电动车辆充电及计费的制作方法

专利名称：电动车辆充电及计费的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及为电动车辆充电的领域，并且尤其涉及电动车辆充电及计费。
背景技术：
电动车辆充电站(“充电站”)一般用于为电动车辆(如电动电池动力的车辆、汽油/电动电池混合动力的车辆等)提供充电点。充电站可以位于指定的充电地点(如类似于加油站的地点)、停车场(如公共停车场和/或私人停车场)等。大部分电动插电车辆具有车载充电器，该车载充电器允许IlOV和220V (欧洲为230V)并在从IOA至70A的电流等级抽拉功率。
一些充电站包括仪表来测量正由充电站向电动车辆提供的电流量。在确定对该车辆充电的花费的计费期间使用能量读数(以kWh测量并从仪表的电流读取得出)。一般地，单一价格(或价目(tariff);以每kWh的费用来定义)应用到经特定充电站转移到电动车辆的能量的总量。该单一价目一般由运营向充电站供电的电力网的电气设施来设置。充电站能够地理性分布并从由不同的电气设施运营的不同的电力网供应能量。每个不同的电力网或电气设施能够具有不同的电能价目(如每千瓦时(kWh)不同的货币量)。在一般的电动车辆充电系统中，对于由根据那些充电站地点而不同的充电站提供的相同的电能，电动车辆操作员被开出不同货币数量的账单。


通过参照以下描述和用于阐述本发明实施方式的附图可以最佳地理解本发明。附图中图I示出根据本发明的一种实施方式的示例性充电系统；图2示出根据本发明的一种实施方式的图I中示出的充电站的示例性实施方式；图3示出根据本发明的一种实施方式的示例性充电站网络；图4是示出根据本发明的一种实施方式的与带有使用时间仪表的充电站进行充电会话(charging session)的示例性操作的流程图；以及图5是示出根据本发明的一种实施方式的与没有使用时间仪表的充电站进行充电会话的示例性操作的流程图。
具体实施例方式在以下的描述中，阐述了许多具体细节。但是，应该理解，这些具体细节，本发明的实施方式也可以实行。在其他情况下，为了避免使本说明书的理解不清楚，熟知的电路、结构和技术未详细示出。本领域中的普通技术人员用所包括的说明书将能够不通过过度的实验而实现合适的功能。说明说中对“一种(one)实施方式”、“(a)实施方式”、“示例性实施方式”等的参考表示描述的实施方式可以包括特定的特征、结构或特性，但是每种实施方式可以不必包括特定的特点、结构或特征。而且，这样的术语不必涉及同一实施方式。而且，当特定的特点、结构或特征与实施方式相关联描述时，在本领域技术人员的知识内主张产生与无论是否明确描述的其他实施方式相关的这样的特点、结构或特征。在以下说明书和权利要求书中，术语“耦合的(coupled)”和“连接的(connected)”连同它们的派生词一起可能被使用到。应该理解，这些术语不意于作为彼此的同义词。而是，在特定的实施方式中，“连接”可以被用作表示两个或更多的元件直接物理或电性互相接触。“耦合”可以表示两个或更多的元件直接物理或电性接触。但是，“耦合”也可以表示两个或更多的元件互相不直接地连接，而仍然彼此协作或互相影响。附图中示出的技术能够使用一个或多个计算设备(如，电动车辆充电站、电动车辆充电站网络服务器等)上存储和执行的代码和数据来实现。在此使用的充电站是一套包括硬件和软件的设备来给电动车辆充电。这种计算设备，诸如机器存储介质(如，磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存设备、相变存储器)和机器通信介质(如，电的、光的、声的或传送信号的其他形式——诸如载波、红外信号、数字信号等)，利用机器可读介质存储 并传输(内部地并且通过网络与其他计算设备)代码和数据。另外，这种计算设备一般包括耦合至一个或多个其他组件的一个或多个处理器组，所述其他组件例如为存储设备、一个或多个输入/输出设备(如，键盘、触摸屏和/或显示器)和网络连接。处理器组与其他组件的耦合一般通过一个或多个总线和网桥(也称为总线控制器)。存储设备和携带网络流量的信号分别代表一个或多个机器存储介质和机器通信介质。因此，给出的计算设备的存储设备一般存储用于在该设备的一个或多个处理器组上执行的代码和/或数据。当然，本发明的实施方式的一个或多个部分可以使用软件、固件和/或硬件的不同的结合来实现。现在将参照附图详细描述本发明，附图被提供用作说明本发明的示例以便使本领域的技术人员能够实现本发明。明显地，下文的附图和示例并不意于将本发明的范围限制到单一的实施方式，而通过一些或全部描述或示出的元件互换的方式的其他实施方式是可行的。在一些实施方式中，电力供应的价目特定于单个车辆操作员，并且那些价目应用到由由不同的电气设施运营的不同的电力网供电的充电站(电动车辆操作员依赖的价目)。例如，电动车辆操作员能够与电气设施(如，操作员的本地电气设施或一些不同的电气设施)商讨价目，并且当为他们的电动车量充电时，无论充电站的地点在哪和无论哪个电气设施控制为该充电站供应的能量，都能够使用该价目。在一些实施方式中，为了记录一天的不同时间段的电能读数，充电站包括使用时间仪表。每个时间段对于传输的电能与不同的价目相关联。可以使用的时间段的例子包括高峰时间、非高峰时间、夜间时间、日间时间或任何其他时间段。