站的电池数量；(3)不位于该些取样的电池交换站的电池数量及地点；(4)关于电池的信息，如电池制造商、生产日期/批次、电池经过的充电循环次数、电池经历过的工作温度、电池充电/放电能量/速率、该电池的满/当前充电容量、和/或其它适当的电池信息；(5)可能影响使用者体验的动作或事件(如使用者使用/交换电池的方式)；(6)可能影响使用者电池体验环境状况；和/或(7)与使用者电池计划相关的档案信息，如使用者驾驶/乘坐记录、使用者行为、使用者习惯等。接收到搜集到的信息后，需求分析组件209可分析搜集到的信息。每种以上搜集到的信息可被分析以辨认代表此搜集到的信息的具体种类的特征/模式(如图5A及图5B所示的特征曲线，将在后续详细叙述)。这些被辨认的特征/模式可由需求分析组件209单独或合并地考虑，以产生电池需求预测给客户站20。电池需求预测可进一步用于产生电池管理计划给客户站20。

在一些实施例中，需求分析组件209可根据相对重要性或可靠度而对搜集到的资排优先顺序。举例而言，当决定客户站20的电池需求预测时，需求分析组件209可将该“电池交换站地点”用为主要因素及设定其它项目为次要因素。在此种实施例中，***200可根据该取样的电池交换站的地点，来辨认每日电池需求曲线(如图5A与图5B所示，将于后续详细叙述)给客户站20。需求分析组件209接着可考虑其它次要因素以调整每日电池需求预测/曲线。举例而言，需求分析组件209可增加电池需求预测，若需求分析组件209根据使用者档案信息而决定客户站20的预期使用者为高需求使用者。

在一些实施例中，需求分析组件209可给不同种类的搜集信息不同的权重。举例而言，当计算某电池交换站电池的预计需求时，若设定的因素与实际测量需求有相关性，需求分析组件209可设定不同的权重给因素“电池交换站地点”、“使用者行为”、“电池充电循环”及“环境状况”等因素。在此种实施例中，每种搜集到的信息的被辨认的特征/模式可依据权重分配被结合以统计地预测预期需求。在一些实施例中，需求分析组件209可根据经验研究、机器学习的结果、和/或***操作者的喜好来决定何种搜集到的信息要被包括于预测中。

在一些实施例中，需求分析组件209可根据搜集到的信息的可靠性来决定每种搜集到的信息的优先顺序或权重。举例而言，从耦接至电池的记忆体而测量及搜集的信息，需求分析组件209可给予较高的权重或优先顺序，因为***200认为此信息是直接/内部的且因而比间接/外部信息如环境状况(如气象报告、事件通知等)更可靠。

在一些实施例中，需求分析组件209可与***200中其它组件(如组件211-219)通讯及合作，以产生电池需求预测给客户站20。

电源分析组件211是用于分析用于供电给客户站20以充电其中的电池的一或多个电源的状态(如可靠度、稳定度、持续度等)。举例而言，电源分析组件211可决定用于提供电力给客户站20的电源可于某日期1am至3am之间中断，接着电源分析组件211可根据电池需求预测进而调整充电指令至客户站20。举例而言，原始的电池需求预测可表示客户站20在某日2am需要5个充饱的电池。因为判断电源会在此时中断，电源分析组件211可指示客户站20对需要的电池提前充电，以确保它们于日期预期的停电前可准备好。

在一些实施例中，电源分析组件211可考虑不同时段充电的成本。举例而言，电源分析组件211决定电源充电成本在非尖峰时段会降低。电源分析组件211根据需求分析组件209的电池需求预测，分析客户站20在非尖峰时段将其电池充电是否可行。若是，则电源分析组件211可指示客户站20在非尖峰时段对电池充电以降低充电成本。

