专利名称：控制电动车充电程序的方法及系统以及电动车充电系统的制作方法
技术领域：
此申请涉及电动车充电的系统与方法，特别涉及其电池系统充电程序的监测、感测和/或控制的系统与方法。
背景技术：
电动车为一种替代运输工具，并且，其某些实施方式更优于使用传统燃料的车辆。 电动车的不同应用以及设计会带来不同的优点，举例说明，可包括减少污染和/或废气排放、提升电量使用效能、增强可靠度、降低维修需求、和/或较不依赖提供日渐不足的传统燃料。电动车以及其相关革新与应用也演变为许多绿能科技的一环，目标是减少温室效应气体、达成能源再利用或保护，且采用可再生能源技术，例如可通过刹车电量、太阳能、或其他能源充电的燃料电池和/或电池系统。电池系统是电动车的主要电量来源之一，已被应用在许多电动车上，包括 Chevrolet Volt 、Telsa Roadster , Nissan Leaf 等。电动车的电池系统需经常充电。然而，不同的电池系统可能有不同的充电要求及考虑电池单元设计、材料、操作条件等影响充电程序或其控制的因素。此外，不同的充电装置或充电站可能提供不同的充电条件，影响电池系统的充电方式，或其接收电力的方式。车辆所有者可能会想要随时掌握充电程序，了解计费是否正确、和/或了解电动车充电的其他信息。目前的充电装置、充电站、或电动车普遍缺乏得以适宜控制或了解充电程序、收费正确性和/或电动车充电的其他信息的系统或方法。由于缺乏合适的系统或方法，充电计费可能会不正确、不透明、不可靠，并衍生计费误差责任归属问题。因此，亟需发展一种理想的电池系统的充电系统和/或方法，其中提供传统系统、方法或电动车所未能提供或实现的某些监测或控制技术。
发明内容
本公开的实施方式之一提供电动车充电程序的一种控制方法。所述方法可包括监测一充电装置对电动车一电池系统的充电过程；以一感测模块、一充电接收装置和/或该充电装置感测提供对该电池系统的充电状况；以及以一计算模块、该充电接收装置和/或该充电装置判断该充电状况是否超过关于上述充电接收装置、电池系统和/或电动车的一公差标准。上述方法可还包括基于上述充电状况是否超过该公差标准的判断，发布一充电指令以及一充电指示的至少一个给上述充电装置以及充电接收装置的至少一个。本公开的实施方式还可用于实现一电动车充电控制系统，其中可包括耦接一电动车上一电池系统的一充电监测装置、耦接该充电监测装置的一处理器、以及耦接该处理器的一通信接口。所述充电监测装置可感测一充电装置提供对该电池系统的充电状况，且该处理器可判断所述充电状况是否超过上述充电监测装置、电池系统以及电动车中的至少一个的一公差标准。该通信接口可基于处理器对提供上述充电状况是否超过公差标准的判断，传送充电指令以及充电指示中的至少一个予上述充电监测装置、充电接收装置和/或充电装置。本公开的实施方式更用于实现一电动车充电系统。所述系统可包括耦接一电动车上一电池系统的一感测装置、耦接该感测装置的一处理器、以及耦接该处理器的一通信接口。所述感测装置可感测一充电装置提供对该电池系统的充电状况，且该处理器可判断上述充电状况是否超过该充电监测装置、该电池系统和/或该电动车其中一个的一公差标准。所述通信接口可基于该处理器对充电状况是否超出该充电装置、该电池系统和/或该电动车的该公差标准的判断，传送一充电指令以及一充电指示中的至少一个。
图1展示应用于传统充电系统的充电程序的实施方式；图2为一方块图，展示根据本公开实施方式实现的一电动车充电控制系统实施例；图3为一流程图，展示根据本公开实施方式控制电动车一充电程序的一方法例；图4为一方块图，展示根据本公开实施方式实现的另一种充电系统实施例；且图5展示根据本公开实施方式实现的一充电程序的一流程图例。主要元件符号说明100 充电接收/监测模块；101 连结器模块；102 公差计算模块；103 诊断模块；104 通报模块；105 计量器模块；106 通信模块；200 充电模块；201 连结器模块；202 公差计算模块；203 诊断模块；204 通报模块；205 计量器模块；206 通信模块；207 记录模块；300 电池；400 云端服务；403 诊断模块；404 通报模块；406 通信模块；407 记录模块；500 公共电网；601-610 步骤；1110 公共电网；1112 电动车供电设备；
1114 顾客；1116 车辆；1200 电动车充电控制系统；1210 电动车；1212 电池系统；1214 监测/充电接收装置；1216 处理器；1218 通信接口；1220 充电装置；1224 监测系统；1230 诊断模块；1300 电动车充电程序控制方法；1310-1316 步骤。