当在一些实施方式中，电动车辆操作员具有对于每个不同时间段的不同的电动车辆操作员依赖的价目，在其他实施方式中，价目特定于控制充电站电能供应的电气设施。在其他实施方式中，电动车辆操作员具有不同的电动车辆操作员依赖的价目，该价目可以包括对于不同时间段、不同电气设施的不同价目。图I示出根据本发明一种实施方式的示例性充电系统。图I示出的充电系统包括充电站120，其通过输电线135与电力网130耦合。在一些实施方式中，电力网130由电气设施190拥有和/或运营。应该理解，电力网130和电气设施190可以由不同的设施拥有或运营。另外，应该理解，电力网130可以由多个电气设施使用。电气设施190—般是在本地运营电力网130的公共设施，但是电气设施190可以是私人公司或个人。电动车辆的操作员(如，电动车辆操作员145)使用充电站120为他们的电动车辆(如，电动车辆110)充电。例如，电动车辆(如，电力动力车辆、汽油/电力混合动力的车辆等)的电力存储装置(如，电池、超级电容器等)可以通过充电站120的使用来充电。应该理解，电动车辆操作员可以包括电动车辆的驾驶员、电动车辆的乘客、和/或电动车辆的服务人员。在一种实施方式中，电动车辆的操作员提供他们自己的充电线为他们的电动车辆充电(如，电动车辆的操作员145将充电线140插入充电站120的充电点连接155处)，而在其他实施方式中，充电站120的充电点连接155包括对于附加的充电线的电路(如，充电线140固定地附到充电站120的充电点连接155)。在一种实施方式中，充电站120能够以在不同电压(如120V和240V)下以双重模式充电。通过示例的方式，固定附加的充电线一般在高电压模式(如240V)下使用，而独立 的充电线一般在较低电压模式(如120V)下插入充电站120的电源插座。在一些实施方式中，电能的流动能够在输电线135的每个方向上。也就是说，电动车辆110能够从电力网130充电或电力网130能够从电动车辆110接收功率(下文中称为“车辆到电力网”(V2G))。因此，在本发明的一些实施方式中，电动车辆110可以从电力网130消耗电能，也可以将电能传输到电力网130。充电站120还通过数据控制单元(D⑶)170与服务器180耦合。D⑶170起到服务器180的网关的作用，并在充电站120和服务器180之间传递信息和数据。充电站120经由LAN (局域网)链路175 (如，WPAN (无线个人局域网)(如蓝牙(Bluetooth)、紫峰(ZigBee)等)或其他LAN链路(如以太网(Ethernet)、PLC (输电线通信)、无线(WiFi)等))与DCU 170交换信息和数据。D⑶170经由WAN链路185 (如移动电话(如CDMA、GPRS等)无线(WiFi)因特网连接、普通老式电话服务、专线等)与服务器180交换信息和数据。根据本发明的一种实施方式，DCU 170能够作为充电站(充电站120或与服务器180耦合的不同充电站)的部分而被包含。在其他实施方式中，D⑶170是分离的设备而不是充电站的部分。在一些实施方式中，充电站120与服务器180直接耦合(即未通过D⑶连接)。服务器180为多个充电站提供服务，该服务包括授权服务、计费服务、使用监控、充电站的实时控制等。随后将对此进行更详细的描述，在一些实施方式中，服务器180为多个充电站提供使用时间定义(如使用时间段)和/或价目表，由多个电气设施为该多个充电站供电。另外，在一些实施方式中，服务器180为连接至电力网的多个充电站提供服务，该电力网由与电气设施190不同的电气设施来运营。在一种实施方式中，服务器180存储车辆操作员信息(如操作员账单信息、操作员联系信息(如操作员的名字、居住地址、电子邮箱地址、电话号码等)、使用时间段、应用到充电会话的价目等)和充电站配置信息。该充电站配置信息能够包括与每个充电站和在充电站的充电会话相关的信息。例如，对于每个充电站，服务器180能够存储以下信息充电站属于的线路组(如在此使用的，对应于连接普通回路断路器的物理线路的线路组)、该线路组的输电线路容量(如断路器的大小)、用于防止故障电路断路器跳闸的跳闸裕度(margin)、当前正在消耗或传输的电流数量、车辆是否插入充电站、充电会话的长度(当前和过去)、应用于该充电会话的价目、充电站的不同时间段、充电站是否带有使用时间仪表
坐寸O在本发明的一种实施方式中，服务器180可以通过因特网包括订户门户，其允许订户(电动车辆的拥有者和操作员)注册服务(其可以包括提供关于他们电动车辆的信息、提供支付信息、提供联系信息等)并执行其他功能(如为充电会话付款、确定充电站的有效性、检查他们的电动车辆的充电状态等)。该订户门户还可以允许电动车辆操作员商讨或建立用于为他们的电动车辆充电的特定于操作员的价目(操作员依赖的价目)(其可以是或可以不是该操作员在其家中或公司中为电能支付的价目)。随后将对此进行更为详细的描述，无论充电站地点在哪且无论哪个电气设施控制供应于该充电站的电能，特定于操作员的电动车辆充电的价目都能够被适用。在一种实施方式中，订户门户还允许车辆操作员设置和/或修改在充电站上使用的语言首选项(如显示在充电站上的语言)。通过示例的方式，在设置完语言首选项之后，选 择的语言将在验证车辆操作员之后显示。在一种实施方式中，语言首选项被写至移动通信设备150 (如，如果移动通信设备是智能卡)并且在充电会话请求期间读取。