使用动态电网对车辆进行充电的系统和方法以及管理车辆中的耗电的系统和方法
【专利摘要】一种对车辆进行充电的系统，包括：正演模型，对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及电荷交换场所，基于所述正演模型，促进通过动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议，所述动态电网包括所述多个车辆的第二车辆。一种用于管理车辆内的耗电的系统，包括：优化单元，用于根据多个电源的多个电源签名将多个参数优化，从而决定车辆要消耗的电能；以及操作模式设定单元，用于根据所述决定的电能来设定用于对车辆提供动力的操作模式。
【专利说明】使用动态电网对车辆进行充电的系统和方法以及管理车辆中的耗电的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对车辆进行充电的系统和方法以及对车辆中的耗电进行管理的系统和方法，尤其涉及使用动态电网对车辆进行充电的系统和方法、以及管理车辆中的耗电的系统和方法，基于多个电源的多个电源签名而使多个参数优化。
【背景技术】
[0002]对车辆进行充电
[0003]传统上，通过电网对电动车辆进行充电需要权衡该电网的电力输送容量以及电网上的所有车辆的要求充电时间。
[0004]电池电动车辆(BEV)中的电池必须定期地充电。一般来说，这些车辆从电网充电(在家或使用路边或商店充电站)，这些电轮流由诸如煤、水电、核以及其他的多种国内资源产生。由于对全球变暖的担心，也可以使用并促进家庭电能，例如屋顶光电太阳能电池板、微水电或风。
[0005]充电时间主要受限于电网连接的容量。普通家庭输出范围为1.5kW(在以110伏供电的美国、加拿大、日本以及其他国家)至3kW(在以220/240V供电的国家)。连接到家庭的主要线路可以承受10kW，可以安装特殊的电线来使用。在这一更高的电力级别充电时，即使很小的7kW.h(22-45km)组平均都要需要充电一小时。
[0006]在1995年，一些充电站在一小时内充电BEV。在1997年11月，一个快速充电系统在6?15分钟内充电了铅板蓄电池。在1998年2月，一个系统能够在大约10分钟内将NiMH电池重新充电，并且提供60英里至100英里(100km至160km)的行程。在2005年，一个制造商设计的移动设备电池声称在短至60秒内能够接受80%的充电。
[0007]将该特定电力特征提高到相同的7kW.h EV组将导致需要60秒的来自某一来源的峰值340kW。由于热量积累而使这样的电池不安全，因此尚不清楚其能否直接在BEV中工作。
[0008]目前，传统的电池可以在几分钟内重新充电，而其他可充电电池需要几个小时。尤其是，这种电池中的电池单元可以在大约10分钟内被充电至大约95%的充电容量。
[0009]充电电能可以使用电耦合通过两种方式连接到汽车。第一种方法是称作电导耦合的直接电连接。简单地说，这就像电源线通过特殊的高容量电缆连接到防风雨的插座，并带有连接器以保护用户远离高电压。目前有几个标准，如SAEJ1772以及IEC62196。
[0010]第二种方法被称作感应充电。在汽车的插槽中插入特殊的板。该板是变压器的一个绕组，另一个绕组设置于汽车中。当插入该板，其完成电磁电路，用于对电池组供电。在一个感应充电系统中，一个绕组被固定在汽车的下侧，另一个在车库的地面上。
[0011 ] 虽然互锁、特殊连接器以及RCD (接地故障检测器)几乎可以同样安全地构成电导耦合，但感应充电方法的最大好处在于，由于没有暴露的导体，因此不可能产生电击。来自一个制造商的感应充电的支持者在1998年主张整体的费用差异很小，而来自福特的电导耦合的支持者则宣称感应充电的性价比更高。
[0012]车辆中的耗电
[0013]诸如插电混合电力车辆(PHEV)的车辆可以从两个或更多的车载蓄电系统中提取电力。第一是可充电电池，其可以通过以下方式充电:1)内燃机；2)诸如传统混合车辆中的再生制动；或者3)将插头连接到外部电网，这是PHEV独有的特征。第二个存储系统是传统的燃料箱，存储液态碳氢化合物来对内燃机提供动力。由于PHEV能够从液态燃料和电网两者蓄电，因此对车辆提供动力的能量源的范围实际上是无限的。这些来源包括但不限于汽油、酒精、煤、核能、太阳能、水电和风能。
[0014]因此，用于对电池重新充电的电力根据一天当中的时间或车辆的位置而可以来自很多来源。例如，在国家的一个区域，水电可能很普遍。这是一种形式的“清洁”电源。但是，在国家的另一区域，可能用煤。因此，电力车辆的重新充电可能会被认为相对“绿色”(例如，低的碳产生)或“非绿色”(例如，高的碳产生)。这意味着相同的车辆可能会被认为具有低的环境影响或高的环境影响。
[0015]这些电源的每一个对于环境的影响都是不同的，尤其是关于一个标准:化石碳排放量，该标准由于预测未来几十年的人类引起的全球变暖的模型而变得非常重要。因此，PHEV根据众多的“外部”来源而带来不同影响。
[0016]而且，PHEV从车载电池或液态燃料箱消耗能量的混合一般通过选择多个操作模式之一来管理，这些操作模式例如可以包括:电量耗尽模式、混合模式、电量维持平衡模式以及混杂模式。
[0017]电量耗尽模式允许充满电的PHEV完全(或者根据车辆不同，几乎完全，除非在急加速度期间)通过电力运转，直至电池充电状态消耗到预定的级别，此时，车辆内燃机或燃料电池将参与运转。该期间是车辆全电力行程。这是电池电力车辆能够运转的唯一模式，因此行程有限。
[0018]混合模式是一种电量耗尽模式。该模式一般在这样的车辆中采用，即如果没有动力传动机构的内燃机部分的协助则不具有足够的电力来维持高速的车辆。相对于电量耗尽策略，混合的控制策略一般会比存储的电网电力增加距离。
[0019]电量维持平衡模式目前由混合车辆(HEV)产品采用，将车辆的两个电源的运转通过以下的方式组合:车辆尽可能高效地运转，不允许电池电荷状态超出预定的窄带。在HEV的旅程过程中，充电状态会波动，但是不会有净改变。
[0020]混杂模式描述了使用上述模式的组合的旅程。例如，PHEV转换可以开始5英里(8km)的低速电量耗尽的旅程，然后进入高速公路并已混合模式运转20英里(32km)，以两倍的燃油经济使用10英里(16km)的全电力行程。最后，驾驶员也许驶出高速公路并不使用内燃机再驾驶5英里(8km)，直到耗尽所有的20英里(32km)的全电力行程。此时，车辆在接下来的10英里(16km)可以恢复到电量维持平衡模式，直到到达终点。由于在一个旅程中采用了多个模式，因此该旅程可以被认为是混杂模式。这与电量耗尽旅程不同，电量耗尽旅程会再PHEV的全电力行程的极限内驾驶。相反，如在传统混合车中所采用的，超出PHEV的全电力行程的旅程主要在电量维持平衡模式下驾驶。
[0021]因此，考虑到对电力车辆进行充电的能量源，有人质疑电力车辆是否真的是环保的更好选择。在最近公开的文章中，作者注意到一天中驾驶60英里并在电能相对清洁的纽约奥尔巴尼市对电力汽车进行充电，将会导致在一天的过程中排放大约18磅的二氧化碳，而气动力车一加仑能够行使30英里，在同样的60英里内排放47磅。但是，如果在通过高级别的煤供电的科罗拉多丹佛市对电力汽车进行充电，将会排放与作为比较的气动力车相同级别的二氧化碳。
【发明内容】
[0022]考虑到上述传统系统和方法的上述的和其他问题、缺陷以及缺点，本发明的一个例示的方面涉及对车辆进行充电的系统和方法，以及管理车辆中耗电的系统和方法，这些系统和方法比传统的方法和系统更方便有效。
[0023]本发明的一个例示的方面涉及一种对车辆进行充电的系统。该系统包括:正演模型，对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及电荷交换场所(market)，基于所述正演模型，促进通过动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议，所述动态电网包括所述多个车辆的第二车辆。
[0024]本发明的另一个例示的方面涉及一种对车辆进行充电的方法。该方法包括:提供正演模型，用于对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及基于所述正演模型，促进通过动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议，所述动态电网包括所述多个车辆的第二车辆。
