CN110323799B - 电池交换站及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本揭示是关于操作电池交换站的方法以及***。本技术(1)从附接在置于电池交换站内的多个可交换电池的记忆体接收电池信息；(2)接收关于电池交换站的电池需求预测；并(3)至少部分基于电池需求预测以及可交换电池各自的电量(state of charge，SoC)来从可交换电池中选出一或多个不断电(uninterruptible power supply，UPS)电池。本揭示的电池交换站可选定其内部分的可交换电池(亦即，上述的不断电电池)作为内部电源，故可在外部电源中断时持续运作。

Description

电池交换站及其操作方法

技术领域

本技术是关于一种用以管理置于储存装置交换站内的多个可交换能源储存装置的***以及方法，特别是关于一种在耦接电池交换站的电源暂时停止供应时用以管理置于电池交换站内的多个可交换电池的***以及方法。

背景技术

电池交换站设计以管理多个可交换电池，使得这些电池能容易地供一或多个使用者使用。举例而言，电池交换站使用外部电源的电力来对耗尽的电池充电，使得耗尽的电池能在完成充电后提供给使用者。然而，来自外部电源的电力有时会中断。当外部电源中断时，持续向使用者提供电池供应服务存在挑战性。因此，若有一种能解决上述问题的改良***与方法将能带来许多益处。

发明内容

依据本揭示的一些实施方式，一种用以操作置有多个可交换电池的电池交换站的操作方法包含：从可交换电池中选出一或多个不断电电池；因应电池交换站电力中断而指示不断电电池放电，以维持电池交换站的运作。

于本揭示的一或多个实施方式中，选出不断电电池的步骤包含：从附接在可交换电池的记忆体接收电池信息；基于电池信息来选出不断电电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，电池交换站的运作包含对可交换电池中未被选为不断电电池的一或多者进行充电。

于本揭示的一或多个实施方式中，不断电电池不可被充电或者被取出。

于本揭示的一或多个实施方式中，操作方法进一步包含：判定电池交换站运作一预定时段所需的耗电量；至少部分基于耗电量来选出不断电电池；至少部分基于耗电量来选出一或多个不断电候选电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，所述预定时段的判定是基于电池交换站执行关机程序所需的时间。

于本揭示的一或多个实施方式中，选出不断电电池的步骤包含：判定置于电池交换站的可交换电池各自的一状态；至少部分基于可交换电池的状态来选出不断电电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，所述状态显示可交换电池的电量。

于本揭示的一或多个实施方式中，所述状态显示可交换电池是否各位于双向充电槽内。双向充电槽能够对其中一可交换电池充电以及放电。所述状态显示可交换电池是否各为可放电的。

于本揭示的一或多个实施方式中，操作方法进一步包含：至少部分基于电池交换站的耗电量来从可交换电池中选出一或多个不断电候选电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，选出不断电候选电池的步骤包含：判定置于电池交换站的可交换电池各自的一状态；至少部分基于可交换电池的状态来选出不断电候选电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，所述状态显示可交换电池的电量。

于本揭示的一或多个实施方式中，操作方法进一步包含：因应电池交换站的一次电池交换而更新选出的不断电电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，操作方法进一步包含：至少部分基于可交换电池各自的电池特性来选出不断电电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，操作方法进一步包含：指定优先次序予可交换电池中非不断电电池的每一者；基于优先次序来指示不断电电池对可交换电池中非不断电电池的至少一者充电。

于本揭示的一或多个实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于可交换电池各自的电量。

于本揭示的一或多个实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于判定可交换电池是否各为不断电候选电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于判定可交换电池是否各为锁定电池。

于本揭示的一或多个实施方式中，操作方法进一步包含：接收关于电池交换站的电池需求预测；至少部分基于电池需求预测来选出不断电电池。优先次序的判定是至少部分基于判定电池需求预测是否对应至一关键时段。

依据本揭示的一些实施方式，一种电池交换站包含处理器、储存装置以及多个电池插槽。储存装置耦接处理器，并且配置以储存电池交换站的电池需求预测。电池插槽耦接处理器，并且配置以分别容纳多个可交换电池。处理器配置以从附接于可交换电池的记忆体接收电池信息，从可交换电池中选出一或多个不断电电池，并且因应电池交换站电力中断而指示不断电电池放电，以维持电池交换站的运作。

附图说明

下文中搭配附图来描述与解释所揭示的技术的实施方式。

图1依据所揭示的技术的一些实施方式绘示***的示意图；

图2依据所揭示的技术的一些实施方式绘示电池交换站的示意图；

图3A以及图3B依据所揭示的技术的一些实施方式绘示交换站***的示意图；

图4依据所揭示的技术的一些实施方式绘示服务器***的示意图；

图5至图8依据所揭示的技术的一些实施方式绘示操作方法(例如是通过程序化的处理器来执行)的流程图。

附图未必按比例绘制，举例而言，图中的一些元件的尺寸可能增大或减小，以帮助改进对各种实施方式的理解。同样地，为了讨论某些实施方式，一些组件及/或操作可能被分为不同的区块或组合为单一区块。此外，尽管已于附图中示例性地绘示特定实施方式，并于下文中详细描述，所属技术领域中具有通常知识者能体认到其修改、等同物以及替代物会落入所附申请专利范围内。

具体实施方式

于本文中，“一些实施方式”、“一实施方式”或者类似的词汇是代表所述的特定特征、功能、结构或特性包含于所揭示的技术的至少一实施方式中。出现于本文中的此等词汇未必均指同一实施方式，另一方面，其所指的实施方式未必完全没有交集。

所揭示的***/技术是关于一种用以管理置于电池交换站内的多个可交换电池的***以及方法，使得交换站能在诸如停电等中断事件的期间持续提供服务。更具体地，举例而言，所揭示的***使得交换站能将其内的一或多个可交换电池选为/用作“暂时性电源”或是“不断电(uninterruptible power supply，UPS)电池”。被选定的不断电电池随后可做为内部电源，用于诸如对其他电池充电、为***部件(例如：处理器、控制器、显示器、通讯部件等)提供电力及/或其他合适作业等任务。在使用不断电电池对电池充电时，本技术可遵循一套与欲充电的电池的特性相关的规则。充电规则的细节在申请人的编号62/612,249美国临时申请案中进行讨论，此临时申请案标题为“用以管理可交换能量储存装置站的***以及方法”，并且整体引用结合至本文中。

于一些实施方式中，本技术可运用一或多个因素来决定哪个电池可作为不断电电池，举例而言，所述因素包含：电池的电量(state of charge，SoC)、电池温度、电池特性(例如：制造商、制造日期/批次、充电/放电循环次数、电池放电或充电时所量测到的温度曲线、电池预期寿命等)、电池状态(例如：正常、异常、待维护、待更换、锁定、可取出、可放电等)、电池交换站内电池的总数、电池交换站的地点(例如：在繁忙的街道上、在偏远的休闲区等)、电池交换站与邻近的服务中心之间的距离(例如：服务中心可派出服务人员送来充满电或接近充满电的电池，以取代电池交换站内耗尽的电池)、电力中断预期恢复时间(例如：历史记录显示在电池交换站所处的区域中，停电的平均恢复时间约为九十分钟)、电池交换站在没有外部电源下的预期运作时间(例如：一至五小时，基于包含选定的不断电电池等可用内部电源来计算)、预期电池需求(例如：根据电池需求预测，电池交换站在接下来的一小时内将会发生三次的电池交换)等。被选定为不断电电池的电池会被锁定、不可充电且准备放电(例如：耦接不断电电池的充电器处于放电模式，使得不断电电池能准备放电以对交换站或其他电池供电)。

于一些实施方式中，不断电电池的选定可取决于交换站内使否具有足够的充满电的电池，“充满电”的电池是指具有足够的电量(例如：高于一电量阈值)的电池，电量阈值可随者不同实施方式而改变，例如是85％至99％。当交换站内具有足够的充满电的电池时(例如：足够提供予使用者)，本技术可选择具有高电量的电池作为不断电电池，其理由包含：由于在交换站内维持充满电的电池需要消耗电力(故必须花费)，因此，只要是充满电的电池，***可能希望其尽快地被使用者取走。当交换站内没有足够的充满电的电池能提供予使用者时，本技术仍能选择一电池(例如：具有预定且相对较低电量的电池)做为不断电电池。通过此配置，***可运用选出的不断电电池的电力来对剩下的电池中具有最高电量者充电，使得至少有一个电池(或者是一组/一对电池)很快就能被使用者交换。下文中参照图5详细讨论其实施方式。