在其他实施方式中，车辆操作员的语言首选项存储在服务器180中，并且在验证车辆操作员期间或之后提供至充电站。在一些实施方式中，电动车辆操作员还能够在充电站设置和/或修改他们的语言首选项。另外，服务器180可以包括主机门户，其可通过因特网获得，其允许充电站120(及其他充电站)的拥有者或管理者配置他们的充电站并执行其他的功能(如，确定充电站的平均使用等)。充电站还可以使用本发明的一些实施方式中的其他方式来配置(如，通过远程登录(Telnet)、用户界面等)。该主机门户还可以允许拥有者或管理者设置用于使用时间充电的价目和/或不同时间段。充电站120通过接通和断开充电点连接155来控制充电点连接155和电力网130之间的电能应用。在一种实施方式中，服务器180指示充电站120接通充电点连接155，并且还能示导充电站120断开充电点连接155。在一种实施方式中，充电点连接155是针对附加充电线的电源插座或电路(如，因此充电站120能够接通/断开附加充电线的电源插座或电路)。该电源插座能够是任何型号的插座，诸如遵循NEMA (国际电气制造商协会)标准5-15、5-20和14-50或其他标准(如，BS 1363、CEE7等)的插座，并可以在不同的电压(如，120V.240V.230V 等)进行操作。电动车辆操作员能够在本发明的不同实施方式中以不同的方式为他们的电动车辆请求充电会话。如一个示例，电动车辆操作员145能够使用通信设备150开始和请求电动车辆110的充电会话。该通信设备150可以是WLAN或WPAN设备(如单向或双向无线射频识别(RFID )设备、移动计算设备(如，笔记本电脑、掌上电脑、智能手机、多媒体手机、移动电话等)、紫蜂(ZigBee)设备等)。通信设备150直接或间接地通过服务器180将唯一的特定于操作员的信息(如，操作员识别信息等)传输至充电站120。在一些实施方式中，电动车辆操作员145可以使用通信设备150来监控电动车辆110的充电状态。在本发明的一种实施方式中，通信设备150可以与电动车辆110或电动车辆110的部分稱合。在一些实施方式中，电动车辆操作员145可以使用通信设备150将用于使用时间充电的操作员依赖的价目和/或操作员依赖的时间段传输至充电站120。
在其他实施方式中，电动车辆操作员145使用通信设备150将充电首选项传输至充电站120，其可以指示什么时候充电应该开始和/或以什么价目。例如，首选项可以指导充电站120在应用日间价目时不给电动车辆充电，除非电池的剩余值小于某一范围的数量(例如，以英里计算)。如请求充电会话的另一示例，电动车辆操作员145可以与付费站160互相影响，该付费站160与充电站120耦合，其可以稍后向充电站120发送关于车辆110充电的合适的指令(如接通充电点连接155的指令)。付费站160能够配置成通过通信设备150和/或通过用户界面(如，显示器和输入按钮)接收充电会话请求和付费。付费站160可以包括用于按需支付的信用卡读卡器。该付费站160通过LAN链路与充电站120耦合。该付费站160可以相似于用于停车场的付费站而运行。另外，该付费站160可以用于停车支付和充电支付。又如另一实施方式，电动车辆操作员145可以使用充电站120的用户界面来请求用于电动车辆110的充电会话。如另一实施方式，电动车辆操作员145能够使用通信设备150和付费站160的结合或通信设备150和充电站120的结合来请求充电会话和/或为充 电会话付费。在一些实施方式中，电动车辆操作员能够请求具有一个或多个参数组的充电会话。例如，电动车辆操作员145可以请求为电动车辆110充电直至达到限度。该限度能够包括电能的货币金额(如，充10美元价值的电能)、信用量(如，充10个信用值的电能)、时间量(如，3小时的充电)等。电动车辆操作员145还能够示出充电会话的优先权。在一些实施方式中，较高优先权的充电会话能够比较低优先权的充电会话花费多。可以在不同的实施方式中使用具有不同收费模式的不同充电方案。例如，现收现付模式能够用于电动操作员能够在充电会话的时间为充电会话付费的地方。操作员可以使用付费站160为充电会话付款或直接通过充电站120为充电会话付费。如另一种实施方式，滞后开账单模式能够用于电动车辆操作员拥有充电服务的帐户并且定期(如按天、按周、按月、按季度等)为他们的使用开出账单的地方。如另一种实施方式，先付费订单模式能够用于电动车辆操作员拥有充电服务的帐户并且提前为该服务付费的地方(每次充电会话完成后可以扣除相应的金额)。如另一实施方式，预付卡模式可以用于卡(如，移动通信设备150)包括一定充电信用值(如，时间值、电力值等)的地方。在预付卡模式中，根据使用信用的时间和/或充电会话的优先权，信用能够等价于不同的价值。例如，单一信用在非高峰时间段价值多于高峰时间(例如，非高峰时间期间，单一信用能够等价于一分钟价值的充电而，在高峰时间时该信用可能等价于30秒价值的充电)。图2示出根据本发明的一种实施方式的充电站120的示例性实施方式。充电站120包括充电点连接155、一个或多个充电站控制模块205、电力控制设备210、电能表220、RFID读取器230、用户界面235、显示单元240和一个或多个收发器250 (例如，有线收发器(如以太网、输电线通信(PLC)等)和/或无线收发器(如802. 