[0025]本发明的另一个例示的方面涉及一种对车辆进行充电的方法。该方法包括:提供多个车辆的车辆电能使用和充电需求的正演模型，所述正演模型从所述多个车辆通过网络输入用于设置所述正演模型内部参数的数据；以及使用电荷交换场所，基于所述正演模型，促进通过动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议，所述动态电网包括所述多个车辆的第二车辆，所述场所包括存储在通过网络可通信地耦合到多个车辆的服务器中的数据，并且依据所述协议通过所述动态电网将电能传送到所述第一车辆。用于设置参数的所述数据包括车辆的当前电荷、所述车辆的位置、所述车辆的目的地、所述车辆的速度、所述车辆的耗电速度、所述车辆的期望抵达时间、所述车辆的最大期望等待时间、天气条件以及交通条件的至少一个。
[0026]所述网络包括蜂窝电话网络和互联网之一，服务器访问外部服务器来决定并存储将来预期的天气条件、将来预期的交通条件以及将来预期通过标准电网对车辆进行充电的位置，并且使用来自所述多个车辆的数据和来自所述外部服务器的数据，在所述正演模型中确定约束优化的参数，所述优化用于决定要聚集的所述第一车辆和第二车辆的最佳位置用于对所述第一车辆进行充电，所述优化将所述第一车辆和第二车辆的停止时间最小化，将从计划路线的偏离最小化，并且将在将来预期的从电网对所述第一车辆进行充电之前在所有预期的车辆行动下电量耗尽的可能性最小化。
[0027]本发明的另一个例示的方面涉及一种可编程存储介质，有形地包括可由数字处理设备执行的机器可读取指令的程序，从而执行根据本发明的一个例示的方面的对车辆进行充电的方法
[0028]本发明的另一个例示的方面涉及一种用于管理车辆内的耗电的系统。所述系统包括:优化单元，用于根据多个电源的多个电源签名将多个参数优化，从而决定车辆要消耗的电能；以及操作模式设定单元，用于根据所述决定的电能来设定用于对车辆提供动力的操作模式。
[0029]通过该独特和新颖的特征，本发明提供一种比传统的方法和系统更方便和有效的对车辆进行充电的系统和方法，以及管理车辆内的耗电的系统和方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]上述以及其他目标、方面以及有点通过参考附图对本发明的实施例进行的如下的详细说明将会被更好理解，其中:
[0031]图1示出根据本发明的一个例示方面的对车辆进行充电的系统100 ；
[0032]图2示出根据本发明的一个例示方面的对车辆进行充电的方法200 ；
[0033]图3示出根据本发明的另一个例示方面的对车辆进行充电的系统300(例如，传送电能)；
[0034]图4示出根据本发明的另一个例示方面的对车辆进行充电的系统400 ；
[0035]图5示出根据本发明的另一个例示方面的对车辆进行充电的系统500 ；
[0036]图6不出根据本发明的一个例不方面的正演模型610 ；
[0037]图7示出根据本发明的一个例示方面的电荷交换场所720(例如，专门场所)；
[0038]图8不出根据本发明的一个例不方面的电荷交换场所820 ；
[0039]图9示出根据本发明的一个例示方面的多抽头总线设备900 ；
[0040]图10示出根据本发明的一个例示方面的对车辆的耗电进行管理的系统1000 ；
[0041]图11示出根据本发明的一个例示方面的对车辆的耗电进行管理的方法1100 ；
[0042]图12示出根据本发明的一个例示方面的可以用于实施所述系统和方法(例如，系统100、300、400、500、1000和方法200、1100)的典型的硬件结构1200 ;以及
[0043]图13示出根据本发明的一个例示方面的可以用于存储用来执行本发明的所述发明方法(例如，方法200、1100)的指令的数据存储磁盘1300和光盘(⑶)1302。
【具体实施方式】
[0044]下面参考附图，图1-13示出本发明的例示方面。
[0045]对车辆讲行充电
[0046]不存在促进形成“快速充电群(mob) ”的传统的系统和方法，在该快速充电群中，车辆聚集来交换电荷。尤其不存在促进形成“快速充电群”的传统的系统和方法，其中电荷的交换优选基于车辆电能使用的模型、用于在行进中的车辆之间购买和销售多余充电容量的专用场所、以及/或者通过由场所票据交换所决定的特定电压和容量(例如，安时)在车辆之间传送电荷的动态构筑的迷你电网。
[0047]至少由于两个原因而需要新的解决方案。首先，众所周知，电网容量必须与峰值需求匹配。将需求从峰值移动到非峰值时间，这样，很明显不仅帮助了公用事业供应者，也广义上帮助了普通大众，这是因为电网容量不需要进一步扩充以应对增加的峰值需求。
[0048]其次，对于移动需求的场所激发越来越普遍，其中一个例子是公用事业在峰值时段收取比非峰值时段更高的费率。这样，能够在电力车辆之间建立动态迷你电网可以提供给车主从购买的电能中获利的机会，从而有利于每个人(例如，买家、卖家、以及标准和迷你电网提供商两者)。例如，用户可以在非峰值时段以某个费率(例如，5)购买电能，并且以更高的费率(例如，7)销售，该费率依然低于峰值场所费率(例如，9)。
[0049]对于传统方法中的问题的传统解决方案可能需要用户插入到电网中。电网充电在某些位置很方便，例如家里。但是，在一些地区安装电网，例如大型停车楼，也许会贵得令人乍舌。因此，在这样的建筑中或者在很可能在延长时间段容纳多个电力车辆的位置，需要促进充电的方法。
[0050]本发明的例示的方面可以提供对于传统的系统和方法的问题和缺点的解决方案。
[0051]本发明的一个例示的方面可以包括正演模型，通过网络从车辆或车辆操作者取得数据，从而设置模型内部的参数。这些数据可以包括充电、位置、目的地、速度、天气以及交通条件等，并且使用其来计划将来的充电机会和位置。
[0052]本发明的一个例示的方面也可以包括用于在车辆之间交换多余电荷的专用场所，该专用场所在快速充电群建立之前和/或之后建立，并且从车辆及其操作者取得输入。
[0053]本发明的一个例示的方面也可以包括动态迷你电网结构，将专用场所设备(分散在车辆车载计算设备之间)或场所票据交换所的远程服务器与用于从迷你电网向车辆传送电荷的每个装置可通信地耦合，并且决定车辆以并联还是串联电池结构来传送电荷。
[0054]因此，本发明的一个例示的方面可以包括正演模型、专用场所以及动态迷你电网结构。本发明的一个例示的方法的特征可以提供理想地将车辆一起连接到动态(例如，临时)电网的方法，其中，专用场所允许车辆购买和销售多余充电容量，并且其中，动态构筑的一组电力总线组件允许以场所决定的电压和容量(安时)范围从一个或多个车辆对一个或多个车辆传送电荷。
[0055]再次参考附图，图1示出根据本发明的一个例示方面的对车辆进行充电的系统100。
[0056]如图1所示，该系统100包括用于对多个车辆190a、190b的车辆充电数据进行建模的正演模型110，以及电荷交换场所120，该电荷交换场所120基于该正演模型110，促进通过动态电网140对多个车辆的第一车辆190a传送电能的协议，动态电网140包括多个车辆的第二车辆190b。
[0057]该正演模型110和电荷交换场所120可以无线可通信地与多个车辆190a、190b耦合。尤其如图1所示，正演模型110和/或电荷交换场所120可以存储在服务器160中，该服务器无线可通信地与多个车辆190a、190b耦合。应注意的是，服务器160例如可以包括服务器设备(例如，硬件实现的)或服务器模块(例如，软件实现的)。
[0058]另外，本发明的所有特征和功能(例如，正演模型110和/或电荷交换场所120的特征和功能)可以在互相可通信地耦合的多个车辆190a、190b之间分散(例如，由诸如车辆电子控制单元(ECU)等车载处理器执行)。
[0059]图2示出根据本发明的一个例示方面的对车辆进行充电的方法200。如图2所示，该方法200包括提供(210)正演模型，用于对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及基于所述正演模型，促进(220)通过动态电网对多个车辆的第一车辆传送电能的协议，动态电网包括多个车辆的第二车辆。
[0060]应该注意的是，“电能(power) ”这一术语应该被解释为“电荷”、“电流”或“电能”，可以用来对能量存储装置(即，诸如二次电池等装置，将存储的化学能转换为电能)进行重新充电。