站分析组件213用于分类多个取样电池交换站，以取得不同类型的电池交换站的代表特征/模式，使需求分析组件209可使用此信息为其分析的基础。举例而言，站分析组件213可分析搜集到的信息并将多个取样电池交换站根据电池需求分成多种类型。举例而言，藉由分析电池被交换的时间，取样的电池交换站可被分类为“高需求-全时段”、“高需求-尖峰小时”、“高需求-假日”、“高需求-平日”、“高需求-事件”及“低需求-全时段”。在一些实施例中，“高需求-全时段”类型可辨认该电池交换站位于繁忙的街上。“高需求-尖峰小时”类型可代表该电池交换站常被通勤使用者于尖峰小时使用。“高需求-假日”类型或“高需求-周末”类型可辨认该电池交换站位于观光景点。“高需求-事件”类型可意涵该电池交换站位于举办活动的场所或场地。“低需求-全时段”可辨认电池交换站是一个策略性的电池交换站，用以作为两大城市间的中继点。根据该电池交换站的地点比对其它类似位置的电池交换站，需求分析组件209及站分析组件213可决定适当的电池需求预测给客户站，尤其在是搜集到的信息不足以供需求分析组件209执行正常分析的情况下。

与站分析组件213类似，电池分析组件215、使用者行为分析组件217，及载具分析组件219也是用于将电池、使用者行为、及由电池供电的交通载具分别分类成多种类型并辨认每个种类的代表特征/模式。举例而言，电池分析组件215可根据电池制造商、电池寿命、电池原始满电容量、电池当前满电容量、电池充电循环、经历的工作温度、充电/放电图样(如稳定的或具有高峰的)、电池硬件/固件版本、电池芯种类、电池电量状态、电池健康状态、电池直流内阻等来分类电池。此种类或类别可利需求分析组件209精细地调整其电池需求预测(及所对应的充电指令)给客户站20。上述信息可由客户站20提供至服务器200，使得***200了解电池于客户站20被交换的情况。在一些实施例中，站分析组件213可用于产生指令组予客户站20。

类似地，使用者行为分析组件217可根据使用者如何交换和/或使用电池而分类使用者行为。举例而言，使用者可能非常需要电池效能(如专业车手)。如其它范例，其它使用者可能只为了日常事项(如接送小孩或采买东西)用电池供电给其交通载具。当使用者预留电池于客户站20，客户站20则提供预留的相关信息至服务器***200。服务器***200可接着决定做预留的使用者的种类/分类并从而调整电池需求预测(及对应的充电指令)给客户站20。在一些实施例中，客户站可对应做调整。

载具分析组件219可分类使用者计划运作交通载具的种类。对每种交通载具而言，载具分析组件219可决定何种电池最适合何种交通载具。举例而言，载具分析组件219可决定电动机车最适合某特定种类经过特定充电过程的电池。在此种实施例中，若服务器***200收到相关交通载具信息，载具分析组件219可与需求分析组件209合作调整电池需求预测(以及对应的充电指令)。在一些实施例中，此信息可在使用者档案或帐户信息中找到。其它实施例中，此交通载具信息可由客户站20提供给服务器***200。

在一些实施例中，服务器***200可即时地或近即时地提供电池需求预测至客户站20。在此种实施例中，服务器***200监控客户站20的状态。当有可能影响客户站20的充电过程的改变(如使用者刚取出两个充满的并留下两个耗尽的电池在客户站20)，或存在有潜在改变(如使用者预留于客户站20交换电池)，服务器***200可执行上述的分析并产生更新的电池需求预测给客户站20遵循。在一些实施例中，改变或潜在改变可被从手机(如使用者用安装于手机上的应用程序发出预留电池的请求)、其它服务器(如与使用者使用的应用程序相关的网络服务服务器)和/或客户站20传送至服务器***200。

在一些实施例中，客户站20为新的客户站(如不包括于取样的电池交换站)。在此种实施例中，服务器***200可根据之前搜集到的信息和/或之前由服务器***20执行的分析(如参考信息)而产生电池需求预测。电池需求预测可进一步产生电池管理计划给客户站20。举例而言，服务器***200可决定客户站20为特定类型的电池交换站(如，“高交通流量”类型、“中阶交通流量”类型、“轻交通流量”类型、“城市通勤”类型、“观光景点”类型、“事件带动”类型等)并接着根据该决定类型而产生对应的电池需求预测。