15. 4 (如紫峰等)、蓝牙、WiFi、红外、GPRS/GSM、CDMA等))。应该理解，图2示出充电站的示例性体系结构，而其他不同体系结构可以用于在此描述的本发明的实施方式中使用。例如，充电站的一些实现可以不包括用户界面、RFID读取器或网络连接。RFID读取器230从想要使用充电站120的操作员的RFID启动设备(如，嵌入RFID标签的智能卡、智能钥匙等，)读取RFID标签。例如，操作员145可以将RFID读取器230附近的移动通信设备150 (如果RFID启动设备)摇动/滑动以用于从充电站120请求充电会话。该RFID读取器230将读取的信息传送至充电站控制模块205。该充电站控制模块205被编程以包括与车辆建立充电会话的指令。在一种实施方式中，操作员基于RFID读取器230收到的信息被验证并被授权。在本发明的一种实施方式中，当充电站120本地存储授权信息(如在配置/操作员数据存储区270)，在本发明的其他实施方式中，充电站控制模块205经由收发器205中的一个收发器用遥控设备(如服务器180)传输授权请求。例如，充电站控制模块205通过WPAN收发器(如，蓝牙、紫峰)或LAN收发器使授权请求传输至数据控制单元170。该数据控制单元170传递授权请求至服务器180。在一些实施方式中，除了或替代车辆操作员使用RFID启动设备开始充电会话，车辆操作员可以使用用户界面235开始充电会话。例如，车辆操作员可以通过用户界面235进入帐户和/或支付信息。例如，用户界面235可以允许操作员145进入用户姓名/密码(或其他信息)和/或支付信息。在一些实施方式中，车辆操作员还能够定义他们的请求的 特权或优先级(如立即充电、任何时间充电等)，这可能影响充电会话期间的供电的费用。充电站控制模块205使充电点连接155接通或断开。例如，充电站控制模块205通过完成输电线135到电力网130的连接使电力控制设备210接通。在一种实施方式中，电力控制设备210是由充电站控制模块205或任何其他适合控制电量流动的装置控制的固态设备。在一些实施方式中，充电站控制模块205基于从服务器180或从付费站160接收的信息使充电点连接155接通或断开。电能表220测量输电线135上流经充电点连接155 (如，车辆110和充电站120之间)的电量。在一些实施方式中，电能表220能够测量流向电动车辆的能量和从电动车辆流向电力网130的能量(如在V2G的情况下)。电能表220可以包括电感线圈或其他适合测量电流的装置或与其耦合。电能表220与充电站控制模块205耦合。充电站控制模块205用指令编程以监控从电能表的输出并计算电能读数(如，给定时间段期间使用的电量，一般以千瓦时(kWh)计算)。在一些实施方式中，电能表220是使用时间仪表，该仪表可以用不同时间段编程以便针对不同时间段设定不同电能读数。显示单元240用于向操作员145显示消息(如，充电状态、确认消息、错误消息、通知消息等)。如果充电站120还用作停车计时器(如，按分钟计算的剩余时间量、违规停车等)，则显示单元240还可以显示停车信息。配置/操作员数据存储270存储配置信息，该配置信息可以由充电站120的管理者、拥有者或生产者设置。虽然图I示出单个充电站120，但应该理解，许多充电站可以联网至服务器180(通过一个或多个数据控制单元)和/或彼此之间联网。另外，服务器180可以与多个充电站耦合，该多个充电站从由不同电气设施运营或控制的不同电力网供电。图3示出根据本发明的一种实施方式的示例性充电站网络。如图3中示出的，不同地理区域的不同电气设施运营和/或控制向充电站供电的不同电力网。例如，电气设施190控制和/或运营电力网130，该电力网130向充电站310的组(充电站120是充电站310的部分)供电。电气设施340控制和/或运营电力网350，电力网350向充电站320的组供电。电气设施360控制和/或运营电力网370，电力网370向充电站330的组供电。通过示例的方式，电气设施190、340和360是不同的公司/组织并对电能消耗以不同的价目收费。尽管图3中未示出，但应该理解，在充电站组310、320和330中的一些充电站能够包括使用时间仪表。应该理解，多个电气设施可以共享和使用同一电力网并可以应用不同的价目。图3还不出使用由不同电力网供电的不同充电站的电动车辆操作员145,所述不同电力网由不同的电气设施运营和/或控制。如图3中说明的，电动车辆操作员145具有一个或多个的操作员依赖价目380，该操作员依赖价目380与电气设施190相关联。该操作员依赖价目380能够包括下列的一个或多个使用时间价目(用于使用使用时间仪表的每个时间段的不同价目、优先权价目(用于高优先权充电会话的价目(其可以包括附加费))、无使用时间充电站费用(当充电站没有使用时间仪表时使用的价目)、漫游(roaming)价目(当电动车辆操作员正使用不同电动车辆充电服务的充电站时使用的价目(其也可以包括附加费))等。通过示例的方式，价目380可以与电气设施190协商，该电气设施190可以是电动车辆操作员145当地的机构。价目380还可以用于使用时间的计量，这将随后对此进行描述(如，不同的价目可以用于不同的时间段)。在一种实施方式中，与充电站组310、320和330耦合的服务器180使价目380应用于那些充电站上的充电会话。