[0061]图3示出根据本发明的另一个例示方面的对车辆进行充电的系统300(例如，传送电能)。该系统300包括用于对多个车辆390a?390d的车辆充电数据进行建模的正演模型310，以及与该多个车辆390a?390d联合的电荷交换场所320 (例如，保持有关该多个车辆390a?390d的信息)。该电荷交换场所320可以促进通过动态电网340对多个车辆的第一车辆390a传送电能的协议，动态电网320包括多个车辆的第二车辆390b。
[0062]该系统300还可以包括电能传送装置330，用于根据该协议，通过动态电网340将电能传送到第一车辆390a。
[0063]应该注意的是，电荷交换场所320也可以与图3中的动态电网340中所不包括的其他车辆联合。而且，虽然动态电网340在图3中图示为包括三个车辆，但实际上，动态电网340可以包括一个或多个车辆，而且虽然图3示出了对一个车辆390a传送电能，但实际上，电能可以传送给多个车辆。
[0064]因此，本发明的一个例示的方面可以促进车辆390a?390d之间通过动态电网340(例如，专用迷你电网)的电能交换，该电能交换可以通过电荷交换场所310管理(例如，通过无线信号)，该电荷交换场所可以使用正演模型310，正演模型310将诸如预期的天气和交通等条件包括在内。该场所320可以与动态电网340动态建立，并且可以允许车辆根据参数(例如，由用户或车主设置的参数)来购买和销售电荷。
[0065]场所320的动态可以被公开(例如，通过互联网)来招揽其他汽车加入电网340。因此，一个车辆可以从多个连接的车辆接收，从而传送的电压和电能增加并且因此充电时间减少。
[0066]如图3所示，系统300还可以包括服务器360，该情况下，正演模型310和电荷交换场所320可以包括在服务器360中。尤其是该正演模型310和电荷交换场所320可以通过服务器中的处理器和该处理器能够存取的存储装置(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)执行。正演模型310和/或电荷交换场所320的一部分或所有的特征和功能也可以作为软件(例如，用于执行对车辆进行充电的方法的机器可读取指令的程序)执行，该软件可以被服务器360执行。
[0067]同样如图3所示，电能传送装置330和服务器360可以分别包括收发器331、361 (例如，无线发送/接收器)，从而允许电能传送装置330和服务器360通过通信链路(例如，无线通信链路)LI可通信地耦合。
[0068]车辆390a?390d也可以包括收发器391a?391d，从而可以允许车辆390a?390d和服务器360分别通过通信链路(例如，无线通信链路)L2a?L2b可通信地耦合。收发器391a?391d还可以分别连接到车辆390a?390d中的控制装置(例如，电子控制单元(ECU))，并且可以用来对车辆390a?390d输入信息(例如，用于参与电荷交换场所的数据)，并且从车辆390a?390d输出数据。
[0069]虽然未图示(为了简洁)，车辆390a?390d也可以可通信地互相耦合，并且能够通过与链路L1、L2a?L2b相似的通信链路可通信地耦合到电能传送装置330。
[0070]车辆390a?390d可以包括通过诸如可重新充电锂离子电池提供动力的电动车辆。车辆390a?390d也可以包括混合车辆(例如，插电混合车辆)，插电混合车辆通过电池提供动力，但是包括备用电源(例如，汽油动力引擎、氢动力引擎、燃料电池动力引擎、天然气动力引擎等)。
[0071]电能传送装置330可以包括输入端口 336 (例如，多个输入端口)，用来将动态电网(例如，车辆390b?390d)连接到电能传送装置330，并且包括输出端口 337，用于将要充电的车辆(例如，车辆390a)连接到电能传送装置330。电能传送装置330可以作为导管运转，从而车辆320必须被同时连接到电能传送装置330和动态电网(例如，车辆340)。
[0072]电能传送装置330也可以包括蓄电能力(例如，诸如电池等蓄电装置)，从而动态电网340可以将电能传送给(例如，在电池中)存储电荷的电能传送装置330，直到随后车辆390a可以连接电能传送装置330来接收存储电荷。
[0073]图4示出根据本发明的另一个例示方面的对车辆进行充电(例如，传送电能)的系统400。如图4所示，系统400可以包括系统300的特征和功能。
[0074]然而，系统400不一定包括服务器(例如，服务器360)，但是，取而代之，由系统300中的服务器360执行的本发明的特征和功能可以分散到多个车辆490a?490d。尤其是，该多个车辆490a?490d可以(分别)包括正演模型410a?410d以及电荷交换场所420a?420d，其可以包括上面对于正演模型310和电荷交换场所320说明的特征和功能。
[0075]尤其是，正演模型410a?410d和/或电荷交换场所420a?420d可以包括在控制装置中，例如位于多个车辆490a?490d的电子控制单元(ECU) 492a?492d。
[0076]而且，该多个车辆490a?490d可以分别包括收发器491a?491d (例如，无线发送/接收器)，上述收发器(分别)连接到E⑶492a?492d，从而允许E⑶492a?492d互相无线通信，由此，促进用于通过电能传送装置430从动态电网440 (例如，车辆490b?490d)向车辆490a传送电能的协议。
[0077]而且，电能传送装置430可以包括收发器431 (例如，无线频率发送/接收器)，从而可以允许车辆490a和电能传送装置430通过通信链路L3a(例如，无线通信链路)可通信地耦合，并且允许车辆490a?490d和电能传送装置430通过通信链路L3b?L3d (例如，无线通信链路)可通信地耦合。虽然为了便于理解而没有示出，但车辆490a?490d也可以通过与链路L3a?L3d相似的通信链路可通信地互相耦合。
[0078]与电能传送装置330相似，电能传送装置430可以包括输入端口 436 (例如，多个输入端口)，用来将动态电网440(例如，车辆390b?390d)连接到电能传送装置430，并且包括输出端口 437，用于将车辆390a连接到电能传送装置430。
[0079]电能传送装置430可以作为导管运转，从而车辆490a必须被同时连接到电能传送装置430和动态电网(例如，车辆390b?390d)。另外，电能传送装置430也可以包括蓄电能力(例如，诸如电池等蓄电装置)，从而动态电网440可以将电能传送给(例如，在电池中)存储电荷的电能传送装置430，直到随后车辆390a可以连接电能传送装置430来接收存储电荷。
[0080]图5示出根据本发明的另一个例示方面的对车辆进行充电(例如，传送电能)的系统500。
[0081]如图5所示，系统500包括系统300和400两者的特征。S卩，与系统300相似，系统500包括服务器560，该服务器存储正演模型510和电荷交换场所520以及收发器561，并且与系统400相似，系统500中的车辆590a?590d包括控制装置592a?592d (例如，电子控制单元(ECU))，其包括正演模型510和电荷交换场所520。
[0082]S卩，在系统500中，正演模型510和电荷交换场所520的部分特征和功能可以包括在服务器560中，而正演模型510和电荷交换场所520的其他特征和功能可以包括在车辆590a?590d的控制装置(例如，E⑶592a?592d)中。尤其是，本发明的某些操作(例如，需要更大存储或更快处理速度的操作)可以在服务器560中执行，但是本发明的其他操作可以在车辆590a?590d的控制装置中执行。
[0083]而且，多个车辆590a?590d可以分别包括收发器591a?591d (例如，无线发送/接收器)，上述收发器连接到E⑶592a?592d，从而允许E⑶592a?592d互相无线通信，由此，促进用于通过电能传送装置530从动态电网540向车辆590a传送电能的协议。
[0084]而且，电能传送装置530可以包括收发器531 (例如，无线频率发送/接收器)，从而可以允许车辆590a和电能传送装置530通过通信链路L4a (例如，无线通信链路)可通信地耦合，并且允许车辆590a?590d和电能传送装置530通过通信链路L4b?L4d (例如，无线通信链路)可通信地耦合。虽然为了便于理解而没有示出，但车辆590a?590d也可以通过与链路L4a?L4d相似的通信链路可通信地互相耦合。
[0085]服务器560也可以包括收发器561 (例如，无线频率发送/接收器)，可以允许车辆420和服务器560通过通信链路L5a(例如，无线通信链路)可通信地耦合，并且允许车辆590a?590d和服务器560通过通信链路L5b?L5d (例如，无线通信链路)可通信地耦合，并且允许电能传送装置530和服务器560通过通信链路L6 (例如，无线通信链路)可通信地耦合。