在一些实施例中，服务器***200同时管理多个客户站。在此种实施例中，服务器***200可监控此些客户站从其搜集信息，并产生电池需求预测给每个客户站。

图3是依据本揭露的实施例的电池交换站***300的示意图。如图所示，电池交换站***300包括处理器301、记忆体303、使用者界面305、通讯组件307、电池管理组件309、指令管理/模拟组件310、一或多个感测器311、储存组件313、及耦接至八个电池槽317a-n的充电组件315。处理器301用于与记忆体303及其它电池交换站***300中的组件(如组件305-317)互动。记忆体303耦接至处理器301并用于储存指令以控制其它组件或其它电池交换站***300中的信息。

使用者界面305用于与使用者互动(如接收使用者输入的信息并呈现信息给使用者)。在一些实施例中，使用者界面305可由触控显示器实施。其它实施例中，使用者界面305可包括其它适当的使用者界面装置。储存组件313用于储存暂时或永久的信息、数据、档案或与电池交换站***300相关的讯号(如由感测器313测量到的信息、由电池317a-n搜集到的信息、参考信息、充电指令、使用者信息等)。通讯组件307用于与其它***(如交通载具***31、服务器33和/或其它电池交换站)及其它装置(如使用者持有的移动装置32)通讯。

电池管理组件309用于管理并控制位于电池槽中的317a-n电池。在一些实施例中，电池管理组件309可根据服务器33(在一些实施例中其可用如服务器***200)的指令(如上述电池管理计划)来管理电池。在一些实施例中，电池管理组件309可根据预设指令或指引(如动态定价策略)来管理储存于电池交换站***300中的电池。在一些实施例中，电池管理组件309可周期性地与服务器33通讯以要求更新指令。

在一些实施例中，电池管理组件309可用于搜集关于位于电池槽317a-n中的电池的信息、关于电池交换站***300的信息、关于一或多个电源35的信息、关于使用者的信息(如藉由通讯组件从手机装置接收)，和/或关于交通载具***30的信息。电池管理组件309可传送或上传所搜集到的信息至服务器33以进一步分析或处理。

指令管理/模拟组件310用于管理运作指令组(如轻型/快速演算法)，使电池交换站***300得以管理、控制、充电、和/或维护位于电池槽317a-n中的电池。在一些实施例中，指令管理/模拟组件310为用于检验及实施服务器33的电池管理计划，如如何/何时对一或多个电池充电。在一些实施例中，电池管理计划可根据老化政策(如电池管理计划已执行12小时，从被服务器33生成或发行后起算)被检验。若电池管理计划被验证，则由电池交换站***300实施。若电池管理计划不被验证(如已过期)，电池交换站***300可根据预设规则(如一组储存于***300中的预设运作指令)来管理电池。在一些实施例中，每个电池交换站的预设规则可以不同(如基于电池交换站的地点、预测电池需求等)。在一些实施例中，指令管理组件310可用于管理、维护及更新储存于***300中(如储存组件313中)的指令组。

在一些实施例中，指令管理/模拟组件310用于执行新的或更新的电池管理计划模拟，使电池交换站***可本地地决定是否实施新或更新的电池管理计划。举例而言，当其它电池交换站因维护而离线时，则服务器33产生更新电池管理计划给电池交换站***300。举例而言，服务器33决定将电池交换站离线导致电池交换站***300的电池需求的增加。相应地，服务器33传送更新后的电池管理计划至电池交换站***300。

接收到更新的电池管理计划后，指令管理/模拟组件310执行更新电池管理计划的模拟。在一些实施例中，模拟可由服务器执行。模拟为背景过程，其并不会实质上干扰现有的电池管理计划的实施。在一些实施例中，根据更新的电池管理计划而模拟位于电池交换站中的电池的充电过程。在一些实施例中，模拟包括模拟实施更新电池管理计划是否可产生足够数量的充电电池以满足实际需求。举例而言，因为未预期的需求增加，更新的电池管理计划要求电池交换站***300增加对其中的电池的充电速率，使其比正常充电速率(用于现有的电池管理计划)更快。经过一时段后(如12小时)后，模拟结果被产生(如以增加充电速率充电将导致整电池交换站的温度上升约摄氏5度)。模拟结果与实际需求对比。举例而言，实际需求辨认使用正常速率将电池充电在过去的12小时仍可满足实际需求(如没有使用者等待预留的电池)。在此种实施例中，电池交换站***300可决定不要实施更新电池管理计划。