于一些实施方式中，除了不断电电池外，本技术亦可由电池交换站内剩下的电池中选出一或多个“不断电候选电池”或“第二不断电电池”，其可能与选出的不断电电池一同被用以提供电力。于一些实施方式中，不断电电池与不断电候选电池所提供的电力可保持或维持电池交换站运作一预定的最短运行时间(例如：一至四小时)，在最短运行时间内，电池交换站可如没有断电一般运作(例如：使用者不会注意到断电)。于一些实施方式中，本技术可选定全部或部分的“可放电电池”为不断电候选电池，“可放电电池”必须(1)具有足够的电能以放电(例如：不小于5％至10％的电量)，且(2)目前耦接允许双向电流的充电器。于一些实施方式中，最短运行时间可基于交换站与服务中心或服务人员派遣中心之间的距离来决定。

当电池交换站的外部电源没有中断时，交换站(或是可通讯地耦接交换站的服务器)可选出一或多个不断电电池(于一些实施方式中，亦选出一或多个不断电候选电池)。于一些实施方式中，可基于电池交换站内的电池的电量来选出不断电电池(以及不断电候选电池)。举例而言，假设交换站内有六个电池B1至B6，其分别具有90％、89％、75％、60％、40％、30％的电量，于此范例中，具有30％电量的电池B6(即具有最低电量者)可被选为不断电电池并被锁定(亦即，不可被充电，并准备放电)。在不断电电池就足以维持交换站运作最短运行时间的实施方式中，不断电候选电池可为选择性的。

在不断电电池不足以维持交换站运作最短运行时间的实施方式中，可选出不断电候选电池以支持交换站。举例而言，假设最短运行时间为两小时，而维持交换站运作两小时的最低电力通常是相当于120％的电池电量(假设电池B1至B6为同类型的电池，代表其充满的容量(即100％电量)相同)，则电池B4、B5可被选为不断电候选电池。于上述范例中，不断电电池所提供的电力(亦即，电池B6的30％电量)以及不断电候选电池所提供的电力(亦即，电池B5的40％电量以及电池B4的60％电量)合计足以在发生断电时维持交换站至少运作最低运行时间(亦即，30％、40％与60％电量的总和大于120％电量)。

于一些实施方式中，具有90％电量的电池B1(即具有最高电量者)可被选为不断电电池并且被锁定。于此等实施方式中，电池B6可被选为不断电候选电池。于此范例中，不断电电池所提供的电力(亦即，电池B1的90％电量)以及不断电候选电池所提供的电力(亦即，电池B6的30％电量)合计足以在发生断电时维持交换站至少运作最低运行时间(亦即，90％与30％电量的总和等于120％电量)。

于一些实施方式中，具有89％电量的电池B2(亦即，电量小于90％的电池中具有最高电量者，具有90％电量的电池准备被使用者取走)可被选为不断电电池并且被锁定。于此范例中，不断电电池所提供的电力(亦即，电池B2的89％电量)以及不断电候选电池所提供的电力(亦即，电池B5的40％电量)合计足以在发生断电时维持交换站至少运作最低运行时间(亦即，89％与40％电量的总和大于120％电量)。

于一些实施方式中，举例而言，不断电电池一旦被使用者取走，本技术可将不断电候选电池选为新的不断电电池。于一些实施方式中，不断电候选电池可配置以仅为***作业提供电力，而不断电电池可作为用以对其他电池充电的电源。于一些实施方式中，本技术可动态地调整所选出的不断电电池以及不断电候选电池。举例而言，依据使用者所做的预约，***可选出两个不断电电池来对另外两个电池充电。***可能随后接收到取消预约(或者预约因为使用者未在一预定时间前取走预约的电池而到期)，则***可将所述的两个不断电电池重新分配为不断电候选电池。在另一范例中，***可因应紧急的电池交换预约而将原先选为不断电候选电池的三个电池改为不断电电池，以应对紧急预约。

于一些实施方式中，在选出不断电电池(以及不断电候选电池)前，本技术可先从电池交换站内的可交换电池中选出一或多个“可放电电池”，并随后从可放电电池中选出不断电电池(以及不断电候选电池)。可放电电池可定义为能够释放电流的电池，举例而言，于一些实施方式中，***可基于电池的电量来判定其是否为可放电的(例如：不少于5％至10％的电量)。于另一些实施方式中，可基于其他一或多个电池特性(例如：温度、充电循环次数、内部电阻、内部的错误/警告、情况等)来判定可放电电池。于一些实施方式中，本技术可包含电池管理***(Battery Management System，BMS)，其配置以监控与其相关的每个电池的状态。于一些实施方式中，电池的状态可储存于耦接至或是附接于电池的电池记忆体内。于一些实施方式中，电池的状态亦可被传送至服务器。

本技术的另一态样是关于在使用者请求交换电池时决定向使用者提供那个电池的***以及方法，所述***可实现于服务器中、每个电池交换站中及/或以上两者中。每个交换站监控置于其内的可交换电池的状态，并且选出一或多个不断电电池以及不断电候选电池。于一些实施方式中，交换站可产生所选出的不断电电池以及不断电候选电池的名单，名单可储存于交换站或是传送至服务器。每个交换站可经常(例如：每十分钟)更新名单，或是因应一次电池交换(例如：使用者从交换站取走充满电的电池并***耗尽的电池)或电源改变(例如：停电、电源中断、电源异常/不稳定等)而更新名单。每个交换站亦监控其电源的状态(例如：电源是否如预期供电、任何异常/错误等)，监控的电源信息可就地储存及/或传送至服务器。于一些实施方式中，交换站可为其内的每个可交换电池决定一充电计划。于一些实施方式中，充电计划可由服务器决定。

在由服务器决定充电计划的实施方式中，服务器可以(1)从一或多个电池交换站接收状态信息；(2)判定每一电池交换站的一交换站状态(例如：正常、上线、异常、离线、断线、维护中等)；并(3)基于交换站状态，为每个电池交换站产生充电计划。产生的充电计划包含决定每个电池交换站内的电池的充电优先次序。在由交换站决定充电计划的实施方式中，交换站可以(a)判定交换站状态(例如：正常、上线、异常、离线、断线、维护中等)；(b)基于交换站状态，选出一或多个不断电电池(以及一或多个不断电候选电池)；(c)基于所选出的不断电电池(以及不断电候选电池)与电池特性来产生充电计划。于一些实施方式中，在不同的时段充电优先次序可能有所不同。

举例而言，在电池需求较高时(亦即，“关键时段(critical hours)”)，充电优先次序可为以下顺序：(1)未充满电的电池，依电量由多到少排列；(2)充满电的电池，依电量由多到少排列；以及(3)“锁定”的电池(例如：不可被使用者交换或取出的电池)，依电量由多到少排列。下文中详细讨论这些充电优先次序。在电源有限时(例如：仰赖不断电电池供电时)，交换站先对高优先次序的电池充电，(当交换站有剩余的电力时)再对低优先次序的电池供电。下文中参照图5详细讨论其实施方式。

在电池需求不特别高时(亦即，“非关键时段”)，充电优先次序可为以下顺序：(1)充满电的电池，依电量由多到少排列；(2)未充满电的电池，依电量由多到少排列；(3)不断电候选电池，依电量由多到少排列；以及(4)“锁定”的电池，依电量由多到少排列。举例而言，在关键时段以及非关键时段充电优先次序的差异处包含，在关键时段期间充满电的电池的充电优先次序低于未充满电的电池以及不断电候选电池，其是因为交换站在关键时段期间可能没有时间能将充满电的电池进一步充电至100％电量(如前文所述，充满电的电池可以仅具有85％至99％的电量)，由于电池交换的高需求量，交换站可能需要将充满电的电池以其现状来提供，以满足电池交换的高需求量。