具体实施例方式电池系统的特性，例如接收充电、充电速率、充电电流和/或电压等，可能相当多样化。在电池系统的设计、使用年限、单元设计、材料、操作条件、温度、剩余电量、记忆效应及容量等可能各自、或联合地影响其充电条件或其理想充电状况。虽然可能由提供不同充电状况的充电装置或充电站予以某种程度标准化来规范，但电池系统自身的条件或退化还是可能影响实际充电的状况，甚至可能远少于充电装置或充电站所记录与计费的电量。以下列举数条关于电池或电动车充电的规范，可被考虑、提议、讨论、或协议应用于充电程序或标准。例如，包括车辆工程协会(SAE，Society of Automotive Engineers) 的多项计划，例如J1772规范所讨论的充电插头、J1773规范所提出的非接触式充电、J2293 规范所提出的电动车电量转移系统、以及E836规范以及J2847规范所提出的其他方面的电池充电技术。相较于传统加油站的燃料提供角色，电动车充电程序不应当限定在传递单纯电能，也可涉及系统、硬件元件、或软件模块间的通信。虽然某些SAE与其他标准可能规范充电电位或电流状况，但充电条件和/或充电程序控制仍须维持其高弹性以及可变性。举例说明，快速充电包括使用高电位和/或高电流以降低充电与等待时间，但不同的电动车或电池系统可能对快速充电有不同的标准。对于特定车辆或电池系统，使用不适宜的高电位和/或高电流不正确或不适当地进行充电，很可能会对车辆或电池系统内某些元件造成永久性的损害，衍生出责任归属问题。在某些其他实施方式中，充电系统或充电站可能还须考虑周围环境的整体负载，使其密集且大量的电量使用不会对他人的电力使用造成影响。充电速率也可能影响驾驶人的等待时间，导致充电站大排长龙。随着电动车愈来愈普及，住家、电动车、停车场、以及零售商店拥有者均可能买卖电力、完成「智能电网(smart grid) J 的概念，衍生出妥善监测且估价的方法、系统、或机械设计等需求。为了应付特定充电程序的复杂度，本公开的实施方式可提供方法或系统监测充电程序、负责充电程序中不同元件或装置之间的通信、和/或控制充电程序中部分或所有面向的问题。图1展示了充电程序的一种实施方式，可被应用于传统充电系统。图中所描述的内容反映了一种实施方式，类似目前所讨论电动车充电的标准协议的一种可能充电程序。然而，目前所考虑的标准是在启动充电程序之前有某些通信，并无法在充电程序中允许或提供通信。参阅图1，在一种实施方式中，公共电网(utility) 1110可设定提供供电给充电装置或充电站(例如，电动车供电设备/EVSE，electric vehicle supply equipment 1112)的价钱。顾客1114或其车辆可能会有某些偏好或设定，使EVSE 1112得以基于需要的电量以及这些偏好或设定充电给车辆1116的电池。设置于电动车供电设备1112内部或与之耦接的计量装置可测量所传送的电量并进行计费。一般来说，可能会有与所传送、 所接收或所交换的各种事物相关的通信或讯息发生，例如，可用线电流(available line current, ALC)、价格、调度、事件、预置/偏好、立即可充电状态、以及对顾客1114的反馈或计费。也有可能有连结或电力或信号耦合发生，例如，电动车供电设备以及车辆间的连结或耦接。在某些实施方式中，所述通信或讯息交换可包括非必须的通信，如需求响应程序 (demand-response program, DR program)、以及通信来指引可用线电流(ALC)的可用线电流引导辨识(Pilot identifies ALC)。所述讯息、连结和/或事件通常发生在充电程序之前以及电量或电力传送之前。此处所公开的实施方式可在电动车的充电程序中提供额外的通信、感测、和/或控制。通过各种装置的实现、设计、设定以及所提供的功能，使用者或系统可较了解充电程序和/或可对充电程序、充电条件、计费精确度、以及充电程序其他面向有更多的控制。在某些实施方式中，充电程序可与传统燃料补充程序明显不同。电动车的状态 (例如以上所叙述的一或多种状态)、电路、设计及其他特性以及其电池系统，均可能影响充电程序，使得电池单元所接收到的电量不同于充电装置所传送的电量。所述差异会引发计价纷争，徒然耗费用户或加油站商家的时间成本与金钱，和/或影响交易。在某些实施方式中，缺乏对充电程序的足够信息也会使得争端难以解决、事后难以查核。本公开的实施方式所描述的方法与系统可被实现、调整和/或设计来解决充电计量误差、缺少记录、和/或无适当充电程序控制的问题。图2以一方块图展示电动车充电控制系统1200实施例。系统1200可包括一电动车1210上的一电池系统1212、一监测或充电接收装置1214、一处理器1216以及一通信接口 1218。在某些实施方式中，监测/充电接收装置1214可与电池系统1212耦接，以感测充电装置1220提供的充电状况。所述充电装置1220可为充电电池系统1212用的一充电站。 处理器1216可耦接上述监测/充电接收装置1214，以判断上述充电状况是否超出监测/充电接收装置1214、电池系统1212以及电动车1210中某一个或多个的一公差标准。通信接口 1218可耦接处理器1216，将处理器基于上述充电状况是否超过该公差标准的判断所作的一充电指令或充电指示，传递给充电装置1220。在一些实施方式中，监测/充电接收装置 1214、处理器1216以及通信接口 1218其中一个或多个，可结合成为一监测系统12 或个别安装或加载成为1) 一独立装置的一部分、幻耦接或安装在一电动车上、幻一充电系统的一部分，如一充电站的一部分，或4)电动车的充电接收或控制系统的一部分。在某些实施方式中，电动车充电控制系统1200也可包括一诊断模块1230，用于分析充电信息，例如充电装置1220所接收的充电信息、电池系统1212状态以及电动车1210 其他元件的相关信息中的一或多个。充电装置1220可为一充电站或充电站其中一部分，可包括多个元件，例如连接器模块、公差计算模块、诊断模块、通报模块、计量模块、通信模块以及记录模块中的一或多个。
