专利名称：互动式充电管理系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种充电管理方案，特别是涉及一种适用于电动车的互动式充电管理系统及其方法。
背景技术：
自工业革命以来，以石化能源为发动基础的发动机(引擎)解决了人类交通的问题，但却造成了极为严重的空气污染、环保与温室效应的问题，并且随着油价飙涨，全球科学家都极力在能源与交通上寻求解决的道。而电动车(electric vehicles)的研发则可解决一般汽、机车行进时排放的废气，所造成的空气污染及温室效应等问题。一般而言，电动车(含插电式复合动力车)可在停车的场所(如公私立停车场与公寓大楼等)所设置的充电柱(charging post)进行电力补充(或称为充电)，而现有的停车场与公寓大楼需与电力公司订定用电契约容量，藉以定义出一总电力消耗量(kVA)。一旦实际的用电量高于所定义的总电力消耗量的话，就会造成停电(亦即跳电)。由此可知，设置有关联于电动车的充电设施的场所需要妥善管理充电电力整体的消耗量，藉以避免用电量过大所造成的停电的窘境。传统的充电管理方式都是采用均勻分配的概念以解决用电量过大所造成的停电的问题。举例来说，如图1所示，假如某一场所与电力公司所订定的用电契约容量为50kVA， 而且该场所设置有4个充电柱Cl C4的话，则当这4个充电柱Cl C4各别耦接/连接上对应的电动车EVl EV4时，则每一个充电柱Cl C4就只能提供12. 5kVA (50kVA/4) 的充电电力给对应的电动车EVl EV4。可见得，传统的充电管理方式是在固定交流电力 (110ACV或220ACV)的条件下，采用均流的手段来解决停电的问题。然而，由于每一台电动车的充电需求不一(因为每一台电动车的电池所残余的电力可能都不尽相同)，所以传统采用均流手段的充电管理方式并非是最佳的解决方案 (solution)(因为有些残余电力较多的电动车并不需要那么多的充电电力)。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种互动式充电管理系统，其包括一第一充电柱，用以提供一第一可用电力信息与一第一充电电力；一第一电动车，耦接该第一充电柱，用以根据该第一充电柱所提供的该第一可用电力信息与该第一充电电力而进行充电；以及一远端控制中心，耦接该第一充电柱，用以根据该第一电动车的一第一需用电力信息而动态地调整该第一可用电力信息，从而改变该第一充电电力。其中，该第一电动车通过该第一充电柱以传送该第一需用电力信息给该远端控制中心。本发明还提供一种适于多台电动车的互动式充电管理方法，其包括根据这些电动车各别的一需用电力信息而动态地调整与这些电动车各别对应且耦接的多个充电柱所各别提供的一可用电力信息；以及根据这些已调整过的可用电力信息而致使这些充电柱非均勻地提供多个充电电力给各别的电动车。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式
仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。图1绘示为传统关联于电动车的充电管理方式示意图。图2绘示为本发明一示范性实施例的互动式充电管理系统的示意图。图3绘示为本发明一示范性实施例的有关电动车的充电架构示意图。图4绘示为本发明一示范性实施例的充电柱的硬件架构示意图。图5绘示为本发明一示范性实施例的远端控制中心的架构示意图。图6绘示为本发明一示范性实施例的关联于电动车的充电管理方式示意图。图7绘示为本发明一示范性实施例的互动式充电管理方法的流程图。附图符号说明20:互动式充电管理系统Cl Cn:充电柱EVl EVn:电动车F 远端控制中心Pl Pn:充电电力DI_1 DI_n 需用电力信息UI_1 UI_n 可用电力信息CCS:充电控制讯号301:电池303 电池管理系统305:充电器307:充电控制器309、501 收发器401 充电柱控制器403 电源开关405 电表503 远端控制器S70US703 本发明一示范性实施例的互动式充电管理方法的流程图各步骤
