BR102012008630A2 - medidor elétrico integrado e estação de carga de veículo elétrico (evcs) e método - Google Patents

Abstract

medidor elétrico integrado e estação de carga de veículo elétrico (evcs) e método trata-se de realizações que compreendem um medidor elétrico integrado e estação de carregamento de veículo elétrico (evcs) (206) e métodos de uso de realizações do medidor elétrico integrado e estação de carregamento de veículo elétrico (evcs) (206) para carregar um veículo elétrico (112).

Description

“MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E ESTAÇÃO DE CARGA DE VEÍCULO ELÉTRICO (EVCS) E MÉTODO” Antecedentes da Invenção Os EVs (veículos elétricos, que incluem PEVs (veículos elétricos de encaixe) e PHEVs (veículos elétricos híbridos de encaixe)) usam baterias como uma fonte de energia pelo menos parte do tempo enquanto em operação. Essas baterias descarregam durante o uso e devem ser recarregadas de maneira intermitente. Em algumas ocasiões, esse carregamento ocorre em estações de carregamento de veículos elétricos (EVCS) que podem ser situadas na casa do operador EV. SAE International define carregamento de voltagem AC de 240 Volts como nível 2 de carregamento, e carregamento de corrente alta DC de 500 Volts como nível 3 de carregamento. Os proprietários podem instalar uma estação de carregamento de nível 2 em casa, enquanto as empresas e o governo local fornecem estações de carregamento públicas de nível 2 e nível 3 que fornecem eletricidade mediante uma taxa. No momento, conforme ilustrado na Figura 1, a EVCS 102 é separadas do medidor elétrico 104 na casa do operador ou outra instalação. Um serviço de utilidade pública 100 fornece energia elétrica sobre um sistema de distribuição 106 para uma instalação 108. O medidor elétrico 104 é usado para medir o consumo total de energia de todas as cargas 110 na instalação 108, incluindo carga criada pela EVCS 102 e um EV 112. As EVCS 102 são dotadas de um recinto separado daquele do medido 104, e compreende um segundo medidor 114 para medir o consumo elétrico do EV 112. Adicionalmente, conforme ilustrado na Figura 1, a EVCS 102 requer comunicações separadas do serviço de utilidade pública 100. Geralmente, tais comunicações são sobre uma rede 116 que se comunica com um dispositivo de computação 114 sob o controle do serviço de utilidade pública 100. Portanto, o uso de medidor de rendimento separado 104, um medidor 114 para a EVCS 102, e a EVCS 102, conforme ilustrado no estado da técnica na Figura 1, resulta em uma duplicação de pelo menos recintos, componentes de medição, e componentes de comunicação.

Portanto, são desejados sistemas e métodos que superem os desafios na técnica, alguns dos quais estão descritos acima. Especificamente, são desejados os sistemas e métodos de integração de um medidor elétrico e uma EVCS que reduzam de modo eficiente a duplicação das partes e dispositivos.

Breve Descrição Da Invenção Estão aqui descritas as realizações de um medidor elétrico integrado e estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS) e métodos de uso do dispositivo integrado para carregar um veículo elétrico.

Em um aspecto, é descrito um medidor elétrico integrado e uma EVCS.

Essa realização de um medidor elétrico integrado compreende um cabo de carregamento e um plugue, e um recinto que encerra substancialmente um medidor elétrico e uma EVCS. Em um aspecto, o medidor elétrico compreende pelo menos um microcontrolador de medição, em que o microcontrolador de medição é configurado para medir separadamente o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas; um ou mais transformadores de corrente (CTs) e um ou mais transformadores potenciais (PTs), em que o um ou mais CTs e o um ou mais PTs fornecem sinais de corrente e voltagem para o pelo menos um microcontrolador de medição para medir o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas; e uma interface de rede conectada de maneira operável com o microcontrolador de medição, em que a interface de rede permite comunicações bidirecionais com o microcontrolador de medição sobre uma rede. O medidor elétrico integrado e a EVCS também compreende a EVCS, que em um aspecto compreende um contador de carregamento; e um controlador de carregamento conectado de maneira operável com a interface de rede e o contador de carregamento. O controlador de carregamento é configurado para controlar o contador de carregamento; detectar se o cabo de carregamento está conectado a um veículo elétrico (EV); determinar um nível de carga de uma bateria do EV; e gerenciar um cronograma de carregamento programável para o veículo elétrico. O cabo de carregamento é conectado à EVCS e o plugue, e o plugue fixa o cabo de carregamento no veículo elétrico.

Em outro aspecto, é descrito um método de carregamento de um veículo elétrico usando uma realização de um medidor elétrico integrado e EVCS. Essa realização de um método compreende fornecer um medidor elétrico integrado e estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS), em que o medidor elétrico integrado e a EVSC compreende um cabo de carregamento e um plugue, e um recinto que encerra substancialmente um medidor elétrico e uma estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS). O medidor elétrico compreende pelo menos um microcontrolador de medição, em que o microcontrolador de medição é configurado para medir separadamente o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas, um ou mais transformadores de corrente (CTs) e um ou mais transformadores potenciais (PTs), em que o um ou mais CTs e o um ou mais PTs fornecem sinais de corrente e voltagem para o pelo menos um microcontrolador de medição para medir o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas; e uma interface de rede conectada de maneira operável com o microcontrolador de medição, em que a interface de rede permite comunicações bidirecionais com o microcontrolador de medição sobre uma rede. A EVCS compreende um contador de carregamento; e um controlador de carregamento conectado de modo operável com a interface de rede e o contador de carregamento, em que o controlador de carregamento é configurado para: controlar o contador de carregamento; detectar se o cabo de carregamento está conectado a um veículo elétrico (EV); determinar um nível de carga de uma bateria do veículo elétrico; e gerenciar um cronograma de carregamento programável para o EV. O cabo de carregamento é conectado à EVCS e o plugue, e o plugue fixa o cabo de carregamento no EV. A realização de um método também compreende conectar o EV ao medidor elétrico integrado e a EVCS usando o plugue e o cabo de carregamento; e carregar a bateria do EV usando o medidor elétrico integrado e a EVCS.

As vantagens adicionais serão descritas parcialmente na descrição que se segue ou pode ser aprendida pela prática. Essas vantagens serão percebidas e alcançadas por meio dos elementos e combinações particularmente apontadas nas reivindicações em anexo. Deve ser compreendido que tanto a descrição geral precedente quanto a descrição detalhada que se segue são apenas exemplificativas e explicativas e não restritiva, conforme reivindicado.

Breve Descrição Dos Desenhos Os desenhos em anexo, que estão incorporados no e constituem uma parte desse relatório, ilustram realizações e juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios dos métodos e sistemas; A Figura 1 é uma ilustração de uma visão geral do estado da técnica de um medidor elétrico separado e estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS); A Figura 2 é um diagrama em bloco de linha única de uma seção de um sistema de distribuição de serviço de utilidade pública tal como, por exemplo, um sistema de distribuição elétrico; A Figura 3 ilustra uma visão geral de um diagrama em bloco de uma realização não limitativa de um medidor elétrico integrado e EVCS que podem ser usados para praticar as realizações da presente invenção; A Figura 4 é um diagrama em bloco de uma entidade que pode operar como eletrônico medidor de acordo com uma realização da presente invenção; A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método de prática de uma realização da presente invenção; e A Figura 6 é um diagrama em bloco que ilustra um ambiente de operação exemplificativo para executar os métodos descritos.