在某些实施方式中，图2的充电装置1220可为电动车充电站的一充电模块。电池系统1212可包括多个可充电电池单元，可采串联、并联或串并联两者结合的连结方式。至于充电指令，可包括停止充电指令、继续充电指令、更改充电方式或状态指令、充电电流控制指令以及充电电位控制指令的其中的一或多个。至于充电指示，可包括一或多个充电指令，或包括关于充电状态和/或其他装置的蓄电、估算或处理的计算/判断结果的信息。在一些实施方式中，监测/充电接收装置1214可包括一或多种元件，例如一充电计量器、一公差计算器、一通报模块、以及一诊断模块。关于不同元件之间的通信，通信接口 1218可择一采用有线或无线通信机制，例如以太网络、缆线、Zigbee无线网络协议、控制器区域网络(CAN bus)、电力线通信(power line communication)、WA VE/DSRC (Wireless Access in Vehicular Environments/Dedicated Short Range Communication,短距车间通信)、Wi_Fi ^C^fflff >3G (3GPP,3GPP2,3GPP LTE (长期演进技术，long term evaluation))、3· 5G、4G移动通信技术、以及WiMAX全球互通微波接入通信协议。上述公差标准可以多种不同方式以及以不同单位(例如车辆制造厂、电池提供商、车辆租赁公司、代理商、修理厂技工、政府规章等)，或由不同使用者(例如车辆所有权人、驾驶、乘客、车队管理者等)设定。以说明用但非限定的例子为例，一充电公差数值可有以下设定 充电装置1220端的一充电公差数值
权利要求
1.一种控制电动车充电程序的方法，该方法包括监测自一充电装置对该电动车的一电池系统充电的电量；以一感测模块、一充电接收装置以及一充电装置中的至少一个，感测提供给该电池系统电量的充电状况；以一计算模块、该充电接收装置以及该充电装置中的至少一个，判断上述充电状况是否超过该充电接收装置、该电池系统以及该电动车中的至少一个的一公差标准以及将基于上述充电状况是否超过该公差标准的判断所作出的一充电指令以及一充电指示中的至少一个，通报给该充电装置以及该充电接收装置中的至少一个。
2.如权利要求1所述的控制电动车充电程序的方法，其中该感测模块以及该计算模块中的至少一个为该电动车的一部分。
3.如权利要求1所述的控制电动车充电程序的方法，其中该电池系统包括多个充电式电池单元。
4.如权利要求1所述的控制电动车充电程序的方法，其中该充电指令包括一停止充电指令、一继续充电指令、一更改充电方式或状态指令、一充电电流控制指令以及一充电电压控制指令中的至少一个。
5.如权利要求1所述的控制电动车充电程序的方法，其中该充电接收装置通过一通信接口与该充电装置通信，以提供该充电指令以及该充电指示中的至少一个。
6.如权利要求1所述的控制电动车充电程序的方法，其中该公差标准是基于一充电公差数值所设定，该充电公差数值包括以下至少其中一个\PowerTransmittedBytheChargingDevice — PowerReceivedBytheChargeReceiveingDevice\PowerTransmittedBytheChargingDevice,以及\POwerReceicvedBytheChargeReceivingDevice - PowerTransmittedBytheChargmgDevice^ , PowerReceivedBytheChargeReceivingDevice其中=PowerjTransmittedBytheChargingDevice代表充电装置所传送的电量；且Power ReceivedBytheChargeReceivingDevice代表充电接收装置所接收的电量。
7.如权利要求6所述的控制电动车充电程序的方法，其中，当上述充电公差数值超过使用者设定或基于该充电接收装置、该充电系统以及该电动车中的至少一个所设定的一数值时，上述充电状况即超出公差标准。
8.如权利要求1所述的控制电动车充电程序的方法，其中上述充电状况是否超出公差标准的判断，以及上述充电指令及充电指示的通报，至少一个是反复发生或发生在自该充电装置提供电力给该电池系统的程序中。