于一些实施方式中，不断电电池以及不断电候选电池不提供予使用者。然而，于另一些实施方式中，不断电电池以及不断电候选电池仍能提供予使用者，以满足电池需求。举例而言，某一电池可能在其具有87％电量时被选为不断电电池，在使用此不断电电池作为内部电源后，其电量变为85％。对于特定的电池使用者而言，具有85％电量的电池足以满足其需求(例如：这些使用者并不会驾驶或骑乘相当远)，在此等情况下，具有85％电量的不断电电池仍能在有需要时提供予使用者。

本技术亦关于用以管理能暂时“自给自足(self-contained)”的电池交换站的***以及方法，更具体而言，“自给自足”的电池交换站可在没有外部电源下运行(例如：提供可交换电池予使用者)一特定时间。本技术使得交换站能通过将其内部分的可交换电池作为内部电源而使其运行时间极大化，对于可能受到偶然的断电所影响的偏远电池交换站是有利的。

出于解释的目的，下文中阐述了许多具体细节以提供对本技术的实施方式的透彻理解。然而，本技术的实施方式显然可在没有部分具体细节下实现。

图1依据所揭示的技术的一些实施方式绘示***100的示意图。***100配置以管理分别置于多个电池交换站内的多个可交换电池。如图所示，***100包含服务器103、耦接服务器103的数据库105以及多个电池交换站107a、107b(图1中仅绘出两个电池交换站107a、107b)。每个电池交换站107a、107b各耦接一电源113(图1中仅绘出两个电源113a、113b)，电源113向电池交换站107提供电力，使得电池交换站107能对置于其内的可交换电池充电，并且维持电池交换站107的其他作业(例如：显示、通讯、计算等)。于一些实施方式中，电源113可包含公用电源线/电网/发电站、私人电源线/电网/发电站及/或其他合适的能源储存装置/媒介。于一些实施方式中，电池交换站107可电性耦接两个以上的电源，以接收电力对置于其内的电池充电并执行其他作业。

如图所示，电池交换站107a、107b可经由网络109与服务器103沟通。服务器103配置以经由网络109通过电池交换站107a、107b收集信息(例如：电源状态、电池信息等)。于一些实施方式中，服务器103可经由网络109从耦接至或是附接于可交换电池的电池记忆体接收信息。于一些实施方式中，服务器103可经由网络109通过移动装置111(例如：电池使用者的智能手机，智能手机上具有配置以与可交换电池及/或电池交换站107a、107b沟通的应用程序)从电池记忆体接收信息。于一些实施方式中，服务器103可通过电动车辆从电池记忆体接收信息。

从电池交换站107a、107b收集信息后，服务器103可分析收集到的信息以判定每个电池交换站107a、107b的状态。电池交换站107a、107b的状态可包含电源状态(例如：正常、异常、中断、终止等)、通讯状态(例如：上线、离线、讯号微弱等)、电池状态(例如：数目、电量、温度及/或其他合适的电池特性)及/或关于电池交换站107a、107b的其他合适信息。基于收集到的信息，服务器103可从每个电池交换站107a、107b现有的电池中选出“不断电电池”，并为每个电池交换站107a、107b产生客制化的电池充电计划。不断电电池配置以做为内部电源，用于诸如对其他电池充电、为***部件(例如：显示器、通讯部件等)提供电力及/或其他合适作业等任务。于一些实施方式中，服务器亦可选出“不断电候选电池”，不断电候选电池可能被选为不断电电池。下文中参照图4进一步详细讨论服务器103的实施方式。

选择不断电电池所考量的因素包含以下一或多者：电池的电量、电池温度(例如：目前的温度，或者过去在电池充电或放电时所记录的温度)、电池特性(例如：制造商、制造日期/批次、充电/放电循环次数、电池放电或充电时所量测到的温度曲线等)、电池状态(例如：正常、异常、待维护、待更换、锁定、可取出、可放电等)、交换站(例如：电池交换站107a、107b)内电池的总数、交换站的地点(例如：在繁忙的街道上、在偏远的休闲区等)、交换站与邻近的服务中心或服务人员派遣中心之间的距离。所述因素亦可包含：电力中断预期恢复时间、交换站在没有(外部)电源113提供的电力下预期的运作时间、预期电池需求(例如：根据基于历史数据的电池需求预测，电池交换站在接下来的一小时内将有三次的电池交换)等。

举例而言，决定特定类型电池的客制化充电规则所考量的因素包含以下一或多者：(1)电池制造信息(例如：电池制造商、制造日期、制造批次、制造序号、硬件版本、固件版本、电池单元类型等)；(2)电池特性信息(例如：电池容量、电池放电容量、建议的电池工作温度、健康状态(state of health，SoH)等)；(3)电池充电信息(例如：电量信息、当前电池温度、当前电池单元温度、当前电路温度、错误状态、建议的电池充电温度、建议的电池充电电流、建议的电池充电电压、建议的电池充电循环、建议的电池充电速度、建议的电池充电时间等)；(4)电池使用信息(例如：电池年龄、电池内部电阻、实际电池充电温度、实际电池充电电流、实际电池充电电压、实际电池充电循环、实际电池充电速度、实际电池充电时间、实际电池工作温度、实际电池放电时间等)以及(5)电池身分信息(例如：每个部署的电池独特的电池序号)。

可交换电池在置于电池交换站107a、107b内时耦接充电器(其可包含电耦合器(electrical coupler)、电配件(electrical fitting)、电导管(electrical conduit)等)，充电器配置以对可交换电池充电。于一些实施方式中，充电器可为双向充电器，使得耦接的电池能够放电以及被充电。于一些实施方式中，在选定不断电电池时，服务器103亦可考量电池交换站107a、107b的充电器的能力。举例而言，若耦接某一电池的充电器非双向充电器，则服务器103不会将该电池选为不断电电池或不断电候选电池。

数据库105可储存关于本揭示的信息(例如：服务器103收集到的信息、服务器103所分析的信息、服务器103所产生的信息、电源信息、使用者帐号信息、使用者电池方案、使用者记录、使用者行为、使用者驾驶/骑乘习惯、环境状态、事件信息等)。于一些实施方式中，数据库105可为由政府或私人单位维护的公开的数据库(例如：断电警报/通知数据库、天气预报数据库、旅行警报数据库、交通信息数据库、位置服务数据库、地图数据库等)。于一些实施方式中，数据库105可为提供专有信息(例如：私人电力服务提供者的信息、使用者帐户、使用者信用记录、使用者订阅信息等)的私人数据库。

网络109可为区域网络(LAN)或广域网络(WAN)，但亦可为其他有线或无线网络。网络109可为网际网络或其他的公用或私人网络。电池交换站107或移动装置111可通过网络接口(例如：通过有线或无线通讯)连接到网络109。服务器103可经由任何类型的区域网络、广域网络、有线网络或无线网络(包括网络109或另外的公用或私人网络)耦接数据库105。于一些实施方式中，网络109包含私人单位(例如公司等)所使用的安全网络。

于一些实施方式中，电池交换站(例如：电池交换站107a、107b)配置以(1)从置于其内的可交换电池收集信息，(2)分析收集的信息，接着(3)基于上述分析从置于其内的可交换电池中选出一或多个不断电电池(以及不断电候选电池)。于此等实施方式中，电池交换站可基于电池特性以及电池需求预测来为其内每个电池产生客制化的电池充电计划。举例而言，交换站可包含八个充电器，全部均为双向充电器。目前有六个电池置于交换站内(例如：两个空的充电器供使用者装入耗尽的电池)，其分别具有88％、75％、60％、55％、50％以及45％电量。交换站接收到使用者预约在接下来的两小时内领取两个电池，且电池需求预测显示在接下来的一小时内将有两次电池交换(亦即，在接下来的两小时内电池的总需求为四)。

假设电源113中断(例如：于一些实施方式中，***可具有备用电源，以确保可选择并连接一或多个不断电电池)，且交换站可向使用者提供的电池的最低电量阈值为90％。电池交换站107a、107b随后可选定具有50％电量的电池以及具有45％电量的电池作为不断电电池。于本范例中，上述两个不断电电池可用以为具有88％电量的电池以及具有75％电量的电池充电，使得预期的电池需求能得到满足。于一些实施方式中，不断电电池以及不断电候选电池已准备放电(例如：置于双向充电器内，且充电器设定以使其内的电池放电)。于一些实施方式中，不断电电池以及不断电候选电池可电性耦接电源总线(例如：见图3B)，使其能放电以维持电池交换站107a、107a的运行，或者对电池交换站107a、107a内的其他电池充电。于一些实施方式中，电源总线为选择性的(例如：电池经由单独且分别连接主板的对应充电器来电性耦接市电(mains electricity))。下文中参照图2、图3A、图3B详细讨论电池交换站107a、107a的实施方式。

