通过车辆的空中系统验证功率的功率计量的方法和系统与流程

通过车辆的空中系统验证功率的功率计量的方法和系统
发明领域
1.本发明总体上涉及验证、计量和计费系统，且更特别地涉及检测在电动车辆中的潜在部件故障和/或欺诈的这样的系统。
2.发明背景
3.在阐述本发明的详细描述之前，提供以下术语定义：
4.术语“电动车辆”通常指完全或部分地由储存(例如以化学方法)在电池或诸如此类中的电能供电的车辆。在本上下文中，“电动车辆”此外具有用于接收(例如，在布置在车辆的底侧上的线圈处)无线感应电动势(即，电压)的装置，该电动势可以被存储或以其他方式用于对电池再充电。为了使电磁感应电压出现，车辆(即“导体”)可以相对于磁场移动，该磁场例如被投射在车辆正在上面行驶的道路周围。可选地，磁场可以周期性地变化(例如，通过交流电的使用)，从而在车辆处感应出电压。
5.术语“路段”通常指例如已经被修改为包括用于无线地传输功率的介质(即，“功率发射器”)的公路或高速公路的一部分。这可能意味着道路包括嵌在路段的表面下方的多个线圈，其可操作来发射磁场。在典型的布置中，介质(线圈)可以连接到交流电源，并且可以产生变化的磁场，从而在任何邻近的导体中感应电压。经由无线功率传输给道路上的电动车辆供电的一种可能的方法在公开号为us 2016/0339785 a1的美国父申请中被公开，并通过引用被并入本文。
6.由于在向电动车辆无线地传输功率中涉及的常常高得令人望而却步的费用，存在对准确地产生与每个单独用户的使用相关联的账单的需要。典型的方法需要定期地(例如，每月一次)评估由每个车辆接收的功率的量，并产生对应于该量的账单。计量和计费的这种方法然而是有缺点的，并且不适当地易受驾驶员和第三方的不当行为的影响。特别是，因为没有冗余或次要信息源，功率接收值可能被渗入并被刻意地修改(例如，到较低的值以实现较小的账单)而不被注意到。也可能存在特定部件例如由于老化或过度使用而失效并因而(有利或不利地)产生不准确的读数的情况。因此，本发明的一个目的是提出一种用于检测在无线功率传输布置中的部件故障的手段。本发明的另一个目的是提出一种用于跟踪在无线功率传输布置中的潜在欺诈的手段。
7.本发明的概述
8.本发明提供了一种用于电动车辆的验证网络，其包括：至少一个电动车辆，其具有至少一个能量接收器和车辆通信单元；至少一个路段，其具有至少一个能量发射器和管理通信单元；以及验证控制中心，其具有至少一个验证控制单元和验证通信单元；其中所述至少一个电动车辆可操作来在所述至少一个能量接收器处从所述至少一个能量发射器接收能量；其中在所述至少一个能量接收器处接收的能量的大小的记录从所述车辆通信单元传输到所述验证通信单元；其中从所述至少一个能量发射器传输的能量的大小的记录从所述管理通信单元传输到所述验证通信单元；以及其中所述验证单元可操作来周期性地比较接收到的能量的所述大小与所传输的能量的所述大小以识别部件故障和潜在欺诈中的至少一个。
9.本发明还提供了一种用于在网络中验证电动车辆的方法，其包括：将来自至少一个路段的能量传输到至少一个电动车辆；记录由所述至少一个电动车辆接收的能量的大小，并传输接收到的能量的所述大小的记录用于验证；记录从所述至少一个路段传输的能量的大小，并传输所传输的能量的所述大小的记录用于验证；以及通过周期性地比较接收到的能量的所述大小与所传输的能量的所述大小以识别部件故障和潜在欺诈中的至少一个来验证所述至少一个电动车辆的能量使用。
10.本发明的这些和其他优点将在下面的描述中被详细阐述。
11.附图简述
12.为了本发明的更好理解并且为了显示它可以如何被实现，仅仅作为例子对附图做出参考，附图中相似的数字表示相应的元件或部分。在附图中：
13.图1是示出根据本发明的实施例的用于电动车辆的验证网络的非限制性示例性架构的框图；
14.图2是示出根据本发明的实施例的示例性验证过程的流程图；
15.图3是示出根据本发明的实施例的示例性采样过程的曲线图；以及
16.图4是示出根据本发明的实施例的非限制性示例性方法的高级流程图。
17.发明的详细描述
18.现在详细地特别参考附图，强调所示的细节是为了示例的目的且仅仅用于讨论本发明的优选实施例，并且是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述的内容而被呈现。在这点上，没有试图比本发明的基本理解所必需的更详细地示出本发明的结构细节。结合附图进行的描述使本发明的几种形式可以如何在实践中体现对于本领域中的技术人员来说变得明显。