感测器311用于测量与电池交换站***300相关的信息，如工作温度、环境状况、电源连接、网络连接等。感测器311也可用于监控位于电池槽317a-n中的电池。此量测的信息可传送至电池管理组件309与服务器33，以供进一步分析。

充电组件315用于控制位于电池槽317a-n中的每个电池的充电过程。在一些实施例中，电池交换站***300可包括其它数量的电池槽。电池槽317a-n用于容纳并充电位于和/或锁固其中的电池。充电组件315从电源35接收电源，然后根据储存于服务器33或储存于储存组件313中的预设电池管理计划，使电源对位于电池槽317a-n中的电池充电。在一些实施例中，电池管理计划是根据由服务器33产生的电池需求预测来决定的。

在一些实施例中，电池管理计划包括将电池充电至一满电点(如98％或是满电容量)。在此种实施例中，当电池已充电至其满电点，充电组件315会停止充电过程。在一些实施例中，***300可在充电过程中控制或调整充电电压，由此控制可由充电组件315执行。

在一些实施例中，当使用者摆设电池于其中一个电池槽317a-n时，电池交换站***300可侦测电池的存在并抽取储存于电池的记忆体中的与电池相关的信息。举例而言，电池管理组件309从里面或耦接至置入的电池的电池记忆体抽取电池相关的信息(如电池使用情况记录、电池身分、充电循环、充满电容量、与电池有关连的交通载具的载具信息、该电池参与的使用者活动等)。在一些实施例中，电池记忆体中的信息可藉由通讯组件307被传送至服务器33。

图4是依据本揭露的实施例的***400的示意图。如图4所示，***400包括服务器403(相同于如上述服务器***200)及多个电池交换站405(群组A中的电池交换站405A1-A3及群组B中的电池交换站405B1-B2)。在一些实施例中，电池交换站405A1-A3位于群组A，而电池交换站405B1-B2位于群组B。其它实施例中，电池交换站可根据其它因素，如预测电池需求的相似度而分组。每组电池交换站被***400指定一主电池交换站。如本实施例所示，电池交换站405A1是群组A的区域主电池交换站，且电池交换站105B1是群组B的区域主电池交换站。服务器403传送电池管理计划P1至区域主电池交换站405A1(如箭头C1所示)。区域主电池交换站405A1检验并模拟电池管理计划P1(如藉由上述检验/模拟过程)。区域主电池交换站405A1接着决定是否采用电池管理计划P1给所有群组A中的电池交换站。若是，则区域主电池交换站405A1传送电池管理计划P1至其他的电池交换站405A2-A3(如箭头C2-C4所示)。类似地，服务器403传送电池管理计划P2至区域主电池交换站405B1(如箭头C5所示)，区域主电池交换站405B1检验并模拟电池管理计划P2并决定是否采用电池管理计划P2给群组B中所有的电池交换站。若是，则区域主电池交换站405B1传送电池管理计划P2至电池交换站405B2(如箭头C6所示)。电池交换站之间的通讯可为有线或无线的。藉由此安排，***400可有效管理多个电池交换站405而无须要求服务器403与各个电池交换站405通讯。此可节省服务器403的计算/通讯负载。

图5A及图5B为依据本揭露的实施例的电池交换站特征的示意图。电池交换站特征用于产生电池需求预测(电池对每电池交换站管理计划的基础)。图5A中，三个二维特征曲线501A、501B及501C被揭示。其它实施例中，特征曲线可为三维，依照产生此特征曲线时要考虑的因素数量。

特征曲线501A-C代表电池交换站A-C的电池需求预测(或用电预测)所产生，其与多个取样电池交换站相关的信息(如上述搜集到的信息)相关联。在一些实施例中，这些特征曲线501A-C可与实际测量数据比对以检验和/或增强曲线的准确度(如将特征曲线501A与电池交换站A执行的实际测量曲线比对)。在此种实施例中，比对结果可被进一步用于调整特征曲线501A-C。在一些实施例中，揭露内容可用此方式根据多种因素、因素的权重、演算法等细调分析。

