引言本公开总体上涉及用于为机动车辆充电的电气系统。更具体地，本公开的各方面涉及用于供应众包车辆充电和车辆电网一体化（vehicle grid integration）操作的系统和方法。
背景技术：
1、当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）初始地配备有动力总成，该动力总成操作以推进车辆并为车辆的车载电子设备供能。在汽车应用中，例如，车辆动力总成通常以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡动力传动系将驱动扭矩递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴（axle shaft）、角模块、行走轮等）。历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机（ice）组件供能，这是由于其随时可用性以及相对廉价的成本、轻的重量和整体的效率所致。作为一些非限制性示例，这种发动机包括压缩点火（ci）柴油发动机，火花点火（si）汽油发动机，二冲程、四冲程和六冲程架构，以及旋转发动机。另一方面，混合动力电动和全电动车辆（统称为“电驱动车辆”）利用替代性动力源来推进车辆，且因此最小化或消除了针对牵引动力对基于化石燃料的发动机的依赖。
2、全电动车辆（fev）—通俗地标记为“电动汽车”—是一种类型的电驱动车辆构型，它从动力总成系统中完全省略了内燃发动机和附随的外围部件，代替地依赖可再充电能量存储系统（ress）和牵引马达以便车辆推进。基于ice的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统替换为基于电池的fev中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件。相比之下，混合动力电动车辆（hev）的动力总成采用多种牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合用电池供能或用燃料电池单元供能的牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型、电驱动车辆能够从除发动机以外的源获取其动力，因此，在由（多个）电动马达推进车辆时，hev发动机可全部或部分地关闭。
3、许多可商购的混合动力电动和全电动车辆采用可再充电牵引电池组来存储和供应必要的动力以便操作动力总成的（多个）牵引马达。为了产生具有足够的车辆里程和速度的牵引动力，牵引电池组比12伏起动、照明和点火（sli）电池显著更大、更强大且容量更高。当代的牵引电池组例如将电池单元的堆叠（例如，8-16个单元/堆叠）分组成各个电池模块（例如，10-40个模块/电池组），这些电池模块通过电池组壳体或支撑托盘安装到车辆底盘上。堆叠的电化学电池单元可通过使用电气互连板（icb）或前端dc到dc母线组件而串联或并联连接。专用的电子电池控制模块（ebcm）通过与动力总成控制模块（pcm）和牵引功率逆变器模块（tpim）的协同操作来调节电池组的操作。
4、随着混合动力车辆和电动车辆变得更为普遍，正在开发和部署基础设施以使这种车辆的日常使用变得切实可行和方便。电动车辆供应设备（evse）以许多种形式呈现，包括由车主购买和操作的住宅电动车辆充电站（evcs）（例如，安装在车主的车库中）、由公用设施或私人零售商部署的公开可用的evcs（例如，在独立拥有的充电站或市政充电站处）、以及由制造商、经销商和服务站使用的高电压、大电流充电站。例如，能够通过将evcs的充电电缆物理地连接到车辆的互补充电端口来为插电式混合动力车辆和电动车辆再充电。通过比较，无线充电系统利用电磁场（emf）感应或其他无线电力传输（wpt）技术来提供车辆充电能力，而无需匹配的电缆和电缆端口。
