TW202106532A - 用於為電池充電的設備、系統和方法 - Google Patents

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索莫提 阿乎奈
潘文武
鄭曹凱
劉剛
李建華
鄧曉蒙
彭朝輝
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泰商邁恩移動研究有限公司
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Abstract

公開了一種用於對電池充電的設備，其包括：第一充電裝置，構造用於與至少一個第二充電裝置通信，第一充電裝置和至少一個第二充電裝置構造用於對電池充電，並且包括構造用於控制第一充電裝置的第一控制器，其中第一控制器通過與第二控制器通信來確定至少一個第二充電裝置的數量。

Description

用於為電池充電的設備、系統和方法
發明領域 本發明涉及用於為電池充電的設備、系統和方法。
發明背景 以下對本發明的背景技術的討論僅旨在便於理解本發明。應當理解，該討論不是承認或認可所提及的任何材料是在本發明的優先權日在任何管轄區內被公開、被本領域技術人員已知或是公知常識的一部分。
已經提出了一些設備，其包括至少一個充電樁以對電氣設備(例如電動車輛)的電池充電。在電氣設備需要相對高的功率來驅動的情況下，電氣設備可以包括多個插座，多個插座中的每一個構造用於連接到相應的充電樁並且配備有用於電力線通信的電力線通信(PLC)模組。這樣，由於需要用於電氣設備的兩個或更多個PLC模組，因此電氣設備的成本可能相對較高。存在減輕上述問題的需要。
發明概要 本發明旨在通過提供用於對電池充電的設備、系統和方法來解決和/或改善現有技術中的問題。
貫穿本文件，除非另有相反說明，否則術語”包括”、”由......構成”、”具有”等應被解釋為非窮舉的，或者換句話說，意思是”包括，但不限於”。
此外，貫穿該文件，除非上下文另有要求，否則詞語”包括”或例如”包含”或”含有”的變體將被理解為暗示包含所述整數或整數組，但不排除任何其它整數或整數組。
根據本發明的一個方面，一種用於對電池充電的設備，包括：第一充電裝置，構造用於與至少一個第二充電裝置通信，第一充電裝置和至少一個第二充電裝置構造用於對電池充電；並且包括構造用於控制第一充電裝置的第一控制器，其中第一控制器通過與第二控制器通信來確定至少一個第二充電裝置的數量。
在一些實施例中，當第一控制器接收包括要為電池充電的第一功率數據的數據，並且基於至少一個第二充電裝置的數量確定第二功率數據時，第二功率數據用於至少一個第二充電裝置中的每一個。
在一些實施例中，第一充電裝置包括用於與多個插座介面連接的充電構件，其中充電構件構造用於被***電氣設備的至少一個對應的插座中。
在一些實施例中，通過將第一功率數據除以至少一個第二充電裝置的數量來導出或計算第二功率數據。
在一些實施例中，在第二功率數據超過功率閾值的情況下，第一控制器將第二功率數據設定到功率閾值。
在一些實施例中，電氣設備是電動船、電動輪渡、電動汽車或電動卡車。
在一些實施例中，設備和電氣設備之間的通信由電力線通信(PLC)執行。
在一些實施例中，第一充電裝置和至少一個第二充電裝置之間的通信由控制器局域網(CAN)通信執行。
根據本發明的一個方面，一種系統包括上述設備和構造用於與多個充電裝置中的至少一個充電裝置通信並存儲從所述多個充電裝置中的至少一個充電裝置提供的數據的伺服器。
根據本發明的一個方面，一種系統包括上述設備和構造用於與多個充電裝置中的至少一個通信並且認證用戶的裝置。
根據本發明的一個方面，一種系統包括上述設備，其中所述設備還包括至少一個第二充電裝置。
根據本發明的一個方面，一種系統包括上述設備和電氣設備。
根據本發明的一個方面，一種用於對電池充電的方法，包括如下步驟：由第一充電裝置與至少一個第二充電裝置通信，第一充電裝置和至少一個第二充電裝置構造用於給電池充電；以及，由第一控制器控制第一充電裝置；由第一控制器通過與第二控制器通信來確定至少一個第二充電裝置的數量。
較佳實施例之詳細說明 本發明可適用於用於對電池充電的設備、系統和方法。
除非另外定義，否則本文使用的所有其它技術和科學術語具有與本文主題所屬的技術人員通常理解的含義相同的含義。
系統1000