Descricão Detalhada Da Invenção Antes da divulgação e descrição dos métodos presentes, deve ser compreendido que os métodos e sistemas não se limitam a métodos sintéticos específicos, componentes específicos, ou composições particulares. Deve ser também compreendido que a finalidade da terminologia aqui usada é apenas descrever realizações particulares e não pretende ser limitativa.

Conforme usado no relatório e nas reivindicações em anexo, as formas singulares “um” “uma” “o” “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto dite claramente de outro modo. As variações podem aqui ser expressas a partir de “aproximadamente” um valor particular, e/ou “aproximadamente” outro valor particular. Quando tal variação é expressa, outra realização inclui a partir de um valor especial e/ou para o outro valor particular. Similarmente, quando os valores são expressos como aproximações, pelo uso do antecedente “aproximadamente”, compreende-se que o valor particular forma outra realização. Será também compreendido que os terminais de cada variação são significativos tanto na relação a outro terminal, quanto independentemente de outro terminal. Ademais, quando são aqui fornecidos exemplos de variações, deve ser apreciado que as variações fornecidas também incluem todas as variações secundárias entre as mesmas, a menos que especificamente declarado de outro modo. “Opcional” ou “opcionalmente” significa que a ocorrência ou circunstância descrita subsequentemente pode ou não ocorrer, e que a descrição inclui exemplos onde a dita ocorrência ou circunstância ocorre e exemplos onde não ocorre.

Por toda a descrição e nas reivindicações desse relatório, a palavra “compreendem" e suas variações, tais como “compreendendo” e “compreende”, significa “incluindo, mas não se limitando a”, e não pretende excluir, por exemplo, outros aditivos, componentes, inteireza ou etapas. “Exemplificativo” significa “um exemplo de” e não pretende transmitir uma indicação de uma realização preferida ou ideal. “Tal como” não é usado em um sentido restritivo, mas para fins explicativos.

Estão descritos componentes que podem ser usados para executar os métodos e sistemas descritos. Esses e outros componentes são aqui descritos, e compreende-se que quando são descritas combinações, subconjuntos, interações, grupos, etc. desses componentes que embora possam não ser explicitamente descrita referência específica das várias combinações individuais e coletivas e permuta dos mesmos, cada é especificamente aqui contemplado e descrito, para todos os métodos e sistemas. Isso se aplica a todos os aspectos desse pedido incluindo, mas não se limitando a, etapas nos métodos descritos. Portanto, se houver várias etapas adicionais que possam ser executadas é compreendido que cada etapa adicional pode ser executada com uma realização específica ou combinação das realizações dos métodos descritos.

Os presentes métodos e sistemas podem ser mais prontamente compreendidos por referência à descrição detalhada que se segue das realizações preferidas e aos Exemplos incluídos nas mesmas e às Figuras e sua descrição anterior e que se segue.

Os EVs (veículos elétricos, que incluem PEVs (veículos elétricos de encaixe) e PHEVs (veículos elétricos híbridos de encaixe)), requerem que suas baterias sejam carregadas após serem usadas. Em muitos casos, esse carregamento ocorre nas estações de carregamento de veículo elétrico (EVCS) que podem estar situadas na casa do operador ou outro em local que tenha um medidor elétrico relacionado a esse interessado. No momento, contudo, conforme ilustrado no estado da técnica na Figura 1, o medidor de rendimento elétrico 104 e a EVCS 102 são dois dispositivos separados que compreendem algumas partes duplicadas. Portanto, o uso de um medidor separado 104 e da EVCS 102 conforme ilustrado no estado da técnica na Figura 1 resulta na duplicação pelos menos de recintos, componentes de medição e componentes de comunicação.

Estão aqui descritos os sistemas e métodos de integração do medidor de rendimento elétrico e da EVCS. Especificamente, estão descritos os sistemas e métodos de integração de um medidor elétrico e de uma EVCS que reduzem com eficiência a duplicação de partes e dispositivos Referindo-se à Figura 2, é fornecida uma ilustração de um tipo de sistema que se beneficiaria das realizações da presente invenção. A Figura 2 é um diagrama em bloco de linha única de uma seção de um sistema de distribuição de serviço de utilidade pública exemplificativo tal como, por exemplo, um sistema de distribuição elétrica. Conforme ilustrado na Figura 2, é fornecido um serviço de utilidade por um provedor de serviço de utilidade pública 100 para várias cargas L1-L2 através de um sistema de distribuição 106. Em um aspecto, o serviço de utilidade fornecido pode ser energia elétrica. Apesar de ilustrado na Figura 1 como um diagrama de linha única, deve ser apreciado que o sistema de distribuição 106 pode compreender componentes de fase única e/ou poli-fásicos e ter níveis de voltagem variados. O consumo e a demanda das cargas 202 podem ser medidos nos locais de carga pelos medidores integrados e EVCS MrMn 206. Os medidores que compreendem um medidor integrado e EVCS 206 podem ser medidores elétricos de fase única ou polifásicos, conforme conhecido por aquele versado na técnica, dependendo da carga 202. Por exemplo, a carga pode ser de fase única e, portanto, o medidor pode ser de fase única. As cargas de fase única podem ser conectadas em fases diferentes (por exemplo, fase A, fase B ou fase C) do sistema de distribuição 106. Similarmente, por exemplo, a carga 202 pode ser uma carga polifásica de maneira que uma carta trifásica e o medidor possam ser um medidor trifásico que mede as três fases que servem a carga 202. Em alguns exemplos um sistema de distribuição elétrica 106 pode ser um sistema polifásico tal como uma rede trifásica de quatro fios, que fornece alimentadores que usam energia. Cada linha de alimentador então se ramifica em múltiplos circuitos para energizar uma pluralidade de transformadores monofásicos ou tipo pedestal, que gradua a voltagem para baixo para voltagens finais, por exemplo, 120 ou 240 volts por fase para distribuir e medir em locais de cliente comercial e residencial. Geralmente, os clientes comerciais podem ser conectados a qualquer fase do sistema trifásico usando um medidor de fase única e os clientes comerciais podem ser conectados a todas as três fases usando um medidor trifásico. Em um aspecto, a carga 202 pode compreender um veículo elétrico e cargas adicionais, tais como, aquecimento, esfriamento, iluminação, e coisa parecida para uma instalação no local do medidor integrado e da EVCS 206. Em um aspecto, o medidor do medidor integrado e da EVCS 206 pode ser usado para medir o consumo elétrico total por todas as cargas 202 na instalação (incluindo o EV), e medir separadamente o consumo elétrico do EV.