[0086]与电能传送装置330相似，电能传送装置530可以包括输入端口 536 (例如，多个输入端口)，用来将动态电网540(例如，车辆590b?590d)连接到电能传送装置530，并且包括输出端口 537，用于将车辆590a连接到电能传送装置530。
[0087]与电能传送装置330和430相似，电能传送装置530可以作为导管运转，从而车辆590a必须被同时连接到电能传送装置530和动态电网(例如，车辆590b?590d)。另外，电能传送装置530也可以包括蓄电能力(例如，诸如电池等蓄电装置)，从而动态电网540可以将电能传送给(例如，在电池中)存储电荷的电能传送装置530，直到随后车辆590a可以连接电能传送装置530来接收存储电荷。
[0088]图6不出根据本发明的一个例不方面的正演模型610。
[0089]正演模型610对用于多个车辆的车辆充电数据进行建模。车辆充电数据例如可以包括车辆电能使用和充电要求。正演模型610可以行程为表格，并且例如存储在诸如RAM、ROM等存储装置中。
[0090]正演模型610可以包括由用户(例如，车主/操作者)输入的数据，或者更新和/或保存数据，或者更改正演模型610的设置。例如，车辆可以包括输入装置(例如，键盘)，用户可以使用输入装置对正演模型610输入数据。车辆也可以包括控制装置(例如，ECU)，其无线可通信地耦合到输入装置(例如，蜂窝电话上的图形用户接口(GUI))，从而允许用户对正演模型610无线地输入数据。
[0091]正演模型610可以保存在外部设备(例如，存储在诸如服务器360或560的服务器上)。该设备可以包括服务器360(例如，一组计算机服务器)，其包括通信装置(例如，无线接收/传送器)，通信装置通过专用网络(例如，蜂窝电话网络)或者通过互联网(例如，通过W1-F1、宽带、无线等)无线可通信地耦合到多个车辆(例如，车辆390a?390d)。服务器也可以包括处理器，该处理器可以运行用于执行本发明的例示的方法(例如，方法200)的指令，从而保存并更新正演模型610。
[0092]正演模型610可以通过网络从车辆和车辆用户(例如，车主/操作者)获取数据。这些数据可以包括但不限于(I)当前车辆电荷；(2)车辆位置；(3)目的地；(4)速度；(5)耗电速度；(6)期望抵达时间；(7)最大期望等待时间；(8)当前天气条件；(9)当前交通条件。此外，服务器可以无线可通信地耦合到数据库(例如，其他服务器)，从而允许服务器访问该数据库并从该数据库收集数据。这样的数据例如可以包括I)地图数据；2)将来预期天气条件；3)将来预期交通条件；(4)将来预期通过标准电网对车辆进行充电的位置。
[0093]服务器也可以具有计算能力，从而根据收集的数据估计数值(例如，将来交通条件)。服务器也可以具有学习能力，从而允许服务器提高由服务器估计的数值的精确度。
[0094]正演模型610可以使用多个车辆的数据，并乘以其他数据源来对正演模型610中的约束优化进行参数化，从而决定各种将来时间点、用于车辆聚集并交换电荷的最佳地点(即，将来的快速充电群地点)。该优化的目标可以是最小化车辆停止时间、从计划路线的偏离以及在从当前到将来预期从标准电网对各个车辆进行充电的期间在各种预期的车辆行动(多个车辆390a?390d的所有行动)下电量耗尽的可能性。
[0095]图7示出根据本发明的一个例示方面的电荷交换场所720(例如，专门场所)。尤其是，图7示出可以由电荷交换场所720存储、保存和/或更新的数据。
[0096]电荷交换场所720可以包括用于在车辆之间交换多余电荷的场所。场所720可以在快速充电群建立之前和/或之后建立。场所720可以从车辆(例如，车辆390a?390d)及其用户(例如，车主/操作者)取得输入，该输入有关(I)销售或购买多余电荷的期望价格；(2)期望和要求的充电时间；以及(3)期望和要求的最终充电级别。
[0097]例如,车辆可以包括输入装置(例如,键盘)，用户可以使用输入装置对场所720输入数据，或更新和/或保存数据，或者更改场所720的设置。车辆也可以包括控制装置(例如，ECU)，其无线可通信地耦合到输入装置(例如，蜂窝电话上的图形用户接口(GUI))，从而允许用户对场所720无线地输入数据。
[0098]场所720可以通过诸如远程设备(例如，服务器360)的外部票据交换所建立，其负责保存正演模型(例如，正演模型610)。该情况下，票据交换所数据可以作为对约束优化的输入而取得，约束优化被执行以决定快速充电群的最佳地点。
[0099]另外(或者除了车辆390a?390d和服务器360之间的通信之外)，场所720可以通过使用车辆车载计算设备(例如，ECU)和车辆通信装置(例如，无线发送/接收器)，由车辆(例如，车辆390a?390d)通过车辆之间的通信耦合而建立。该情况下，在车辆I和车辆2 (例如，车辆390a和车辆390b)之间建立场所720的步骤可以包括，例如:
[0100](I)车辆I和车辆2连接(例如，无线连接)到服务器；
[0101](2)车辆I传送消息，指示要求充电；
[0102](3)车辆2接收该消息；
[0103](4)车辆2与车辆I沟通车辆2愿意给予车辆I的电荷量；
[0104](5)车辆2与车辆I沟通车辆2可用的时间段；
[0105](6)车辆2和车辆I协商对车辆I进行充电的费率；
[0106](7)在车辆I和车辆2之间进行安全事务。
[0107]动态电网(例如，动态电网340)例如可以随着快速充电群的成立和用于购买和销售电荷(例如，多余电荷)的价格协商(例如，在车辆390a的用户和车辆390b的用户之间的协商)而形成。动态电网可以包括用于电能分配的迷你电网。
[0108]如图1所示，动态电网可以包括“专用迷你电网”通过使用传导装置(例如，便携装置)建立，传导装置用于将要充电的车辆(例如，车辆190a)与动态电网中的车辆(例如，车辆190b)进行电连接。例如，车辆(例如，车辆190a、190b)分别可以包括充电端口，该充电端口可以连接到车辆的电力系统，并且可以用来对车辆进行充电，或者从车辆传送电荷，并且该传导装置可以包括电缆(例如，绝缘金属线)，其具有被构成为连接到车辆(例如，车辆190a、190b)的充电端口的一端。尤其是，传导装置可携带地包括在、可拆卸地连接到或者固定连接到至少一个车辆(例如，车辆190a和/或车辆190b)。
[0109]另外，如图3?5所示，系统可以包括电能传送装置(例如，专用充电总线)。该电能传送装置(例如，电能传送装置330)可以固定地或者可携带地位于快速充电群的位置。在该情况下，动态电网可以通过将车辆(例如，车辆390a、390b)电连接到电能传送装置(例如，通过电能传送装置将车辆互相连接)而建立。
[0110]车辆的用户(例如，车辆390a?390d的车主/操作者)可以协商用于销售和购买电荷的价格，并且可以协商并支付特定充电时间。因此，产生修改动态电网(例如，在每个充电节点)的动态电网(例如，迷你电网)的电压和容量(安时)是需求。这可以通过将电荷交换场所(例如，在车辆的车载计算设备之间分散的专用场所设备和/或在服务器中保存的场所)与负责从动态电网向车辆(例如，车辆390a)传送电荷的装置(例如，电荷传送装置330)可通信地耦合从而完成。
[0111]尤其是，电能传送装置可以包括输入装置，允许用户输入各种参数，例如期望充电时间。根据这些输入的参数，电能传送装置可以将其自身构成(例如，自动构成)为从动态电网中的车辆(例如，车辆390a?390d)对车辆(例如，车辆390a)传送电荷，从而动态电网中的车辆的电池结构为并联或串联。
[0112]例如，电能传送装置可以将动态电网(例如，车辆390b?390d)中的车辆的电池连接，在该情况下，电能传送装置增加传送电压的同时，保持相同的容量速率(安时)。另夕卜，电能传送装置可以将动态电网中的车辆的电池并联连接，在该情况下，该装置增加电池的容量(安时)的同时，保持电压。这允许电荷交换场所(例如，专用场所或票据交换所设备)控制该电能传送装置被构成为以在场所中协商的特定电压和充电容量传送电荷。
[0113]本发明的例示的方面可以比传统的系统和方法提供多个有点。尤其是，本发明的例示的方面可以I)不要求安装电能基础设施；2)促进社会转型到绿色车辆(例如，电力汽车)，这样的情况由于预测未来十年内充电位置为极少量而本来不会发生；3)促进采用有关通过信息处理系统购买和销售电荷的流动经济学系统；4)允许用户到达目的地，并且因此提高生活质量，这样的情况由于相关的旅行距离和传统充电站的缺乏而本来不可行；以及5)提供安全管理当前不确定的环境中的事务的机制，因此允许管理或风险以及商务整口 ο