如圖1所示，系統1000可包括充電樁111。系統1000可包括，但不限於，電動船10、電動汽車13、充電樁112、充電樁113、設備200和伺服器300中的至少一個。在下文中，電動船10和電動汽車13可以被稱為電氣設備100。充電樁111可以構造用於與電氣設備100、設備200和伺服器300通信(例如，配置成數據或信號通信)。
電氣設備100
電動船10形式的電氣設備100可以具有多個端口，多個端口中的每一個能夠接收相應的充電構件。端口的形狀和尺寸可以使充電構件***其中。電動船10可包括第二控制器10A，用於控制電動船10的各機構。多個端口可包括插座11a，11b，12a和12b。在充電構件被***多個端口中的一個端口的情況下，電動汽車13可以具有至少一個充電構件***到其中的至少一個端口。至少一個端口可以是插座13a。在下文中，將在下面描述作為電氣設備100的非限制性示例的電動船10。多個插座11a，11b，12a和12b中的一個端口可以配備有PLC模組。電動船10可包括第二控制器10A，第二控制器10A可被稱為EV通信控制器(EVCC)。
可以理解，電動船10的多個端口的數量不限於圖1中所示的兩個，並且可以不是兩個。應當理解，充電樁的數量不限於圖1中所示的三個，並且可以不是一個和三個。電氣設備100的類型不限於電動船和電動汽車，並且可以包括其它電動車輛，例如電動輪渡(E-Ferry)，電動車輛(EV)或電動卡車(E-truck)。在下文中，充電樁111、充電樁112和充電樁113可以統稱為設備110。
設備110
如圖1所示，充電樁111可包括第一控制器111A，端口111a和端口111b，充電樁112可包括端口112a和端口112b，並且充電樁113可包括端口113a。充電樁111、充電樁112和充電樁113中的每一個可彼此連接。設備110可以被稱為電動車輛(EV)供電設備(EVSE)或EV充電器。第一控制器111A可以被稱為EV供電設備的通信控制器(SECC)。SECC可用於與EV通信控制器建立PLC通信。第一充電樁111和至少一個第二充電樁112之間的通信通過控制器局域網(CAN)通信來執行。
包括在設備110中的每個充電樁可以具有至少一個充電構件(未示出)，所述至少一個充電構件中的每一個將被***到電氣設備100的相應端口中。每個充電構件可被附接到多個端口111a，111b，112a，112b和113a中的相應端口。多個端口111a，111b，112a，112b和113a可以分別介面連接(通過***)到插座11a，11b，12a，12b和13a中。電氣設備100和包括在設備110中的每個充電樁之間的通信可以是電力線通信(PLC)。
一旦將充電構件***到電氣設備100上的相應端口，充電樁就可以確定電氣設備100上的端口是否配備有PLC模組。在電氣設備100上的端口配備有PLC模組的情況下，可以通過從設備110中包括的每個充電樁提供的功率對電氣設備100充電。
在下文中，連接到配備有電動船10的PLC模組的端口的一個充電樁可以被稱為主樁。在下文中，連接到沒有配備電動船10的PLC模組的端口的一個充電樁可以被稱為從樁。
包括在設備110中的每個充電樁具有PLC模組。可以***車輛上的主端口的任何充電器(即充電樁)將被識別為主要機(主機)。***車輛上的非主端口的任何充電樁都將被識別為從機。因此，至少一個充電器必須***車輛上的主端口以成為主充電器。然後，啟動圖3以檢查充電樁的準備情況。
第一控制器111A可以設置在與充電樁111分開設置的充電樁中。第一控制器111A可以執行圖3、4、5中所示的至少一個方法。
設備200
設備200可以構造用於個人電腦、行動電話、平板電腦或類似物，並且可以構造用於具有例如為移動應用(App)的應用、射頻識別(RFID)和/或要被***到設備110中包括的充電樁的插頭。用戶可以從電氣設備100和/或通過設備200從包括在設備110中的充電樁獲得信息。
伺服器300
如圖1所示，伺服器300(後臺伺服器)可以構造用於存儲從包括在設備110中的充電樁發送的數據。設備110中包括的充電樁與伺服器300之間的通信可以由開放式充電點協議(OCPP)執行。OCPP可以是用於通信的開放且通用的協定。可以通過諸如無線通信或有線通信的手段來執行通信。
系統1000的示例性流程圖
圖2示出了根據本發明的一些實施例的用於確定主充電樁和至少一個從充電樁的方法。