为了图3的目的，价目380是电动车辆操作员依赖的价目，无论使用充电站组310、320和330中的哪个充电站为电动车辆充电，该价目将应用于电动车辆操作员145的充电会话。因此，无论哪个电气设施向充电站供电，电动车辆操作员145使用同样的价目被开账单。因此，当使用充电站310、320或330时，甚至其由电气设施190、340和360分别供电时，操作员145将使用价目380被开账单。如上文所述，电气设施190、340和360 —般可以应用不同的价目，但是如果与那些电气设施的价目不同，电动车辆操作员145将使用价目380被开账单。在一种实施方式中，由电动车辆充电服务对电动车辆操作员的开出账单的量和由电气设施对电动车辆充电服务开出账单的量的差值由电动车辆充电服务解决(如，如果收费量小于对电动车辆操作员的收费量，则充电服务可以保留该差值，而当收费量大于对电动车辆操作员的收费量，则充电服务可以补偿该差值)。虽然图3示出与特殊电气设施相关(如电气设施190)的价目，但是本发明的实施方式不被限制于此。例如，价目能够由电动车辆充电服务指定(如电动车辆操作员的注册期间)并且可以不与任何电气设施相关联。虽然图3示出关于特定于单个车辆操作员的车辆操作员依赖的价目的本发明的实施方式，在一些实施方式中，价目特定于车辆操作员组(如，公司雇员、旅游团成员或其他组)。通过示例的方式，公司可以为雇员协商团体价目，并且无论充电站和向那些充电站提供电力服务的电气设施的地点在哪，都可以使用这些价目。虽然图3示出了美国大陆，但是应该理解，电气设施和充电站能够位于不同的国家。在一些实施方式中车辆操作员依赖的价目在不同的国家应用。如上文所述，一些充电站可以包括使用时间仪表。例如，在一些实施方式中，电能表220是使用时间仪表，其可以用不同时间段编程，以便在不同的时间段采取不同的电能读数。图4是示出根据本发明的一种实施方式的用于带有使用时间仪表的充电站上的充电会话的示例性操作的流程图。将使用图2的示例性实施方式对图4进行描述，但是应该理解，图4的操作能够由不同于参照图2讨论的本发明的实施方式执行，参照图2讨论的实施方式能够执行不同于参照图4讨论的那些操作。将参考充电站120和服务器180对图4进行描述，但是应该理解，其他充电站(如，充电站组310、320和330中的充电站)能够执行类似的操作。在块410，在充电站120处接收来自电动车辆操作员145的充电会话请求。如上文所述，可以经由通信设备150、付费站160和/或直接通过用户界面235接收充电会话请求。充电会话请求识别电动车辆操作员145 (如，该请求包括与电动车辆操作员145相关联的标识符)。该请求还包括一个或多个参数组(如，充电会话持续限度(如货币值、信用值、时间值)、优先级等)。控制流向块420，在块420，充电站120将充电会话请求传输至服务器180。在块430，服务器180处理充电会话请求，该处理包括确定使用时间定义(其识别一个或多个时间段)及应用于充电会话的相应的价目。当在一种实施方式中使用时间定义和/或价目特定于电动车辆操作员145，而在其他实施方式中使用时间定义和/或价目特定于不同车辆操作员组(如，公司雇员、旅行团成员等)或特定于充电站120、电气设施190或电力网130。特定于电动车辆操作员的使用时间定义和/或价目可以代替特定于充电站或 电气设施的使用时间定义和/或价目。应该理解，如果价目是电动车辆操作员依赖的价目，无论从哪个充电站(及哪个电气设施负责为充电站生产电能)接收请求，那些价目都可以使用。因此，电动车辆操作员依赖的价目适用于与不同电气设施相关联的不同的充电站。价目还能够基于接收请求的时间。例如，不同的价目能够基于不同的时间段(例如，高峰时间、非高峰时间、夜间时间、日间时间等)而应用。这些不同的价目也能够特定于电动车辆操作员145或特定于充电站120或电气设施190。在一种实施方式中能够使用时间段和价目的结合。例如，使用时间定义能够特定于充电站120或电气设施190，而价目能够特定于电动车辆操作员145。服务器180还执行授权程序用于确定是否授权电动车辆操作员在请求的时间使用充电站120。在一种实施方式中，如果电动车辆操作员未被授权,则服务器180不确定使用时间定义或价目。在一些实施方式中，用于使用时间仪表的时间段特定于电气设施并在接收来自电动车辆操作员的请求之前被编入使用时间仪表。在这样的实施方式中，服务器180不确定使用时间定义。流程从块430移动至块440，在块440，服务器180将充电会话应答(r印Iy)传输到充电站120，该充电会话应答包括使用时间定义和可选的价目。根据一种实施方式，一旦收到包括货币额限度或信用额限度的请求，价目将被传输到充电站120，且充电站120使用那些价目来计算正在消耗的电能的费用以便确定何时达到限度。流程从块440移动至块450。在块450，充电站120使用从服务器180接收到的使用时间定义对使用时间仪表进行编程。例如，使用时间定义中示出的不同时间段被编入充电站120的使用时间仪表220中。流程从块450移动至块460，在块460，充电会话已经建立并且充电被允许开始。在一种实施方式中，建立充电会话包括允许电流在电动车辆和充电站120之间流动。例如，充电站控制模块205使电力控制设备210向充电点连接155供电。在充电会话期间，充电站120测量不同时间段消耗的电流量并计算那些不同时间段的电能读数(如kWh读数)。