专利名称：供电动车辆使用的充电系统及其监测方法
技术领域：
一般来说，本文所公开的主题涉及电动车辆，以及更具体来说，涉及与电动车辆一起使用的充电站。
背景技术：
应对与常规内燃机车辆的使用相关的不断增加的燃料成本以及还应对包括空气污染在内的加剧的环境问题，电动车辆的使用已经增加。已知的电动车辆必须定期地再充电，并且这类车辆的拥有者可使用充电站来补充其电动车辆的电池中存储的电荷。充电站能够位于拥有者的住宅或者位于商业场所。在一些充电站的能量购买可至少部分由政府机构和其它实体来补贴，使得对于顾客的成本可小于原本没有补贴时的等量 能量的成本。但是，至少一些已知的充电站不能区分经授权连接到那个特定充电站的车辆和未经如此授权的车辆。此外，至少一些已知充电站在车辆连接到充电站时不能检测经授 权车辆的不正常工作。由于能量折扣，并且这类可能的站限制，可诱使个人将未经授权装置连接到充电站，以企图盗窃能量供用于对未经授权装置进行充电。
发明内容
在一个方面，提供一种用于监测电动车辆充电站的操作的系统。该系统包括电池充电器，配置成耦合到装置以用于将电流供给至该装置；电流传感器(current sensor)，耦合到电池充电器以用于测量从电池充电器供给至装置的电流，该电流传感器配置成基于供给至装置的所测量电流来生成所测量电流概况(current profile);以及处理器，耦合到电流传感器。处理器配置成接收从电流传感器传送的所测量电流概况，并且将所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较，以便监测充电站的操作。在另一方面，提供一种电动车辆充电站。该电动车辆充电站包括连接器，配置成耦合到装置；电池充电器，配置成经由连接器将电流供给至装置；电流传感器，耦合到电池充电器以用于测量从电池充电器供给至装置的电流，该电流传感器配置成基于供给至装置的所测量电流来生成所测量电流概况；以及处理器，耦合到电流传感器。处理器配置成接收从电流传感器传送的所测量电流概况，并且将所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较，以便监测充电站的操作。在又一方面，提供一种用于监测电动车辆充电站的操作的方法。该方法包括使用电池充电器将电流供给至装置；测量供给至装置的电流；基于供给至装置的所测量电流来生成所测量电流概况；将所测量电流概况传送至处理器；使用处理器将所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较；以及基于所测量电流概况与至少一个已知电流概况的比较来监测充电站的操作。
图I是用于对车辆充电的不范系统的框图。
图2是用于监测与电动车辆一起使用的充电站的操作的示范方法的流程图。
具体实施例方式本文所述的系统和方法使未经授权装置在连接到电动车辆充电站时能够被识别。此外，本文所述的系统和方法实现连接到电动车辆充电站的未正常工作装置的识别。在检测到未经授权和/或未正常工作车辆时，本文所述的系统和方法阻止该装置的追加充电，将告警信号传送至网络，和/或将通知信号传送至顾客。本文所述的方法和系统的技术效果包括下列至少一个(a)使用电池充电器将电流供给至装置；(b)测量供给至装置的电流；(c)基于供给至装置的所测量电流来生成所测量电流概况；(d)将所测量电流概况传送 至处理器；(e)使用处理器将所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较；以及(f)基于所测量电流概况与至少一个已知电流概况的比较来监测充电站的操作。本文所使用的“电动车辆”定义为包括用于推进的一个或多个电动机的任何车辆。用于推进电动车辆的能量可来自各种源，例如但不限于车载可再充电电池和/或车载燃料电池。在一个实施例中，电动车辆是捕获和存储例如从制动所生成的能量的混合电动车辆。此外，混合电动车辆使用诸如电池之类的电源中存储的能量在空转(idling)时继续操作，以便节省燃料。一些混合电动车辆能够通过插入电源插座、如电源引出口来对电池再充电。相应地，本文所使用的术语“电动车辆”可表示混合电动车辆或者接收电能的任何其它车辆。图I是可用于对电动车辆进行充电的示范系统100的框图。在示范实施例中，系统100包括连接器102、电流传感器104、电池充电器106、处理器108和网络110。连接器102耦合到装置120，以便实现充电。电池充电器106将电流供给至装置120。在示范实施例中，网络Iio由充电站130的运营商、如公用事业提供商来控制和/或提供。备选地，网络110可由使系统100能够按照本文所述来起作用的任何实体来运营。电流传感器104耦合在电池充电器106与连接器102之间，以便监测从电池充电器106供给至装置120的电流。