图2依据所揭示的技术的一些实施方式绘示电池交换站207的示意图。电池交换站207可决定客制化的电池充电计划。电池交换站207可经由网络与服务器、数据库、移动装置、车辆及/或其他电池交换站沟通。

如图所示，电池交换站207包含(i)配置为与使用者互动的显示器215，以及(ii)电池机架219，其具有八个电池插槽217a～217h，电池插槽217a～217h配置以容纳欲充电的电池。于所示的实施方式中，每个插槽217a～217h均包含双向充电器，双向充电器置于电池插槽217a～217h内，并配置以耦接可更换电池。在运作过程中，仅六个电池插槽(例如：插槽217a、217b、217d、217e、217f、217h)被电池占用，剩余的两个插槽(例如：插槽217c、217g)保留供使用者装入耗尽的电池。于一些实施方式中，电池交换站207可具有不同的配置，例如是不同数目的机架、显示器及/或插槽。于一些实施方式中，电池交换站207可包含模组化元件(例如：模组化机架、模组化显示器等)，使营运者能方便地安装或扩展电池交换站207。

于一些实施方式中，使用者可在没有预先装入电池下从电池交换站207取出电池。于一些实施方式中，电池交换站207可具有用以固定置于其内的电池的上锁机构。于一些实施方式中，电池交换站207可在没有上锁机构下实施。

当使用者将可交换电池201(其包含配置以储存各种类型电池信息的电池记忆体213)装入电池交换站207的空电池插槽(例如：图2所示的插槽217c)时，电池交换站207连接至电池记忆体213，并可开始从电池记忆体213收集信息。于一些实施方式中，收集到的信息可储存于电池交换站207内。于一些实施方式中，电池交换站207可将收集到的信息传送至服务器(例如：服务器103)。

图3A依据所揭示的技术的一些实施方式绘示交换站***300a的示意图。如图所示，交换站***300a包含处理器301、记忆体303、使用者界面305、通讯部件307、电池管理部件309(或电池管理***)、一或多个感测器311、储存部件313以及耦接多个电池插槽317a～317n的充电部件315。处理器301配置以与记忆体303以及交换站***300a内的其他部件(例如：部件305～317)互动。记忆体303耦接处理器301，并配置以储存用以控制交换站***300a内的其他部件的指令或其他信息。

使用者界面305配置以与使用者互动(例如：接收使用者输入，并向使用者显示信息)。于一些实施方式中，使用者界面305可以触控显示器来实现。于另一些实施方式中，使用者界面305可包含其他合适的使用者界面装置。储存部件313配置以暂时或永久地储存与交换站***300a相关的信息、数据、文件或讯号(例如：感测器311所量测的信息、从位于电池插槽317a～317n中的电池收集到的信息、参考信息、充电指令、使用者信息等)。

通讯部件307配置以与其他***沟通，例如：车辆31(例如：使用可交换电池201作为其电源的电动车)、移动装置32(例如：使用者的智能手机，其具有配置以管理可交换电池201的应用程序)、服务器33(例如：服务器103、203或下文中参照图4讨论的服务器***400)、其他交换站及/或其他装置。

电池管理部件309配置以监控电池插槽317a～317n内的电池的状态。电池管理部件309亦配置以选出/选定不断电电池(于一些实施方式中，亦选出/选定不断电候选电池)。当一或多个电源34提供的电力中断时，不断电电池可作为内部电源，以维持交换站***300a的运作。

于一些实施方式中，电池管理部件309可基于来自服务器33(其与服务器103以及下文中参照图4讨论的服务器***400以类似的方式运作)的指令(例如：将电池选定为不断电电池)来管理置于电池插槽317a～317n内的电池。于一些实施方式中，电池管理部件309可定期与服务器33沟通以请求更新的指令。

于一些实施方式中，电池管理部件309可分析从装入其中一电池插槽317的电池所收集到的信息，并将收集到的信息与参考信息(例如：关于多个电池的一组电池特性)进行比较，电池管理部件309于是可基于上述比较来产生装入的电池的客制化电池充电计划。于一些实施方式中，客制化电池充电计划可由服务器33决定。

充电部件315配置以控制置于电池插槽317a～317n内的每个电池的充电过程。电池插槽317a～317n配置以容纳并对置或锁定于其中的电池充电。充电部件315从电源34接收电力，随后基于预定的客制化充电计划(接收自服务器33或电池管理部件309)来对置于电池插槽317a～317n内的电池充电。当电源34的电力中断时，充电部件315可从之前选定的一或多个不断电电池中汲取电源，以对电池充电或维持***运作。于一些实施方式中，充电部件31可包含一或多个转换器(交流/直流转换器、直流/交流转换器等)、总线、主板或其他合适的装置(请见图3B)。

于一些实施方式中，可基于服务器33产生的电池需求预测(例如：电池需求预测可基于预测的使用者行为、交换站的特性、邻近电池交换站的事件等来产生)来调整交换站***300a的客制化充电计划(包含选定与使用不断电电池)。举例而言，若交换站***300a判定选定的不断电电池没有足够的电力，则交换站***300a可延迟电池充电计划的实施。

感测器311配置以量测与交换站***300a相关的信息(例如：工作温度、环境条件、电源连接、网络连线等)。感测器311亦可配置以监控电池插槽317a～317n内的电池。量测到的信息可传送至电池管理部件309及/或服务器33以进行进一步的分析。于一些实施方式中，量测到的信息可包含于用以产生客制化充电计划的参考信息中。举例而言，取决于交换站***300a周遭的温度或是电池插槽317a～317n的温度，客制化充电计划可能会有所不同。

图3B依据所揭示的技术的一些实施方式绘示交换站300b的示意图。如图所示，交换站300b可电性耦接市电35(于其他实施方式中可为其他合适的电源)。交换站300b从市电35汲取电力以维持其运作，包含对置于交换站的一或多个电池插槽(例如：图3B绘出了四个电池插槽B1～B4)内的电池充电。交换站300b包含用于将交流电(AC)转换为直流电(DC)的交流/直流转换器320。交流/直流转换器320电性耦接总线322。如图所示，总线322电性耦接主板324以及交换站300b的一或多个的充电器(例如：图3B绘出了四个充电器C1～C4)。如图所示，充电器C1～C4进一步电性耦接电池插槽B1～B4，然而，于一些实施方式中，充电器C1～C4可在没有总线322的情况下彼此电性耦接。举例而言，电池插槽B1～B4可经由充电器C1～C4(其单独且分别连接至主板324)电性耦接市电35，无需总线322。于一些实施方式中，每个充电器C1～C4都可经由交流/直流转换器单独耦接市电35。

于一些实施方式中，主板324可搭载一或多个控制器及/或处理器，其配置以控制各充电器C1～C4及/或与各充电器C1～C4沟通(图3B中的虚线代表讯号连线(例如是透过讯号线))。举例而言，主板324上的处理器可将指令传送至充电器C1，以控制充电器C1所执行的充电程序。举例而言，主板324可指示充电器C1～C4对电池充电或停止对电池充电(例如：通过开启或关闭对应至各充电器C1～C4的开关)。于一些实施方式中，当市电35对交换站300b供电时，充电器C1～C4的开关被开启(代表充电器C1～C4可用以对电池充电)。于一些实施方式中，当来自市电35的电力中断时，部分充电器C1～C4的开关可被关闭，在此配置下，其中一被关闭的充电器可进一步切换至放电模式。处于放电模式的充电器可由耦接的电池(亦即，放电电池)汲取电力，以对另一电池或是交换站300b供电。于此实施方式中，放电电池可作为本文中所讨论的不断电电池。

于一些实施方式中，举例而言，主板324所搭载的处理器可自充电器C1接收信息(例如：储存在附接于电池插槽B1内的电池的电池记忆体内的信息)。于一些实施方式中，主板324可被电脑、嵌入式控制***、或其他合适的装置取代，或是以上述装置实现。

