CN102904294A - 电动车辆充电站远程断开系统 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为“电动车辆充电站远程断开系统”。为电动车辆充电站(EVCS)(2)提供本发明的方面。在一个实施例中，EVCS(2)可包括：配置成接收可充电设备(16)的充电插座(14)；可操作地连接到充电插座(14)并电连接到高级仪表测定基础设施(AMI)仪表(20)的接触器(18)；以及配置成接收来自AMI仪表(20)的、关于修改供给到充电插座(14)的功率量的指令集的EVCS控制器(22)，其中EVCS控制器(22)配置成响应于接收指令集、通过接触器(18)来修改供给到充电插座(14)的功率量。

Description

电动车辆充电站远程断开系统
技术领域
本文公开的主题涉及用于电动车辆充电站的远程断开系统。特别地，本文公开的主题涉及利用充电耦合器中断设备(CCID)的系统，其用于远程断开电车辆充电站(EVCS)。
背景技术
对供给到EVCS的功率的控制通常由极多个继电器和独立的开关实行。这些继电器和独立的开关可能难以有效地按照要求控制到具体的EVCS的功率供给。此外，在不对EVCS组件和连接作主要修改的情况下，当前的EVCS系统可能不能满足认证机构的规格。
发明内容
为电动车辆充电站(EVCS)提供本发明的方面。在一个实施例中，EVCS可包括：配置成接收可充电设备的充电插座；可操作地连接到充电插座并电连接到高级仪表测定基础设施(AMI)仪表的接触器；以及配置成接收来自AMI仪表关于修改供给到充电插座的功率量的指令集的EVCS控制器，其中EVCS控制器配置成响应于接收指令集、通过接触器来修改供给到充电插座的功率量。
本发明的第一方面包括电动车辆充电站(EVCS)，具有：配置成接收可充电设备的充电插座；可操作地连接到充电插座并电连接到高级仪表测定基础设施(AMI)仪表的接触器；以及配置成接收来自AMI仪表关于修改供给到充电插座的功率量的指令集的EVCS控制器，其中EVCS控制器配置成响应于接收指令集、通过接触器来修改供给到充电插座的功率量。
本发明的第二方面包括系统，具有：至少一个计算设备，其配置成通过执行以下行为远程地断开连接到电通信网络的电车辆充电站(EVCS)：在电通信网络上获得指令集，用于终止供给到EVCS的充电插座的功率；以及响应指令集的获得，命令在EVCS中的接触器终止供给到充电插座的功率。
本发明的第三方面包括存储在计算机可读介质上的程序产品，当其由至少一个计算设备执行时执行如下步骤：在电网络上获得指令集用于终止供给到EVCS的充电插座的功率；以及响应指令集的获得，命令在EVCS中的接触器终止供给到充电插座的功率。
附图说明
本发明的这些和其他特征将通过结合附图的、本发明多种方面的下文详细描述而更容易地被理解，附图描绘了本发明多种实施例，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的、包括电动车辆充电站的示范环境。
图2示出了根据本发明实施例的、包括电动车辆充电站控制器的示范环境。
要注意本发明的附图不需要按比例。附图仅仅意在描述本发明的典型方面，并因此不应认为是本发明范围的限制。在附图中，相似的编号代表在附图之间相似的元件。
具体实施方式
如提到的，本文公开的主题涉及用于电动车辆充电站的远程断开系统。特别地，本文公开的主题涉及使用充电电路中断设备(CCID)的系统，用于远程断开电车辆充电站(EVCS)。
一般地，本发明的方面针对在电网络之上的负载控制。将EVCS在节点处连接到电网络，其中每个EVCS是相对“重”负载设备，在运行期间拖曳大约15-20安培(AC水平1充电器，1.9千瓦)，或者上达80安培(AC水平充电器2，19千瓦)，或者更大的安培、用于DC快速充电(100千瓦)。对供给到EVCS的功率的控制通常由极多个继电器和独立的开关实行。这些继电器和独立的开关可能难以有效地按照要求控制到具体EVCS的功率供给。此外，在不对EVCS组件和连接作主要修改的情况下，当前的EVCS系统可能不能满足认证机构的规格。
一般地，公用事业公司拥有的电基础设施装置不受消费者安全认证的制约。在这些站可实现为可公开获取的车辆充电站前，EVCS要求认证机构(例如，独立的认证机构)的认证。按照惯例地，为了EVCS能满足其认证需求，EVCS需要包含认证的组件(例如，继电器和开关)，这会造成EVCS的成本和尺寸两者的增加。