如图5A所示，特征曲线501A具有一顶部503，其可辨认电池交换站A为一“高需求尖峰”类的电池交换站。特征曲线501B为在一天内逐渐降低并没有高峰的平滑曲线，能辨认电池交换站B于某些时段(如早上时)具有相对高的电池需求，故可能是一种“通勤”类电池交换站。至于电池交换站C，特征曲线501C在一天中间具有较高的平坦部分505。平坦部分505可辨认电池交换站C在中午具有较高的电池需求，其可能因为电池交换站C附近有一家知名餐厅造成的交通集中。在一些实施例中，本揭露内容具有多个种类的特征曲线或模式，其可做为参考信息用以决定电池交换站的电池需求预测。

图5B是依据本揭露的实施例的电池交换站***在多个时间框中的特征示意图。图5B中揭露了电池交换站X的三个特征曲线507A-C。特征曲线507A-C代表根据信息与该电池交换站做的电池交换、电池中的信息、于该电池交换站测量或预测的交换、规划的大众活动等相关信息而产生的电池交换站X于不同时间框(如一天、一周、一年)的电池需求预测。

如图所示，特征曲线507A具有两个顶部508及509。顶部508及509辨认通勤交通接近电池交换站X。特征曲线507B于工作日/平日具有平坦部分511，可辨认电池交换站X接近通勤者于工作日/平日高度使用的一条路，但在周末则不。特征曲线507C也分别于二月及七月具有两个顶部513及514。这两顶部513及514可辨认在接近电池交换站X的场地内举办的事件(如每年二月及七月举办的事件)而造成的电池需求。

图6是依据本揭露的实施例一方法600的流程图。方法600用于管理电池交换站。方法600可由电池交换站(如电池交换站***300)实施。方法600从步骤601开始，从服务器接收第一电池管理计划，第一电池管理计划是根据预测的电池需求信息而决定。

在步骤603中，方法600接着根据一组本地参考信息检验第一电池管理计划。本地参考信息包括老化政策。在步骤605，方法600从服务器接收第二电池管理计划，其是根据更新的预测电池需求信息而决定。在步骤607，方法600接着实施第二电池管理计划，用以充电位于电池交换站中的一或多个电池，以产生第一结果。

在步骤609，方法600根据第二电池管理计划对电池执行模拟，以产生第二结果。在步骤611，比对第一结果及第二结果。在步骤613，方法600根据比对结果决定是否实施第二电池管理计划。方法600接着回报并等候进一步的指令。

图7是依据本揭露的实施例方法700的流程图。方法700可由电池交换站(如电池交换站107或207、客户站20、电池交换站***300等)实施。在步骤701，方法700先从服务器接收电池交换站对应第一时段的需求信息。在一些实施例中，第一时段可为2小时，3小时，12小时，24小时，一周的时段。在一些实施例中，第一时段可包括多个时间区间(如，一小时，半小时等)。举例而言，对应第一时段的需求信息可为“在第一小时时交换2个电池”、“在第二小时时交换3个电池”、“在第三小时时交换4个电池”等。第一小时指从现在开始的下一小时，第二小时指从第一小时之后的一小时，而第三小时指从第二小时之后的一小时。

在步骤703，方法700包括对于位于电池交换站中的电池形成对应第一时段的充电计划，其根据(1)储存于电池交换站中的第一指令组及(2)对应第一时段的需求信息。在一些实施例中，第一指令组可包括(i)一或多个充电规则，及(ii)指示将一或多个充电规则分配给每个位于电池交换站中的电池的信息(如“充电逻辑”)。在一些实施例中，充电计划包括分配给每个位于电池交换站中的电池的一或多个充电规则(如从第一指令组中的一或多个充电规则选择)。当充电计划已生成，方法700可根据充电计划对其中的电池充电。

在步骤705中，方法700包括根据给每个电池一或多个分配的充电规则(如充电计划中)及每个电池在第一时段内的状态(如电量状态、电池的电池芯温度等)而对每个位于电池交换站中的电池产生充电指令。举例而言，第一小时的预测需求可为“交换2个电池”，并假设电池交换站具有电量状态为“95％”、“91％”、“80％”、“75％”、“60％”、“50％”及“45％”的电池B1-B6。为满足第一小时的预测需求，电池交换站将慢充规则分配给电池B1及B2(如因为电池B1及B2具有高于电量状态门槛为90％的电量状态)，且接着电池B1及B2的对应充电指令可为“从现在用低速率0.1C对电池B1充电直到电池B1被交换”及“从现在用低速率0.2C对电池B2充电直到电池B2被交换”。“C”指电池充电的速率。