于所示的实施方式中，充电器C1电性耦接单个电池插槽，即电池插槽B1，充电器C2电性耦接两个电池插槽，即电池插槽B2、B3，而充电器C3、C4耦接同一电池插槽，即电池插槽B4。然而，于另一些实施方式中，交换站300b可具有不同数目的充电器/电池插槽。于一些实施方式中，充电器与电池插槽可以不同的方式耦接(例如：一个充电器耦接四个电池插槽等)。

于所示的实施方式中，交换站300b从市电35接收交流电，随后交流/直流转换器320将交流电转换为直流电。经转换的电流被传送至总线322，并随后可为主板324(或主板324上搭载的部件/元件)、充电器C1～C4及/或交换站300b其他的部件(例如：显示器)所利用。

于一些实施方式中，交换站300b可进一步包含至少一直流/直流转换器，其配置以转换/调节/调整来自总线322的直流电。于一些实施方式中，直流/直流转换器可包含于或整合于充电器C1～C4其中一或多者。于一些实施方式中，充电器C1～C4可为单向(例如：仅配置以对电池充电)或双向(例如：配置以对电池充电与放电)。于此等实施方式中，可切换直流/直流转换器，以将对应的充电器C1～C4切换于充电模式(例如：充电器配置以对耦接于其上的电池充电)与放电模式之间(例如：充电器配置以使耦接于其上的电池放电)。

图4依据所揭示的技术的一些实施方式绘示服务器***400的示意图。服务器***400亦配置以收集与由其所调配或管理的多个电池相关的信息。服务器***400亦配置以分析收集到的信息，并基于上述分析为客户站40产生客制化电池充电计划，以控制客户站40内的充电程序。于一些实施方式中，客户站40可实现为上述的电池交换站107或电池交换站207。于另一些实施方式中，客户站40可实现为其他合适的客户装置。

如图4所示，服务器***400包含处理器401、记忆体403、输入输出装置405、储存部件407、充电计划分析部件409、电源分析部件411、交换站分析部件413、使用者行为分析部件417、车辆分析部件419以及通讯部件421。处理器401配置以与记忆体403以及服务器***400内的其他部件(例如是部件405～421)互动。

输入输出装置405配置以与操作者互动(例如：从操作者接收输入及/或向操作者呈现信息)。于一些实施方式中，输入输出装置405可为单个部件(例如：触控显示器)。于一些实施方式中，输入输出装置405可包含输入装置(例如：键盘、指向装置、读卡机、扫描机、相机等)以及输出装置(例如：显示器、网络卡、扬声器、显示卡、音效卡、打印机或其他外部装置)。

储存部件407配置以暂时或永久地储存与服务器***400相关的信息、数据、文件或讯号(例如：收集到的信息、参考信息、待分析的信息、分析结果等)。于一些实施方式中，储存部件407可为硬盘、快闪记忆体或其他合适的储存手段。通讯部件421配置以与其他***(例如：客户站40或其他站)以及其他装置(例如：使用者所携带的移动装置、车辆等)沟通。

充电计划分析部件409配置以收集并储存(例如：储存于储存部件407内)待分析的电池/交换站信息。收集到的信息可以是收集自多个交换站或是诸如电动车、使用者移动装置等其他来源。接收到收集的信息后，充电计划分析部件409可对收集到的信息进行分析，并随后为客户站40选出一或多个不断电电池。

于一些实施方式中，充电计划分析部件409可与服务器***400内的其他部件(例如：部件411～419)沟通并合作，以为客户站40产生客制化的电池充电计划。然而，于一些实施方式中，充电计划分析部件409可在没有部件411～419下运作。

电源分析部件411配置以分析一或多个电源的状态(例如：可靠性、稳定性、连续性等)，所述电源是用以为客户站40供电以对客户站40内的电池充电。举例而言，电源分析部件411可判定为客户站40供电的电源将在特定日期的一时至三时中断，并可随后对应地调整客户站40的充电计划(例如：计划在判定的断电期间拥有足够数量的不断电电池)。于一些实施方式中，电源分析部件411亦可考量不同时段的充电成本。举例而言，电源分析部件411可判定在非尖峰时段充电的成本会降低。电源分析部件411可判定客户站40在非尖峰时段为电池充电是否可行，若是，电源分析部件411可调整充电计划以降低充电成本。

交换站分析部件413配置以将多个电池站分类为不同类型，并为辨识出每种类型代表性的特性/模式，以便充电计划分析部件409能将上述信息作为其分析的基础。举例而言，交换站分析部件413可分析收集到的信息，并基于电池需求将多个电池站划分为不同类型。基于上述类型，充电计划分析部件409与交换站分析部件413可快速判定合适的电池充电计划，特别是在收集到的信息不够充电计划分析部件409进行正常的充电计划分析的情况下。

类似于交换站分析部件413，使用者行为分析部件417以及车辆分析部件419亦配置以分别将使用者行为以及由电池供电的车辆分类为不同类型，并辨识出每种类型的代表性特性/模式。使用者行为分析部件417可基于使用者如何交换及/或使用电池来对使用者行为进行分类。举例而言，某一使用者可能对电池性能要求很高(例如：专业赛车手)，在另一范例中，另一个使用者可能仅使用电池为其车辆供电以进行日常差事(例如：接送儿童或杂货购物)。一旦使用者于客户站40预约电池，客户站40将关于预约的信息提供给服务器***400，服务器***400随后可判定进行预约的使用者的类型/类别，并对应地调整客户站40的电池充电计划。于一些实施方式中，可由客户站40进行电池充电计划的调整。

车辆分析部件419可对使用者计划驾驶的车辆进行分类，对于每种类型的车辆，车辆分析部件419可判定何种类型的电池与车辆搭配效果最佳。举例而言，车辆分析部件419可判定电动机车使用在特定充电过程之后的特定类型电池效果最佳。于此等实施方式中，若服务器***400接收到相关的车辆信息，则车辆分析部件419可与充电计划分析部件409合作以调整电池需求预测(以及对应的充电指令)。于一些实施方式中，可于使用者数据或帐户信息中找到相关的车辆信息。于另一些实施方式中，相关的车辆信息可由客户站40提供予服务器***400。

于一些实施方式中，服务器***400可以即时或接近即时的方式来为客户站40产生客制化的电池充电计划(例如：指定一或多个不断电电池)。于此等实施方式中，服务器***400监控客户站40的状态，一旦有可能影响客户站40充电程序的变化(例如：使用者刚移除了两个充满电的电池，并在客户站40留下两个已放电/耗尽的电池)或潜在变化(例如：使用者预约在客户站40交换电池)，服务器***400可执行上述分析，并为客户站40产生更新的电池充电计划供客户站40执行。于一些实施方式中，变化或潜在变化可由移动装置(例如：使用者使用安装于移动装置上的应用程序来进行电池预约)、另一服务器(例如：与使用者使用的应用程序相关的网页服务)及/或客户站40传送至服务器***400。

图5绘示根据牵涉一或多个不断电电池的充电计划来操作电池交换站的方法500，其可实现于电池交换站。自方块501开始，方法500从附接于电池交换站内的各可交换电池的电池记忆体接收电池信息。于一些实施方式中，可定期(例如：每一至十分钟)或是因应诸如断电、电池交换、电池交换站的安装/重开机/维护等事件而接收电池信息。电池信息可包含各类电池特性，例如：电池的电量、电池温度、电池温度、电池制造商、制造日期/批次、充电/放电循环次数、电池放电或充电时所量测到的温度曲线、电池状态(例如：正常、异常、待维护、待更换、锁定、可取出、可放电等)、电池预期寿命等。

于方块503处，方法500接收关于电池交换站的电池需求预测。于一些实施方式中，可基于关于电池需求的经验或历史数据来产生电池需求预测。于一些实施方式中，可基于机器学习计算来产生电池需求预测。于一些实施方式中，电池需求预测可由耦接电池交换站的服务器产生。于一些实施方式中，电池需求预测可由电池交换站产生。