具体实施例方式现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。 另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。图2绘示为本发明一示范性实施例的互动式充电管理系统 (interactivecharging management system) 20的示意图。请参照图2，互动式充电管理系统20可以包括多台电动车(electric vehicles) EVl EVn、多个充电柱(chargingposts)Cl Cn，以及远端控制中心(far end control center) F。其中，第i台电动车EVi (i = 1 η)根据可用电力信息(usable power information) UI_i 与充电电力(charging power) P_ i而进行充电。举例来说，第1台电动车EVl根据可用电力信息UI_1与充电电力P_1而进行充电；请依此类推，故不再赘述的。另外，第i个充电柱Ci耦接第i台电动车EVi，用以提供可用电力信息UI_i与充电电力P_i给第i台电动车EVi。举例来说，第1个充电柱Cl耦接第1台电动车EV1，用以提供可用电力信息UI_1与充电电力P_1给第1台电动车EVl ；请依此类推，故不再赘述。再者，远端控制中心F耦接所有的充电柱Cl Cn，用以根据电动车EVl EVn各别的需用电力信息(demand power information)DI_1 DI_n而动态地调整充电柱Cl Cn各别所提供的可用电力信息UI_1 UI_n，从而改变充电柱Cl Cn各别所提供的充电电力P_1 P_n。举例来说，远端控制中心F可以根据电动车EVl的需用电力信息DI_1而动态地调整充电柱Cl所提供的可用电力信息UI_1，从而改变充电柱Cl所提供的充电电力 P_1 ；请依此类推，故不再赘述。于本示范性实施例中，由于每一台电动车EVl EVn的充电架构类似，而且每一个充电柱Cl Cn的硬件架构也类似。因此，以下先针对单一电动车EVl与单一充电柱Cl来进行说明，而其他的电动车EV2 EVn与其他的充电柱C2 Cn请依此类推，故不再赘述。图3绘示为本发明一示范性实施例的电动车EVl的充电架构示意图。请参照图 3,电动车EVl可以包括电池(battery) 301、电池管理系统(batterymanagement system, BMS) 303、充电器(charger) 305、充电控制器(chargingcontroller) 307，以及收发器 (transceiver) 309o其中，电池管理系统303耦接电池301，用以检测电池301的残余电力，并且根据所检测的残余电力与充电柱Cl所提供的可用电力信息UI_1(其对应一个上限值)，而决定充电策略(charging strategy)以及产生与所决定的充电策略相关联的需用电力信息DI_1。充电器305耦接电池301，用以接收充电柱Cl所提供的充电电力P_1，并且反应于充电控制器307所产生的充电控制讯号(charging control signal)CCS而传输所接收的充电电力P_l，藉以对电池301进行充电。充电控制器307耦接电池管理系统303与充电器305，用以根据电池管理系统303所决定的充电策略而产生充电控制讯号CCS，藉以控制充电器305传输至电池301的充电电力P_l。换言之，充电控制器307会根据电池管理系统 303所决定的充电策略来调整充电器305对电池301进行充电时的充电功率。收发器309耦接电池管理系统303与充电控制器307，用以接收并传送充电柱Cl 所提供的可用电力信息ui_l至充电控制器307。如此一来，电池管理系统303即可通过充电控制器307而得知充电柱Cl所提供的可用电力信息UI_1。而且，电池管理系统303还可以通过收发器309以传送所产生的需用电力信息DI_1至充电柱Cl。可见得，电动车EVl 与充电柱Cl之间具备有双向通讯的机制。另一方面，图4绘示为本发明一示范性实施例的充电柱Cl的硬件架构示意图。请合并参照图3与图4，充电柱Cl可以包括充电柱控制器(chargingpost controller)401, 电源开关(power switch)403，以及电表(electric meter)405 其中，充电柱控制器401 用以提供可用电力信息UI_1给收发器309，以及接收并传送收发器309所传送的需用电力信息DI_1至远端控制中心F。
电源开关403耦接于充电柱控制器401与充电器305之间。而且，充电柱控制器 401还用以控制电源开关403的运作(亦即导通(turn on)或关闭(turn off))，藉以决定是否提供充电电力P_1给充电器305。电表405耦接电源开关403，用以接收市电电力(city power)，并且于充电柱控制器401控制电源开关403导通时，传送与量测提供至充电器305 的充电电力P_l。于本示范性实施例中，当充电柱Cl传送至充电器305的充电电力P_1过载时，则充电柱控制器401还可以控制电源开关403关闭，从而致使充电柱Cl停止供电，进而保护电池301和/或充电器305 ；反之，则致使充电柱Cl持续供电以对电池301进行充电。