19.在详细解释本发明的实施例之前，应理解本发明在它的应用中不限于在下面的描述中阐述或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明适用于其他实施例并且可以以各种方式被实践或执行。此外，应理解本文采用的措辞和术语是为了描述的目的且不应被看作是限制性的。
20.图1是示出根据本发明的实施例的用于电动车辆的验证网络100的非限制性示例性架构的框图。验证网络100可以包括多个电动车辆，每个电动车辆包括车辆单元110、车辆通信单元和例如附接到车辆的底侧的功率接收器。多个电动车辆还可以在路段120上行进，路段120具有例如布置在路段的表面下方的一个或更多个功率发射器。在一些实施例中，每个功率接收器和功率发射器可以包括例如耦合到交流电源的一个或更多个绕制的或环形的线圈。在一些布置中，这些线圈可操作来将静态或变化的磁场发射到在线圈周围例如在路段或其部分周围的附近区域内。当每个电动车辆沿着路段120行进时，由路段120中的功率发射器形成的磁场在每个功率接收器中感应出电压，并且被电动车辆存储和/或转换成例如在电池中的化学能量。在替代实施例中，感应的能量可以由电动车辆的发动机立即使用而没有存储。
21.在一些实施例中，车辆单元110可操作来通过将已知的传输速率(即，功率或焦耳每秒)乘以所记录的传输持续时间来计算由它的相应电动车辆接收的能量的总量(即，大小)。在替代实施例中，车辆单元110可操作来例如通过在再充电循环期间监测电池功率增益和/或通过利用例如电流探针以确定感应电压的精确量，来直接记录由它的相应车辆接
收的能量的大小。在一些实施例中，电流采样的速率可以在khz到mhz的范围内，视情况而定。
22.在一些实施例中，车辆单元110可以包括车辆存储器单元，车辆存储器单元包含一个或更多个闪存单元和一个或更多个静态随机存取存储器(sram)单元。等于由电动车辆使用的能量的总大小(即，在所有行程上使用的能量)的值可以由车辆单元110在一个或更多个闪存单元上保留和更新。等于在预定记录周期(例如，分钟、小时、天、月或诸如此类)中使用的能量的大小的值还可以由车辆单元110在一个或更多个sram单元上保留和更新。在一些实施例中，等于由电动车辆使用的能量的总大小的值可以只通过加法来更新/改变，所述加法等于在预定记录周期中使用的能量的大小的值。在一些实施例中，等于在预定记录周期中使用的能量的大小的值在每个记录周期结束时被重置到基本值/零值。
23.在一些实施例中，路段120还可以包括至少一个管理单元130和至少一个管理通信单元。另外，验证网络100还可以包括验证控制中心，该验证控制中心包括至少一个验证控制单元140和至少一个验证通信单元。在一些实施例中，每个所述车辆单元110可操作来使用所述车辆通信单元经由任何适当的传输手段例如wifi、蓝牙或诸如此类将消息150传输到所述验证控制中心。所传输的消息150可以包括数据/信息，该数据/信息包括等于下列项的值：在预定周期中接收的能量的大小；和/或到那时为止由电动车辆接收的能量的总大小。
24.在一些实施例中，管理单元130可操作来通过将已知传输速率(即，功率或焦耳每秒)乘以所记录的传输持续时间来记录/计算等于从路段120传输到特定车辆的能量的总量(即，大小)的值。在替代实施例中，管理单元130可操作来例如通过使用电流探针以记录通过线圈的电流和/或通过确定从线圈发出的磁场的强度和/或通过计算传输到路段120的能量的总量并从其导出传输到特定车辆的能量的值，来直接记录传输到相应车辆的能量的大小。在一些实施例中，电流和/或磁场采样的速率可以在khz到mhz的范围内，视情况而定。
25.在一些实施例中，管理单元130可操作来使用所述管理通信单元经由任何适当的传输手段例如wifi、蓝牙或诸如此类将消息160传输到所述验证控制中心。所传输的消息160可以包括数据/信息，该数据/信息包括等于下列项的值：在预定周期中传输到特定车辆的能量的大小；和/或到那时为止由路段120传输的能量的总大小。从车辆单元110或每个车辆单元110以及管理单元130或每个管理单元130传输的消息150、160可以采取以下形式：
[0026][0027]