与这些传统的EVCS系统形成对比的是，本发明的方面针对在EVCS中配置成实行远程断开功能的系统和计算机程序产品。在传统系统中的远程断开功能典型地是硬件接触器继电器，其紧固地与AMI仪表测定组件集成。根据本发明方面公开的EVCS系统使用共享的接触器继电器(例如，继电器充电电路中断设备(CCID))，CCID通过EVCS控制器(具有远程断开软件模块)是可控制的。即，根据本发明方面公开的EVCS系统使用配置成用作AMI仪表测定组件的继电器的双功能(或者，两用的)接触器和远程断开开关。因此，系统使用基于软件的命令基础设施来减少在EVCS内包含的硬件组件，最终有助于对远程断开问题的可负担和有保证的解决方案。
本方面的一个方面包括电动车辆充电站(EVCS)。转到图1，示出的是在环境4内的EVCS 2的实施例。环境4可能包括传统的高级仪表测定基础设施(AMI)头端6，其与传统的网络管理系统(NMS)8链接(例如，无线地或者通过硬连线装置)。如在现有技术中已知的，可将NMS 8设计成配置和控制到跨过电网络的多个设备的分布。为清晰起见，本文省略对NMS 8的功能的进一步解释。NMS 8通过传统的AMI网络10(以及相应的接收器12)连接到EVCS 2，AMI网络10可能是无线和/或有线网络(以及相应的接收器12)。在一个实施例中，如在现有技术中已知的，AMI网络10可能是无线3G网络。EVCS 2可包括配置成电连接到电动车辆16并且提供功率供给到那个车辆16(例如，为了车辆的电池的充电)的充电插座14(描述包括充电线缆)(或者，充电管理系统，CMS 30)。同样如图所示，EVCS 2可能包括可操作地(例如，电地)连接到充电插座14和电地连接到在这个实施例中可选地示出的高级仪表测定基础设施(AMI)仪表20的接触器18。要理解本发明的方面可包括在EVCS 12内的AMI仪表20的实现，然而，其他实施例可能在没有于EVCS 2内的AMI仪表20的实现的情况下执行本文描述的功能。这些方面参考EVCS控制器(例如，物理控制板和/或软件实现)22将进一步解释。如图所示，EVCS 2可包括EVCS控制器22，其配置成接收来自AMI仪表20(可能位于EVCS 2之内或者其之外)的第一指令集。来自AMI仪表20的第一指令集可提供关于应该如何修改到充电插座14的功率供给的细节。例如，第一指令集可能通过AMI网络10(例如，来自NMS 8)传输以及可指示到充电插座14的功率供给应该终止(例如，立即)。在其他情况下，第一指令集可指示供给到充电插座14的功率的量应被修改(例如，按规定的百分比减少)。在其他情况下，第一指令集可指示供给到充电插座14的功率应该在AMI事件(例如，在支付了款项后恢复)后修改。还示出包括在EVCS 2 中的是电连接到AMI仪表20和电源(或者供电源)26的断路器(CB)24，电源例如是为EVCS 2供电的AC供电源。断路器24配置成当检测到过多的电流时提供安全功能。EVCS 2可进一步包括传统的人机接口(或者HMI)28，其可包括允许人(例如，操作员或者技术员)与EVCS 2相互作用以及控制一个或者多个功能(例如，拖曳电力，提供付款等等)的一个或者多个接口。
在实践中，响应于接收修改供给到充电插座14的功率量的第一指令集(来自AMI仪表20)，EVCS控制器22可通过接触器(或者继电器)18的促动修改供给到充电插座14的功率量。即，响应于接收来自AMI仪表20的第一指令集，EVCS 22可提供第二指令集到接触器18，以断开通过断路器24和AMI仪表20供给到充电插座14的功率。在一个实施例中，第一指令集可以跨过连网接口(例如，RS232、RS485、RS422、G.703、C37.94)通信以及使用工业标准协议(例如，以太网、Modbus、DNP、IEC61850)或者专有协议。第二指令集可以采用来自第一指令集的协议的相似协议或者不同的协议(例如，以太网、Modbus、DNP、IEC61850、或者专有协议)。即，EVCS控制器22用第一通信协议解释第一指令集，以及配置成使用第二通信协议提供第二指令集到接触器18。
如EVCS 2中所示，接触器18可用作用于充电插座14的单独继电器，使得它在中心控制到充电插座14的功率供给(用于电动车辆一般供电以及公用事业命令的远程断开)。即，接触器18可用作共享的继电器用于EVCS 2的功率供给功能和远程断开功能，可能由EVCS控制器22实行。这允许EVCS 2在不需要实现额外的继电器/开关的情况下，在充电插座14处执行远程断开功能。
此外，如本文指出的，EVCS 2 允许移除来自AMI仪表20的传统的继电器硬件，其中在EVCS 2中的AMI仪表20使用共享的接触器18作为其继电器。这个共享的接触器配置与传统的配置相比不仅仅是允许系统成本的减少(例如，需要较少的继电器硬件组件)，而且根据本发明实施例公开的EVCS 2也大量地减少了充电站认证的负担。即，对比传统的配置，硬件组件的减少允许EVCS 2满足更低的(或更容易的)认证标准。这可以是真的，因为根据本发明实施例公开的EVCS 2实现至少部分基于软件的控制系统(例如，EVCS控制器22)，这除掉了来自AMI仪表20的、基于硬件的继电器。