Em um aspecto, o medidor elétrico usado em uma realização dos medidores integrados e da EVCS é um medidor inteligente conforme aqui descrito e conforme conhecido daquele versado na técnica. Em seguida, o relatório irá se referir ao medidor como um “medidor”, “medidor elétrico", e/ou “medidor inteligente”, onde os termos podem ser usados de maneira intercambiável. Um exemplo não limitativo de um medidor inteligente é o medidor GE 1210+c disponível de General Electric Company (“GE”) (Schenectady, NY). Embora a informação de consumo ou a demanda das cargas 202 seja usada pelo um provedor de serviço de utilidade pública 100 para cobrar o consumidor, pode também ser usada para outras finalidades incluindo o planejamento e perfil do sistema de distribuição de serviço de utilidade pública. Em alguns exemplos, os provedores de serviço de utilidade pública 100 desejam se comunicar eletronicamente com o medidor integrado e a EVCS 206 por vários motivos incluindo a programação de desconexão ou conexão dos serviços de utilidade para as cargas 202, leitura de medidor automático (AMR), redução de carga e controle de carga, distribuição automática e aplicações de grade inteligente, relatar interrupção, programação e medição de tempo de usos e medição, fornecer serviços adicionais tais como Internet, vídeo e áudio, etc. Em muitos desses exemplos, os medidores integrado e a EVCS 206 podem ser configurados para se comunicarem com um ou mais dispositivos de computação 118 através da rede de comunicação 116, que pode ser provida de fios elétricos (incluindo fibra ótica), sem fio ou uma combinação de com e sem fio, conforme conhecido daquele versado na técnica. Em um aspecto, a rede 116 é uma rede de infraestrutura de medição avançada (AMI). A AMI refere-se aos sistemas que medem, coletam e analisam uso de energia, e interagem com dispositivos avançados tais como medidores de eletricidade, medidores de gás, medidores de água, EVCS e coisa parecida através de vários meios de comunicação, seja por solicitação (on-demand) ou por escalas pré-definidas. Essa infraestrutura inclui hardware, software, comunicações, vídeos e controladores de energia de consumidor, sistemas associados de consumidor, software de gerenciamento de dados de medidor (MDM), fornecedores e sistemas de empresa de distribuição de rede, e coisa parecida. A rede 116 entre os medidores integrados e a EVCS 206 e os sistemas de empresa permite a coleta e distribuição de informação para clientes, fornecedores, companhias de serviço de utilidade pública e provedores de serviço. Isso permite que essas empresas ou participem, ou forneçam produtos e serviços de soluções de resposta de demanda. Pelo fornecimento de informação para os clientes, o sistema auxilia em uma mudança no uso de energia dos seus padrões de consumo normais, seja em resposta às mudanças no preço ou como incentivos para encorajar o uso do serviço de energia mais baixo em momentos de períodos de pico de demanda ou preços de venda por atacado mais altos ou durante períodos de confiabilidade baixa de sistemas operacionais. Em um aspecto, a rede 116 compreende pelo menos uma parte de uma rede de grade inteligente. Em um aspecto, a rede 116 utiliza um ou mais de um ou mais de um WPAN (por exemplo, ZigBee, Bluetooth), LAN/WLAN (por exemplo, 802.11η, microonda, laser, etc.), WMAN (por exemplo, WiMAX, etc.), WAN/WWAN (por exemplo, UMTS, GPRS, EDGE, CDMA, GSM, CDPP, Mobitex, HSDPA, HSUPA, 3G, etc.), RS232, USB, Firewire, Ethernet, USB sem fio, celular, OpenHAN, portador de linha de energia (PLC), banda larga sobre linhas de energia (BPL), e coisa parecida. Tais medidores integrados e EVCS 206 podem ser equipados com um ou mais comutadores que podem ser usados para conectar ou desconectar remotamente o serviço ou produto distribuído.

Voltando à Figura 1, quando são usados um medidor de rendimento separado 104 e EVCS 102, há comunicações de rede separadas requeridas tanto para o medidor 104 quanto para a EVCS 102. Além disso, há um medidor separado 114 dedicado para a EVCS 102 bem como recintos separados tanto para o medidor quanto para a EVCS 102. Geralmente, a EVCS 102 também necessita de detecção de adulteração. São desejadas realizações dos métodos, sistemas e dispositivos para integrar o medidor de rendimento elétrico e EVCS em uma instalação. Portanto, são aqui descritas as realizações dos métodos, dispositivos e sistemas que integram um medidor de rendimento e uma EVCS, em que a unidade integrada tem capacidades além da medição do consumo de serviço de serviço de utilidade. A Figura 3 ilustra uma visão geral de um diagrama em bloco de uma realização não limitativa de um medidor elétrico integrado e estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS) que podem ser usados para praticar as realizações da presente invenção. Nessa realização exemplificativa, o serviço de utilidade 106 é ilustrado no modo de linha única e pode representar energia elétrica de fase única ou polifásica. Deve ser apreciado que as realizações da invenção podem ser usadas com sistemas elétricos de fase unida ou polifásico tal como bifásico, trifásico, polifásico, etc. Em um aspecto, a realização de um medidor elétrico integrado e EVCS 206 pode compreender um recinto 302, um medidor elétrico, uma EVCS, um cabo de carregamento 304, e um plugue de carregamento 306. O recinto 302 encerra substancialmente os componentes que compreendem o medidor e a EVCS. Em um aspecto, o recinto é dotado de uma avaliação 4 da Associação de Fabricante Elétrico Nacional (NEMA), de acordo com os padrões NEMA aplicáveis que estão incorporados no presente pedido a título de exemplo. Em um aspecto, o recinto 302 também compreende detecção de adulteração tais como, travas, vedações, e coisa parecida. Em um aspecto, a detecção de adulteração para o recinto 302 pode compreender um comutador eletro-mecânico que fecha ou completa um circuito de entrada l/O para um microprocessador ou microcontrolador do eletrônico medidor 308 sempre que o recinto 302 for vedado. Se o recinto 302 for forçado a abrir, o comutador eletro-mecânico abre o circuito de entrada l/O para o microprocessador ou microcontrolador, que pode ser instruído pela programação de software na memória do eletrônico medidor 308 para enviar uma mensagem ou sinal de alarme sobre a AMI 116 para o dispositivo de computação 118 sempre que o circuito de entrada l/O for aberto.

Em um aspecto, o medidor elétrico pode compreender o eletrônico de medição 308. Em um aspecto, o eletrônico de medição 308 inclui pelo menos um microcontrolador de medição (não ilustrado na Figura 3), em que o microcontrolador de medição pode ser configurado para medir separadamente o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas. Em um aspecto, o eletrônico de medição compreende pelo menos uma memória, e um ou mais microcontroladores de medição e fornece uma interface para receber um sinal da rede 116. O eletrônico de medição 308 pode também compreender um transmissor que pode ser usado para transmitir informação do medidor sobre a rede 116 para um dispositivo de computação separado 118. Em um aspecto, o eletrônico de medidor 308 pode compreender um ou mais microcontroladores de medição incluindo, por exemplo, um controlador Teridian 6533 ou um controlador Teridian 6521 como disponíveis de Maxim Integrated Products, Inc. (Sunnyvale, Califórnia), dentre outros. Em um aspecto um ou mais processadores podem executar funções de medição tais como determinar o número de quilowatt-hora (KWH) de eletricidade consumida pela carga 110 e EV 112 combinados e separadamente.

Conforme indicado acima, o eletrônico de medição 308 pode também incluir uma interface de rede conectada de maneira operável com o microcontrolador de medição. A interface de rede possibilita comunicações bidirecionais com o microcontrolador de medição sobre uma rede 116 e pode ser uma interface de rede com fios elétricos ou sem fio. Em um aspecto, a interface de rede pode ser uma interface 3G de celular MHz 900/1900 CDMA 900/1900. O medidor pode também compreender voltagem analógica e entradas de corrente que são fornecidas para o eletrônico de medição 308. Em um aspecto, os sinais analógicos são derivados da alimentação de energia elétrica 106 que serve a carga 110 e o EV 112, que são usados para medir o consumo elétrico total na instalação medida, e formar a alimentação de energia 314 para o EV 112 de maneira que o consumo elétrico do EV 112 possa ser medido separadamente do consumo elétrico total. Em um aspecto, os sinais de voltagem analógicos podem ser fornecidos por um ou mais transformadores potenciais (PT) 312, se necessário, embora possam ser usados outros méis tais como divisor de voltagem, acoplamento capacitivo, ou coisa parecida. Se o nível de voltagem da fonte for suficientemente baixo (por exemplo, ,25volts AC, ou mais baixo,), então pode ser omitido um PT 312 ou outro meio para diminuir ou transformar a voltagem. Similarmente, em um aspecto, os sinais de corrente analógicos podem ser fornecidos por um ou mais transformadores de corrente (CT) 310. Em um aspecto, o um ou mais CTs 310 podem ter uma relação de espiras de 1:2500. Em um aspecto, pode ser usado um ou mais resistores para converter o sinal de corrente do CT 310 em um sinal de voltagem. Em um aspecto, o eletrônico de medição 309 pode também compreender conversores de analógico para digital (ADCs), “front-ends” analógicos (AFEs), e coisa parecida como pode ser ou não necessário para interfacear as entradas analógicas com o microcontrolador de medição.