在一些实施例中，第一指令组可由服务器更新。举例而言，方法700可包括(1)从服务器接收第二指令组，第二指令组包含一或多个更新充电规则(如根据电池特征的分析做更新，如充电电池B由制造商M于温度T以下制造导致较少电池衰退)；(2)根据一或多个更新的充电规则(如更新电池交换站的充电计划)来更新一或多个分配的充电规则；(3)根据更新的一或多个分配的充电规则及每个电池的状态来对每个电池更新充电指令。

在一些实施例中，需求信息也可由服务器更新。举例而言，方法700可包括(1)从服务器接收对于电池交换站对应第一时段后的一第二时段的需求信息；及(2)根据储存于电池交换站中的第一指令组(或第二指令组，若第一指令组已被更新或取由第二指令组取代)及对应第二需求信息，对于位于电池交换站中的电池来更新对应于第二时段的充电计划。举例而言，第一时段可为从现在起12小时，而第二时段可为从现在起13-24小时。在其它实施例，第一及第二时段由电池交换站或服务器的操作者设定。

在一些实施例中，充电计划可被周期性地更新(如每日、每12小时等)。在一些实施例中，充电计划回应于一触发事件(如导致预测需求改变的事件，如电池的交换、新使用者注册电池交换，及导致电源改变的事件，如断电、环境状况改变如环境温度的改变等)而更新。

在一些实施例中，触发事件可为服务器与电池交换站之间的中断连线。当电池交换站侦测到连线中断时(如，服务器在某时段(如30分钟)不回应或超出服务器通常与电池交换站通讯的时段的两倍)，则电池交换站可进入一“自主”模式且使用最当前的指令组(该第一或第二指令组)及最当前的需求信息以继续服务使用者。

举例而言，方法700可进一步地包括(1)回应于触发事件，而将电池交换站对应第一时段的需求信息考虑为电池交换站对应第一时段之后的第二时段的需求信息；及(2)根据储存于电池交换站中的第一指令组及对于电池交换站对应第一时段的需求信息，而对位于电池交换站中的电池产生对应第二时段计划的充电计划。举例而言，电池交换站可将第一时段(从现在起0-24小时)的预测需求使用做为第二时段(从现在起25-48小时)的预测需求。

在一些实施例中，电池交换站可根据每个电池的状态来分配一优先顺序给位于电池交换站中的每个电池。藉由此安排，电池交换站可快速决定如何应用充电规则以形成该充电计划。举例而言，电池交换站可具有温度为“25℃”、“26℃”、“27℃”、“28℃”、“29℃”、“30℃”的电池B1-B6。从而地，该些电池B1-B6的优先顺序值可为“6”、“5”、“4”、“3”、“2”、“1”。在此范例中，具有最高优先顺序值(如，因其的最低温度)的电池B1可被分配来满足第一小时内的预测需求。具有第二高优先顺序的电池B2也可被分配来满足第一小时内的预测需求。假设第二小时的预测需求为交换1个电池，具有第三高优先顺序的电池B3可被分配来满足第二小时内的预测需求。

当电池被分配满足预测需求时，至少一充电规则(从储存于该电池交换站中的第一或第二指令组中的充电规则)可被分配至每个电池，且电池根据分配的充电规则被充电。

在一些实施例中，方法700进一步包括(1)根据老化政策管理第一指令组；(2)根据老化政策验证第一指令组是否过期；及(3)当第一指令组过期时，将第一指令组由一组预设规则取代。在一些实施例中，老化政策可为用于决定第一指令组是否有效的一组规则。举例而言，老化政策可包括一时段(如12小时、24小时、2天、1周等，从第一指令组产生的时间开始算)，且经过设定的时段之后，第一指令组过期。在一些实施例中，当一指令组被视为过期，则电池交换站可将指令组由预设规则(或预设指令组)取代。举例而言，预设规则可包括在电池进入电池交换站后立刻对电池充电、当电池温度超过温度门槛时停止对电池充电等。在其它实施例中，预设规则可包括用没有服务器的指导下用于运作该电池交换站的指令。在一些实施例中，电池交换站可自行更新预设规则(如根据该电池交换站的实际电池需求而定)。在一些实施例中，回应于不同种类的触发事件时，电池交换站可具有多个组预设规则。