在一些实施方式中，充电站120还根据电能读数和从服务器180接收到的相应价目来计算正在消耗的电能的费用。流程从块460移动至块470，在块470，充电会话停止。例如，电动车辆操作员已经终止充电会话，请求的限度已经达到等。例如，如果请求包括基于电能的货币额的限度(如10美元价值的电能)，则一旦电量被消耗完充电站120停止充电。在一些实施方式中，通知消息(如电子信函、文本消息等)被传输至车辆操作员145来警告操作员由于充电会话持续限度(如货币、信用等)已经满足，充电会话已经结束。通知消息可以由充电站120或服务器180传输。参考图2，充电站控制模块205使电力控制设备210给充电点连接155供电以避免电能在电动车辆和充电站120之间转移。流程从块470移动至块480，在块480，充电站120将电能读数传输至服务器180。根据是否在多个使用时间段期间发生充电，可能有多个电能读数。电能读数能够连同充电会话终止信息一起被发送，该充电会话终止信息通知服务器180充电会话已经结束。当然，应该理解，当充电会话正在进行时，充电站120能够传输电能读数。
流程从块480移动至块490，在块490，服务器180根据读数和相应的价目核对电动车辆操作员的账单。例如，服务器180根据读数和价目开账单给电动车辆操作员(或从电动车辆操作员的账户或预付卡或计划中扣除)。作为另一个示例，在V2G的情况下，服务器180根据读数和价目从电动车辆操作员的账户划账。在价目是车辆操作员依赖的价目的实施方式中，除了确定给电动车辆操作员开账单的金额(或从账户或其它预付卡或计划扣除)之外，服务器180还可以确定如果不是对于车辆操作员依赖的价目，电气设施将开出账单的金额。在一种实施方式中，金额之间的差额通由电动车辆充电服务(如控制/运营服务器180的设施)来解决。例如，如果机构开出账单的金额小于向电动车辆开出账单的金额，则充电服务保留该差额，而如果机构开出账单的金额多于向电动车辆开出账单的金额，则充电服务补偿该差额。虽然图4示出服务器180向充电站120提供使用时间定义和/或价目，单在一些实施方式中，是由电动车辆操作员来提供使用时间定义和/或价目。通过示例的方式，电动车辆操作员145能够使用移动通信设备150传输在充电站120的使用时间仪表中使用的价目和/或不同时间段。在一些实施方式中，价目和/或使用时间定义以编码形式存储在移动通信设备150上并由充电站120解码。因此不同于不包括使用时间仪表的一般充电站，本发明的实施方式允许充电站测量多个时间段的电能读数。由于针对一天中的不同时间(如高峰时间、非高峰时间、夜间时间等)可以用不同的价目进行索费，所以这使对于电能开出的账单有较大的尺度。另外，在一些实施方式中，使用时间段特定于单个电动车辆操作员，并且其应用到接收来自不同电气设施的电力服务的多个充电站。虽然图4说明了用带有使用时间仪表的充电站执行的示例性操作，但是一些充电站不包括使用时间仪表。例如，在这些实施方式中，充电站120的电能表220不是使用时间仪表。图5是示出根据本发明的一种实施方式的不带有使用时间仪表的充电站上的充电会话的示例性操作的流程图。类似于图4，图5将参考充电站120和服务器180被描述；但是应该理解，其他充电站(如充电站组310、320和330中的充电站)能够执行类似的操作。在块510,以类似于图4的块410中描述的充电会话请求的方式,来自电动车辆操作员145的充电会话请求在充电站120被接收。如上文所述，该充电会话请求可以经由通信设备150、付费站160和/或直接通过用户界面235被接受。控制流程到块520，其中充电站120将充电会话请求传输到服务器180。在块530，服务器180处理充电会话请求，包括确定用于被请求的充电会话的价目。在一种实施方式中，价目特定于电动车辆操作员145(电动车辆操作员依赖的价目)，而在其他实施方式中，价目特定于不同的车辆操作员组(如公司雇员、旅行团成员等)或特定于充电站120、电气设施190或电力网130。选择的价目还能够根据收到的请求的时间。例如，不同的价目能够应用到不同的时间段(如高峰时间、非高峰时间、夜间时间、日间时间等)。这些不同的价目也能够特定于电动车辆操作员145、充电站120、电气设施190、电力网130和/或不同团体的车辆操作员组(如公司雇员、旅行团成员等)。如上文参考图4的块430所描述的，服务器还可以执行授权程序以确定电动车辆操作员是否是经授权的用户。
参考图4,由于充电站120不包括使用时间仪表,所以服务器180不确定可能与电动车辆操作员请求的充电会话相关联的使用时间段。在电动车辆操作员请求的充电会话与用于不同时间段的多个价目相关联的情况下，服务器180能够选择那些价目中的一个价目和/或价目的平均值来使用。在其他实施方式中，电动车辆操作员还与那些不包括使用时间仪表的充电站的不同的价目相关联。流程从块530移动到540，在块540，服务器180传输充电会话应答，该应答指示电动车辆操作员被授权，并且还选择地包括所确定的充电会话的价目。根据一种实施方式，在请求包括货币额限度或信用额限度的情况下，充电站120使用价目以计算消耗的电能的费用。流程从块540移动至块550，在块550，充电会话已经建立且充电被允许开始，正如对关于图4的块460类似描述的。