如圖2所示，在S210處，第一控制器111A可以確定包括在設備110中的任何樁的充電構件是否被***到電動船10的插座中。如果在S210處正確***(即”是”)，則該方法可以進行到S220。如果在S210處沒有正確***(即”否”)，則在S215處第一控制器111A可以控制樁，使得包括在設備110中的充電樁退出控制器局域網(CAN)通信。一旦完成步驟S215，該方法可以進行到圖3中所示的步驟S310。
在S220處，第一控制器111A可以確定握手信號是否從電動船10被發送到包括在設備110中的充電樁的樁中。如果在S220處正確地發送(即”是”)，則該樁可以在S225處被設置為主機，並且該方法可以隨後進行到S210。如果在S220處未正確發送(即”否”)，則該方法可以進行到S230。
在S230處，第一控制器111A可以確定另一握手信號是否從電動船10被發送到設備110的樁。另一握手信號可以是來自不是電動船10的其它設備的信號。在S230處如果正確發送(即”是”)，則包括在設備110中的充電樁可以在S240處退出CAN通信，並且該方法可以返回到S210。在S230處如果沒有正確地發送(即”否”)，則設備110中包括的充電樁可以在S235處被設置為從機，並且用於計數多個充電樁的數量的計數器在S236處增值，並且該方法隨後可以返回到S210。
在下文中，假設充電樁111是主充電樁並且充電樁112是從充電樁。在下文中，主充電樁可以簡稱為主機，並且從充電樁可以簡稱為從機。
圖3示出了根據本發明的一些實施例的多個充電器的並行充電的預充電邏輯。將參考圖3的S310至S380描述細節。
在S310處，主機可以與電動船10握手。在S320處，第一控制器111A可以確定主機和電動船10之間的握手是否正常。在S320處如果主機和電動船10之間的握手是正常的(即”是”)，則該方法可以進行到S330。在S320處如果主機和電動船10之間的握手不正常(即”否”)，則主機可以在S325處向從機發送關閉命令。
在S330處，第一控制器111A可以控制主機，使得主機向從機發送絕緣檢測命令。在S340處，第一控制器111A可以確定所有從機絕緣測試是否都是正常的。如果在S340處所有從機絕緣測試都是正常的(即”是”)，則該方法可以進行到S350，否則該方法可以進行到S345。在S345處，未能執行絕緣檢測的從機可以退出CAN通信。
在S350處，第一控制器111A可以確定主機絕緣檢測是否正常。如果在S350處主機絕緣檢測正常(即”是”)，則該方法移至S360，否則系統在S355處關閉。在S360處，第一控制器111A可以基於圖2中所示的方法確定從機的數量，並且可以向電動船10發送良好信號。良好信號可以是指示主機準備好對電氣設備100的電池充電的信號。
在S370處，第一控制器111A可以確定包括在設備110中的充電樁是否準備好充電。如果在S370處充電樁110準備好充電(即”是”)，則該方法移動到S380，否則可以重複S370。在S380處，電動船10可以向主機發送充電要求。一旦完成S380，則該方法就可以進行到S410或S510。
圖4示出了根據本發明的一些實施例的主充電樁和至少一個從充電樁的操作邏輯。如圖4所示，系統1000可以執行過程S410至S450。在S410處，第一控制器111A可以控制主機，使得主機向從機發送信號。
在S420處，第一控制器111A可以確定從機是否已經接收到信號。如果在S420處正確地接收(即”是”)，則該方法可以進行到S430。如果在S420處沒有正確地接收(即”否”)，則第一控制器111A可以控制從機，使得從機在S425處退出CAN通信。
在S430處，第一控制器111A可以確定從機是否準備好充電。如果在S430處從機準備好充電(即，”是”)，則該方法可以進行到S440。如果在S430處從機未準備好充電(即”否”)，則第一控制器111A可以控制從機，使得從機在S435處退出CAN通信。
在S440處，第一控制器111A可以確定主機是否準備好充電。如果在S440處主機準備好充電(即”是”)，則該方法可以進行到S450。如果在S440處主機沒有準備好充電(即”否”)，則第一控制器111A可以控制主機，使得所有充電樁在S445處退出CAN通信關閉。
在S450處，可以確定從機的數量。即，第一控制器111A可以基於圖2中所示的過程S210至S240以及圖4中的過程S410至S440來確定從機的數量。一旦S450完成，則該方法可以進行到S510。
圖5示出了根據本發明的一些實施例的在並行佈置的充電器之間分配需求的方法或過程。需求的分配優選地是最佳的或接近最佳的。參考圖5的S510至S550描述該過程。可以在圖2所示的步驟S215，圖3中所示的步驟S380或圖4中所示的步驟S450之後執行步驟S510。