图2是示出根据本发明的实施例的示例性验证过程200的流程图。在从车辆单元110或每个车辆单元110传输消息150之前，首先确定电动车辆(即，与该车辆单元110相关联的)是否在该周期内已接收到能量很重要。这具有避免不必要的数据传输和/或节省功率的好处。因此，车辆单元110可以周期性地启动210验证过程200，并从而确定220是否有任何附加的和/或新的使用数据，其需要被发送到验证控制单元140。这可以通过评估是否有存储在一个或更多个sram单元上的任何数据和/或使用值(即，在预定记录周期中使用的能量的
大小是否是非零的)来完成。在存在待发送的新的和/或附加的值的情况下，包含所述新的和/或附加的值的消息150可以从车辆单元110传输230到验证控制单元140。其后，在从启动210再次运行验证过程之前，验证过程200可以继续至等待240预定的时间量(例如，分钟、小时或诸如此类)。可选地，在没有待发送的新的和/或附加的值的情况下，在从启动210重新开始验证过程之前，验证过程200可以直接继续到等待240所述预定的时间量。
[0028]
在一些实施例中，如果电动车辆触发停机，存储在一个或更多个sram单元上的附加使用数据/值(即，在该预定记录周期中接收的能量的大小)可以被立即添加(即，在完全停机之前)到存储在一个或更多个闪存单元上的总使用数据/值(即，到那时为止由电动车辆接收的能量的总大小)。可选地，附加使用数据/值可以被传送到一个或更多个闪存单元而不被添加到总使用数据/值。当电动车辆再次通电时，这些值可以从一个或更多个闪存单元被取回，并被发送回到一个或更多个sram。车辆单元然后可以利用所述一个或更多个sram单元来重新开始对该周期的使用数据/值计数。图3是示出根据本发明的实施例的示例性采样过程300的曲线图。在从车辆单元110或每个车辆单元110传输消息150之后，验证控制单元140可操作来将由电动车辆接收的能量的总大小的值与所传输的能量的总大小和/或接收到的能量的总大小的预先存在的和/或已知的值进行比较。在一些实施例中，这些预先存在的和/或已知的值可以经由传输消息160从管理单元130或每个管理单元130获得。在替代实施例中，这些预先存在的和/或已知的值可以从在车辆单元110和验证控制单元140之间的先前的传输消息150被保留。在值是相同的情况下，验证控制单元140可以指示车辆单元110将在该预定记录周期中接收的能量的大小的值与到那时为止由电动车辆接收的能量的总大小的值相加。然后，车辆单元110还可以被指示将在该预定记录周期中接收的能量的大小的值重置为基本值/零值，并启动新的记录周期。在值是不相同的情况下，验证控制单元140可以向车辆单元110传输所校正的数据/值，并指示车辆单元110用正确的数据/值更新不正确的数据/值。验证控制单元140还可以标记/指示欺诈和/或部件故障的可能性。这可以包括警告和/或警报，并且可以被递呈给以下中的一个或更多个：电动车辆的用户；以及系统管理员。
[0029]
图4是示出根据本发明的实施例的非限制性示例性方法的高级流程图。方法400可以包括以下步骤：将来自至少一个路段的能量传输到至少一个电动车辆410；记录由所述至少一个电动车辆接收的能量的大小并传输接收到的能量的所述大小的记录用于验证420；记录从所述至少一个路段传输的能量的大小并传输所传输的能量的所述大小的记录用于验证430；以及通过周期性地比较接收到的能量的所述大小和所传输的能量的所述大小以识别部件故障和潜在欺诈中的至少一个来验证所述至少一个电动车辆的能量使用440。
[0030]
在一些实施例中，所述至少一个电动车辆还可以包括车辆控制单元，其被布置成：产生在至少一个预定周期内在所述至少一个能量接收器处接收的能量的所述大小的所述记录；将所述至少一个预定周期内接收到的能量的所述大小的所述记录存储在车辆存储器单元中；在所述车辆存储器单元中保留接收到的能量的总累积大小的记录；以及在所述至少一个预定周期结束时使用所述车辆通信单元向所述验证控制中心传输接收到的能量的所述大小的所述记录和接收到的能量的所述总累积大小的所述记录。
[0031]
在一些实施例中，所述至少一个路段还可以包括管理控制单元，其被布置为：产生在所述至少一个预定周期内传输到在所述路段中的所述至少一个能量发射器的能量的所
述大小的所述记录；以及在所述至少一个预定周期结束时使用所述管理通信单元向所述验证控制中心传输所传输的能量的所述大小的所述记录。
[0032]