Uma estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS), substancialmente encerrada no recinto 302, também compreende a realização de um medidor elétrico integrado e EVCS conforme ilustrado na Figura 3, em que a EVCS compreende um contador de carregamento 316. Em um aspecto, o contador de carga 316 pode ser um comutador elétrico adequadamente avaliado (por exemplo, 90 ampères em 240 VAC) que pode ser operado manual, remota e/ou localmente. O contador de carregamento 316 pode ser usado para conectar ou desconectar a alimentação de energia 314 usada para carregar o EV 112. Em um aspecto, a alimentação de energia 314 pode ser uma alimentação VAC 240 de três fios. Em um aspecto, a amperagem de carregamento normal pode ser 32 ampères. A EVCS também compreende um controlador de carregamento 318 conectado de maneira operável à interface de rede do eletrônico de medição 308 e o contador de carregamento 316. Em um aspecto, o controlador de carregamento 318 compreende um dispositivo inteligente tal como um processador, microprocessador, arranjo de porta de campo programável (EPGA), e coisa parecida que podem ser configurados para controlar o contador de carregamento 316 (isto é, abrir ou fechar o contador de carregamento 316 de acordo com comandos recebidos pelo controlador de carregamento 318); detectar se o cabo de carregamento 304 está conectado ao veículo elétrico (EV) 112; determinar um nível de caarga de uma bateria do EV 112; e gerenciar uma programação de carregamento programável para o EV 112.

Em um aspecto o controlador de carregamento 318 monitora conexões EV, determina status EV, começa e para o ciclo de carregamento e informa o EV a quantidade de corrente que pode retirar. Além disso, em um aspecto o controlador de carregamento 318 monitora falhas de aterramento, a proximidade do plugue de carregamento 306 com o EV 112, e o estado de carga da bateria do EV 112. Em um aspecto, o controlador de carregamento 318 pode ser configurado para comunicar com um hospedeiro tal como o dispositivo de computação 118 para determinar se um usuário está autorizado para carregar um EV 112 com base em uma identificação RFID e/ou outros dispositivos ou métodos de identificação associados com EV 112 ou o usuário. Em várias realizações, o controlador de carregamento 318 pode ser configurado para LIGAR / DESLIGAR a energia para o EV 112, veículo, exibir o status da EVCS (por exemplo, desconectada, conectada, falha ou carregamento) através de indicadores LED na frente do recinto ou através de comunicações com a unidade de computação 118 ou meios de comunicações locais conforme aqui descrito, detecção do estado do contador de carregamento 316, comunicação SAE JI772 das alterações e falhas do estado, detecção de falhas de aterramento de resistência baixa, monitoramento de aterramento no lado de carga do contador de carregamento 316, auto-teste automático, detecção de falha de frequência zero, e proteção de sobrecorrente adicional.

Em uma realização, hardware para o controlador de carregamento 318 compreende uma montagem de painel de circuito impresso, que é preenchida com resistores, capacitores, diodos, comutadores DIP, conectores, e o dispositivo inteligente (por exemplo, processador, microprocessador, arranjo de porta de campo programável (FPGA), e coisa parecida). Em um exemplo não limitativo o dispositivo inteligente pode ser um processador Renasas M16C/65 com o módulo PWM (Renasas Electronics Corporation, Santa Clara, Califórnia). Em um aspecto, o controlador de carregamento 318 requer +12Vdc (1.25A) e 5Vds (2.0A) e contém seu própria referência de suprimento de energia 120/240VAC a VDC para aterramento do chassi.

Em um aspecto, o controlador de carregamento 318 compreende uma memória ou programação em hardware em que o software executável por computador pode ser armazenado. Em um exemplo não limitativo, o software para o controlador de carregamento 318 pode compreender um evento de tempo / sistema de falha compatível com Underwrites Laboratory, Inc., (Camas, Washington) (UL) padrão 1998, que está incorporado ao presente a título de exemplo. Em um aspecto, cada módulo de software processa com base nas identificações do momento do temporizador em um loop principal do software. À medica que os eventos / falhas ocorrem os mesmos entram em uma fila de falha / evento. Quando o manipulador de evento / falha do software processa a fila, encaminha os eventos / falhas para módulos que executam tarefas com base nos mesmos. Em várias realizações, o software do controlador de carregamento 318 tem várias funções incluindo, por exemplo; controle do contador de carregamento; monitoramento do sensor de proximidade de plugue (se equipado) como um elemento do lógico de carregamento; monitorar um ou mais transformadores de corrente para proteção sobre corrente; controle de exibição do usuário (se equipado); controle para exibição LED do usuário (se equipado); comunicações para interface Ethernet / WiFi (se equipado); habilidade para múltiplas estações de rede EVCS; comunicações para uma porta de depuração; relatório de lógico e erro para interfaces de comunicações de eletrônico de medição 308; monitorar e reportar erro para os componentes de carregamento EV 112 incluindo status de carga de bateria (referência SAE J1772); armazenamento de informação de configuração (isto é, endereço MAC Ethernet) em EEPROM; e coisa parecida. Geralmente, o loop de software principal controla a maior parte da funcionalidade do controlador de carregamento 318. Cada vez que a fila do manipulador de evento é revisada através de loop, as saídas do controlador de carregamento são regeneradas, o PWM é atualizado e o monitor é atualizado. Com base na interrupção do momento do temporizador as identificações são ajustadas para indicar um a determinada passagem de tempo, o loop principal verifica cada identificação e classifica as tarefas.

Em um aspecto, o controlador de carregamento 318 pode compreender uma interface com um transdutor, tal como, por exemplo, um transdutor de rádio sem fio 320. Em um aspecto, o transdutor de rádio sem fio 320 compreende um transdutor WiFi usando qualquer padrão de comunicação IEEE 802.11. Em um aspecto, o transdutor de rádio sem fio 320 fornece comunicações bilaterais entre um usuário usando um dispositivo de usuário 322 e o controlador de carregamento 318. Em um aspecto, o controlador de carregamento é configurado de maneira que quando a bateria da EV 112 tenha alcançado o nível desejado de carga (por exemplo, totalmente carregada), o controlador de carregamento 318 abre o contador de carregamento 316, desse modo desconectando eletricamente a EVCS da bateria. Em um aspecto, o controlador de carregamento 318 gerencia o cronograma de carregamento programável para o EV 112 pelo recebimento de um tempo de cronograma de uso sobre a rede 116 do dispositivo de computação do serviço de utilidade pública 118 e fecha ou abre o contador de carregamento 316 de acordo com o tempo de cronograma de uso. Em um aspecto, o tempo de cronograma de uso compreende índices de eletricidade em vários momentos de um dia ou dias de uma semana. Em um aspecto, a rede 116 compreende uma rede de infraestrutura de medição avançada (AMI) conforme aqui descrito. O medidor elétrico integrado e EVCS 206 também incluem um plugue 306 e o cabo de carregamento 304, que são substancialmente externos ao recinto 302. O cabo de carregamento 304 é conectado à EVCS e ao plugue 306. Em um aspecto o cabo 304 está classificado para 30 ampères contínuos. Em um aspecto, o cabo 304 está disponível de Yazaki North America, Inc. (Canton, Michigan). O plugue 306 fixa o cabo de carregamento no EV. Em um aspecto, o plugue está de acordo com o padrão J-1772 da Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE), que está incorporado ao presente a título de exemplo, e está classificado para 30 ampères contínuos. Em um aspecto, o plugue 306 está disponível de Yazaki North America, Inc. (Canton, Michigan).