耦合传感器104以便监测从电池充电器106供给的电流，使系统100能够识别耦合到连接器102的装置120以及装置120的操作状态，下面更详细地进行描述。在示范实施例中，电流传感器104是分流电阻器(shunt resistor)。备选地，电流传感器104可以是罗果夫斯基线圈(Rogowski coil)、电流互感器(current transformer)和/或使系统100能够按照本文所述来起作用的任何其它装置。处理器108耦合到电流传感器104，以便实现处理器108与电流传感器104之间的通信。更具体来说，电流传感器104生成并且传送所测量电流概况122至处理器108供处理，如本文所述。在示范实施例中，所测量电流概况122指示由电池充电器106供给至装置120的电流的速率(rate of current)。备选地,所测量电流概况122可包括使系统100能够按照本文所述来起作用的任何信息，例如但不限于与供给至装置120的总电流量和/或对装置120充电所需的持续时间相关的信息。在示范实施例中，处理器108耦合到网络110、用户接口 124和数据库126。用户接口 124可包括例如键盘、显示装置、指针装置、鼠标、触控笔、触敏面板、触摸垫、触摸屏、陀螺仪、加速计、位置检测器和/或音频用户输入接口。在示范实施例中，处理器108还耦合到电池充电器106，使得处理器108能够终止电池充电器106的操作，如本文中所详细描述。连接器102、电流传感器104、电池充电器106、处理器108和数据库126都可位于用来对电动车辆中的电池进行充电的充电站130中。备选地，连接器102、电流传感器104、电池充电器106、处理器108和/或数据库126可相互远离地定位。此外，装置120可包括经授权供用在充电站上的车辆、未经授权供用在充电站上的车辆和/或未经授权供用在充电站上的非车辆的装置、诸如器具和/或任何其它电气装置。系统100确定装置是否为经授权车辆、未经授权车辆和/或未经授权的非车辆的装置，下面更详细地进行描述。
至少一个已知电流概况140存储在数据库126中。这种电流概况140可指示例如供给至已知装置的电流的速率、供给至已知装置的电流的总量和/或对已知装置充电所需的持续时间。数据库126在通信上耦合到处理器108，使得处理器108能够从数据库126来检索已知电流概况140。此外，数据库126可存储已知的经授权装置、已知的未正常工作装置和/或已知的未经授权装置的已知电流概况140。在一个实施例中，已知电流概况140从网络110下载到数据库126中。备选地，已知电流概况140可经由用户操作用户接口 124来输入到数据库126中。在又一个实施例中，至少一个先前测量的电流概况122可存储在数据库126中，供以后用作已知电流概况140。在示范实施例中，处理器108通过将所测量电流概况122与数据库126中存储的已知电流概况140进行比较，来分析所测量电流概况122。当一个以上已知电流概况140存储在数据库126中时，已知电流概况140可根据信息来组织，例如但不限于车辆构造、车辆型号、车辆年份和/或车辆电池类型。备选地，已知电流概况140可根据使系统100能够按照本文所述来起作用的任何分类来组织。为了分析所测量电流概况122，处理器108将所测量电流概况122与至少一个已知电流概况140进行比较。在示范实施例中，处理器108将所测量电流概况122与数据库126中存储的所有已知电流概况140进行比较。备选地，处理器108可将所测量电流概况122仅与数据库中存储的已知电流概况140的一部分进行比较，和/或选择哪些已存储电流概况140应当用于与所测量电流概况122进行比较。在一个实施例中，使用充电站130的顾客和/或操作用户接口 124的用户可输入指示哪些已知电流概况140应当与所测量电流概况122进行比较的信息。这种信息可包括但不限于仅包括车辆构造、车辆型号、车辆年份和/或车辆电池类型。在将所测量电流概况122与已知电流概况140进行比较时，处理器108可确定所测量电流概况122不与授权使用充电站130的车辆关联的所存储已知电流概况140的任一个匹配。例如，顾客可能尝试将未经授权装置、如非车辆的装置连接到连接器102。如果所测量电流概况122不与数据库126中存储的已知电流概况140匹配，则当电池充电器106将电流供给至装置120时，处理器可确定装置120是未经授权装置。处理器108还可通过确定所测量电流概况122与与经授权但未正常工作的装置关联的已知电流概况140匹配，来确定耦合到连接器102的经授权装置未正常工作。这种不正常工作可包括例如装置120中的电气短路、装置120中的故障电池和/或装置120中的一个或多个已损坏电连接。要注意，处理器可识别由装置120的条件所引起的、是通过将所测量电流概况与已知电流概况140进行比较可检测的任何不正常工作。