在S510處，主機可以接收確定的需求P。在S520處，主機可以基於在S210至S240，S310至S380和/或S410至S450處確定的從機的數量來計算平均功率P1。例如，在第一控制器111A根據S210至S240的過程確定從機數量為三並且根據S410至S450的過程確定準備好充電的從機的數量為二的情況下，第一控制器111A可以通過將需求P除以2來確定平均功率P1。
在S530處，第一控制器111A可以確定P1是否大於從機最大功率。如果在S530處P1大於從機最大功率(即，”是”)，則該方法可以進行到S540。如果在S530處P1不大於從機最大功率(即”否”)，則從機可以在S535處將從機的功率限制到最大功率P1，並且可以進行到S550。
在S540處，第一控制器111A可以確定P1是否低於從機最小功率。如果在S540處P1低於從機最小功率(即，”是”)，則主機可以在S545處退出從機通信，並且該方法可以返回到S540。如果在S540處P1不低於從機最小功率(即，”否”)，則主機可以在S550處平均地將需求發送到至少一個現有的從機。至少一個現有的從機可以是可以準備好給電動船10充電的至少一個從機。應當理解，P和P1不限於特定的數量。
圖6示出了根據本發明的一些實施例在系統1000中的通信。如圖6所示，在S610處，第一控制器111A可以確定包括在設備110中的任何樁的充電構件是否被***到電動船10的插座中。如果在S610處正確地***(即”是”)，則該方法可以進行到S620。如果在S610處沒有正確地***(即”否”)，則該方法可以再次重複該過程。
在S620處，設備200可以操作App(例如移動App)以控制第一控制器111A，使得充電樁111開始對電動船10的電池充電。例如，通過使用App，設備200可以通過使用設備200的用戶是否是授權的人來驗證用戶。應當理解，在用戶的認證失敗的情況下，包括在設備110中的充電樁可以擱置充電，直到授權的人使用該設備200。
在S630處，一旦從設備200接收到數據，以開始電氣設備100與設備110中包括的充電樁之間的通信，則第一控制器111A可以控制建立電氣設備100與電氣設備100中包括的充電樁之間的通信。
在S640處，第一控制器111A可以經由通信從電氣設備100獲得車輛ID。車輛ID可以包括，但不限於，汽車製造商和/或型號信息。在S650處，充電樁111可以將車輛ID發送到伺服器300。在S660處，伺服器300可以從充電樁111獲得包括車輛ID的數據。伺服器300還可以獲得這樣的數據，其包括但不限於：服務、費用、所需注意、偏好和/或服務歷史。這樣，伺服器300將識別電動船10的EV製造商和型號並將該信息綁定到用戶的帳戶。
有利的效果
根據本發明，在充電樁111(主機)和電氣設備100之間建立通信的情況下，第一控制器111A通過與第二控制器通信來確定構造用於為電池充電的至少一個充電樁112(從機)的數量。這樣，即使在電氣設備100中提供僅一個第一控制器111A(例如PLC)，包括在設備110中的充電樁也可以通過使用第一控制器111A對電氣設備100的電池充電，從而降低了電氣設備100的成本。
根據本發明，第一控制器111A接收包括來自需要對電池充電的電氣設備100的第一功率的數據，並且基於至少一個第二充電樁的數量確定第二功率，第二功率用於至少一個第二充電樁中的每一個。這樣，第一控制器111A可以確定對電池充電所需的功率。
根據本發明，電氣設備100與充電樁111之間的通信是PLC。使用PLC，無需準備額外的引腳來執行通信。
可能的變體
應當理解，在設備110中包括的充電樁和設備200之間的通信以及設備110中包括的充電樁與伺服器300之間的通信可以是任何通信協議。應當理解，無線通信協定或標準可包括無線保真(WiFi)(例如IEEE 802.11 a/b/g/n/ax/ba/EHT)，藍牙，近場通信(NFC)，射頻識別(RFID)，或蜂窩通信(例如，長期演進(LTE)，高級LTE(LTE-A)，第5代(5G))。有線通信可以通過例如通用序列匯流排(USB)，高定義多媒體介面(HDMI)或推薦標準232(RS-232)來實現。
應當理解，作為例子，本發明中的至少一個(例如，第一控制器111A，第二控制器10A)配置有硬體，但是本發明還可以設置有與硬體一致的軟體。