9.一种电动车充电控制系统，包括一充电监测装置，耦接一电动车的一电池系统，该充电监控装置感测一充电装置对该电池系统充电的充电状况；一处理器，耦接该充电监测装置，该处理器判断上述充电状况是否超出该充电监测装置、该电池系统以及该电动车中的至少一个的一公差标准；以及一通信接口，耦接该处理器，该通信接口与该充电监测装置、一充电接收装置以及该充电装置中的至少一个，通信该处理器基于上述充电状况是否超过该公差标准的判断所作的一充电指令以及一充电指示中的至少一个。
10.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中一感测模块以及一计算模块为该电动车的一部分。
11.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该电池系统包括多个可充电电池单元。
12.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该充电指令包括一停止充电指令、 一继续充电指令、一更改充电方式或状态指令、一充电电流控制指令、以及一充电电压控制指令中的至少一个。
13.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该充电监测装置包括一充电计量器、一公差计算器、一通报模块以及一诊断模块中的至少一个，且该充电监测装置为独立的一监测装置或为该充电装置以及该充电接收装置的一部分。
14.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该公差标准是基于一充电公差数值所设定，该充电公差数值包括以下至少一个\PowerTrcmsmittedBytheChargingDevice — PowerReceivedBytheChargeReceiveingDevice\PowerTransmittedBytheChargingDevice以及\PowerReceicvedBytheChargeReceivingDevice — PowerTrcmsmittedBytheChargingDevice\ , PowerReceivedBytheChargeReceivingDevice其中PowerTransmittedBytheChargingDevice代表充电装置所传送的电量；且 PowerReceivedBytheChargeReceivingDevice代表充电接收装置所接收的电量。
15.如权利要求14所述的电动车充电控制系统，其中，当上述充电公差数值超过使用者设定或预定的一数值时，上述充电状况是超出上述公差标准。
16.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该处理器反复或是在自该充电装置供电给该电池系统的程序中，判断上述充电状况是否超过上述公差标准。
17.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该通信接口包括根据以太网络、缆线、控制器区域网络、电力线通信、Zigbee、WAVE/DSRC、Wi-Fi、3G、3. 5G、4G、以及WiMAX通信协议所作的一装置。
18.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，还包括一诊断模块，用以分析自该充电装置所接收的充电信息、该电池系统的状况以及该电动车的元件其中至少一个。
19.如权利要求9所述的电动车充电控制系统，其中该充电装置包括一连结器模块、一公差计算器模块、一诊断模块、一通报模块、一计量器模块、一通信模块、一记录模块中的至少一个。
20.一种电动车充电系统，包括一感测装置，耦接一电动车的一电池系统，该感测装置感测一充电装置对该电池系统充电的状况；一处理器，耦接该感测装置，该处理器判断上述充电状况是否超过一充电监测装置、该电池系统以及该电动车中至少一个的一公差标准；以及一通信接口，耦接该处理器，该通信接口基于该处理器对上述充电状况是否超过该充电装置、该电池系统以及该电动车中至少一个的上述公差标准的判断，提供一充电指令以及一充电指示中至少一个。
全文摘要
一种控制电动车充电程序的方法及系统以及电动车充电系统。电动车充电控制系统包括一充电监测装置，耦接电动车的电池系统；一处理器，耦接该充电监测装置；以及一通信接口，耦接该处理器。该充电监测装置可感测一充电装置提供对该电池系统的充电状况。该处理器可判断该充电状况是否超过上述充电监测装置或电池系统的一公差标准。该通信接口可与该充电监测装置、一充电接收装置、和/或该充电装置进行通信；通信内容是指该微处理器基于上述充电状况是否超过上述公差标准的判断所执行提供的一充电指令与一充电指示至少其中一个。
文档编号H02J7/00GK102545303SQ201110254429
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年12月8日
发明者何平凡, 蒋村杰, 雷颖杰 申请人:财团法人工业技术研究院