在示范实施例中，处理器108确定所测量电流概况122与数据库126中存储的已知电流概况140相比是否处于预定容限之内。也就是说，所测量电流概况122无需与已知电流概况140之一完全匹配以便使处理器108确定所测量电流概况122与已知电流概况140之一匹配。备选地，处理器108可使用使系统100能够按照本文所述来起作用的任何适当的参数来确定所测量电流概况122是否与已知电流概况140匹配。当处理器108检测到未经授权和/或未正常工作装置120到连接器102的连接时，在示范实施例中，处理器108使电池充电器106立即停止对装置120充电。在另一个实施例中，当处理器108检测到未经授权和/或未正常工作装置120的连接时，处理器108生成并且传送告警信号至网络110，从而通知网络110关于未经授权和/或未正常工作装置120。在又一个实施例中，当处理器108检测到未经授权和/或未正常工作装置120的连接时，处理器108生成并且传送通知信号至耦合到连接器102的显示装置150，以便通知操作充电站130的顾客关于未经授权和/或未正常工作装置120。显示装置150可包括例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器和/或“电子墨水”显示器。在这种实施例中，通知信号使与特定不正常工作关联的信息能够在显示装置150上显示，使得顾客关于该不正常工作得到通知。 图2是可用于监测充电站、例如充电站130(图I所示)的操作的示范方法1000的流程图。在示范实施例中，使用例如电池充电器106(图I所示)将电流供给1002至装置、诸如装置120(图I所示)。供给至装置的电流例如由电流传感器104(图I所示)来测量1004。基于供给至装置的所测量电流来生成1006所测量电流概况、例如所测量电流概况122 (图I所示)。将所测量电流概况传送1008至处理器、例如处理器108 (图I所示)。处理器将所测量电流概况与至少一个已知电流概况、例如已知电流概况140(图I所示)进行比较1010。基于所测量电流概况与已知电流概况的比较，监测1012充电站的操作。监测1012充电站的操作可包括例如确定装置是否为经授权、未经授权和/或未正常工作。与已知充电站系统和方法相比，本文所述的系统和方法使未经授权装置到充电站的连接能够通过将所测量电流概况与已知电流概况进行比较来识别。此外，与已知充电站相对照，本文所述的系统和方法使连接到充电站的车辆中的不正常工作能够通过将所测量电流概况与已知电流概况进行比较来识别。在确定未经授权装置连接到充电站或者所连接车辆具有不正常工作之后，生成通知和/或告警，并且禁止使用充电站的进一步充电。本文所述的系统和方法便于在未经授权装置在连接到电动车辆充电站时进行识另O。此外，本文所述的系统和方法便于在未正常工作装置连接到电动车辆充电站时进行识另O。在检测到未经授权和/或未正常工作车辆时，本文所述的系统和方法可阻止该装置的进一步充电，将告警信号发送至网络，或者将通知信号发送至顾客。以上详细描述了用于电动车辆充电站的系统和方法的示范实施例。本文所述的系统和方法并不局限于本文所述的具体实施例，而是可单独并且独立于本文所述的其它组件和/或步骤来利用系统的组件和/或方法的步骤。例如，本文所述的方法和系统可具有并不局限于如本文所述的与电动车辆充电站一起实施的其它应用。本文所述的方法和系统而是能够结合各种其它行业来实现和利用。虽然本发明的各个实施例的具体特征可在部分附图中示出而在其它附图中未示出，但是这只是为了方便起见。按照本发明的原理，可与任何其它附图的任何特征结合引用和/或要求保护附图的任何特征。本书面描述使用示例来公开本发明，其中包括最佳模式，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类 其它示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构单元，或者如果它们包括具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构单元，则预计它们落入权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于监测电动车辆充电站的操作的系统，所述系统包括 电池充电器，配置成耦合到装置以用于将电流供给至所述装置； 电流传感器，耦合到所述电池充电器以用于测量从所述电池充电器供给至所述装置的电流，所述电流传感器配置成基于供给至所述装置的所测量电流来生成所测量电流概况；以及 处理器，耦合到所述电流传感器，所述处理器配置成 接收从所述电流传感器传送的所述所测量电流概况；以及 将所述所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较，以便监测所述充电站的操作。