如同将被本领域技术人员意识到的那样，本文描述的EVCS控制器可能实施为系统、方法、或者计算机程序产品，例如，作为EVCS控制器的一部分。因此，本发明的实施例可能采取整个硬件实施例、整个软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等等)、或者软件和硬件方面结合的实施例的形式，在这里可能全部一般地涉及“电路”、“模块”或者“系统”。进一步地，本发明可能采取计算机程序产品的形式，计算机程序产品实施在表达的任何有形介质中，在介质中实施计算机可用的程序代码。
可使用一个或者多个计算机可用的或者计算机可读的介质的任何组合。计算机可用的或者计算机可读的介质可以是(例如但不限于)电子的、磁的、光的、电磁的、红外线的或者半导体系统、装置或者设备。可读计算机介质的更具体的示例(非详尽的列表)将包含如下：有一条或者多条线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、传输介质(诸如支持互联网或者内联网的那些)、或者磁存储设备。注意到计算机可用的或者计算机可读的介质甚至可以是程序打印在其上的纸或者另一种合适的介质，程序可例如通过纸张或者其他介质的光扫描，然后编译、解释或者如需要以合适的方式另外处理，再之存储在计算机存储器中。在本文的上下文中，计算机可用的或者计算机可读的介质可以是可包含、存储、通信或者传送程序的任何介质，其被指令执行系统、装置、或者设备使用或者与之连接。计算机可用的介质可包括传播的数据信号，其中计算机可用的程序代码以基带亦或是载波的一部分包含于其上。计算机可用的程序代码可能用任何适合的介质传送，包括但不限于无线、有线线路、光纤线缆、RF等等。
用于执行本发明操作的计算机程序代码可由一个或者多个编程语言书写，一个或者多个编程语言包括面向对象的编程语言(例如Java、Magik、Smalltalk、C++等)以及传统的过程编程语言(例如“C”编程语言或者类似的编程语言)。程序代码可以按如下方式执行：全部在用户计算机上、部分在用户计算机上，作为孤立软件包，部分在用户计算机上以及部分在远程计算机上，或者全部在远程计算机或者服务器上。在后者的情况中，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或者广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可连接到外部计算机(例如，通过使用因特网服务供应商的因特网)。
本文参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的数据流图示和/或框图来描述本发明的实施例。要理解，数据流图示框和/或框图的每个框，以及流程图图示和/或框图的框的组合可由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可能提供到通用计算机、专用计算机或者其他可编程的数据处理装置的处理器，以产生机器，从而通过计算机或者其他可编程的数据处理装置的处理器执行、创建实现流程图和/或框图的框中规定的功能/动作的部件。
这些计算机程序指令也可存储在可读计算机介质中，其可以指引计算机或者其他可编程数据处理装置以特定的方式实现功能，以使得存储在可读计算机介质中的指令生产出制造品，包括实现流程图和/或框图的框中规定的功能/动作的指令部件。
可能也将计算机程序指令加载到计算机或者其他可编程数据处理装置上，以引起将在计算机或者其他可编程装置上执行的一系列操作步骤，从而产生计算机实现的过程，以使得在计算机或者其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的框中规定的功能/动作的过程。
转到图2，表示的是根据本发明的实施例包括EVCS控制器22的说明环境100。环境100包括计算机基础设施102，其可以执行本文描述的多种过程。具体地，所示的计算机基础设施102包括含有EVCS控制器22的计算设备104，其能使计算设备104在EVCS 2(图1)处实现远程断开功能。要理解本文所示和描述的EVCS控制器22可采取严格的硬件组件、严格的软件组件、或者硬件组件和软件组件组合的形式。在某些情况下，EVCS控制器22 可包括微处理器和存储器，然而，很多配置是可能的，以实现本文所述的功能的。