在一些实施例中，方法700可包括(1)模拟第一指令组以产生模拟结果；(2)根据模拟结果决定是否更新第一指令组；及(3)模拟位于电池交换站中至少一个电池的充电过程。在一些实施例中，模拟可于实施第一指令组前执行。在一些实施例中，模拟结果被传送至服务器供未来参考。

可以被理解的，服务器从电池交换站持续接收电池使用情况信息、交换的各个电池信息、电池预留请求、气候信息、特别事件信息等等以利对任何交换电池交换站做出电池需求预测。该多种组件(如软件流程或服务器专用逻辑)如所述功能运作，以估算的每个交换电池交换站将需要的电池数量与种类，为了能提供客户满意的体验。

电池管理计划(或指令组)是根据电池需求预测并提供充电指令给充电槽中的单个电池。如上所表示的，每个电池交换站可控制单个电池充电的速率，其充多少电，电池的最高充电温度，及其它因素。在交换电池交换站的电池的预期需求改变的情形下，服务器产生新的电池管理计划，其传送至交换电池交换站。

在一些实施例中，新的电池管理计划立刻被实施或被与要求交换电池交换站立刻实施计划的程序码一并传送。其它实施例中，新的电池管理计划是比照既有电池管理计划模拟以决定新计划是否比当前的电池管理计划好或不好。若其在一或多个品质类别为较优的话(如更多可用的电池、为预期需求的电池充电使用较低的能源成本、电池交换站中整体较低的温度等)，此新计划可被与不同的码传送，指示交换电池交换站可自由执行新的电池管理计划。

此情况中，交换电池交换站包括处理器，被编程为对新提供的电池管理计划的多种品质类别来计算结果并将结果与实际用现有电池管理计划达成或测量到的结果做比对。比对多种品质类别使电池交换站的处理器可决定新的电池管理计划是否被实施。电池交换站的处理器接着传送讯息至中央服务器指示新的电池管理计划是否被实施。

举例而言，若当前电池管理计划需要具有6个充满电的电池，准备好在4pm时交换，且新的电池管理计划需要整体较慢的充电速率使该电池需到5:30pm才能准备好，则电池交换站的处理器可监控电池的需求以确认电池是否为5:30pm后才需要。若是，新电池计划可被采用。若有侦测到4:30pm需使用此电池，则新计划无法提供更好的客户体验且不大可能被采用。

可以理解的，电池管理计划是否被采用，可为一多重变数(multi-variant)的决定，其根据被模拟并与测量到的品质数据比对的二或更多个品质因素，来决定哪个计划得到最好的整体分数。

在一些实施例中，揭露内容可藉由选取不同时间框内不同的因素而提供其它种类的特征或模式。藉由此安排，该揭露内容使操作者能有效地对某电池交换站(如电池交换站可为新的或既有的电池交换站)预测电池需求。揭露内容提供有效维护多个电池交换站的弹性。揭露内容可提升能源效益，因此降低整体电池管理/充电的成本。

所述实施例中，“组件”可包括处理器、控制逻辑、数字信号处理器、计算器，和/或任何其它适合用于或编程执行指令，以执行上述功能的装置。

虽然本揭露内容已以多种示例性实施方式揭露如上，然而应当理解到，本揭露内容不限定于所描述的实施方式，其也可在所附申请专利范围的精神和范围内，透过修改与变更而实行。因此，说明书与附图应被视为呈现说明性意义而非呈现限制性意义。

Claims (20)