在一些实施例中，所述验证控制中心可以被布置成：使用所述验证通信单元接收下列项的记录：接收到的能量的所述大小；接收到的能量的所述总累积大小；以及所传输的能量的所述大小；将接收到的能量的所述总累积大小的所述记录与所传输的能量的总累积大小的记录进行比较，其中所传输的能量的所述总累积大小包括从各个预定周期传输的能量的所述大小的所有记录的相加；以及在接收到的能量的所述总累积大小和所传输的能量的所述总累积大小不相等的情况下，通过使用所述验证通信单元向所述至少一个电动车辆传输所传输的能量的所述总累积大小的所述记录来用校正更新所述车辆存储器单元。
[0033]
在一些实施例中，所述验证控制中心可以被布置成：使用所述验证通信单元接收下列项的记录：接收到的能量的所述大小；以及接收到的能量的所述总累积大小；将接收到的能量的所述总累积大小的所述记录与所传输的能量的总累积大小的预先存在的记录进行比较；以及在接收到的能量的所述总累积大小和所传输的能量的所述总累积大小不相等的情况下，通过使用所述验证通信单元将所传输的能量的所述总累积大小的所述预先存在的记录传输到所述至少一个电动车辆来用校正更新所述车辆存储器单元。
[0034]
在一些实施例中，所述验证控制中心可以进一步被布置成：在接收到的能量的所述总累积大小和所传输的能量的所述总累积大小相等的情况下，将接收到的能量的所述大小的所述记录与接收到的能量的所述总累积大小的所述记录相加以产生接收到的能量的所述总累积大小的已更新记录；以及通过使用所述验证通信单元将接收到的能量的所述总累积大小的所述已更新记录传输到所述至少一个电动车辆来更新所述车辆存储器单元。
[0035]
在一些实施例中，所述至少一个电动车辆中的每一个可以与用户账户相关联，其中所述用户账户中的每一个被周期性地收取与由相关电动车辆接收的能量相对应的金额。
[0036]
在一些实施例中，部件故障可以包括一个或更多个电流测量仪器/探针的故障。
[0037]
在一些实施例中，潜在欺诈可以包括下列项中的一个或更多个的未经授权的操纵：接收到的能量的所述大小；以及接收到的能量的所述总累积大小。
[0038]
在一些实施例中，所述至少一个电动车辆可以被布置成：产生在至少一个预定周期内接收的能量的所述大小的所述记录；存储在所述至少一个预定周期内接收的能量的所述大小的所述记录；保留接收到的能量的总累积大小的记录；以及在所述至少一个预定周期结束时传输接收到的能量的所述大小的所述记录和接收到的能量的所述总累积大小的所述记录用于验证。
[0039]
在一些实施例中，所述至少一个路段可以被布置成：产生在所述至少一个预定周期内传输的能量的所述大小的所述记录；以及在所述至少一个预定周期结束时传输所传输的能量的所述大小的所述记录用于验证。
[0040]
在一些实施例中，所述验证可以包括：接收下列项的记录：接收到的能量的所述大小；接收到的能量的所述总累积大小；以及所传输的能量的所述大小；将接收到的能量的所述总累积大小的所述记录与所传输的能量的总累积大小的记录进行比较，其中所传输的能量的所述总累积大小包括从各个预定周期传输的能量的所述大小的所有记录的相加；以及在接收到的能量的所述总累积大小和所传输的能量的所述总累积大小不相等的情况下，通过将所传输的能量的所述总累积大小的所述记录传输到所述至少一个电动车辆来用校正
更新所述至少一个电动车辆。
[0041]
在一些实施例中，所述验证可以包括：接收下列项的记录：接收到的能量的所述大小；以及接收到的能量的所述总累积大小；将接收到的能量的所述总累积大小的所述记录与所传输的能量的总累积大小的预先存在的记录进行比较；以及在接收到的能量的所述总累积大小和所传输的能量的所述总累积大小不相等的情况下，通过将所传输的能量的所述总累积大小的所述预先存在的记录传输到所述至少一个电动车辆来用校正更新所述至少一个电动车辆。
[0042]
在一些实施例中，在接收到的能量的所述总累积大小和所传输的能量的所述总累积大小相等的情况下，所述验证还可以包括：将接收到的能量的所述大小的所述记录与接收到的能量的所述总累积大小的所述记录相加以产生接收到的能量的所述总累积大小的已更新记录；以及通过向所述至少一个电动车辆传输接收到的能量的所述总累积大小的所述已更新记录来更新所述至少一个电动车辆。
[0043]
在一些实施例中，所述至少一个电动车辆中的每一个可以与用户账户相关联，其中所述用户账户中的每一个被周期性地收取与由相关电动车辆接收的能量相对应的金额。
[0044]