[0114]车辆可以包括通信装置(例如，收发器391a?391d)，可以允许车辆390a?390d可通信地互相耦合，和/或可通信地耦合到服务器360，和/或可通信地耦合到电能传送装置330。这些特征可以允许车辆(例如，车辆390b?390d)无线传送信号，指示车辆可以对其他车辆(例如，车辆390a)提供电荷。因此，例如，该车辆(例如，车辆390a)可以将该车辆可以参见快速充电群的情况通知给另一车辆和/或诸如位于远程服务器(例如，电荷交换场所320)中的电荷交换场所这样的中心设备。
[0115]该车辆(例如，车辆390a)可以使用收发器(例如，收发器391a)来无线传送信号至其他车辆(例如，车辆390b?390d)，从而与车辆(例如，车辆390b?390d)和/或服务器330(例如，中心设备)建立通信接口。可以通过很多介质来促进车辆之间的通信。尤其是，消息可以使用诸如IBM WebSphere Message Broker这样的已知的发送技术传送消息。
[0116]图8示出根据本发明的一个例示方面的电荷交换场所820。如图8所示，电荷交换场所820可通信地耦合到正演模型和通信装置(例如，用于与车辆(例如，车辆390a?390d)、电能传送装置、诸如互联网的网络、无线蜂窝网络等进行通信)。
[0117]电荷交换场所820可以通过处理器和该处理器能够存取的存储器(例如，微处理器存取随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)执行。电荷交换场所320的一部分或所有的特征和功能也可以作为软件(例如，用于执行电荷交换场所的特征和功能的机器可读取指令的程序)执行，该软件可以被处理装置(例如，计算机、服务器、蜂窝电话、车辆电子控制单元等)执行。
[0118]如图8所示，电荷交换场所820可以包括决定模块821、电荷分享模块822、充电时间模块823、充电费用模块824、报酬/协商模块825、仲裁组件826以及事务管理模块287。
[0119]决定模块821可以执行分析分析(例如，最佳适合分析)，从而将可以扮演电荷提供方的车辆(例如，车辆390b?390d)与寻求电荷的车辆(例如，车辆390a)进行匹配。决定模块821还可以包括子模块(例如，多个子模块)，其具有输出，该输出被决定模块821用来寻找对于电荷提供方车辆(例如，车辆390b)和电荷寻求方(例如，车辆390a)的最佳适入口 ο
[0120]电荷分享模块822可以提供一种机制，用来控制电荷提供方车辆(例如，车辆390b)愿意传送给电荷寻求方(例如,车辆390a)的电荷量。电荷提供方车辆愿意传送给电荷寻求方车辆的电荷量可以根据多个因素决定。这些因素例如可以包括下面的任何一个:I)用户建立的阈值(例如，60% ) ；2)电荷提供方车辆和电荷寻求方车辆上的电荷；3)主要的电网电费率；4)电荷寻求方车辆的用户(例如，车主/操作者)对于一次充电愿意支付的钱数；5) —天中的时间等。
[0121]充电时间模块823可以指示电荷提供方车辆可以对电荷寻求方车辆充电的时段。例如，如果电荷提供方车辆不会连接到电荷传送装置足够长来提供电荷寻求方所要求的电荷，那么电荷事务场所可以建议另一个电荷提供方车辆用于对该电荷寻求方车辆提供一次充电。
[0122]充电费用模块824可以对车辆(例如，车辆390a?390d)保存期望的购买和销售电荷的价格。有些人可能希望共享电荷来获得报酬，因为这样做对于个人共享充电是有利可图的。电力公用事业提供商根据一天的时间而收取不同的价格是很普遍的。例如，电力公用事业提供商在白天会收取每千瓦时10美分而在夜间收取5美分。
[0123]因此，有兴趣对其他车辆销售电荷的用户可以在白天以每千瓦时7美分的价格对其他车辆销售电荷，并且在夜间以每千瓦时5美分的价格对他的车辆进行重新充电，因此获得每千瓦时2美分的利润。
[0124]报酬/协商模块825可以包括一种机制，用来允许电荷提供方和良和电荷寻求方车辆协商对电荷寻求方进行充电的费率。例如，指示、连接和/或协商可以自动通过包括仲裁组件的电子方式执行，或者可以通过互联网连接来执行，或者通过例如3G网络的无线连接来执行，或者可以“亲自”通过万维网(例如，互联网)上的网页执行，从而允许用户买卖电荷。
[0125]仲裁组件826可以包括网络可存取组件，从而促进将充电提供方和其充电需求进行匹配。仲裁组件826也可以促进决定用于电荷转移的可接受价格。实施例多种多样，但是一个特别的实施例包括在IBM WebSphere?应用服务器上运行的网页服务器。
[0126]仲裁组件826的一个实施例可以包括用于充电参数的可配置参数。例如，公司雇员可以对具有节能车的另一公司雇员提供较低的费率而对具有不那么节能的车的陌生人提供较高的费率。
[0127]仲裁组件826还可以包括来自位于不同地理地点的多个停车场的数据，以及由各个买主和卖主提供的路径和地点信息，以及在车辆选择和到达停车场之前发生的仲裁。通过该方式，场所可以在地理上增长，并且允许电荷寻求方(例如，电荷买主)和电荷提供方(例如，电荷卖主)根据场所条件来计划路线并且休息。
[0128]事务(transact1n)管理模块827可以提供一种机制来安全管理电荷提供方车辆和电荷寻求方车辆之间的事务。该安全管理可以包含但不限于下面任何一个:口令保护、徽章保护、基于互联网的安全措施、使用车辆现有的安全措施(例如，包括车辆钥匙)等。
[0129]第三方可以有权访问事务管理模块827所产生和/或存储的事务信息，从而该第三方可以对其他人之间的某些事务提供激励。例如，电力公司对某些事务提供补助从而管理现有电网的负载，该电力公司可以作为第三方被赋予对该事务信息的访问权。
[0130]该第三方也可以对买方和卖方信息具有访问权，从而该第三方可以对之前的电荷寻求方(例如，买主)和电荷提供方(例如，卖主)提供激励，使其在某些时候加入某些场所。这也可以允许电力公司与某些电荷携带车辆建立分包关系，从而使充电出现在合适的场合和合适的时机。
[0131]如图8所示，电荷交换场所820可以包括存储装置828和处理器829。存储装置828可以存储、保存和/或更新诸如在电荷交换场所720中说明的数据这样的数据。存储装置828可以被处理器829 (例如，存取随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等的微处理器)存取。电荷交换场所820也可以包括通信装置850 (例如，收发器)，可以将电荷交换场所820与车辆、电能传送装置、服务器、其他电荷交换场所等可通信地耦合。
[0132]在本发明的另一个例示的方面，系统(例如，系统100、300、400、500)可以包括车辆钥匙，其被配备加密密钥，可以用来加密通信并且在多个产生的密钥中唯一识别该密钥。当车辆的用户(例如，车主/操作者)寻求充电时，用户可以将钥匙插入电能传送装置(例如，多抽头总线设备)，从而该钥匙可以被电能传送装置读取，并且用户信息由该电能传送装置传送给第三方记账源。
[0133]记账源可以接收用户信息并且(作为响应)将资金从电荷寻求方转账到电荷提供方。记账源也可以通过对电荷寻求方和电荷提供方之间的支付和转账提供担保，从而获得该事务的一定比例。
[0134]根据本发明的一个例示的方面的系统也可以包括其他事务管理特征，包括但不限于:1)对于电荷传送直接进行面对面支付；2)双盲服务提供商账单和金钱转账；3)点系统，其中销售商通过对捐献人提供道路救援、打折来鼓励免费捐赠充电；4)基于声誉的点系统，其中捐赠增加用户点数而接收电荷减少点数(例如，具有更多点数并且需要充电的人可以由具有更低点数的其他人提供电荷)。
[0135]电荷可以按照电能传送机制从电荷提供方车辆传送给电荷寻求方车辆。如上所述，电能传送机制可以包括诸如电缆(例如，绝缘金属线)的传导装置，其一端被配置为连接到电荷提供方车辆和电荷寻求方车辆的充电端口。另外，电能传送机制可以包括电能传送装置，例如专用充电总线(例如，多抽头总线)。电能传送机制还可以包括传导装置和电能传送装置的组合。
[0136]这样，例如，该电能传送机制可以包括下面的任何一个或所有:为了所有希望参加的车辆互相连接的所有车辆上的电力总线系统、设置在停车场的允许一个或更多车辆接入总线的电力总线系统、安装到车辆的连接器等。