所示的计算设备104包括存储器112、处理器(PU)114、输入/输出(I/O)接口116、以及总线118。进一步地，所示的计算设备104与外部的I/O设备/资源120和存储系统122通信。如在本领域中已知的，一般地，处理器114执行计算机程序代码，例如存储在存储器112和/或存储系统122中的EVCS控制器22。在执行计算机程序代码时，处理器114可以向/从存储器112、存储系统122、和/或I/O接口116读和/或写数据，数据诸如HMI数据208(例如，传送到HMI 28或者从HMI 28接收的数据)、接触器数据212(例如，传送到接触器18或者从接触器18接收的数据)、AMI仪表数据214(例如，传送到AMI仪表20或者从AMI仪表20接收的数据)和/或断路器数据218(例如，传送到断路器24或者从断路器24接收的数据)。总线118提供了计算设备104每个组件之间的通信链接。I/O设备120可含有能使用户与计算设备104交互的任何设备或能使计算设备104与一个或者多个其他计算设备通信的任何设备。输入/输出设备(包括但不限于键盘、显示器、指向设备等等)能够直接地亦或是通过插入I/O控制器耦合到系统。
在一些实施例中，如图2所示，环境100可选地可包括与AMI头端6连接的传统的网络管理系统8以及AMI仪表20，每个可能通过计算设备104可操作地连接(例如，通过无线或者硬连线部件)到可能含在EVCS 2内的EVCS控制器22。在一些实施例中，这些组件可能互相链接(例如，通过无线或者硬连线部件)。要理解，EVCS控制器22可包括分别用于传送和接收来自NMS8和/或AMI仪表20的数据的传统传送器和接收器。
不管怎样，计算设备104可含有任何通用计算制造品，能执行用户(例如，个人计算机、服务器、手持式设备等等)安装的计算机程序代码。然而，要理解，计算设备104和EVCS控制器22仅代表多种可能等效的计算设备，其可执行本公开多种过程步骤。某种程度上，在其他的实施例中，计算设备104可含有任何专用计算制造品，该计算制造品包含用于执行规定功能的硬件和/或计算机程序代码，任何计算制造品包含专用和通用硬件/软件等的组合。在每个情况下，可分别使用标准的编程和工程技术来创造程序代码和硬件。
类似地，计算机基础设施102仅说明用于实现本公开多种类型的计算机基础设施。例如，在一个实施例中，计算机基础设施102包含两个或多个计算设备(例如，服务器群)，其通过任何类型的有线的和/或无线的通信链接(诸如网络，共享的存储器等)通信，以执行本公开的多种过程步骤。当通信链接包含网络时，网络可包含一个或多个类型网络(例如，因特网、广域网、局域网或虚拟私人网络等)的任何组合。网络适配器也可耦合到系统，以使数据处理系统通过接入私人网络或者公共的网络而能变成耦合到其他数据处理系统或者远程打印机或者存储设备。调制解调器、线缆调制解调器和以太网卡仅仅是一些现在可利用的网络适配器类型。无论如何，在计算设备之间的通信可能利用多种类型传送技术的任何组合。
如先前提到的和下面进一步讨论的，EVCS控制器22具有如下技术效果：实现计算机基础设施102尤其执行本文描述的远程断开功能。要理解，图2所示的多种组件的一些可以独立地、组合地实现和/或存储在用于一个或多个分开的计算设备的存储器中，计算设备包括在计算机基础设施102中。进一步地，要理解，组件和/或功能性的一些可能不被实现，或者额外的图式(schema)和/或功能性可能作为一部分包含在环境100中。
图中的数据流程图和框图说明根据本发明的多种实施例的系统、方法和计算机编程产品可能实现的架构、功能性和操作。就这一点而言，流程图或者框图中的每个框可代表模块、分段或者代码的一部分，代码包含用于实现特定逻辑功能的一个或多个可执行的指令。也应该注意到，在一些备选实施例中，在框中提到的功能可能不按图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个框可能实际上基本同时执行、或者框可能有时候按相反顺序执行，这取决于涉及的功能性。也要注意到，框图和/或流程图说明的每个框以及在框图和/或流程图中的框的组合可由执行特定功能或者动作的专用基于硬件的系统实现，或者由特定目的硬件和计算机指令的组合来实现。
如本文所讨论的，将多种系统和组件描述为“获得”数据(例如，电压、电流、温度、电网频率等等)。要理解，可使用任何方案获得相应的数据。例如，相应的系统/组件可生成和/或用来生成数据，从一个或者多个数据存储或者传感器(例如，数据库)检索数据，从另外一个系统/组件接收数据，等等。当数据未由具体系统/组件生成时，要理解除了所示的系统/组件外，可实现另一个系统/组件，另一个系统/组件生成数据并提供它到系统/组件和/或为了由系统/组件访问而存储数据。