于方块505处，方法500接着至少部分基于电池需求预测以及电量来从多个可交换电池中选出一或多个不断电电池。举例而言，于一些实施方式中，方法500可从一或多个锁定的电池(例如：因各种原因而不提供予使用者的电池)中选出一或多个不断电电池。于此等实施方式中，方法500亦确认电池使否为可放电的。可放电电池必须具有足够的电能以放电(例如：不小于5％至10％的电量)，且必须目前耦接允许双向电流的充电器。满足上述两条件的电池可视为是可放电电池。于一些实施方式中，方法500亦可从剩下的电池中选定一或多个不断电候选电池(以与不断电电池合力在电源中断时协助交换站至少运作一最短运行时间)。可放电电池可能被选为不断电电池以及不断电候选电池。

本方法如何选出不断电电池可取决于交换站内使否具有足够的充满电的电池。充满的电池是指具有足够的电量(例如：高于一电量阈值)的电池，电量阈值可随不同实施方式而改变，例如是85％至99％。

当有足够的充满电的电池可提供予使用者时，方法500可选择具有高电量的电池作为不断电电池，其理由包含：由于在交换站内维持充满电的电池需要消耗电力(故必须花费)，因此，只要是充满电的电池，***可能希望其尽快地被使用者取走。举例而言，假设充满电的电池的电量阈值设定为90％电量，且交换站包含分别具有97％、93％、80％、75％、65％、40％电量的六个电池。于此等实施方式中，具有97％电量的电池可被选为不断电电池。在使用者通常一次交换两个电池的一些实施方式中，具有最高电量的两个电池(97％与93％)可被选为不断电电池。

当交换站内没有足够的充满电的电池能提供予使用者时，方法500可选择具有低电量的电池做为不断电电池，其理由包含：***设计为至少具有一个(或是一组/一对)准备供使用者交换的电池。举例而言，假设充满电的电池的电量阈值设定为85％电量，且交换站包含分别具有84％、82％、80％、75％、65％、40％电量的六个电池。于此等实施方式中，具有40％电量的电池可被选为不断电电池。在使用者通常一次交换两个电池的一些实施方式中，具有最低电量的两个电池(65％与40％)可被选为不断电电池。

于一些实施方式中，可基于各种因素来选出一或多个不断电电池，所述因素例如是：电池温度、电池特性(例如：制造商、制造日期/批次、充电/放电循环次数、电池放电或充电时所量测到的温度曲线、电池预期寿命等)、电池状态(例如：正常、异常、待维护、待更换、锁定、可取出、可放电等)、电池交换站内电池的总数等。

于一些实施方式中，方法500可定期确认不断电电池的有效性。举例而言，当某一不断电电池被使用者取走，或是其电量不再满足上述的要求时，该不断电电池不再是有效的不断电电池。方法500接着回到方块505并选择一或多个合适的不断电电池。

若在断电发生时没有资格符合的不断电电池(可由交换站或服务器侦测出)，于一些实施方式中，方法500可随后启动关机程序，以暂停电池交换站的服务。于此等实施方式中，使用者不能在此交换站预约或交换电池。在关机程序完成前，交换站可传送讯号至服务器，以通知服务器交换站不再提供服务。

于一些实施方式中，在选出不断电电池后，方法500可进一步决定关于哪个非不断电电池的电池可首先自不断电电池接收电力的顺序，所述顺序可能取决于电池需求而有所变化。举例而言，在电池需求较高时(亦即，“关键时段”)，充电优先次序可为以下顺序：(1)未充满电的电池，依电量由多到少排列；(2)不断电候选电池，依电量由多到少排列；(3)充满电的电池，依电量由多到少排列；以及(4)锁定的电池(例如：不可被使用者交换或取出的电池)，依电量由多到少排列。下文中详细讨论这些充电次序。在电源有限时(例如：仰赖不断电电池供电时)，交换站先对高优先次序的电池充电，(当交换站有剩余的电力时)再对低优先次序的电池供电。

第一，交换站可对未充满电的电池依电量多到少的顺序充电(电池是否充满电在不同的实施方式中可能有所不同，举例而言，其阈值可能在85％至99％电量的范围内)。举例而言，交换站A具有90％电量的阈值(亦即，具有90％以上电量的电池被视为是充满电)，并且包含三个分别具有80％、65％以及40％电量的未充满电的电池，于此实施方式中，交换站A可先对具有80％电量的电池充电，接着是具有65％电量的电池，最后是具有40％电量的电池。

第二，交换站可对不断电候选电池依电量多到少的顺序充电。交换站A包含两个分别具有75％以及71％电量的不断电候选电池，于此实施方式中，交换站A可先对具有75％电量的电池充电，接着是具有71％电量的电池。

第三，交换站可对充满电的电池(如上所述，未必具有100％电量)依电量多到少的顺序充电。交换站A具有90％电量的阈值，并且包含两个分别具有95％以及91％电量的充满电的电池，于此实施方式中，交换站A可先对具有95％电量的电池充电，接着是具有91％电量的电池。

第四，交换站可对锁定的电池依电量多到少的顺序充电。于一些实施方式中，锁定的电池是指因为各种原因不能提供予使用者的电池，例如：无法充放电的电池、待维护或更换的电池、温度高的电池(例如：超过35至40℃)等。举例而言，交换站A包含两个分别具有35％以及15％电量的锁定电池，于此实施方式中，交换站A可先对具有35％电量的电池充电，接着是具有15％电量的电池。于一些实施方式中，交换站可决定不对锁定的电池充电。

在电池需求不特别高时(亦即，“非关键时段”)，充电优先次序可为以下顺序：(1)充满电的电池，依电量由多到少排列；(2)未充满电的电池，依电量由多到少排列；(3)不断电候选电池，依电量由多到少排列；以及(4)锁定的电池，依电量由多到少排列。在关键时段以及非关键时段充电优先次序的差异包含，举例而言，在关键时段期间充满电的电池的充电优先次序低于未充满电的电池以及不断电候选电池，其是因为交换站在关键时段期间可能没有时间能将充满电的电池进一步充电至100％电量(如前文所述，充满电的电池可以仅具有85％至99％的电量)，由于电池交换的高需求量，交换站可能需要将充满电的电池以其现状来提供，以满足电池交换的高需求量。

于一些实施方式中，基于上述充电优先次序，电池交换站可基于一套预定的特定电池充电规则(举例而言，可基于电池需求预测来决定)来对其内的电池充电。举例而言，在关键时段期间，交换站可对电池进行快速充电(例如：通过使用较高的电压或电流)。举例而言，在非关键时段期间，交换站可对电池进行慢速充电(例如：通过使用较低的电压或电流)。于一些实施方式中，交换站可对锁定的电池进行慢速充电。

于一些实施方式中，交换站可仅将电池充电至一“上限”阈值。“上限”阈值是指对短时间内(例如：在一小时内)不提供予使用者的电池充电时的电量阈值。例如，***可以具有60％至80％电量的“上限”阈值，而充满电的电量为85％至99％的电量。基于经验数据，***可估计电池从其“上限”阈值充电到其充满电的电量所需的充电时间(例如：从十五分钟至一小时)。于此等实施方式中，***可先将电池充电到“上限”阈值并等待。当***预期使用者将在不久的将来(例如：二十分钟至1.2小时)取走电池时，***可随后开始将电池从“上限”阈值充电至充满电的电量。在不拘束于理论下，相较于将电池保持在其充满电的电量，将电池保持在“上限”阈值可产生较少的热。在充电过程中产生较少的热通常被认为可以改善电池寿命。另外，一旦电池过度充电(例如：超过其充满电的电量)，***可能需要使其稍微放电(例如：以防止其过热)，将电池维持在“上限”阈值亦可避免此种放电。因此，在对电池充电时采用上述“上限”阈值的充电概念能带来许多好处。

于一些实施方式中，亦可基于上述用以选择不断电电池的各种因素(例如是上述的电量或充电优先次序)来选择不断电候选电池。如上所述，可选出不断电候选电池来帮助不断电电池提供电力，以使交换站能运作最短运行时间。举例而言，假设交换站中有六个电池BB1～BB6，其分别具有95％、93％、85％、70％、45％以及40％的电量。于此范例中，选择不断电电池的标准可为：(1)不选择具有高于90％电量的电池，因为这些电池已准备提供给使用者；(2)选择剩下的电池中具有最高电量的电池。在此情况下，具有85％电量的电池BB3可被选不断电电池为并被锁定(例如：不对其充电，并准备放电)。假设最短运行时间为一小时，而维持交换站运行一小时的最低电力通常是相当于150％的电池电量(假设电池BB1～BB6为同类型的电池，代表其充满的容量(即100％电量)相同)，则电池BB4可被选为不断电候选电池。于上述范例中，不断电电池所提供的电力(亦即，电池BB3的85％电量)以及不断电候选电池所提供的电力(亦即，电池BB4的70％电量)合计足以在发生断电时维持交换站至少运作最低运行时间(亦即，85％与70％电量的总和大于150％电量)。