[0137]电能传送机制也可以包括使用由电荷提供方车辆和电荷寻求方车辆的至少一个提供的适配器。该适配器可以被特别设计，从而允许在电荷提供方车辆和电荷寻求方车辆之间建立专用电力总线系统。
[0138]图9示出根据本发明的一个例示方面的多抽头总线设备900。多抽头总线设备900可以作为本发明的一个例不的方面的电能传送机制。
[0139]多抽头总线设备900可以按照相似于网络路由器的方式工作。多抽头总线设备900为了在车辆之间传送电荷，也可以具有通过多种途径管制和引导电力的能力。多抽头总线设备900可以是车辆的一部分(例如，固定连接到车辆、从车辆可拆卸、与车辆一体整合等)，或者也可以是固定的，并且例如安装在停车场或停车楼中。
[0140]如图9所示，多抽头总线设备900x可以包括绝缘电缆901，用于将设备900与电荷提供车辆990a连接。该设备900也可以包括电缆902，用于将设备900和另一多抽头设备900y连接。另外，电缆902可以被用于将该设备与电荷寻求方车辆990b连接。该设备990x可以包括端口 903 (例如，多个端口)，用于插入电缆从而通过设备990x传送电荷。
[0141]因此，虽然图9示出车辆900a、900b通过分别连接到车辆900x、900y的多抽头总线设备900X、900y连接，多抽头总线设备900x可以用于将车辆900a直接与一个或多个车辆电连接。
[0142]多抽头总线设备900也可以包括通信装置904，例如，无线通信装置(例如，收发器)。通信装置904可以对服务器(例如，外部票据交换所)和/或车辆(例如，专用场所)中的电荷交换场所提供通信稱合(例如，通过IBM WebSphere Message Broker),从而将设备900构筑为促进充电电池之间的串联或并联耦合，从而将协商的电压和电荷容量传送给购买车辆。
[0143]管理耗电
[0144]图10示出根据本发明的一个例示方面的对车辆的耗电进行管理的系统1000。如图10所示，该系统100包括优化单元1010用于将多个参数(例如，电源的环境影响、车辆的行程、车辆的速度、车辆的加速度、以及车辆中电池的寿命)进行优化，从而根据多个电源的多个电源签名来决定车辆190消耗的电能，并且包括操作模式设定单元1020，用于根据决定的电能来设定用于对车辆提供动力的操作模式。
[0145]图11示出根据本发明的一个例示方面的对车辆的耗电进行管理的方法1100。如图11所示，该方法包括(1110)根据多个电源的多个电源签名，优化多个参数从而决定车辆消耗的电能；以及(1120)根据所述决定的电能来设定用于对车辆提供动力的操作模式。
[0146]再次参照图10，系统1000例如可以包括在车辆中(例如，在车辆的电子控制单元中)。另外，系统1000的部分或所有特征和功能可以位于车辆190之外(例如，在车辆的用户(例如，车主/操作者)的手持装置中，诸如蜂窝电话)。
[0147]优化单元1010可以包括建模单元，用于基于路线计划对车辆的预测耗电、预测充电位置、和多个电源签名进行建模，该路线计划包括仰角信息和充电位置和加油站的数据库。
[0148]如图10所示，系统1000还可以包括电源签名数据库1030.该数据库1030可以远离车辆设置，并且存储多个电源签名。优化单元1010可以包括无线通信装置，用于与数据库进行无线通信。
[0149]系统1000还可以包括加油/充电单元，用于从多个电源对车辆进行加油和充电。系统1000还可以包括电源签名产生单元，用于产生多个电源签名，该电源签名产生单元包括多个电源的提供商、政府机构、第三方非政府组织的一个。该系统1000还可以包括无线通信装置，用于将车辆和另一车辆无线耦合，从而决定在该车辆和另一车辆之间的电源签名的交换是否可以对该车辆和另一车辆增加净优化。
[0150]对车辆进行充电的电力(例如，诸如PHEV的电力车辆中的电池)可以来自很多不同的来源。
[0151]本发明的一个例示的方面是一个系统(和方法)，车辆(例如，PHEV)可以通过该系统和方法来管理(例如，自动管理)其耗电，从而来影响(例如，降低或最小化)环境影响。尤其是，该方法可以根据对车辆的电池充电和/或液态燃料(例如，汽油)的各个电源的签名的数据库来对耗电进行管理。该本发明的一个例示的方面的方法(例如，优化方法)可以基于预期的燃料消耗、将来燃料源可利用性和/或通过网络与其他混合电力车辆“交换(swapping) ”电源签名的系统。
[0152]如上面操作模式的说明所述，用于车辆的最佳模式的决定和选择目前是基于预期燃料消耗(基于加速度和速度)以及车辆的要求的可运转行程。其他的参数可以包括规划的路线、驾驶过程中的仰角变化。基于将环境影响最小化来将操作模式优化的问题很明显，尤其考虑到车辆能够使用的电源范围很宽。
[0153]此外，电能使用的最佳模式不仅取决于汽车的当前使用简档和基于路线和行程说明的预期使用，还取决于将来与其的特定电源(例如，诸如太阳能和风能的“绿色”资源，以及诸如煤和汽油的“非绿色”资源)的可利用性。考虑到不同的车辆在给定的时刻可以将来自不同资源的电能存储于其中，取决于由不同车辆的这些蓄电简档所施加的限制，车辆之间的电能交换可以使该优化变得更容易或更困难。这些因素的每一个都会使最小化环境影响成为难题，需要跨越多个已知的和预计变量的复杂的优化。
[0154]与传统的方法和系统相比，本发明的例示方面的系统1000可以具有保存电源签名的动态数据库的优点，该电源签名会被用于执行旨在将环境影响最小化的正在进行的优化，并且通过决定车辆在给定的时刻应该采用哪个电源使用模式。由于传统的混合车完全从汽油(或汽油/乙醇混合物)获取电能，因此在传统的混合操作中无需这样的优化。
[0155]而且，在对车辆设定模式时，传统的方法和系统仅仅考虑电能使用、要求的行程以及速度/加速度参数。另一方面，根据本发明的例示的方面的系统1000可以包括能够将这些因素考虑在内，并且(例如，同时)进行优化以降低环境影响的系统和方法。而且，系统1000和方法1100可以包括一种新颖的方式，通过允许车辆通过远程票据交换所来交换其电池中充电的电源签名，从而优化在一群车辆之间的环境影响。
[0156]尤其是，系统1000和方法1100可以使用数据库(例如，电源签名数据库1030)，其存储来自车辆中所有充电和加油事件的电源签名。这些事件可能从单一资源获得电能(例如，从电网获得100%的来自燃煤电厂的电能)或者从多个资源获得电能(例如，从电网获得50%的来自水电的电能，从风能发电获得50%的电能)。
[0157]这些签名表示车辆中存储了何种电能，并且数据库将优化单一 1010消耗的电量相关联。优化单元1010可以通过对多个参数进行优化，从而决定车辆1090在任意给定时刻消耗何种电能，多个参数包括环境影响、车辆行程、速度、加速度和电池寿命。
[0158]而且，系统1000可以包括多个优化单元1010(例如，分别在多个车辆中)，其可以通过无线通信网络实时进行协商，并且决定车辆之间的电源签名的交换是否能够帮助车辆获得与以原始状态保存各个车辆的电源签名所获得的经优化更好的经优化。
[0159]系统1000可以比传统的系统和方法提供多种优点，包括但不限于:1)通过包括环境影响的多个参数来讲车辆中的耗电模式优化；2)可以根据包括仰角信息以及充电位置和加油站的详细数据库，对车辆的预期耗电、充电位置和电源签名进行动态建模；3)允许车辆无线交换电源签名，并且使得在多个车辆间协作进行优化，从而改进了净优化。
[0160]应该注意的是，电源签名可以由电源提供商(例如，电力公共事业或石化公司)，通过政府机构，或通过第三方非政府组织产生。该签名可以在产生的时刻被存储以便车辆询问，或者在车辆上本地下载并存储。而且，驱使电源决定的联合的计算可以完全在车辆上完成，或者在一些实施例中可以在远程资源完成，作为结果的探索最终被下载到各个车辆中。
[0161]本发明的例示的方面的方法例如可以包括:1)作为时间的函数而获得与充电位置(风、煤等)相关联的电源的信息；2)(可选)获得油箱中的液态燃料的混合信息(汽油、乙醇、煤油等)；3)修改(例如，由车辆)车辆电池中的与各个资源相关联的电能或电荷量；4)获得路线信息；5)建立重新充电计划(例如，基于预期的充电点数和从各个充电位置获得的预期的电源签名)；6)将参数优化以最小化环境影响和/或获得特别的旅程行程；以及7)(可选)对碳补偿提供商发送信号。
[0162]优化单元1010可以包括多个组件，包括资源签字组件、充电位置资源组件、汽车数据库组件、路线计划组件、重新充电计划组件、优化组件、自动燃料资源选择组件以及零件修改组件。