5、通过双向充电基础设施和策略，车辆电气化呈现了一个机会来促成公用电网的容量和可靠性。智能车辆可通过参与车辆电网一体化（vgi）活动来做出贡献，这通过调节车辆充电并支持车辆的电池系统和公用事业公司之间的双向反向功率流（rpf）来进行。具有电气化动力总成或运输移动ev充电站的车辆也可提供路边援助服务以便为其他车辆再充电。
技术实现思路
1、本文中呈现了用于将能量传输到机动车辆和从机动车辆传输能量的智能充电系统以及附随的控制逻辑、用于操作这种系统的方法和用于制造这种系统的方法、以及具有车对车（v2v）和车对电网（v2g）能量传输能力的电驱动车辆。举例来说，呈现了用于通过实施基于市场的、代理介导的方法实现众包v2v和v2g电力供应、存储和一体化的计算机实施的系统和方法。“代理”中间件节点可充当参与的客户（诸如，已注册的ev和公用电力公司）和众包服务提供商（诸如，异类ev、具有便携式ev充电器的路边援助人员、家庭充电点等）之间的居间者。代理促进对ev的电池升压以及在围绕客户的预定义的感兴趣的地理围栏（geo-fenced）区域（roi）内针对电力设施的能量传输和可选存储。可针对能量请求接收（intake）、投标请求（rfb）广播、投标接收和选择、能量传输合约化、传输确认和的后处理来执行多阶段采购程序以实现闭环反馈。多标准选择策略可用于协调对客户和服务提供商两者的最优任务指派，这最大化联合效用函数或最佳权衡帕累托解。可使客户能基于预定义的加权方案或客户定义的偏好信息来手动或自动选择提供商。任务捆绑框架可被采用来将多个升压/传输/存储任务作为捆绑体分配给单个服务提供商。该提供商可随后将这些任务分配给其他服务提供商，例如经由拍卖。
2、至少一些所公开构思的附随益处包括众包v2v路边能量援助（例如，增强车辆充电和减少里程焦虑）以及v2g一体化（例如，降低公用电网能量峰值和谷值）。通过基于市场的、代理介导的众包v2v电池升压和v2g能量存储/传输，客户满意度和体验也得到了改进。其他附随益处可包括减少对永久附连到泊车基础设施的大容量、基于电网的evcs的需求和关联成本。除了改进的充电能力和客户体验之外，所公开构思可帮助增加电驱动车辆的行驶里程和电池组性能。
3、本公开的各方面涉及用于管控去往/来自机动车辆的能量传输的系统控制逻辑、闭环反馈控制技术和计算机可读介质（crm）。在示例中，呈现了一种用于操作用于将能量传输到用户（诸如，机动车辆和/或公用电力公司）的智能充电系统的方法。该代表性方法以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任何选项和特征的任何组合包括：例如，经由智能充电系统的系统控制器，从用户的用户接口（诸如，车内远程信息处理单元或在用户的智能手机上操作的专用移动软件应用程序）接收安排到用户的电传输的传输请求；例如，经由系统控制器通过无线通信网络，向一组众包的服务提供商广播对于能量传输投标的征集以便完成用户的传输请求；例如，经由系统控制器，从所征集到的服务提供商的子集接收多个投标提交件（bid submission）以便完成传输请求；使用多标准选择策略从接收到的投标提交件中选择优化的投标提交件，该多标准选择策略包括联合效用最大化函数（加权标量方法）和/或权衡帕累托解（最优前沿方法）；以及例如，经由系统控制器，向与优化的投标提交件相关联的所选服务提供商传送具有提供传输请求的指令的任务分配。
4、本公开的附加方面涉及用于众包去往/来自车辆的能量的传输的智能充电系统、具有v2v和v2g能量传输能力的车辆、以及用于供应基于市场的、代理介导的能量传输的“代理”中间件引擎。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”和“运载工具”可互换地和同义地使用以包括任何相关的运载工具平台，诸如乘用车辆（ice、hev、fev、燃料电池、完全和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（atv）、摩托车、农用设备、船只、飞机等。在示例中，智能充电系统供应从已注册服务提供商的众包车队到一个或多个已注册车辆、公用事业公司和/或其他电气化用户的能量传输。