于同一范例中，在发生电源中断时，电池BB3可立即开始提供电力以支持交换站的运作。于一些实施方式中，不断电电池BB3以及不断电候选电池BB4不提供予使用者。然而，于另一些实施方式中，若有需要可将不断电候选电池BB4提供给使用者。举例而言，交换站可预期接下来的一小时非关键时段，故将只有两次预期的电池交换(例如：电池BB1与BB2被用以满足此两电池需求)，在此情况下，当使用者来到交换站要求使用70％电量的电池时，交换站仍然可以向使用者提供电池BB4，即使这样做会导致交换站提前关闭(亦即，无法撑过最短运行时间)。

图6绘示操作多个各包含一或多个不断电电池的电池交换站的方法600，其可实现于管理多个电池交换站的服务器。自方块601开始，方法600从多个电池交换站接收状态信息，状态信息可包含交换站状态信息以及电池信息。于一些实施方式中，举例而言，交换站状态信息包含：各交换站内的电池总数、交换站的地点、当前的电源状态(例如：上线、离线、正常、异常等)、是否发生预期断电以及断电的平均恢复时间、交换站在缺少外部电源下的预期运行时间、预期的电池需求等。

于一些实施方式中，电池信息可包含：电池的电量、电池温度、电池特性(例如：电池温度、电池制造商、制造日期/批次、充电/放电循环次数、电池放电或充电时所量测到的温度曲线、电池预期寿命等)、电池状态(例如：正常、异常、待维护、待更换、锁定、可取出、可放电等)以及其他合适的电池信息。电池信息可储存于附接于电池交换站内的各可交换电池的电池记忆体内。

于方块603处，方法600接着接收关于电池交换站的电池需求预测。于一些实施方式中，可基于关于电池需求的经验或历史信息来产生电池需求预测。于一些实施方式中，可基于机器学习计算来产生电池需求预测。于一些实施方式中，电池需求预测可由耦接电池交换站的服务器产生。于一些实施方式中，电池需求预测可由电池交换站产生。

于方块605处，对于每个电池交换站，方法600接着从电池交换站内的多个可交换电池中选出一或多个不断电电池(以及不断电候选电池)，上述选择是至少部分基于电池需求预测以及各可更换电池的电量。于一些实施方式中，方法600可以(1)从一或多个锁定的电池(例如：因为各种原因不提供予使用者的电池)中选出一或多个不断电电池及/或不断电候选电池；(2)因为电池的高电量(例如：当一个交换站有足够的充满电的电池能提供予使用者时)而将其选为不断电电池及/或不断电候选电池；及/或(2)因为电池的低电量(例如：当一个交换站没有足够的充满电的电池能提供予使用者时)而将其选为不断电电池及/或不断电候选电池。于一些实施方式中，方法600亦可为每个非不断电电池的电池指定优先次序。上文中已参考与图5相关的实施方式详细地讨论。

图7绘示操作包含一或多个不断电电池的电池交换站的方法700，其可实现于：(1)管理多个电池交换站的服务器(例如：服务器103)及/或(2)电池交换站(例如：电池交换站107a、107b、207、交换站***300a、交换站300b等)。自方块701开始，方法700判定交换站的电源状态。电源状态可为“开启”或“中断”，开启状态是代表交换站目前按计划由电源供电，而中断状态是代表交换站的电源目前关闭或中断。

若电源处于中断状态，则方法700前进至方块715以终止所有的充电程序。于另一些实施方式中，交换站仍可通过牺牲充电程序(例如：运用一电池对另一电池充电)来对部分电池充电。方法700接着移动方块709以产生对应的充电指令(例如：停止冲电)。于一些实施方式中，充电指令可由服务器产生并随后传送至交换站。于一些实施方式中，充电指令可由交换站产生。

若电源处于开启状态，则方法700移动至方块715以判定交换站的运行状态，举例而言，运行状态可包含“服务模式”、“锁定模式”以及“异常”。服务模式的状态代表交换站正常运作，并且可向使用者提供电池服务。锁定模式的状态代表交换站目前因为诸如交换站对电池充电的能力、电源提供电力的高电价等原因而被营运者锁定(例如：由于其充电容量有限)。于一些实施方式中，当交换站被锁定时，交换站持续运作但不向使用者提供电池交换服务。

于一些实施方式中，异常状态是代表交换站目前断线或维护中。当运行状态为异常时，方法700在不对交换站产生任何充电指令下停止。于一些实施方式中，方法700可包含向***营运者发送警示或通知，以回报交换站的异常状态。

当运行状态为服务模式时，方法700移动至方块705以决定交换站内的电池的优先次序(例如：上述的充电优先次序)。于一些实施方式中，电池的优先次序可基于其电量来决定，举例而言，假设有六个电池BT1～BT6，其分别具有95％、93％、85％、70％、45％以及40％的电量，则BT1可具有最高的优先次序，而BT6可具有最低的优先次序。

接着，基于上述优先次序，方法700可于方块707处判定各电池的充电模式。于一些实施方式中，充电模式可包含快速充电模式(例如：使用相对较高的电流来对电池冲电)以及慢速充电模式(例如：使用相对较低的电流来对电池冲电)。于一些实施方式中，快速充电模式可包含阶段式充电(例如：充电电流随电池的电量而改变)。举例而言，电池BT2可在快速充电模式下充电，以使其电量尽快达到阈值(例如：90％电量)。于另一范例中，电池BT1可以慢速充电模式充电，因为其电量非常接近电量阈值90％。接着，方法700移动至方块709以产生对应的充电指令。下文中参考图8详细讨论关于判定充电模式的实施方式。

当运行状态为锁定时，方法700移动至方块711以基于可用的电力来调整交换站内电池的充电速率。于一些实施方式中，调整充电速率可包含在慢速充电模式下对电池充电。方法700随后移动至方块709以产生对应的充电指令。

图8绘示判定电池充电模式(例如：快速充电或慢速冲电)的方法800，其可实现于：(1)管理多个电池交换站的服务器(例如：服务器103)及/或(2)电池交换站(例如：电池交换站107a、107b、207、交换站***300a、交换站300b等)。自方块801开始，方法800判定一电池使否为不断电电池。如前文所述，此判定可取决于各种因素，包含：电池的电量、电池温度、电池特性、电池状态、电池交换站内电池的总数、电池交换站的地点、电池交换站与邻近的服务中心之间的距离、电力中断预期恢复时间、电池交换站在没有外部电源下预期的运行时间、预期的电池需求等。若该电池为不断电电池，方法800移动至方块819以停止对该电池充电，并随后返回。

若该电池非不断电电池，方法800继续至方块803以判定该电池使否为可充电的。于一些实施方式中，若持续对电池充电一段时间后其电量低于阈值，则电池为不可充电的。若该电池为不可充电的，则方法800移动至方块819以停止对该电池充电，并随后返回。

若该电池为可充电的，则方法800移动至方块805以进一步判定预期的充电时间是否为关键时段(如上所述，当电池需求高时)，若是，则方法800移动至方块811以快速地对该电池充电(快速充电模式)，若非，则方法800移动至方块807以进一步判定该电池是否为锁定的(例如：不提供予使用者、待维护或替换等)。

若该电池为锁定的，则方法800继续至方块815以慢速地对该电池充电(慢速充电模式)，若该电池非锁定的，则方法800移动至方块809以基于交换站内的电池目前的状态来进一步判定预测的电池需求能否获得满足。举例而言，电池需求预测可显示接下来的两小时内预期有两次的电池交换，基于电池目前的状态(例如：其电量)，服务器或交换站可判定预测的需求能否得到满足。若非，则方法800移动至方块811以快速地对该电池充电(快速充电模式)，并随后返回。

于方块813处，若判定预测的电池需求能得到满足，方法800接着判定该电池的电量是否小于上限阈值，若是，则方法800前进至方块815以慢速地对该电池充电(慢速充电模式)，若非(例如：该电池的电量高于上限阈值)，则方法800移动至方块819以停止对该电池充电，并随后返回。