[0163]资源签名组件可以包括从充电位置收集的用来识别对车辆电池进行充电的电能的最终来源(风、太阳能、煤等)的一组电源签名，以及油箱中的液态燃料的混合(汽油、乙醇、煤油等)。该数据可以存储在相关的数据库中，例如IBM DB2。这一信息可以由系统1000中的其他组件访问，从而促进各种决定做出算法。
[0164]在充电位置资源组件中，充电位置的拥有者可以提供信息来描述一天特定时段的电能来源。该信息可以直接从电力公司通过专用通信链路获得，或者由电能的买主(例如，充电位置的拥有者)存储在数据库中，在请求充电时随时可以询问。数据库可以存储(例如，存在于盘或闪存中)在充电位置中，或上述其他位置。来自该数据库的信息可以被传送到用户车中的数据库。该传送的信息可以保存在相关的数据库中，例如IBM DB2。
[0165]汽车数据库组件存储电源签名，并且修改与每个资源相关的、车辆中的电能或电荷量。当N个汽车与N个其他的汽车交换电能时，也使用并存储初始资源的电源。应该注意的是，汽车数据库组件可以由诸如IBM DB2的相关数据库执行。
[0166]路径计划组件例如可以位于车辆(例如车辆1090)中，并包括诸如仰角、距离以及沿途的多个点的速度预测等数据。路线计划组件可以用来基于一个或多个旅途的车辆路线。该组件可以作为车辆导航系统(例如，基于GPS的导航系统)中的一部分，或者可以作为单独的系统。
[0167]例如，车辆的用户(例如，车主/操作者)可以确定所要求的目的地或者一系列的目的地。然后，系统1000将目前的位置作为起点，并且根据输入的目的地来计划其路线。在其他实施例中，路线可以使用基于网络的工具来计划，并且通过已知的技术传送给车辆。
[0168]重新充电计划组件可以包括预期的充电点，以及从各个充电位置得到的预期的电源签名，这些是由远程访问数据库充电位置及其相关的电源签名决定的。重新充电点可以根据路线计划组件中输入的路线来选择。
[0169]优化单元1010的优化组件可以将路线信息、当前和预期的速度和加速度、当前充电和油箱水平、以及预期的将来重新充电/重新加油位置以及参数考虑在内，从而完成下面的一个或多个:(I)将环境影响最小化；(2)获得特定的旅行行程；(3)保持特定的速度和加速度在某些参数内(例如，驾驶员喜欢以50mph驾驶,系统从过去驾驶系统推测,或者驾驶员输入该信息)；(4)将电池保持在特定状态(在某一特定的充电水平或在某一特定的放点速度)。
[0170]自动燃料资源选择组件可以就如何将环境影响最小化对用户提出建议。在某些情况下，驾驶员可能最好仅使用汽油，因为，例如电荷可能来自煤。另外，汽车在这些情况下可以被自动设为仅使用汽油。
[0171]零件修改组件可以用于在路线发生预料以外的改变的情况下促进路线计划组件。该组件可以自动调整调整车辆的零件来促进车辆到达下一个路线的重新充电点。
[0172]例如，驾驶员可能从其指定的路线进行绕路，并且该绕路在目前的能量消耗速度下可能会复制他们到达由路线组件选择的最佳充电位置。但是，零件修改组件可以检测该情况，并且自动或者通过建议用户来修改汽车中的各种零件来降低能量消耗，从而促进用户到达最佳充电点。零件修改可以包括但不限于:降低用于温度控制的风扇速度；提高温度控制温度；临时关闭温度控制；关掉收音机；降低内部灯光等。
[0173]优化单元1010也可以包括通信装置，用于将系统1000和碳补偿功能可通信地耦合，从而用户、充电位置所有者或第三方可以提供碳补偿来补偿车辆的耗电使用(以及环境影响)。应该注意的是，所有汽车使用消耗能量，取决于能量源，都会增加温室气体排放。碳补偿通过多个方法来提供方法去减轻当前和将来的温室气体排放。
[0174]存在专门从事于碳补偿的公司和组织。这样的公司和组织经常在人们做出了个人贡献之后开始碳补偿操作，或者公司签订协议来支付补偿操作。但是，这些方法都不是根据对用户对车辆提供动力的资源的混合的考虑来计算所需的碳补偿。
[0175]但是，优化单元1010可以包括碳补偿单元(例如，碳补偿功能)，可以用来计算对于用来对车辆提供动力的资源的特定混合的补偿。这可以使得对车辆(例如，PHEV)的碳补偿更精确。
[0176]碳补偿(offset)单元可以计算商业补偿提供商对车辆使用请求的碳补偿等级。此外，碳补偿单元可以使车辆用户在车辆操作中亲自参加到碳补偿计算中。碳补偿单元可以取得与资源消耗的车辆混合相关的补偿。这样的系统可以帮助用户和公司补偿其碳使用，或者在某些情况下，说服用户支持消耗更少资源的车辆，使得驾驶对环境影响很小。碳补偿单元可以由这样的功能执行，该功能监视多个输入，基于这些输入计算减少碳消耗所需的碳补偿，并且将该数据传送给碳补偿提供商或办公署。
[0177]碳补偿单元可以包括多个输入。例如，对于每个车辆混合，用户可以确定应用于每个车辆使用的碳补偿比例。这可以使得用户(例如，车主/操作者)来控制其降低多大比例的车辆碳消耗。其他实施例可以使得用户按小时、天、周、月或年对其总补偿报酬进行封顶。实际的补偿可以由商业碳补偿提供商执行(例如，为了分离二氧化碳而种植树木的公司或进行技术投资来降低排放的公司)。
[0178]碳补偿单元也可以通过驾驶车辆人的身份来决定碳补偿。例如，可能有三(3)个人在使用车辆，或者该车辆可能是租借的车辆。对于环境工作感兴趣的公司或个人可以比其他的公司或个人请求更多的碳补偿。一个单元可以根据运输装置发送的信号而自动增加其碳补偿微支付价值。
[0179]例如，多数机动车辆具有内部通信总线，通过该总线，可以获得包括里程数据和油箱水平的所有操作参数。内部总线可以使汽车区域网络(CAN)或美国机动工程师协会SAEJ1850总线。而且，碳补偿微支付价值的更新可以周期地(例如，每10英里)进行，或者在某些点(例如，当车辆在充电位置时)进行。
[0180]例如，车辆(例如，PHEV)的驾驶员在“A”城市从午夜到上午6点对车辆进行充电，该时段使用风电能和水电能。驾驶员家里装备有充电位置。驾驶员开始旅程并期望在“B”城市充电四(4)小时，该城市燃烧煤来对他的车辆进行充电。在城市B，驾驶员将使用用户O所拥有的公共充电位置。优化单元1010可以考虑该信息来适当地进行碳补偿，并提供有关旅程行程等的信息。
[0181]现在参考图12，系统1200示出根据本发明的一个例示方面的可以用于实施所述系统(例如，系统100、300、400、500、1000)和方法(例如，方法200、1100)的典型的硬件结构。
[0182]该硬件结构优选包括至少一个处理器或中央处理单元(CPU) 1210。多个CPU1210通过系统总线1212与随机存取存储器(RAM) 1214、只读存储器(ROM) 1216、输入/输出(I/O)适配器1218(用于将诸如盘单元1221和磁带驱动器1240的外围装置与总线1212连接)、用户接口适配器1222(用于将键盘1224、鼠标1228、扬声器1228、麦克风1232、指示杆1227和/或其他接口设备与总线1212连接)、用于将信息处理系统连接到数据处理网络的通信适配器1234、互联网、内部网、局域网(PAN)等等、以及用于将总线1212与显示装置1238和/或打印机1239连接的显示适配器1236互相连接。进一步，还可以包括自动化的阅读器/扫描器1241。该阅读器/扫描器可以从很多来源商业获得。
[0183]除了上述系统之外，本发明的不同的方面包括用于执行上述方法的计算机执行的方法。作为一个例子，该方法可以在上述特定的环境下执行。
[0184]该方法例如可以通过操作诸如数字数据处理设备的计算机来执行，从而执行一系列机器可读取指令。这些指令可以存在于各种类型的信号承载介质中。
[0185]这样，本发明的这一方面涉及编程产品，包括信号承载介质有形地包括可由数字数据处理器执行来完成上述方法的及其可读取指令的程序。
[0186]该方法例如可以通过操作CPU1210来执行一系列及其可读取指令来执行。这些指令可以存在于各种类型的信号承载介质中。
[0187]这样，本发明的这一方面涉及变成产品，包括信号承载介质有形地包括可由数字数据处理器执行来完成上述方法的及其可读取指令的程序，数字数据处理器包括上述的CPU1210和硬件。
[0188]信号承载介质例如可以包括CPU1210中包括的RAM，例如通过快速存取存储器进行了说明。另外，该指示也可以敖汉在另一信号承载介质中，例如磁数据存储盘1300或光盘1302(图13)，可由CPU1210直接或间接存取。
[0189]不管是包含在计算机服务器/CPU1210中还是别处，该指示可以存储在各种机器可读取数据存储介质中，例如DASD存储器(例如，传统的“硬盘”或RAID阵列)、磁带、电子只读存储器(例如，ROM、EPROM或EEPR0M)、光存储装置(例如，CD-ROM、WORM、DVD、数字光带等)、纸“打孔”卡、或其他合适的信号承载介质。在本发明的说明的实施例中，机器可读取指令可以包括由例如C、C++等编译的软件对象代码。