1.一种管理电池交换站的方法，其特征在于，该方法包含：

从一服务器接收对应该电池交换站于一第一时段的一需求信息；以及

根据储存于该电池交换站中的一第一指令组及对应该第一时段的该需求信息，对位于该电池交换站中的复数个电池生成对应该第一时段的一充电计划；

其中该第一指令组包含一或多个充电规则以及指示将该一或多个充电规则分配至该电池交换站中的各该电池的信息；以及

其中该充电计划包含分配至该电池交换站中的各该电池的一或多个充电规则。

2.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包含：

根据各该电池所分配到的一或多个充电规则及各该电池在该第一时段内的状态，对每一位于该电池交换站中的各该电池产生一充电指令，该第一时段包含一或多个时间区间。

3.根据权利要求2所述的管理方法，其特征在于，还包含：

从该服务器接收一第二指令组，该第二指令组包含一或多个更新的充电规则；

根据该一或多个更新的充电规则更新分配至该些电池的该一或多个充电规则；以及

根据已更新的分配至各该电池的该一或多个充电规则及各该电池的状态，分别更新对应各该电池的该些充电指令。

4.根据权利要求2所述的管理方法，其特征在于，其中每一该些电池的状态包含温度及电量状态中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包含：

从该服务器接收用于该电池交换站且对应于一第二时段的该需求信息，该第二时段晚于该第一时段；以及

根据储存于该电池交换站中的一第一指令组及对应该第二时段的该需求信息，对应于该第二时段更新对应该电池交换站中的该些电池的该充电计划。

6.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包含：

周期性地更新该电池交换站中的该充电计划。

7.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包含：

回应于一触发事件更新该充电计划。

8.根据权利要求7所述的管理方法，其特征在于，其中该触发事件包含该服务器与该电池交换站的连线中断。

9.根据权利要求8所述的管理方法，其特征在于，还包含：

回应于该触发事件，将该电池交换站在该第一时段的该需求信息视为该电池交换站在该第二时段的该需求信息，其中该第二时段晚于该第一时段；以及

根据储存于该电池交换站中的该第一指令组以及该电池交换站对应于该第一时段的该需求信息，生成位于该电池交换站中的该些电池对应该第二时段的该充电计划。

10.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，其中该第一时段包含一第一时间区间以及跟在该第一时间区间之后的一第二时间区间，其中该电池交换站对应于该第一时段的该需求信息包含用于该第一时间区间的一第一需求预测以及用于该第二时间区间的一第二需求预测，该方法还包含：

根据各该电池的状态分配该电池交换站中的各该电池的优先顺序。

11.根据权利要求10所述的管理方法，其特征在于，其中生成该充电计划包含：

根据该些电池的优先顺序，指派该电池交换站中的该些电池的一第一组满足该第一需求预测；以及

根据该些电池的优先顺序，指派该电池交换站中的该些电池的一第二组满足该第二需求预测。

12.根据权利要求11所述的管理方法，其特征在于，其中生成该充电计划包含：

根据该第一需求预测，将该一或多个充电规则中的至少一个充电规则分配至该第一组的电池；以及

根据该第二需求预测，将该一或多个充电规则中的至少一个充电规则分配至该第二组的电池。

13.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包含根据一老化政策(agingpolicy)管理该第一指令组。

14.根据权利要求13所述的管理方法，其特征在于，还包含根据该老化政策，验证该第一指令组是否过期。

15.根据权利要求14所述的管理方法，其特征在于，还包含当该第一指令组已过期时以一预设指令组替换该第一指令组，。

16.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包含模拟该第一指令组以得到一模拟结果。

17.根据权利要求16所述的管理方法，其特征在于，还包含根据该模拟结果，决定是否更新该第一指令组。

18.根据权利要求16所述的管理方法，其特征在于，还包含模拟该电池交换站中的该些电池至少一者的一充电过程。

19.一种电池交换站，其特征在于，包含：

一处理器；

一电池管理组件，连接至该处理器，该电池管理组件设置以：

从一服务器接收对应该电池交换站于一第一时段的一需求信息；以及

根据储存于该电池交换站中的一第一指令组及对应该第一时段的该需求信息，对位于该电池交换站中的复数个电池生成对应该第一时段的一充电计划；

其中该第一指令组包含一或多个充电规则以及指示将该一或多个充电规则分配至该电池交换站中的各该电池的信息；以及

其中该充电计划包含分配至该电池交换站中的各该电池的一或多个充电规则。

20.根据权利要求19所述的电池交换站，其特征在于，还包含：

一指令管理组件，连接至该处理器，该指令管理组件设置以根据一老化政策(agingpolicy)管理该第一指令组。