前述的附图示出根据本公开几个实施例的一些相关联的处理。就这一点而言，每个附图或者附图的流程图里的框代表与所述方法的实施例相关联的处理。同样要注意到在一些备选实施例中，附图或者框中提到的动作可能不按提到的图中的顺序发生或者，例如，取决于涉及的动作，可能实际上基本同时执行。同样，本领域普通技术员将意识到可增加描述处理的额外框。
本文使用的术语仅仅是描述具体实施例的目的，并无意于对本公开加以限制。如本文所使用的、单数形式的“一”和“所述”意在也包括复数形式，除非上下文明确指示了相反情况。进一步理解的是，当在说明书中使用时，术语“包含”规定陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但不排除一个或者多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或者附加。
本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并还使本领域技术人员能实践本发明，包括制作和使用任何设备或系统及执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求定义，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求字面语言无实质不同的等效结构要素，则它们规定为在权利要求的范围之内。
部件表
2 电动车辆充电站(EVCS)
4 环境
6 高级仪表测定基础设施(AMI)头端
8 网络管理系统(NMS)
10 高级仪表测定基础设施(AMI)网络
12 接收器
14 充电插座
16 车辆
18 接触器
20 高级仪表测定基础设施(AMI)仪表
22 电动车辆充电站(EVCS)控制器
24 断路器
26 电源
28 人机接口(HMI)
30 充电管理系统 (CMS)
100 环境
102 计算机基础设施
104 计算设备
112 存储器
114 处理器
116 输入/输出接口
118 总线
120 输入/输出设备/资源
122 存储系统
212 接触器数据
214 AMI仪表数据
218 断路器数据。

Claims (10)

1. 一种电动车辆充电站(EVCS)(2)，包含：
配置成接收可充电设备(16)的充电插座(14)；
接触器(18)，其可操作地连接到所述充电插座(14)并电连接到高级仪表测定基础设施(AMI)仪表(20)；以及
EVCS控制器(22)，其配置成接收来自所述AMI仪表(20)的、关于修改供给到所述充电插座(14)的功率量的指令集，
其中所述EVCS控制器(22)配置成响应于接收所述指令集、通过所述接触器(18)来修改供给到所述充电插座(14)的所述功率量。
2. 权利要求1所述的EVCS(2)，其中，所述接触器(18)用作所述充电插座(14)的单个继电器。
3. 权利要求1所述的EVCS(2)，其中，所述接触器(18)用作所述EVCS(2)中的共享的继电器。
4. 权利要求1所述的EVCS(2)，进一步包含基本包含在所述EVCS(2)壳体内的所述AMI仪表(20)。
5. 权利要求4所述的EVCS(2)，其中，所述AMI仪表(20)配置成通过在所述EVCS(2)外部的AMI网络(10)接收第二指令集。
6. 权利要求1所述的EVCS(2)，进一步包含人机基础设施(HMI)(28)。
7. 权利要求1所述的EVCS(2)，其中，所述接触器(18)是配置成提供用于所述AMI仪表(20)的远程断开功能的双功能接触器。
8. 一种系统，包含：
至少一个计算设备(104)，其配置成通过执行以下动作远程地断开连接到电通信网络(10)的电车辆充电站EVCS(2)：
　　在所述电通信网络(10)上获得指令集，用于终止供给到所述EVCS(2)的充电插座(14)的功率；以及
　　响应所述指令集的所述获得，命令在所述EVCS(2)中的接触器(18)终止供给到所述充电插座(14)的所述功率。
9. 权利要求8所述的系统，其中，从基本包含在所述EVCS(2)内的高级仪表测定基础设施(AMI)仪表(20)获得所述指令集。
10. 一种存储在计算机可读介质上的程序产品(22)，当其由至少一个计算设备(104)执行时，执行以下步骤：
在所述电网络(10)上获得指令集，用于终止供给到所述EVCS(2)的充电插座(14)的功率；以及
响应所述指令集的所述获得，命令在所述EVCS(2)中的接触器(18)终止供给到所述充电插座(14)的所述功率。
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