在充电会话期间，充电站120测量正在消耗的电流量并使用该信息计算充电会话的能量读数(如kWh读数)。在一些实施方式中，充电站120还根据电能读数和从服务器180接收到的价目来计算被消耗的电能的费用。然后流程移动到块560，在块560，充电会话停止。例如，充电会话已经由电动车辆操作员145终止、请求的限度已经达到等。在一些实施方式中，通知消息(如电子信函、文本信息等)被传输到车辆操作员145，警告操作员由于充电会话持续限度(如货币、信用等)已经满足，所以充电会话已经结束。流程从块560移动到块570，在块570，充电站120将电能读数(如在充电会话期间消耗的kWh)传输到服务器180。电能读数能够与充电会话结束消息一起发送，该结束消息通知服务器180充电会话已经结束。当然，应该理解，在充电会话进行时充电站120能够将电能读数传输到服务器180。流程从块570移动至块580，在块580，服务器180根据读数和价目核对电动车辆操作员的账单。例如，服务器180根据电能读数和价目给电动车辆操作员开出账单(或从电动车辆操作员的帐户或预付卡或计划中扣除)。在价目是车辆操作员依赖的价目的实施方式中，如果不是特定于车辆操作员依赖的价目，除了确定给电动车辆操作员开出的账单金额(或从帐户或预付卡或计划扣除)之外，服务器180还确定电气设施将给操作员开出的金额。在一种实施方式中，金额之间的差额由电动车辆充电服务(如控制/运营服务器180的设施)解决。例如，如果机构开出的金额小于对电动车辆操作员开出的金额，则充电服务保留该差额，如果机构开出的金额多于对电动车辆操作员开出的金额，则充电服务补偿该差额。虽然图5不出服务器180向充电站120提供价目，但在一些实施方式中，是由电动车辆操作员来提供该价目的。通过示例的方式，电动车辆操作员145能够使用移动通信设备150向充电站120传输价目。在一些实施方式中，价目以编码形式存储在移动通信设备150上并由充电站120解码。因此，不同于价目存在地方依赖并由电气设施设定的普通充电服务，本发明的实施方式允许使用电动车辆操作员依赖的价目。如上文所述，电动车辆操作员依赖的价目能够应用到从不同电气设施接收电力服务的多个充电站。当车辆旅行到由不同的电气设施服务的不同的地理位置时，这为车辆操作员在关于为充电服务被开出(或扣除)的金额方面提供一致的体验。虽然图4和图5描述了关于服务器180向充电站120提供使用时间定义和/或价目，但是在其他实施方式中，由DCU 170向充电站120提供使用时间定义和/或价目。另外， 每个单独的充电站可以用使用时间定义和/或价目进行编程。虽然附图中的流程图示出了由本发明的某些实施方式执行的操作的特定顺序，但是应该理解，这样的顺序是示例性的(如可替换的实施方式可以以不同的顺序执行该操作、结合某些操作、重复某些操作等)。虽然已经根据几种实施方式描述了本发明，但是本领域的技术人员将认识到本发明不局限于描述的实施方式，并且本发明能够通过所附权利要求书的精神和范围内的修改和替换来实现。因此说明书被视为说明性而不是限制性的。
权利要求
1.一种用于在具有使用时间仪表的电动车辆充电站为电动车辆充电的方法，该方法包括 在电动车辆与所述电动车辆充电站之间建立充电会话，其中所述电动车辆被允许在所建立的充电会话期间进行充电；以及 当充电会话进行时，针对被编程到所述使用时间仪表中的多个时间段计算电能读数，其中所述使用时间仪表在所述多个时间段测量电能，以使不同的价目能够被应用到所述多个时间段。
2.根据权利要求I所述的方法，该方法还包括 将所计算的所述充电会话的电能读数传输到电动车辆充电站网络服务器以用于计费。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述建立充电会话包括下列步骤 将消息传输到代表所述电动车辆的操作员请求充电会话的所述电动车辆充电站网络服务器，其中所述消息包括与所述电动车辆的所述操作员相关联的标识符； 从所述电动车辆充电站网络服务器接收指示所述充电会话被授权的应答；以及 对接收所述应答作出响应，允许电流在所述电动车辆充电站与所述电动车辆之间流动。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法还包括 基于与所述电动车辆的所述操作员相关联的所述标识符，从所述电动车辆充电站网络服务器接收使用时间定义，其中所述使用时间定义指示所述使用时间仪表的时间段；以及对接收所述使用时间定义作出响应，将所述时间段编程到所述使用时间仪表中。
5.根据权利要求3所述的方法，该方法还包括 接收对应于所述多个时间段的多个价目，其中所述多个价目特定于所述电动车辆的所述操作员，其中所述电动车辆充电站由电气设施运营的电力网供电，并且其中所述多个价目适用于由不同电气设施供电的不同电动车辆充电站上的操作员；以及 当达到限度时结束所述充电会话，其中所述限度基于所述时间段中每个时间段的所述电能读数和所述时间段的所述价目，并且其中所述限度是货币额和基于信用的系统中的信用额中的一者。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个价目接收自所述电动车辆充电站网络服务器和所述电动车辆的所述操作员中的一者。