Em uma realização, o medidor elétrico integrado e EVCS 206 também compreendem um disjuntor de corte 324. Em um aspecto, o dispositivo de computação 324 pode ser operado remotamente sobre a rede 116 para desconectar eletricamente o medidor elétrico e/ou a EVCS e interromper a energia para a carga 110 e EV 112. Em um aspecto, o disjuntor de corte 324 pode ser operado remotamente sobre a rede 116 para re-conectar o medidor elétrico e/ou a EVCS, desse modo fornecendo energia para a carga 110 e EV 112. Em um aspecto, o dispositivo de computação 324 pode ser controlado por um mecanismo de controle 326 que aciona do dispositivo de computação 324 (isto é, leva o mesmo a desconectar ou conectar a carga 110, EVCS, medidor e EV 112). Em um aspecto, o mecanismo de controle 326 recebe um sinal de controle do eletrônico de medição 308. Além disso, em um aspecto, o mecanismo de controle 325 pode fornecer um sinal de realimentação para o eletrônico de medição 308 que indica a posição do disjuntor de corte 324. Em outras palavras, o mecanismo de controle 326 pode informar o eletrônico de medição 308 se a carga 110, EVCS, medidor e EV 112 estão conectados ou desconectados do serviço elétrico. Em um aspecto, o disjuntor de corte 324 é um disjuntor de 40 ampères de dois pólos.

Referindo-se à Figura 4, está ilustrado um diagrama em bloco de uma entidade capaz de operar como eletrônico de medição 308 de acordo com uma realização da presente invenção. A entidade capaz de operar como eletrônico de medição 308 incluí vários meios para executar uma ou mais funções de acordo com uma realização da presente invenção, incluindo aquelas aqui particularmente ilustradas e descritas. Deve ser compreendido, contudo, que uma ou mais entidades pode incluir meios alternativos para executar uma ou mais funções semelhantes, sem se afastar do espírito nem do escopo da presente invenção. Conforme ilustrado, a entidade capaz de operar como um eletrônico de medição 308 pode geralmente incluir meios tais como um ou mais processadores 404 para executar ou controlar as várias funções da entidade. Em um aspecto, o um ou mais processadores pode ser um ou mais de um microprocessador da espécie NEC v850 (NEC Corporation, Tókio, Japão) e/ou um controlador Teridian 6533 ou um controlador Teridian 6521 conforme disponíveis de Maxim Integrated Products, Inc. (Sunnyvale, Califórnia), dentre outros. Conforme ilustrado na Figura 4, em uma realização, o eletrônico de medição 308 pode compreender componentes de medição tais como entradas de medição e componentes de filtragem 402. Em um aspecto, as entradas de medição e os componentes de filtragem 402 podem compreender entradas de voltagem e corrente, um ou mais ADCs, um ou mais AFEs, componentes de filtragem e coisa parecida. Essa realização de eletrônico de medição 308 também compreende um ou mais processadores 404 e memória 406.

Em uma realização, o um ou mais processadores 404 estão em comunicação com ou incluem memória 406, tal como memória volátil e/ou não volátil que armazena conteúdo, dados ou coisa parecida. Por exemplo, a memória 406 pode armazenar conteúdo transmitido da, e/ou recebido pela, entidade. Ainda, por exemplo, a memória 406 pode armazenar aplicações de software, instruções ou coisa parecida para um ou mais processadores 404 para executar etapas associadas com operação da entidade de acordo com realizações da presente invenção. Em particular, o um ou mais processadores 404 pode ser configurado para executar os processos aqui comentados mais detalhadamente para receber um comando de acionamento para um comutador, levando um controle associado ao comutador a implementar o acionamento, medição de um ou mais alimentadores de energia e transmitir a informação de medição para um dispositivo de computação sobre uma rede. Além disso, em uma realização o um ou mais processadores 404 pode funcionar com um controlador de carregamento para controlar o carregamento de um EV usando uma realização do medidor integrado e EVCS.

Além da memória 406, o um ou mais processadores 404 pode ser também conectado a pelo menos uma interface ou outro meio para exibir, transmitir e/ou receber dados, conteúdo ou coisa parecida. Neste sentido, a(s) interface(s) pode incluir pelo menos uma interface de comunicação 408 ou outro meio para transmitir e/ou receber dados, conteúdo ou coisa parecida, bem como pelo menos uma interface com o usuário que pode incluir um vídeo 410 e/ou uma interface de entrada de usuário 412. Em um aspecto, a interface de comunicação 408 pode ser usada para transferir comandos recebidos de e transferir informação para um dispositivo de computação remoto 118 tal como aquele descrito abaixo sobre uma rede 110. Em um aspecto, a rede 110 é uma rede infraestrutura de medição avançada (AMI). Em um aspecto, a interface de comunicação 408 pode compreender uma interface de comunicação sem fio tal como um transceptor Wi-Fi. A interface de entrada de usuário 412, sucessivamente, pode compreender qualquer número de dispositivos que permitam que a entidade receba dados de um usuário, tal como um teclado, um monitor de toque, manete ou outro dispositivo de entrada. A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método para praticar uma realização da presente invenção. Na etapa 502, é fornecido um medidor elétrico integrado e EVCS. Em um aspecto, o medidor elétrico integrado e EVCS podem compreender um cabo de carregamento e um plugue, e um recinto que substancialmente encerra um medidor elétrico e EVCS. O medidor elétrico compreende; pelo menos um microcontrolador de medição, em que o microcontrolador de medição é configurado para medir separadamente consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas; um ou mais transformadores de corrente (CTs) e um ou mais transformadores potenciais (PTs), em que o um ou mais CTs e o um ou mais PTs fornece sinais de corrente e voltagem para o pelo menos um microcontrolador de medição para medir o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas; e um interface de rede conectada de maneira operável com o microcontrolador de medição, em que a interface de rede possibilita comunicações bidirecionais com o microcontrolador de medição sobre uma rede. Em um aspecto, a EVCS compreende: um contador de carregamento; e um controlador de carregamento conectado operavelmente com a interface de rede e o contador de carregamento, em que o controlador de carregamento é configurado para: controlar o contador de carregamento; detectar se o cabo de carregamento está conectado em um veículo elétrico (EV); determinar um nível de carga de uma bateria para o EV; e gerenciar um cronograma de carregamento programável para o EV. O cabo de carregamento é conectado à EVCS e ao plugue, e o plugue fixa o cabo de carregamento no EV.