5、继续前面示例的讨论，智能充电系统包括：常驻或远程存储器装置，其存储各种各样的用户和服务提供商的注册信息；通信装置，其可操作以与用户和服务提供商通信；以及具有控制器（例如，微控制器、控制模块或控制器/模块的网络）的服务器级计算机，该控制器除了其他之外，还调节用户和服务提供商之间的电力传输。系统控制器被编程为经由通信装置例如从至少一个用户的用户接口接收将电传输到用户的传输请求。作为响应，系统控制器向一组众包的服务提供商广播对于能量传输投标的征集以便完成传输请求；然后接收多个投标提交件以便完成传输请求。控制器使用多标准选择策略（诸如，联合效用最大化函数和/或权衡帕累托解）从接收到的投标提交件中选择优化的投标提交件。将具有提供传输请求的指令的任务分配传送到与优化的投标提交件相关联的服务提供商。
6、对于任何所公开的系统、车辆和方法，可使用联合效用最大化函数来选择优化的投标提交件，该联合效用最大化函数可通过作为以下各者的函数最大化联合效用计算得出：完成传输请求任务 t、用户定义的客户加权因子、用户的客户效用函数、提供商定义的服务提供商加权因子、以及所选服务提供商的提供商效用函数。在这种情况下，可分别作为以下各者的函数来计算客户效用函数：对用户的能量存储装置的预期影响、所选服务提供商的预计到达时间或到达所选服务提供商的预计时间、来自所选服务提供商的投标提交件中所请求的为完成任务 t的总成本、以及用户定义的影响权重、eta权重和付款权重。可分别作为以下各者的函数来计算提供商效用函数：用户为完成任务 t所支付的总报酬、所选服务提供商到达用户所必须行驶的总距离、对所选服务提供商的能量存储装置的预期影响、以及提供商定义的付款权重、距离权重和影响权重。
7、对于任何所公开的系统、车辆和方法，可使用权衡帕累托解来选择优化的投标提交件，这可包括作为目标值和目标权衡的函数来执行双目标优化技术以使帕累托前沿权衡曲线可视化。在这种情况下，权衡帕累托解可产生多个最佳权衡建议，这些建议可绘制为服务提供商效用函数相对客户效用函数的图表。在将任务分配传送到所选服务提供商之前，系统控制器可向用户呈现最佳权衡建议以及选择这些建议中的一个的提示。系统控制器从用户接收所选的最佳权衡建议并将优化的投标提交件设定为所选建议。
8、对于任何所公开的系统、车辆和方法，用户可以是单个用户或多个异类用户的组合。在后一种情况下，系统控制器可接收、处理和促进来自多个用户的多个传输请求。此外，服务提供商的投标提交件可包括捆绑接收到的传输请求中的多个选定传输请求的请求。在选择了优化的投标提交件之后，系统控制器可产生任务协议，以由所选服务提供商完成用户的传输请求。然后，将该任务协议传送到一方或两方并提示批准该任务协议。
9、对于任何所公开的系统、车辆和方法，系统控制器可在征集能量传输投标之前接收指示用户的实时位置的地理定位数据。然后，围绕用户的实时位置定义具有预定义大小的地理围栏。然后，系统控制器接收指示多个已注册服务提供商的实时位置的地理位置数据。可获取一组众包的服务提供商作为在地理围栏内的已注册服务提供商的子集。作为又另一选项，系统控制器可例如从常驻或远程存储器装置取回与接收到的投标提交件相关联的用户和服务提供商的先验数据（priori data）。然后，控制器可执行树数据结构以在接收到的先验数据内定位预定义关键字（key）；可进一步基于使用树数据结构在接收到的先验数据内定位的预定义关键字来选择优化的投标提交件。
10、对于任何所公开的系统、车辆和方法，系统控制器可接收传输确认，该传输确认验证传输请求由所选服务提供商提供给用户。在传送任务分配后以及此后接收到传输确认之后，系统控制器可提示用户和/或所选服务提供商评估对传输请求的供应。作为又另一选项，系统控制器可接收、处理和存储每个用户和每个服务提供商的相应的注册数据文件。
11、本发明包括以下方案：