2.如权利要求I所述的系统，还包括配置成存储所述至少一个已知电流概况的数据库，所述处理器与所述数据库进行通信，使得所述处理器还配置成从所述数据库有选择地检索所述至少一个已知电流概况。
3.如权利要求I所述的系统，其中，所述处理器还配置成将所述所测量电流概况与所述至少一个已知电流概况进行比较，以便确定所述装置是否经授权供用在所述充电站上。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述处理器还配置成在所述处理器确定所述装置未经授权时生成和传送告警信号。
5.如权利要求3所述的系统，其中，所述处理器还配置成在所述处理器确定所述装置未经授权时阻止所述电池充电器对所述装置进行充电。
6.如权利要求I所述的系统，其中，所述处理器还配置成将所述所测量电流概况与所述至少一个已知电流概况进行比较，以便确定耦合到所述电池充电器的所述装置是否未正常工作。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述处理器还配置成在所述处理器确定所述装置未正常工作时生成和传送通知。
8.如权利要求2所述的系统，还包括耦合到所述处理器的用户接口，所述用户接口使用户能够将至少一个已知电流概况输入到所述数据库中。
9.如权利要求2所述的系统，还包括耦合到所述处理器的网络，所述数据库配置成从所述网络下载至少一个已知电流概况。
10.如权利要求I所述的系统，其中，所述电流传感器测量从所述电池充电器供给至所述装置的电流的速率，所述所测量电流概况包括电流的速率。
11.一种电动车辆充电站，包括 连接器，配置成耦合到装置； 电池充电器，配置成经由所述连接器将电流供给至所述装置； 电流传感器，耦合到所述电池充电器以用于测量从所述电池充电器供给至所述装置的电流，所述电流传感器配置成基于供给至所述装置的所测量电流来生成所测量电流概况；以及 处理器，耦合到所述电流传感器，所述处理器配置成 接收从所述电流传感器传送的所述所测量电流概况；以及 将所述所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较，以便监测所述充电站的操作。
12.如权利要求11所述的充电站，其中，所述处理器还配置成将所述所测量电流概况与所述至少一个已知电流概况进行比较，以便确定所述装置是否为未经授权车辆、非车辆的装置和未正常工作装置中的至少一个。
13.如权利要求12所述的充电站，其中，所述处理器还配置成在所述处理器确定所述装置是未经授权车辆、非车辆的装置和未正常工作装置中的至少一个时阻止所述电池充电器将电流供给至所述装置。
14.如权利要求12所述的充电站，还包括显示装置，所述处理器还配置成在所述处理器确定所述装置未正常工作时生成并且传送通知至所述显示装置。
15.如权利要求11所述的充电站，其中，所述电流传感器测量从所述电池充电器供给至所述装置的电流的速率，所述所测量电流概况包括电流的速率。
16.一种用于监测电动车辆充电站的操作的方法，所述方法包括 使用电池充电器将电流供给至装置； 测量供给至所述装置的电流； 基于供给至所述装置的所述所测量电流来生成所测量电流概况； 将所述所测量电流概况传送至处理器； 使用所述处理器将所述所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较；以及 基于所述所测量电流概况与所述至少一个已知电流概况的比较来监测所述充电站的操作。
17.如权利要求16所述的方法，其中，监测所述充电站的操作包括使用所述处理器来确定所述装置是否为未经授权和未正常工作中的至少一个。
18.如权利要求17所述的方法，还包括在所述处理器确定所述装置是未经授权和未正常工作中的至少一个时禁止所述电池充电器将电流供给至所述装置。
19.如权利要求17所述的方法，还包括 在所述处理器确定所述装置未经授权时生成通知；以及 将通知传送至耦合到所述处理器的网络。
20.如权利要求17所述的方法，还包括 在所述处理器确定所述装置未正常工作时生成通知；以及 将通知传送至显示装置。
全文摘要
提供一种用于监测电动车辆充电站的操作的系统。该系统包括电池充电器，配置成耦合到装置以用于将电流供给至该装置；电流传感器，耦合到电池充电器以用于测量从电池充电器供给至装置的电流，该电流传感器配置成基于供给至装置的所测量电流来生成所测量电流概况；以及处理器，耦合到电流传感器。处理器配置成接收从电流传感器传送的所测量电流概况，并且将所测量电流概况与至少一个已知电流概况进行比较，以便监测充电站的操作。
文档编号H02J7/00GK102761156SQ20121013837
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月26日 优先权日2011年4月29日
发明者B·R·里, G·W·亚历山大, J·C·布特 申请人:通用电气公司