Na etapa 504, o EV está conectado ao medidor elétrico integrado à EVCS usando o plugue e o cabo de carregamento. Na etapa 506, a bateria do EV é carregada usando o medidor elétrico integrado e EVCS. O sistema acima foi descrito acima como compreendendo unidades (por exemplo, o medidor elétrico, a EVCS, o controlador de carregamento 318, o eletrônico de medição 308, o dispositivo de computação de utilidade 118, etc.). Aquele versado na técnica irá apreciar que essa é uma descrição funcional e que as respectivas funções podem ser executadas por software, hardware, ou uma combinação de software e hardware. Uma unidade, tal como o medidor elétrico, a EVCS, o controlador de carregamento 318, o eletrônico de medição 308, o dispositivo de computação de utilidade 118, podem ser software, hardware, ou uma combinação de software e hardware. As unidades podem compreender o software de medição e EVCS 606 conforme ilustrado na Figura 6 e descrito abaixo. É feita agora referência à Figura 6, que ilustra um tipo de dispositivo eletrônico que se beneficiaria das realizações da presente invenção. Conforme ilustrado, o dispositivo eletrônico pode ser um dispositivo de computação, e, em particular, um servidor 118. A Figura 6 é um diagrama em bloco que ilustra um ambiente de operação exemplificativo para executar os métodos desejados. Esse ambiente de operação exemplificativo é apenas um exemplo de um ambiente de operação e não pretende sugerir qualquer limitação quanto ao escopo de uso ou funcionalidade de arquitetura de ambiente de operação. O ambiente de operação também não deve ser interpretado como tendo qualquer dependência ou exigência com relação a qualquer um ou combinação dos componentes ilustrados no ambiente de operação exemplificativo.

Os métodos e sistemas presentes podem ser operacionais com vários outros propósitos gerais ou ambientes ou configurações de sistema de computação de propósito especial. Exemplos de sistemas de computação, ambientes, e/ou configurações bem conhecidos que podem ser adequados para uso com os sistemas e métodos compreendem, mas não estão limitados a, computadores pessoais, computadores servidores, dispositivos laptop, e sistemas de multiprocessador. Exemplos adicionais compreendem sistemas de monitoramento de máquina, eletrônico de cliente programável, rede de PCs, minicomputadores, computadores mainframe, medidores inteligentes, componentes de grade inteligentes, ambientes de computação distribuídos que compreendam qualquer um dos sistemas ou dispositivos acima, e coisa parecida. O processamento dos métodos e sistemas descritos pode ser executado por componentes de software. Os sistemas e métodos descritos podem ser descritos no contexto geral de instruções executáveis por computador, tais como módulos de programa, sendo executados por um ou mais computadores ou outros dispositivos. Geralmente, os módulos de programa compreendem código de computador, rotinas, programas, objetos, componentes, estruturas de dados, etc. que executam tarefas particulares ou implementam tipos de dados abstratos particulares. Os métodos descritos podem ser também praticados ambientes de computação distribuídos ou baseados em grade onde as tarefas são executadas por dispositivos de processamento remoto que são ligados através de uma rede de comunicação. Em um ambiente de computação distribuído, os módulos de programa podem estar situados tanto no meio de armazenamento de computador local e remoto incluindo dispositivos de armazenamento de memória.

Além disso, aquele versado na técnica irá apreciar que os sistemas e métodos aqui descritos podem ser implementados por via de um dispositivo de computação de propósito geral na forma de um servidor 118. Os componentes do servidor 118 podem compreender, mas não estão limitados a, um ou mais processadores ou unidades de processamento 603, uma memória de sistema 612, e um barramento de sistema 613 que acopla vários componentes de sistema incluindo o processador 603 à memória de sistema 612. No caso de múltiplas unidades de processamento 603, o sistema pode utilizar computação paralela. O barramento de sistema 613 representa um ou mais de vários tipos possíveis de estruturas de barramento, incluindo um barramento de memória ou controlador de memória, um barramento periférico, uma porta gráfica acelerada, e um processador ou barramento local usando qualquer de uma variedade de arquiteturas de barramento. A título de exemplo, tais arquiteturas podem compreender um barramento de Arquitetura Padrão de Indústria (ISA) um barramento ISA Aumentado (EISA), um barramento local de Associação de Padrões Eletrônicos de Vídeo (VESA), um barramento de Porta de Gráficos Acelerados (AGP), e Interconexões de Componente Periférico (PCI), um barramento Expresso PCI, uma Associação de Indústria de Cartão de Memória de Computador Pessoal (PCMCIA), Barramento Serial Universal (USB) e coisa parecida. O barramento 613, e todos os barramentos especificados nessa descrição podem também ser implementados sobre uma conexão de rede com fios elétricos ou sem fio e cada dos subsistemas, incluindo o processador 603, um dispositivo de armazenamento de massa 604, um sistema de operação 605, medidor e software EVCS 606, medidor e dados EVCS 607, um adaptador de rede 608, uma memória de sistema 612, uma Interface de Entrada / Saída 610, um adaptador de vídeo 609, um dispositivo de vídeo 611, e uma interface de máquina humana 602, podem ser contidos em um ou mais dispositivos de computação remotos, medidores ou medidor elétrico integrado e EVCS 614a,b,c em locais fisicamente separados, conectados através de barramentos desse formato, em implementação de efeito um sistema inteiramente distribuído ou arquitetura distribuída. O servidor 118 tipicamente compreende vários meios legíveis por computador. Os meios legíveis exemplificativos podem ser qualquer meio disponível que seja não transitório e acessível pelo servidor 118 e compreende, por exemplo, e não pretende limitar, tanto meio volátil quanto não volátil, meio removível e não removível. A memória do sistema 612 compreende meio legível por computador na forma de memória volátil, tal como memória de acesso aleatório (RAM), e/ou memória não volátil, tal como memória apenas de leitura (ROM). A memória de sistema 612 tipicamente contém dados tais como dados de consumo elétrico 607 e/ou módulos de programa tais como sistema de operação 605 e software de consumo elétrico 606 que são imediatamente acessíveis a e/ou são presentemente operados pela unidade de processamento 603.

Em outro aspecto, o servidor 118 pode também compreender outros meios de armazenamento de computador removíveis / não removíveis, volátil / não volátil. A título de exemplo, a Figura 6 ilustra um dispositivo de armazenamento de massa 604 que pode fornecer armazenamento não volátil de código de computador, instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa, e outros dados para o servidor 118. Por exemplo, e não pretendendo ser limitativo, um dispositivo de armazenamento de massa 604 pode ser um disco rígido, um disco magnético removível, um disco ótico removível, cassetes magnéticos ou outros dispositivos de armazenamento magnético, cartões de memória flash, CD-ROM, discos versáteis digitais (DVD) ou outro armazenamento ótico, memórias de acesso aleatório (RAM), memórias apenas de leitura (ROM), memória apenas de leitura programável que pode ser apagada eletricamente (EEPROM), e coisa parecida.

Opcionalmente, pode ser armazenado qualquer número de módulos de programa no dispositivo de armazenamento de massa 604, incluindo a título de exemplo, um sistema de operação 605 e software de consumo elétrico 606, Cada sistema de operação 605 e software de medição e EVCS 606 (ou alguma combinação dos mesmos) podem compreender elementos de programação e o software de medição e EVCS 606. Os dados de medição e EVCS 607 podem também ser armazenados no dispositivo de armazenamento de massa 604. O software de medição e EVCS 605 dados 607 podem ser armazenados em qualquer de uma ou mais bases de dados conhecidas na técnica. Exemplos de bases de dados compreendem DB2® (IBM Corporation, Armonk, NY), Acesso Microsoft® (Servidor SQL da Microsoft® (Microsoft Corporation, Bellevue, Washington, Oracle® (Oracle Corporation, Redwood Shores, Califórnia), mySQL, PostgreSQL, e coisa parecida. As bases de dados podem ser centralizadas ou distribuídas através de múltiplos sistemas.