一旦充电柱Cl因过载缘故而停止供电时，则电池管理系统303就会调整其先前所决定的充电策略，直至充电柱Cl传送至充电器305的充电电力P_1不过载为止。再者，图5绘示为本发明一示范性实施例的远端控制中心F的架构示意图。请合并参照图3 图5，远端控制中心F可以包括收发器501与远端控制器(far end controller) 503。其中，由于充电柱Cl Cn会各别接收与传送电动车EVl EVn各别的需用电力信息DI_1 DI_n给远端控制中心F。因此，收发器501便可通过有线或无线的方式(包含网络的型式)以接收充电柱Cl Cn所各别传送的需用电力信息DI_1 DI_n 给远端控制器503，从而使得远端控制器503可以根据收发器501所接收的需用电力信息 DI_1 DI_n，而通过收发器501以动态地调整充电柱Cl Cn所各别提供的可用电力信息 UI_1 UI_n。可见得，远端控制中心F与充电柱Cl之间也具备有双向通讯的机制。于本示范性实施例中，充电柱Cl Cn所各别提供的充电电力P_1 P_n的总和可以小于等于一总电力消耗量，且此总电力消耗量是由与电力公司所订定的用电契约容量所决定。由此可知，远端控制器503会在总电力消耗量内动态地调整充电柱Cl Cn所各别提供的可用电力信息UI_1 UI_n，藉以避免用电量过大而停电的问题。另外，充电柱Cl Cn所各别提供的充电电力P_1 P_n可以相异。换言之，当所有的充电柱Cl Cn各别耦接/连接上对应的电动车EVl EVn时，每一个充电柱Cl Cn可以提供相异的(亦即非均勻的)充电电力P_1 P_n给对应的电动车EVl EVn。更清楚来说，图6绘示为本发明一示范性实施例的关联于电动车的充电管理方式示意图。请参照图6，假如某一场合与电力公司所订定的用电契约容量为50kVA，而且该场所设置有4个充电柱Cl C4的话，则当这4个充电柱Cl C4各别耦接/连接上对应的电动车EVl EV4时，则这4个充电柱Cl C4可以反应于电动车EVl EV4各别的需求用电信息DI_1 DI_4，而非均勻地提供例如为7kVA、lkVA、25kVA、17kVA的充电电力P_1 P_4给对应的电动车EVl EV4。显然地，本示范性实施例是采用非均流的充电管理方式来分配相异的充电电力给各别的电动车。如此一来，即可满足每一台电动车的实际充电需求。换言之，由于每一台电动车EVl EV4的电池301所残余的电力不尽相同，所以远端控制中心F就会在总电力消耗量(亦即50kVA)内，非均勻地分配充电电力P_1 P_4给各别的电动车EVl EV4，亦即分配较多的充电电力给残余电力较少的电动车(例如电动车EV3与EV4)，而分配较少的充电电力给残余电力较多的电动车(例如电动车EVl与EV2)。基于上述各示范性实施例所揭示/教示的内容，图7绘示为本发明一示范性实施例的互动式充电管理方法的流程图。请参照图7，本示范性实施例的互动式充电管理方法适于多台电动车，且其包括根据这些电动车各别的需用电力信息而动态地调整与这些电动车各别对应且耦接的多个充电柱所各别提供的可用电力信息(步骤S701)；以及根据这些已调整过的可用电力信息而致使这些充电柱非均勻地提供多个充电电力给各别的电动车 (步骤S703)。于本示范性实施例中，所有充电柱各别提供的充电电力的总和可以小于等于一总电力消耗量，且此总电力消耗量是由与电力公司所订定的用电契约容量所决定。综上所述，上述示范性实施例所提的互动式充电管理系统与方法可以在总电力消耗量内非均勻地分配充电电力给各别的电动车。如此一来，不但可以满足每一台电动车的实际充电需求，而且还可以避免用电量过大所造成的停电的窘境与问题。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭示的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利要求的范围。
权利要求
1.一种互动式充电管理系统，包括一第一充电柱，用以提供一第一可用电力信息与一第一充电电力； 一第一电动车，耦接该第一充电柱，用以根据该第一充电柱所提供的该第一可用电力信息与该第一充电电力而进行充电；以及一远端控制中心，耦接该第一充电柱，用以根据该第一电动车的一第一需用电力信息而动态地调整该第一可用电力信息，从而改变该第一充电电力，其中，该第一电动车通过该第一充电柱以传送该第一需用电力信息给该远端控制中心。
2.如权利要求1所述的互动式充电管理系统，还包括一第二充电柱，用以提供一第二可用电力信息与一第二充电电力；以及一第二电动车，耦接该第二充电柱，用以根据该第二充电柱所提供的该第二可用电力信息与该第二充电电力而进行充电，其中，该远端控制中心还耦接该第二充电柱，用以根据该第二电动车的一第二需用电力信息而动态地调整该第二可用电力信息，从而改变该第二充电电力；以及其中，该第二电动车通过该第二充电柱以传送该第二需用电力信息给该远端控制中心。