[0190]通过这一独特和新颖的特征，本发明提供一种比传统的方法和系统更方便和有效的对车辆进行充电的系统和方法，以及管理车辆内的耗电的系统和方法。
[0191]虽然本发明已经通过一个或多个实施例的术语进行了说明，本领域技术人员公认本发明在附带的权利要求的精神和范围内可以加以修改来实践。尤其是，本领域中一般技术人员可以理解这里的附图是用来说明的，而且具有创新性的该方法和系统的设计不限于这里的公开内容，但是在本发明的精神和范围内进行修改。
[0192]而且， 申请人:意图包括所有要求保护元素的等同范围，对于本申请的权利要求的任何修改都不应该被解释为对修改的权利要求的任何元素和特征的等同范围的任何权益的放弃。
【权利要求】
1.一种对车辆进行充电的系统,包括: 正演模型，对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及 电荷交换场所，基于所述正演模型，促进用于经由包括所述多个车辆的第二车辆的动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议。
2.如权利要求1所述的系统，还包括: 服务器，存储所述正演模型，并且通过网络可通信地与所述多个车辆耦合，所述正演模型从所述多个车辆通过网络输入用于设置所述正演模型内部参数的数据。
3.如权利要求2所述的系统，其中，用于设置参数的所述数据包括车辆的当前电荷、所述车辆的位置、所述车辆的目的地、所述车辆的速度、所述车辆的耗电速度、所述车辆的期望抵达时间、所述车辆的最大期望等待时间、天气条件以及交通条件的至少一个。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述服务器访问存储在外部数据库中的数据，所述数据包括将来预期的天气条件、将来预期的交通条件以及将来预期的通过标准电网对车辆进行充电的位置的至少一个。
5.如权利要求4所述的系统，其中， 所述服务器使用来自所述多个车辆的数据以及来自所述外部数据库的数据，在所述正演模型中确定约束优化的参数，所述优化用于决定要聚集的所述第一车辆和第二车辆的最佳位置用于对所述第一车辆进行充电， 其中，所述优化将所述第一车辆和第二车辆的停止时间最小化，将从计划路线的偏离最小化，并且将在将来预期的从电网对所述第一车辆进行充电之前在所有预期的车辆行动下电量耗尽的可能性最小化。
6.如权利要求2所述的系统，还包括: 通信装置，用于将所述第一车辆与所述第二车辆可通信地耦合，并且将所述第一车辆和第二车辆与所述服务器可通信地耦合， 其中，所述通信装置促进在所述第一车辆和所述第二车辆之间的所述协议的条款的协商。
7.如权利要求1所述的系统，还包括: 电能传送装置，用于依据所述协议从所述第二车辆对所述第一车辆传送电能， 其中，所述场所与所述电能传送装置可通信地耦合，并且通过所述电能传送装置控制所述电网的电压和容量。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述电能传送装置决定所述动态电网通过并联电池结构或串联电池结构将电荷传送到所述第一车辆。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述电能传送装置包括多抽头总线，所述场所与所述总线可通信地耦合，并将所述总线构成为促进所述动态电网中的充电电池之间的串联或并联I禹合，以便从所述第二车辆向所述第一车辆传送协商的电压和电荷。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述车辆充电数据包括车辆电能使用数据和车辆充电需求数据。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述场所远程并且无线管理所述动态电网。
12.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二车辆包括多个第二车辆，并且所述场所管理所述第一车辆从所述多个第二车辆购买电能， 其中，对所述第一车辆的电压和电能传送随着所述多个第二车辆中的第二车辆的数目而增加，并且充电时间随着所述多个第二车辆中的第二车辆的数目而减少。
13.如权利要求1所述的系统，其中，所述场所指导从所述多个车辆形成车辆的快速充电群，所述快速充电群包括所述第一车辆和所述第二车辆， 其中，所述场所从所述快速充电群中的车辆接收输入，所述输入包括电能销售的期望价格、电能购买的期望价格、期望和要求的充电时间以及期望和要求的最终充电级别。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述车辆的快速充电群位于包括专用充电总线的设备，并且电能的传送包括通过所述专用充电总线传送电能。
15.如权利要求13所述的系统，其中，所述快速充电群中的车辆包括用于建立所述动态电网的车载装置，并且电能的传送包括通过所述车载装置传送电能。
16.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个车辆包括车载计算设备，并且所述电荷交换场所通过使用所述车载计算设备由所述多个车辆而形成。
17.如权利要求1所述的系统，其中，所述场所通过以下步骤促进所述协议: 从所述第一车辆向所述第二车辆传送消息，指示所述第一车辆需要充电； 从所述第二车辆向所述第一车辆传送消息，指示所述第二车辆愿意传送给第一车辆的电量，并指示所述第二车辆能够传送电能的期间； 协调协商所述第一车辆和所述第二车辆之间传送的电能的费率；以及 协调从所述第二车辆向所述第一车辆传送所述电能的时间和地点。
18.—种对车辆进行充电的方法，包括: 提供正演模型，用于对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及 基于所述正演模型，促进通过动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议，所述动态电网包括所述多个车辆的第二车辆。
19.一种可编程存储介质，有形地包括机器可读取指令的程序，可由数字处理设备执行从而执行对车辆进行充电的方法，所述包括: 提供正演模型，用于对多个车辆的车辆充电数据进行建模；以及 基于所述正演模型，促进通过动态电网对所述多个车辆的第一车辆传送电能的协议，所述动态电网包括所述多个车辆的第二车辆。
20.—种用于管理车辆内的耗电的系统,包括: 优化单元，用于根据多个电源的多个电源签名将多个参数优化，从而决定车辆要消耗的电能；以及 操作模式设定单元，用于根据所述决定的电能来设定用于对车辆提供动力的操作模式。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述最佳化单元包括建模单元，用于根据包括仰角信息、以及充电位置和加油站的数据库的路径规划，从而对期待的车辆耗电、期待的充电位置以及所述多个电源签名进行动态建模。
22.如权利要求20所述的系统，还包括: 电源签名产生单元，用于产生所述多个电源签名，所述电源签名产生单元包括所述多个电源的提供商、政府机构、第三方非政府组织之一。
23.如权利要求20所述的系统，还包括: 数据库，其远离车辆设置，并且存储所述多个电源签名， 其中，所述优化单元包括无线通信装置，用于与所述数据库进行无线通信。
24.如权利要求20所述的系统，还包括: 无线通信装置，用于将所述车辆与其他车辆无线耦合，从而决定所述车辆和所述其他车辆之间的电源签名的交换是否会增加所述车辆和所述其他车辆的净优化， 其中，当决定所述车辆和所述其他车辆之间的电源签名的所述交换会增加所述净优化时，那么所述优化单元在所述车辆和所述其他车辆之间交换电源签名。
25.如权利要求20所述的系统，其中， 所述多个参数包括电源的环境影响、所述车辆的行程、所述车辆的速度、所述车辆的加速度以及所述车辆中电池的寿命。
【文档编号】H02J7/14GK104137380SQ201380007722
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月1日 优先权日:2012年2月3日
【发明者】B.奥康奈尔, R.汉密尔顿, J.R.科兹洛斯基, C.A.皮克奥弗 申请人:国际商业机器公司