本技术亦包含用以操作置有多个可交换电池的电池交换站的方法。所述方法包含：(1)从可交换电池中选出一或多个不断电电池，以及(2)因应电池交换站电力中断而指示不断电电池放电，以维持电池交换站的运作。于一些实施方式中，电池交换站的运作包含对可交换电池中未被选为不断电电池的一或多者进行充电。于一些实施方式中，不断电电池不可被充电或者被取出。

于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：(1)从附接在置于电池交换站内的可交换电池的记忆体接收电池信息；以及(2)基于电池信息来选出一或多个不断电电池。

于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：(1)判定电池交换站运作一预定时段所需的耗电量，以及(2)至少部分基于耗电量来选出一或多个不断电电池。于一些实施方式中，所述预定时段的判定是基于电池交换站执行关机程序所需的时间(例如：交换站正常地关闭所需的时间)。于一些实施方式中，为了提供连续或无缝的使用者体验(例如：使用者不会注意到断电)，电池交换站可如没有断电一般运作。然而，于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：在电池交换站的显示器上显示警告通知。于一些实施方式中，警告通知可包含电池交换站估计的运行时段(例如：电池交换站将于五分钟后停止服务)。于一些实施方式中，可基于诸如满足所有预约的电池交换需求等因素来判定耗电量。

于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：(1)判定置于电池交换站的可交换电池各自的状态，以及(2)至少部分基于可交换电池的状态来选出一或多个不断电电池。于一些实施方式中，所述状态可显示可交换电池的电量。于一些实施方式中，所述状态可显示可交换电池是否各位于双向充电槽内，双向充电槽能够对其中一可交换电池充电以及放电。于一些实施方式中，所述状态显示可交换电池是否各为可放电的(例如：准备放电)。

于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：(1)接收关于电池交换站的电池需求预测，以及(2)至少部分基于电池需求预测来选出一或多个不断电电池。于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：因应电池交换站的一次电池交换而更新选出的一或多个不断电电池。于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：至少部分基于可交换电池各自的电池特性来选出一或多个不断电电池。

于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：(1)指定一优先次序予可交换电池中非不断电电池的每一者，以及(2)基于优先次序来指示不断电电池对可交换电池中非不断电电池的至少一者充电。于一些实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于可交换电池各自的电量(类似上文中讨论的充电优先次序)。于一些实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于判定可交换电池是否各被选为不断电电池或不断电候选电池。于一些实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于判定可交换电池是否各为一锁定电池。

于一些实施方式中，取自不断电电池的电力是用以支持交换站除了对其他电池充电外的其他作业。然而，于一些实施方式中，不断电电池(或是锁定的电池)可用以对电量接近电量阈值(例如：90％)的电池充电，电量阈值是用以判定电池使否已准备提供予使用者。举例而言，不断电电池可用以对具有88％电量的电池充电，使其电量能快速地达到90％而能准备被交换。

于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：(1)接收关于电池交换站的电池需求预测，以及(2)至少部分基于电池需求预测来选出一或多个不断电电池。于一些实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于判定电池需求预测是否对应至一关键时段。于一些实施方式中，优先次序的判定是至少部分基于判定可交换电池各自的电量使否超过一上限阈值。于一些实施方式中，所述方法可进一步包含：在不断电电池无法维持电池交换站的运作时，电池交换站启动关机程序。

本技术亦包含用以操作多个电池交换站的方法。所述方法至少包含：(1)从多个电池交换站接收状态信息，状态信息包含交换站状态信息以及电池信息，并储存于附接在置于各电池交换站内的多个可交换电池的记忆体，(2)接收关于多个电池交换站的电池需求预测，以及(3)对于每个交换站，从可交换电池中选出一或多个不断电电池，以及(4)因应电池交换站电力中断而指示不断电电池放电，以维持电池交换站的运作。

尽管已以特定示例性实施方式描述本技术，但应当理解本技术不限于所描述的实施方式，而是可于所附申请专利范围的精神与范围内进行修改与变更来实现。因此，说明书与附图应被视为说明而非限制。

Claims (18)

1.一种操作方法，用以操作一电池交换站，该电池交换站内置有多个可交换电池，其特征在于，该操作方法包含：

从该些可交换电池中选出具有相对较低电量的可交换电池作为一或多个不断电电池；

因应该电池交换站的一电力中断而指示该一或多个不断电电池放电，以维持该电池交换站的运作并准备提供具有相对较高电量的可交换电池给使用者；

指定一优先次序予该些可交换电池中非该一或多个不断电电池的每一者；

基于该优先次序来指示该一或多个不断电电池对该些可交换电池中非该一或多个不断电电池的至少一者充电；

接收关于该电池交换站的一电池需求预测；以及

至少部分基于该电池需求预测来选出该一或多个不断电电池；

其中该优先次序的判定是至少部分基于判定该电池需求预测是否对应至一关键时段。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，选出具有相对较低电量的可交换电池作为该一或多个不断电电池的步骤包含：

从附接在该些可交换电池的记忆体接收一电池信息；以及

基于该电池信息来选出该一或多个不断电电池。

3.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，该电池交换站的运作包含对该些可交换电池中未被选为不断电电池的一或多者进行充电。

4.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，该一或多个不断电电池不可被充电或者被取出。

5.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，进一步包含：

判定该电池交换站运作一预定时段所需的一耗电量；

至少部分基于该耗电量来选出该一或多个不断电电池；以及

至少部分基于该耗电量来选出一或多个不断电候选电池。

6.根据权利要求5所述的操作方法，其特征在于，该预定时段的判定是基于该电池交换站执行一关机程序所需的时间。

7.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，选出具有相对较低电量的可交换电池作为该一或多个不断电电池的步骤包含：

判定置于该电池交换站的各该可交换电池的一状态；以及

至少部分基于该些可交换电池的该些状态来选出该一或多个不断电电池。

8.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，该些状态显示该些可交换电池的电量。

9.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，该些状态显示该些可交换电池是否各位于一双向充电槽内，该双向充电槽能够对该些可交换电池的一者充电以及放电，其中该些状态显示该些可交换电池是否各为可放电的。

10.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，进一步包含至少部分基于该电池交换站的一耗电量来从该些可交换电池中选出一或多个不断电候选电池。

11.根据权利要求10所述的操作方法，其特征在于，选出该一或多个不断电候选电池的步骤包含：

判定置于该电池交换站的该些可交换电池各自的一状态；以及

至少部分基于该些可交换电池的该些状态来选出该一或多个不断电候选电池。

12.根据权利要求11所述的操作方法，其特征在于，该些状态显示该些可交换电池的电量。

13.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，进一步包含：

因应该电池交换站的一次电池交换而更新所选出的该一或多个不断电电池。

14.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，进一步包含：

至少部分基于各该可交换电池的一电池特性来选出该一或多个不断电电池。

15.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，该优先次序的判定是至少部分基于该些可交换电池各自的电量。

16.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，该优先次序的判定是至少部分基于判定该些可交换电池是否各为一不断电候选电池。

17.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，该优先次序的判定是至少部分基于判定该些可交换电池是否各为一锁定电池。

18.一种电池交换站，其特征在于，包含：

一处理器；

一储存装置，耦接该处理器，并且配置以储存该电池交换站的一电池需求预测；以及

多个电池插槽，耦接该处理器，并且配置以分别容纳多个可交换电池；

其中该处理器配置以从一记忆体接收一电池信息，该记忆体是附接于该些可交换电池；

其中该处理器配置以从该些可交换电池中选出一或多个不断电电池；

其中该处理器配置以因应该电池交换站电力中断而指示该一或多个不断电电池放电，以维持该电池交换站的运作；

其中该处理器配置以指定一优先次序予该些可交换电池中非该一或多个不断电电池的每一者；

其中该处理器配置以基于该优先次序来指示该一或多个不断电电池对该些可交换电池中非该一或多个不断电电池的至少一者充电；

其中该处理器配置以接收关于该电池交换站的该电池需求预测；以及

其中该处理器配置以至少部分基于该电池需求预测来选出该一或多个不断电电池；

其中该优先次序的判定是至少部分基于判定该电池需求预测是否对应至一关键时段。