3.如权利要求2所述的互动式充电管理系统，其中该第一电动车包括 一电池；一电池管理系统，耦接该电池，用以检测该电池的一残余电力，并且根据该残余电力与该第一可用电力信息，而决定一充电策略以及产生与该充电策略相关联的该第一需用电力 fn息；一充电器，耦接该电池，用以接收该第一充电电力，并且反应于一充电控制讯号而传输该第一充电电力以对该电池进行充电；一充电控制器，耦接该电池管理系统与该充电器，用以根据该充电策略而产生该充电控制讯号，藉以控制该充电器传输至该电池的该第一充电电力；以及一第一收发器，耦接该电池管理系统与该充电控制器，用以接收并传送该第一可用电力信息至该充电控制器，其中，该电池管理系统通过该充电控制器以得知该第一可用电力信息，且该电池管理系统还通过该第一收发器以传送该第一需用电力信息。
4.如权利要求3所述的互动式充电管理系统，其中该第一充电柱包括一充电柱控制器，用以提供该第一可用电力信息给该第一收发器，以及接收并传送该第一收发器所传送的该第一需用电力信息至该远端控制中心；一电源开关，耦接于该充电柱控制器与该充电器之间，其中该充电柱控制器还用以控制该电源开关的运作，藉以决定是否提供该第一充电电力给该充电器；以及一电表，耦接该电源开关，用以接收一市电电力，并且于该充电柱控制器控制该电源开关导通时，传送与量测提供至该充电器的该第一充电电力。
5.如权利要求2所述的互动式充电管理系统，其中该第二电动车包括 一电池；一电池管理系统，耦接该电池，用以检测该电池的一残余电力，并且根据该残余电力与该第二可用电力信息，而决定一充电策略以及产生与该充电策略相关联的该第二需用电力 fn息；一充电器，耦接该电池，用以接收该第二充电电力，并且反应于一充电控制讯号而传输该第二充电电力以对该电池进行充电；一充电控制器，耦接该电池管理系统与该充电器，用以根据该充电策略而产生该充电控制讯号，藉以控制该充电器传输至该电池的该第二充电电力；以及一第一收发器，耦接该电池管理系统与该充电控制器，用以接收并传送该第二可用电力信息至该充电控制器，其中，该电池管理系统通过该充电控制器以得知该第二可用电力信息，且该电池管理系统更通过该第一收发器以传送该第二需用电力信息。
6.如权利要求5所述的互动式充电管理系统，其中该第二充电柱包括一充电柱控制器，用以提供该第二可用电力信息给该第一收发器，以及接收并传送该第一收发器所传送的该第二需用电力信息至该远端控制中心；一电源开关，耦接于该充电柱控制器与该充电器之间，其中该充电柱控制器更用以控制该电源开关的运作，藉以决定是否提供该第一充电电力给该充电器；以及一电表，耦接该电源开关，用以接收一市电电力，并且于该充电柱控制器控制该电源开关导通时，传送与量测提供至该充电器的该第二充电电力。
7.如权利要求2所述的互动式充电管理系统，其中该第一与该第二充电柱还用以各别接收与传送该第一与该第二需用电力信息给该远端控制中心，而该远端控制中心包括一第二收发器，用以接收该第一与该第二充电柱所各别传送的该第一与该第二需用电力信息；以及一远端控制器，耦接该第二收发器，其中该远端控制器根据该第二收发器所接收的该第一与该第二需用电力信息，而通过该第二收发器以动态地调整该第一与该第二充电柱所各别提供的该第一与该第二可用电力信息。
8.如权利要求2所述的互动式充电管理系统，其中该第一与该第二充电柱各别所提供的该第一与该第二充电电力的总和小于等于一总电力消耗量。
9.如权利要求2所述的互动式充电管理系统，其中该第一与该第二充电柱各别所提供的该第一与该第二充电电力相异。
10.一种互动式充电管理方法，适于多台电动车，而该互动式充电管理方法包括 根据这些电动车各别的一需用电力信息而动态地调整与这些电动车各别对应且耦接的多个充电柱所各别提供的一可用电力信息；以及根据这些已调整过的可用电力信息而致使这些充电柱非均勻地提供多个充电电力给各别的电动车。
11.如权利要求10所述的互动式充电管理方法，其中这些充电电力的总和小于等于一总电力消耗量。
全文摘要
一种互动式充电管理系统及其方法。该方法适于多台电动车，且其包括根据这些电动车各别的需用电力信息而动态地调整与这些电动车各别对应且耦接的多个充电柱所各别提供的可用电力信息；以及根据这些已调整过的可用电力信息而致使这些充电柱非均匀地提供多个充电电力给各别的电动车。
文档编号H02J7/02GK102545298SQ20111002758
公开日2012年7月4日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年12月22日
发明者林安宏, 江文书, 简金品 申请人:财团法人工业技术研究院