前面提到的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，在流程图或部分框图中的每个部分可代表代码的模块、段或部分，代码包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应当注意，在一些替代实现中，在该部分中提到的功能可以不以在图中提到的顺序出现。例如，连续示出的两个部分实际上可以实质上同时被执行，或者这些部分有时可以以相反的顺序被执行，取决于所涉及的功能。还将注意到，部分框图和/或流程图图示的每个部分以及在部分框图和/或流程图图示中的部分的组合可以由执行特定功能或行为的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
[0045]
如本领域中的技术人员将认识到的，本发明的方面可以被体现为系统或装置。因此，本发明的方面可以采取完全硬件实施例或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，软件和硬件方面在本文中通常都可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。
[0046]
前面提到的附图示出了根据本发明的各种实施例的系统和装置的可能实现的架构、功能和操作。在上面的描述中被提到的情况下，实施例是本发明的例子或实现。“一个实施例”、“实施例”或“一些实施例”的各种出现并不一定都指相同的实施例。
[0047]
尽管本发明的各种特征可以在单个实施例的上下文中进行描述，这些特征也可以单独地或以任何合适的组合提供。相反，尽管为了清楚起见，本发明可在本文中在单独实施例的上下文中进行描述，本发明也可以在单个实施例中实现。
[0048]
在说明书中对“一些实施例”、“实施例”、“一个实施例”或“其他实施例”的提及意指结合实施例所描述的特定的特征、结构或特性被包括在发明的至少一些实施例中但不一定被包括在所有实施例中。还将认识到，在上文中描述的本发明的方面可以在本发明的实施例中被组合或以其他方式共存。
[0049]
应该理解，在本文使用的措辞和术语不应被解释为限制性的，并且仅用于描述性目的。
[0050]
参考所附说明书、附图和例子可以更好地理解本发明的教导的原理和用途。
[0051]
应该理解，在本文阐述的细节并不解释对本发明的应用的限制。
[0052]
此外，可以理解的是，本发明可以按照各种方式执行或实施，并且本发明可以在不同于上述描述中概括的实施例的实施例中实现。
[0053]
应该理解，术语“包括(including)”、“包括(comprising)”、“由...组成”及其语法变体并不排除一个或更多个部件、特征、步骤或完整事物或其组的添加，并且术语应被解释为指定部件、特征、步骤或完整事物。
[0054]
如果说明书或权利要求提到“附加”元件，其并不排除有多于一个附加元件。
[0055]
应该理解，在权利要求或说明书提到“一个(a)”或“一个(an)”元件的情况下，这样的提及并不被解释为存在该元件中的仅仅一个。
[0056]
应理解，在说明书陈述部件、特征、结构或特性“可(may)”、“可能(might)”、“可以(can)”或“可能(could)”被包括的场合，该特定的部件、特征、结构或特性不需要被包括。
[0057]
在可适用的情况下，虽然可以使用状态图、流程图或两者来描述实施例，但是本发明不限于这些图或相应的描述。例如，流程不需要移动经过每个示出的框或状态，或按照与图示和描述完全相同的顺序移动。
[0058]
本发明的方法可以通过手动地、自动地或其组合执行或完成所选择的步骤或任务来实现。
[0059]
术语“方法”可以指用于完成给定任务的方式、手段、技术和过程，包括但不限于本发明所属的领域的从业者已知的那些方式、手段、技术和过程或从已知的方式、手段、技术和过程容易发展的那些方式、手段、技术和过程。
[0060]
在权利要求和说明书中呈现的描述、例子和材料不应被解释为限制性的，而是被解释为仅仅说明性的。
[0061]
本文使用的技术和科学术语的含义是如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义，除非另有定义。
[0062]
本发明可以使用与本文所述的那些材料等效或相似的材料在测试或实践中实现。
[0063]
虽然本发明关于有限数量的实施例进行了描述，但是这些不应被解释为对本发明的范围的限制，而是应作为一些优选实施例的示例。其他或等效的变化、修改和应用也在本发明的范围内。相应地，本发明的范围不应被迄今为止已经描述的内容限定，而是由所附的权利要求及其法律等效物限定。