Em outro aspecto, o usuário pode inserir comandos e informações no servidor 118 por via de um dispositivo de entrada (não ilustrado). Exemplos de tais dispositivos de entrada compreendem, mas não estão limitados a, teclado, dispositivo de apontamento (por exemplo, um “mouse”), um microfone, um manete, um scanner, dispositivos de entrada táteis tais como luvas, e outras coberturas de corpo, e coisa parecida. Esses e outros dispositivos de entrada podem ser conectados à unidade de processamento 603 por via de uma interface de máquina humana 602 que é acoplada ao barramento de sistema 613, mas pode ser conectada por outras estruturas de interface e de barramento, tais como porta paralela, porta de jogo, uma Porta IEEE 1394 (também conhecida como uma porta Firewire), uma porta serial, um barramento serial universal (USB).

Em ainda outro aspecto, um dispositivo de exibição 611 pode ser também conectado ao barramento de sistema 613 por via de uma interface, tal como um adaptador de exibição 609. É contemplado que o servidor 118 possa ter mais de um adaptador de exibição 609 e o servidor 118 possa ter mais de um dispositivo de exibição 611. Por exemplo, um dispositivo de exibição pode ser um monitor, um LCD (Monitor de Cristal Líquido), ou um projetor. Além do dispositivo de exibição 611, outros dispositivos periféricos de saída podem compreender componentes tais como alto-falantes (não ilustrado) e uma impressora (não ilustrada), que podem ser conectados ao servidor 118 por via da Interface de Entrada / Saída 610. Qualquer etapa e/ou resultado dos métodos pode ser transferido de qualquer forma para um dispositivo de saída. Tal saída pode ser qualquer forma de representação visual, incluindo, mas não estando limitado a, textual, gráfico, animação, áudio, tátil, e coisa parecida. O servidor 118 pode operar em um ambiente de rede usando conexões lógicas para um ou mais dispositivo de computação remotos, clientes, medidores, ou medidores elétricos integrados e EVCS 614a,b,c. a título de exemplo, um dispositivo de computação remoto 614 pode ser um computador pessoal, computador portátil, um servidor, um roteador, um computador de rede, um vendedor ou dispositivo de computação do fabricante, um medidor (medidor inteligente), outro medidor elétrico integrado e EVCS, dispositivos ponto a ponto ou outro nó de rede comum, e assim por diante. As conexões lógicas entre o servidor 118 e um dispositivo de computação remoto ou cliente 614a, b, c podem ser feitas por via de uma rede de área local (LAN) e uma rede de área ampla geral (WAN). Cada conexão de rede pode ser através de um adaptador de rede 608. Um adaptador de rede 608 pode ser implementado tanto nos ambientes com fios elétricos e sem fio. Tais ambientes de rede são convencionais e lugar comum em escritórios, redes de computador amplo de empresa, intranets, e outras redes 615 tais como a Internet ou uma rede AMI.

Para fins ilustrativos, os programas de aplicação ou outros componentes de programa executáveis tais como o sistema de operação 605 estão aqui ilustrados como blocos discretos, apesar de ser reconhecido que tas programas e componentes residem em vários tempos em componentes de armazenamento diferentes do dispositivo de computação 118, e são executados pelo(s) processador (ores) de dados do servidor. Uma implementação de software de consumo elétrico 606 pode ser armazenada no ou transmitido através de alguma forma de meio legível por computador. Qualquer um dos métodos descritos pode ser executado por instruções legíveis por computador incorporados no meio legível por computador. O meio legível por computador pode ser qualquer meio disponível que possa ser acessado por um computador. A título de exemplo e sem pretender ser limitativo, o meio legível por computador pode compreender “meio de armazenamento de computador” e “meios de comunicações”. O “meio de armazenamento de computador” compreende meios voláteis, não voláteis, removíveis e não removíveis implementados em quaisquer métodos ou tecnologia para armazenamento de informação tal como instruções legíveis de computador, estruturas de dados, módulos de programa, ou outros dados. Meios de armazenamento de computador exemplificativos compreendem, mas não estão limitados a, RAM, ROM, EEPROM, memória flash ou outra tecnologia de memória, CD-ROM, discos versáteis digitais (DVD) ou outra armazenagem ótica, cassetes, fita magnética, armazenamento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outro meio que possa ser usado para armazenar a informação desejada e que possa ser acessada por um computador.

Os métodos e sistemas podem empregar técnicas de Inteligência Artificial tais como aprendizado de máquina e aprendizado iterativo. Exemplos de tais técnicas incluem, mas não estão limitados a, sistemas especialistas, raciocínio baseado em caso, redes Bayesianas, Al baseado em comportamento, redes neurais, sistemas fuzzy, computação evolutiva (por exemplo, algoritmos genéticos), inteligência “swarm” (por exemplo, algoritmos de formiga), e sistemas inteligentes híbridos (por exemplo, regras de inferência especialistas através de uma rede neural ou regras de proteção de um aprendizado estatístico).

Conforme descrito acima e como será apreciado por aquele versado na técnica, as realizações da presente invenção podem ser configuradas como um sistema, método, ou produto de programa de computador. Portanto, as realizações da presente invenção podem compreender vários meios incluído inteiramente hardware, inteiramente software, ou qualquer combinação de software e hardware. Além disso, as realizações da presente invenção podem tomar a forma de um produto de programa de computador em um meio de armazenamento legível por computador que tem instruções de programa legíveis por computador (por exemplo, software de computador) incorporadas no meio de armazenamento, Pode ser usado qualquer meio de armazenamento legível por computador não transitório adequado incluindo discos rígidos, CD-ROMs, dispositivos de armazenamento óticos, ou dispositivos de armazenamento magnéticos.

As realizações da presente invenção foram descritas acima com referência aos diagramas em bloco e ilustrações de fluxograma de métodos, aparelhos (isto é, sistemas) e produtos de programa de computador. Deve ser apreciado que cada bolo dos diagramas em bloco e ilustrações de fluxograma, e combinações de blocos nos diagramas em bloco e ilustrações de fluxograma, respectivamente, podem ser implementados por vários meios incluindo instruções de programa de computador. Essas instruções de programa de computador podem ser carregadas para um computador de propósito geral, computador de propósito especial, ou outro aparelho de processamento de dados programável, tal como um ou mais processadores 603 comentado acima com referência à Figura 6 ou o um ou mais processadores 404 comentado acima com referência à Figura 4, para produzir uma máquina, de maneira que as instruções que executam no computador ou outro aparelho de processamento de dados programável criem um meio para implementar as funções especificadas no bloco ou blocos de fluxograma.

As instruções de programa de computador podem também ser armazenadas em uma memória legível por computador não transitória que pode direcionar um computador ou outro aparelho de processamento de dados programável (por exemplo, um ou mais processadores 603 da Figura 6, um ou mais processadores 404 comentado abaixo com referência à Figura 4} para funcionar em uma maneira particular, de maneira que as instruções armazenadas na memória legível por computador produzam um artigo de fabricação incluindo as instruções de programa de computador para implementar a função especificada no bloco ou blocos de fluxograma. As instruções de programa de computador podem ser também carregadas para um computador ou aparelho de processamento de dados programáveis para levar uma série de etapas operacionais a ser realizada no computador ou outro aparelho programável para produzir um processo implementado por computador de maneira que as instruções que executam no computador ou outro aparelho programável forneçam etapas para implementar as funções especificadas no bloco ou blocos de fluxograma.