12、方案1. 一种用于操作用于将能量传输到具有能量存储系统的用户的智能充电系统的方法，所述方法包括：
13、经由所述智能充电系统的系统控制器，从所述用户的用户接口接收安排到所述用户的电传输的传输请求；
14、经由所述系统控制器，向一组众包的服务提供商广播对于能量传输投标的征集以便完成到所述用户的传输请求；
15、经由所述系统控制器，从多个所述服务提供商接收多个投标提交件以便完成所述传输请求；
16、使用多标准选择策略从接收到的投标提交件中选择优化的投标提交件，所述多标准选择策略包括联合效用最大化函数和/或权衡帕累托解；以及
17、经由所述系统控制器，向所述多个所述服务提供商中的与所述优化的投标提交件相关联的所选服务提供商传送具有提供所述传输请求的指令的任务分配。
18、方案2. 根据方案1所述的方法，其中，使用所述联合效用最大化函数来选择所述优化的投标提交件，所述联合效用最大化函数被计算为：
19、 最大化
20、其中是作为完成作为任务 t的传输请求的函数的联合效用，是用户定义的客户加权因子，是作为所述任务 t的函数的所述用户的客户效用函数，是提供商定义的服务提供商加权因子，并且是作为所述任务 t的函数的所选服务提供商的提供商效用函数。
21、方案3. 根据方案2所述的方法，其中，所述客户效用函数 u c( t)被计算为：
22、
23、其中是作为所述任务 t的函数的对所述用户的能量存储装置的预期影响，是所述所选服务提供商的预计到达时间或到达所述所选服务提供商的预计时间，是来自所述所选服务提供商的优化的投标提交件中为执行所述任务 t的总成本，并且、和是用户定义的影响权重、eta权重和付款权重。
24、方案4. 根据方案3所述的方法，其中，所述提供商效用函数被计算为：
25、
26、其中是所述所选服务提供商为执行所述任务 t将接收到的总报酬，是所述所选服务提供商为到达所述用户将行驶的总距离，是作为所述任务 t的函数的对所述所选服务提供商的能量存储装置的预期影响，并且、和是提供商定义的付款权重、距离权重和影响权重。
27、方案5. 根据方案1所述的方法，其中，使用权衡帕累托解来选择所述优化的投标提交件，包括作为目标值和目标权衡的函数来执行双目标优化技术以使帕累托前沿权衡曲线可视化。
28、方案6. 根据方案5所述的方法，其中，所述权衡帕累托解产生多个最佳权衡建议，所述方法还包括：
29、在传送任务分配之前，经由所述系统控制器向所述用户呈现所述最佳权衡建议并提示从所述最佳权衡建议中选择所选的最佳权衡建议；以及
30、经由所述系统控制器，从所述用户接收所述所选的最佳权衡建议，其中，所述优化的投标提交件是所述所选的最佳权衡建议。
31、方案7. 根据方案1所述的方法，其中，所述用户包括多个异类用户，所述传输请求包括来自所述异类用户的多个传输请求，并且所述优化的投标提交件包括捆绑所述传输请求中的多个选定的传输请求的请求。
32、方案8. 根据方案1所述的方法，其还包括：
33、响应于选择所述优化的投标提交件，经由所述系统控制器产生任务协议，以由所述所选服务提供商为所述用户完成所述传输请求；以及
34、将所述任务协议传送到所述用户和所述所选服务提供商并提示批准所述任务协议。
35、方案9. 根据方案1所述的方法，其还包括：
36、在广播对于能量传输投标的征集之前，经由所述系统控制器接收指示所述用户的位置的地理定位数据；
37、围绕所述用户的位置定义具有预定义大小的地理围栏；
38、经由所述系统控制器，接收指示多个已注册服务提供商的相应位置的地理位置数据；以及
39、将所述一组众包的服务提供商获取为在所述地理围栏内的已注册服务提供商的子集。
40、方案10. 根据方案1所述的方法，其还包括，
41、经由所述系统控制器，从存储器装置接收与所述多个投标提交件相关联的所述用户和所述服务提供商的先验数据；以及
42、执行树数据结构以在接收到的先验数据内定位预定义关键字，其中，选择所述优化的投标提交件还基于使用所述树数据结构在接收到的先验数据内定位的所述预定义关键字。