7.一种用于在电动车辆充电站为电动车辆充电的方法，其中所述电动车辆充电站由电气设施供电，该方法包括 在电动车辆与所述电动车辆充电站之间建立充电会话，其中所述电动车辆被允许在所建立的充电会话期间充电； 计算所述充电会话的一个或多个电能读数，该一个或多个电能读数代表所述充电会话期间所述电动车辆消耗的电量； 将所述一个或多个电能读数传输到电动车辆充电站网络服务器以用于计费，该计费基于特定于所述电动车辆的操作员的一个或多个价目，其中特定于所述电动车辆的所述操作员的所述一个或多个价目适用于由不同的电气设施供电的不同的电动车辆充电站。
8.根据权利要求7所述的方法，其中建立所述充电会话还包括 从所述电动车辆的操作员接收对所述充电会话的请求；将所述请求传输到所述电动车辆充电站网络服务器以用于授权； 从所述电动车辆充电站网络服务器接收指示所述充电会话被授权的应答；以及 对接收所述应答作出响应，允许电流在所述电动车辆充电站与所述电动车辆之间流动。
9.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括 从所述电动车辆充电站网络服务器和所述电动车辆的所述操作员中的一者处接收特定于所述电动车辆的所述操作员的所述一个或多个价目；以及 当达到限度时结束所述充电会话，其中所述限度基于所述一个或多个电能读数和所述一个或多个价目，并且其中所述限度是货币额和基于信用的系统中的信用额中的一者。
10.根据权利要求9所述的方法，其中有特定于所述电动车辆的所述操作员的至少两个价目，并且其中有用于所述充电会话的至少两个电能读数，该至少两个电能读数基于来自所述电动车辆充电站上的使用时间仪表中的至少两个时间段的测量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少两个时间段接收自所述电动车辆充电站网络服务器。
12.—种用于给电动车辆充电的电动车辆充电站,该电动车辆充电站包括 充电点连接，该充电点连接将电动车辆耦合到输电线，该输电线与由电气设施运营的电力网耦合； 可编程的使用时间仪表，该可编程的使用时间仪表用于为多个不同的时间段提供计量; 收发器，该收发器与电动车辆充电站网络服务器通信；以及 一个或多个控制模块，该一个或多个模块与所述可编程的使用时间仪表和所述收发器耦合，所述一个或多个控制模块执行下列步骤 对所述可编程的使用时间仪表进行多个时间段的编程； 使所述充电点连接通电以允许电流流过所述充电点连接；以及 计算所述时间段的电能读数。
13.根据权利要求12所述的电动车辆充电站，其中所述一个或多个控制模块还使所述电能读数传输到所述电动车辆充电站网络服务器以用于计费。
14.根据权利要求13所述的电动车辆充电站，其中所述多个时间段特定于单个的电动车辆操作员，并且其中所述多个时间段将从所述电动车辆充电站网络服务器被接收。
15.根据权利要求13所述的电动车辆充电站，其中所述多个时间段的多个价目将从所述电动车辆充电站网络服务器被接收，并且其中所述多个价目中的至少某些价目特定于单个的电动车辆操作员并适用于由不同电气设施供电的不同电动车辆充电站，并且其中所述一个或多个控制模块还基于所述充电会话的限度达到而使所述充电点连接断电，根据所述电能读数和所述时间段的价目中合适的那些来判断所述限度的达到。
16.—种电动车辆充电系统,该电动车辆充电系统包括 为电动车辆充电的多个电动车辆充电站，其中所述多个电动车辆充电站中的不同的电动车辆充电站由不同的电气设施供电，其中每个电动车辆充电站执行以下步骤 计算充电会话的电能读数；和 将所计算的电能读数传输到电动车辆充电站网络服务器；所述电动车辆充电站网络服务器，与所述多个电动车辆充电站中的每一个电动车辆充电站耦合，其中所述电动车辆充电站网络服务器执行计费，该计费包括将合适的电动车辆操作员特定价目应用到接收到的电能读数；以及 其中每个电动车辆操作员特定价目特定于车辆操作员，并应用到所述多个电动车辆充电站中的每一个电动车辆充电站，无论该电动车辆充电站由哪个所述电气设施供电。
17.根据权利要求16所述的电动车辆充电系统，其中所述多个电动车辆充电站中的至少某些电动车辆充电站还包括使用时间仪表，该使用时间仪表提供多个不同的时间段的计量，其中所述电动车辆充电站网络服务器将所述不同的时间段提供给所述那些电动车辆充电站。
18.根据权利要求17所述的电动车辆充电系统，其中所述不同的时间段特定于单个的电动车辆操作员。
19.根据权利要求17所述的电动车辆充电系统，其中所述电动车辆充电站网络服务器 还为所述电动车辆充电站提供合适的电动车辆操作员特定价格，其中所述电动车辆充电站基于达到所述充电会话的限度来结束充电会话，其中所述限度基于所述电能读数和所述电动车操作员特定价格。
全文摘要
本发明公开一种电动车辆充电站，该电动车辆充电站包括使用时间仪表，该使用时间仪表可以用不同时间段进行编程，以使不同的价目能够应用到那些不同时间段的电能读数。所述时间段可以特定于电动车辆操作员。所述价目也可以特定于电动车辆操作员并应用到由不同的电气设施供电的充电站。
文档编号H02J7/00GK102742113SQ201080062843
公开日2012年10月17日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月17日
发明者J·所罗门, M·T·托米, R·洛温塔尔 申请人:库仑科技公司