Portanto, os blocos dos diagramas de bloco e ilustrações de fluxograma suportam combinações de meios para executar as funções especificadas, combinações de etapas para executar as funções especificadas e meios de instrução de programa para executar as funções especificadas. Será também compreendido que cada bloco dos diagramas de bloco e ilustrações de fluxograma, e combinações de blocos nos diagramas de bloco e ilustrações de fluxograma, podem ser implementados por sistemas de computador baseado em hardware de propósito geral que executam as funções ou etapas especificadas, ou combinações de hardware de propósito especial e instruções de computador, A menos que expressamente declarado de outro modo, não é pretendido de modo algum que qualquer método aqui descrito seja interpretado como requerendo que as etapas sejam executadas em uma ordem específica. Portanto, onde uma reivindicação de método não relate efetivamente uma ordem a ser seguida por suas etapas ou não seja declarado especificamente de outro modo nas reivindicações ou descrições que as etapas devam ser limitadas a uma ordem específica, não é pretendido de nenhum modo que seja inferida uma ordem, em qualquer respeito. Isso vale para qualquer base não expressa para interpretação, incluindo: questões de lógica com respeito a arranjo de etapas ou fluxo operacional: significado claro derivado de organização ou pontuação gramatical; o número ou tipo de realizações descritas no relatório.

Através desse pedido, podem ser referenciadas várias publicações. As descrições dessas publicações encontram-se inteiramente incorporadas ao presente a título de exemplo para esse pedido para descrever mais completamente o estado da técnica ao qual pertencem os métodos e sistemas.

Muitas modificações e outras realizações das invenções aqui relatadas podem ocorrer àqueles versados na técnica a qual pertencem essas modalidades da invenção com o benefício dos ensinamento apresentados das descrições precedentes e os desenhos associados. Portanto, deve ser compreendido que as realizações da invenção não estão limitadas às realizações específicas descritas e que modificações e outras realizações devem ser incluídas no escopo das reivindicações em anexo. Além disso, apesar das descrições precedentes e dos desenhos associados descreverem modalidades exemplificativas no contexto de determinadas combinações exemplificativas de elementos e/ou funções, deve ser apreciado que podem ser fornecidas diferentes combinações de elementos e/ou funções pelas realizações alternativas sem se afastar do escopo das reivindicações em anexo. A esse respeito, por exemplo, combinações diferentes de elementos e/ou funções que não aquelas explicitamente descritas acima são também contempladas conforme pode ser demonstrado em algumas reivindicações em anexo. Apesar de serem aqui empregados termos específicos, os mesmos são usados apenas em um sentido genérico e descritivo e não para fins de limitação.

Reivindicações

Claims (10)

1. MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E ESTAÇÃO DE CARGA DE VEÍCULO ELÉTRICO (EVCS) (206), sendo que o dito medidor compreende: um recinto (302), em que o dito recinto (302) encerra substancialmente: um medidor elétrico, em que o dito medidor elétrico compreende: pelo menos um microcontrolador de medição (404), em que o dito microcontrolador de medição (404) é configurado para medir separadamente o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas (110); um ou mais transformadores de corrente (CTs) (310) e um ou mais transformadores potenciais (PTs), em que um ou mais CTs (310) e o um ou mais PTs (312) fornece sinais de corrente e voltagem para pelo menos um microcontrolador de medição (404) para medir o sonsumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas (110); e uma interface de rede (408) conectada de maneira operativa com o microcontrolador de medição (404), em que a interface de rede (408) possibilita comunicações bidirecionais com o microcontrolador de medição (404) sobre uma rede (116); uma estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS), em que a EVCS compreende: um contador de carregamento (316); e um controlador de carregamento (318) conectado de modo operável com a interface de rede (408) e o contador de carregamento (316), em que o controlador de carregamento (318) é configurado para: controlar o contador de carregamento (316); detectar um cabo de carregamento (304) é conectado a um veículo elétrico (EV) (112); determinar um nível de carga de uma batería do EV (112); e gerenciar um cronograma de carregamento programável para o EV (112); um plugue (306), em que o cabo de carregamento (304) é conectado à EVCS e o plugue (306), e o plugue (306) fixa o cabo de carregamento (304) no EV (112),

2. MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E EVCS (206), de acordo com a reivindicação 1, em que o microcontrolador de medição (404) mede separadamente o consumo elétrico total de uma instalação (108) e o consumo elétrico pela EVCS,

3. MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E EVCS (206), de acordo com a reivindicação 1, em que o controlador de carregamento (318) determina se a batería do EV (112) alcançou um nível desejável de carga, o controlador de carregamento (318) abre o contador de carregamento (316) desse modo desconecta eletricamente a EVCS da batería.

4. MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E EVCS (206), de acordo com a reivindicação 1, em que o controlador de carregamento (318) gerencia o cronograma de carregamento programável pelo recebimento de um tempo de cronograma de uso sobre a rede (116) e fecha ou abre o contador de carregamento (316) de acordo com o tempo do cronograma de uso, em que o tempo do cronograma de uso compreende índices de eletricidade em vários momentos de um dia ou dias de uma semana.

5. MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E EVCS (206), de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente um disjuntor de corte (324), em que o disjuntor de corte (324) pode ser operado remotamente sobre a rede (116) para desconectar ou reconectar eletricamente o medidor elétrico ou a EVCS.

6. MEDIDOR ELÉTRICO INTEGRADO E EVCS (206), de acordo com a reivindicação 1, em que a EVCS também compreende um transdutor de rádio sem fio (320), em que o transdutor de rádio sem fio (320) fornece comunicações bidirecionais entre um usuário usando um dispositivo de usuário (322) e o controlador de carregamento (318).

7. MÉTODO, compreendendo: fornecer um medidor elétrico integrado e estação de carregamento de veículo elétrico EVCS (206) em que o medidor elétrico e EVCS (206) é compreendido de um cabo de carregamento (304) e um plugue (306), e um recinto (302) que substancialmente encerra um medidor elétrico e estação de carregamento de veículo elétrico (EVCS), o dito medidor elétrico compreende: pelo menos um microcontrolador de medição (404), em que o dito microcontrolador de medição (404) é configurado para medir separadamente consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas (110); um ou mais transformadores de corrente (CTs) (310) e um ou mais transformadores potenciais (PTs) (312), em que o um ou mais CTs (310) e o um ou mais PTs (312) fornecem sinais de corrente e voltagem para pelo menos um microcontrolador de medição (404) para medir o consumo elétrico de uma ou mais cargas elétricas (110); e uma interface de rede (408) conectado de maneira operável com o microcontrolador de medição (404), em que a interface de rede (408) possibilita comunicações bidirecionais com o microcontrolador de medição (404) sobre uma rede (116); em que a EVCS compreende: um contador de carregamento (316); e um controlador de carregamento (318) conectado de maneira operável com a interface de rede (408) e o contador de carregamento (316), em que o controlador de carregamento (318) é configurado para: controlar o contador de carregamento (316); detectar se o cabo de carregamento (304) está conectado a um veículo elétrico (EV) (112); determinar um nível de carga de uma bateria do EV (112); e gerenciar um cronograma de carregamento programável para o EV (112); em que o cabo de carregamento (304) é conectado à EVCS e o plugue (306), e o plugue (306) fixa o cabo de carregamento ao EV (112); conectar o EV (112) ao medidor elétrico integrado e EVCS (206) usando o plugue (306) e o cabo de carregamento (304); e carregar a bateria do EV (112) usando o medidor elétrico integrado e EVCS (206).

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, em que o controlador de carregamento (318) determina que a bateria do EV (112) alcançou um nível desejado de carga, o controlador de carregamento (318) abre o contador de carregamento (316) desse modo desconectando eletricamente a EVCS da bateria.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, em que o controlador de carregamento (318) gerencia o cronograma de carregamento programável pelo recebimento de um tempo de cronograma de uso sobre a rede (116) e fecha ou abre o contador de carregamento (316) de acordo com o tempo de cronograma de uso.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, em que o tempo de cronograma de uso compreende índices de eletricidade em vários momentos de um dia ou dias de uma semana.