43、方案11. 根据方案1所述的方法，其还包括，在传送所述任务分配之后，经由所述系统控制器接收所述传输请求由所述所选服务提供商提供给所述用户的传输确认。
44、方案12. 根据方案11所述的方法，其还包括，响应于接收到的传输确认，经由所述系统控制器，向所述用户和/或所述所选服务提供商传送评估对所述传输请求的供应的提示。
45、方案13. 根据方案1所述的方法，其还包括，由所述系统控制器从所述用户以及所述一组众包的服务提供商中的每个服务提供商接收相应的注册数据文件。
46、方案14. 一种用于将能量传输到具有能量存储系统的用户的智能充电系统，所述智能充电系统包括：
47、存储器装置，其存储多个服务提供商的注册信息；
48、通信装置，其可操作以与所述服务提供商通信；以及
49、具有系统控制器的服务器级计算机，所述系统控制器被编程为：
50、经由所述通信装置从所述用户的用户接口接收安排到所述用户的电传输的传输请求；
51、经由所述通信装置，向一组众包的服务提供商广播对于能量传输投标的征集以便完成所述传输请求；
52、经由所述通信装置，从多个所述服务提供商接收多个投标提交件以便完成所述传输请求；
53、使用多标准选择策略从接收到的投标提交件中选择优化的投标提交件，所述多标准选择策略包括联合效用最大化函数和/或权衡帕累托解；以及
54、向所述多个所述服务提供商中的与所述优化的投标提交件相关联的所选服务提供商传送具有提供所述传输请求的指令的任务分配。
55、方案15. 根据方案14所述的智能充电系统，其中，使用所述联合效用最大化函数来选择所述优化的投标提交件，所述联合效用最大化函数被计算为：
56、 最大化
57、其中是作为完成作为任务 t的传输请求的函数的联合效用，是用户定义的客户加权因子，是作为所述任务 t的函数的所述用户的客户效用函数，是提供商定义的服务提供商加权因子，并且是作为所述任务 t的函数的所述所选服务提供商的提供商效用函数。
58、方案16. 根据方案15所述的智能充电系统，其中，所述客户效用函数被计算为：
59、
60、其中是作为所述任务 t的函数的对所述用户的能量存储装置的预期影响，是所述所选服务提供商的预计到达时间或到达所述所选服务提供商的预计时间，是来自所述所选服务提供商的优化的投标提交件中为执行所述任务 t的总成本，并且、和是用户定义的影响权重、eta权重和付款权重。
61、方案17. 根据方案16所述的智能充电系统，其中，所述提供商效用函数被计算为：
62、
63、其中是所述所选服务提供商为执行所述任务 t将接收到的总报酬，是所述所选服务提供商为到达所述用户将行驶的总距离，是作为所述任务 t的函数的对所述所选服务提供商的能量存储装置的预期影响，并且、和是提供商定义的付款权重、距离权重和影响权重。
64、方案18. 根据方案14所述的智能充电系统，其中，使用所述权衡帕累托解来选择所述优化的投标提交件，包括作为目标值和目标权衡的函数来执行双目标优化技术以使帕累托前沿权衡曲线可视化。
65、方案19. 根据方案18所述的智能充电系统，其中，所述权衡帕累托解产生多个最佳权衡建议，并且其中，所述服务器级计算机还被编程为：
66、在传送任务分配之前，经由所述系统控制器向所述用户呈现所述最佳权衡建议并提示从所述最佳权衡建议中选择所选的最佳权衡建议；以及
67、经由所述系统控制器，从所述用户接收所述所选的最佳权衡建议，其中，所述优化的投标提交件是所述所选的最佳权衡建议。
68、方案20. 根据方案14所述的智能充电系统，其中，所述用户包括多个异类用户，所述传输请求包括来自所述异类用户的多个传输请求，并且所述优化的投标提交件包括捆绑所述传输请求中的多个选定的传输请求的请求。
69、以上
技术实现要素：
并不表示本公开的每个实施例或每个方面。而且，当结合附图和所附权利要求理解时，从对用于实施本公开的说明性示例和模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所描述的元件和特征的任何和所有组合和子组合。