此外，用於硬體的功能塊(未示出)通常實現為LSI設備，其是積體電路。功能塊可以形成為單獨的晶片，或者功能塊的一部分或全部可以集成到單個晶片中。
本領域技術人員應當理解，可以組合上述特徵的變化和組合，而不是替代或代替，以形成落入本發明的預期範圍內的其它實施例。
如本領域技術人員將理解的，每個實施例可以與另一實施例或數個實施例結合使用。
10:電動船 10A:第二控制器 11a、11b、12a、12b、13a:插座 13:電動汽車 100:電氣設備 110:設備 111:充電樁(第一充電裝置) 112:充電樁(第二充電裝置) 113:充電樁(第三充電裝置) 111A:第一控制器 111a、111b、112a、112b、113a:端口 200:設備 300:伺服器 1000:系統 S210、S215、S220、S225、S230、S235、S236、S240、S310、S320、S325、S330、S340、S345、S350、S355、S360、S370、S380、S410、S420、S425、S430、S435、S440、S445、S450、S510、S520、S530、S535、S540、S545、S550、S610、S620、S630、S640、S650、S660:步驟 P1:功率
僅通過示例的方式，參考附圖描述了各種實施例，其中： 圖1示出了根據本發明的一些實施例的系統1000。 圖2示出了根據本發明的一些實施例的用於確定主充電樁和至少一個從充電樁的方法或過程。 圖3示出了根據本發明的一些實施例的多個充電器的並行充電的預充電邏輯。 圖4示出了根據本發明的一些實施例的主充電樁和至少一個從充電樁的操作邏輯。 圖5示出了根據本發明的一些實施例的在並行佈置的充電器之間分配需求的方法或過程。 圖6示出了根據本發明的一些實施例在系統1000中的通信。
S210、S215、S220、S225、S230、S235、S236、S240:步驟

Claims (13)

  1. 一種用於給電池充電的設備，包括： 第一充電裝置，構造用於與至少一個第二充電裝置通信，第一充電裝置和至少一個第二充電裝置構造用於對電池充電；和 第一控制器，構造用於控制第一充電裝置，其中第一控制器通過與第二控制器通信來確定至少一個第二充電裝置的數量。
  2. 如請求項1所述的設備，其特徵在於，當所述第一控制器接收包括對電池充電的第一功率數據的數據並且基於至少一個第二充電裝置的數量確定第二功率數據時，所述第二功率數據用於所述至少一個第二充電裝置中的每一個。
  3. 如請求項1所述的設備，其特徵在於，所述第一充電裝置包括用於與多個插座介面連接的充電構件，其中所述充電構件構造用於被***電氣設備的至少一個相應的插座中。
  4. 如請求項1或2所述的設備，其特徵在於，通過將所述第一功率數據除以所述至少一個第二充電裝置的數量來導出或計算所述第二功率數據。
  5. 如前述請求項中的任一項所述的設備，其特徵在於，在所述第二功率數據超過功率閾值的情況下，所述第一控制器將所述第二功率數據設定到所述功率閾值。
  6. 如請求項3所述的設備，其特徵在於，所述電氣設備是電動船、電動輪渡、電動汽車或電動卡車。
  7. 如請求項3或6所述的設備，其特徵在於，在所述設備和所述電氣設備之間的通信由電力線通信(PLC)執行。
  8. 如前述請求項中的任一項所述的設備，其特徵在於，所述第一充電裝置和所述至少一個第二充電裝置之間的通信由控制器局域網(CAN)通信執行。
  9. 一種如請求項1至8中的任一項所述的系統，包括： 所述設備；和 構造用於與多個充電裝置中的至少一個通信並且存儲從多個充電裝置中的至少一個提供的數據的伺服器。
  10. 一種如請求項1至8中的任一項所述的系統，包括： 所述設備；和 構造用於與多個充電裝置中的至少一個通信並且認證用戶的裝置。
  11. 一種如請求項1至8中的任一項所述的系統，包括： 所述設備，其中所述設備還包括所述至少一個第二充電裝置。
  12. 一種如請求項1至8中的任一項所述的系統，包括： 所述設備；和 所述電氣設備。
  13. 一種對電池充電的方法，包括以下步驟： 由第一充電裝置與至少一個第二充電裝置通信，所述第一充電裝置和所述至少一個第二充電裝置構造用於為電池充電；和 由第一控制器控制所述第一充電裝置； 由第一控制器通過與第二控制器通信來確定所述至少一個第二充電裝置的數量。
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