CN103068617A - 用于充电点的分阶段部署 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于根据需求分阶段部署充电点的方法和系统。在第一阶段期间，安装多个基础设施适配器。这可能涉及拆除并重建基础设施的多个部分，并且敷设从电源至充电点位置的电力电缆。接着，将基础设施适配器耦接至电源。多数情况下，假设不是所有基础设施适配器都覆盖有临时外壳来保护它们不受破坏和恶劣天气的影响。在第二阶段期间，响应于针对充电站的需求，完成该充电站。在第二阶段期间，通过对接基础设施适配器快速连接接口与外部单元快速连接接口，将至少一个外部单元附接至一基础设施适配器。这样，充电点响应于需求快速完成。

Description

用于充电点的分阶段部署

技术领域

所公开实施例总体上涉及电动车辆充电点。具体来说，所公开实施例涉及用于通过快速连接器来部署和更换电动车辆充电点的可扩展系统。

背景技术

车辆（例如，汽车、卡车、飞机、船舶、摩托车、自控车辆、机器人、铲车等）是现代经济的主要部分。遗憾的是，化石燃料（像典型地被用于向这种车辆提供动力的汽油）具有许多缺陷，包括：对有限化石燃料源的依赖性；外部化石燃料源通常处于易挥发地理位置；以及这种燃料产生污染并且很可能改变气候。致力于解决这些问题的一种方式是提高这些车辆的燃料经济性。近来，已经引入油电混合动力车辆，与它们的传统内燃对应部相比，其消耗相当少的燃料，即，它们具有更好的燃料经济性。然而，油电混合动力车辆未消除对化石燃料的需要，因为它们除了电动机以外仍需要内燃机。

致力于解决该问题的另一方式是使用诸如生物燃料的可再生资源燃料。然而，生物燃料当前较昂贵而且距广泛商业使用仍需许多年。

致力于解决这些问题的又一方式是使用清洁技术，如由燃料电池或电池供电的电动机。这些电池需要相对频繁地再充电。例如，它们可能需要在商店或办公楼的停车场再充电。因此，可能需要许多充电站。随着越来越多的车辆使用可再充电燃料电池或电池，越来越多的充电点是必需的。然而，将每一个充电点连接至电网可能较昂贵且耗时。而且，这种部署通常需要具有专业技能的操作员。类似的是，如果充电点故障或者被破坏，则更换该充电点也是昂贵的、耗时的，而且需要专业操作员技能。

如果存在可以随着需求的增长而快速部署更多充电点的系统，则其将是有益的。如果该部署不需要具有专业技能的操作员，则其也是有益的。而且，如果充电点可以在需要时快速且容易地更换，则其将是有益的。

发明内容

下面介绍了本发明的概要，以便提供对本发明一些方面的基本理解。该概要不是本发明的广泛概述。不旨在标识本发明的关键/紧要部件或者叙述本发明的范围。唯一目的是，按简化形式呈现本发明的一些概念，作为稍后将呈现的更详细描述的前序。

为了克服上述缺陷，在第一阶段期间，部署充电点基础设施适配器网络。该第一阶段涉及将基础设施适配器连接至主电网，其可以包括：去除墙壁、挖掘等。接着，在一些实施例中，许多适配器被覆盖以用于防护，直到需要它们为止。在第二阶段期间，将至少一些基础设施适配器耦接至外部单元，以创建完整充电点。随着针对充电点的需求增加，更多外部单元耦接至基础设施适配器。该适配器包括容易地与外部单元上的接口对接的接口。该接口是通用的，以使得可以将任何外部单元对接至任何适配器。由此，该系统可以响应于需求而容易地扩展，直到所有适配器已经连接至外部单元为止。而且，因为是通用接口，所以外部单元快速且容易安装和更换。

具体来说，本发明通过提供用于分阶段部署用于向至少部分电动的车辆充电的充电点系统的方法和系统，来克服上述局限性和缺点。在第一阶段期间，安装一个或多个基础设施适配器。每一个基础设施适配器都包括电源电气接口和适配器快速连接接口。该基础设施适配器的电源电气接口耦接至电源。在第二阶段期间，安装一个或多个外部单元。每一个外部单元包括汽车电气连接器，其被配置成临时电连接至至少部分电动的车辆并向其充电。每一个外部单元还包括外部单元快速连接接口，其被配置成可去除地与适配器快速连接接口对接。所述一个或多个外部单元中的相应外部单元的外部单元快速连接接口与所述一个或多个基础设施适配器中的相应基础设施适配器的适配器快速连接接口对接。在一些实施例中，所述对接形成外部单元快速连接接口与适配器快速连接接口之间的高电压电气连接。在一些实施例中，该对接在5分钟内发生。在一些实施例中，所述对接在不需要附加布线的情况下发生。

在一些实施例中，每一个基础设施适配器还包括数据连接器和适配器数据接口。而且，每一个外部单元还包括外部单元数据接口。在第一阶段期间，该基础设施适配器的数据连接器耦接至数据网络。而且，在第二阶段期间，该外部单元数据接口对接至适配器数据接口。

在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：在第一阶段，确定用于相应基础设施适配器的唯一地理位置。接着，将该唯一地理位置存储在与相应基础设施适配器相关联的存储器中，作为地理ID的至少一部分。接着，在第二阶段期间，将该唯一地理ID从基础设施适配器传送至相应外部单元。一些实施例还提供唯一地理ID到服务提供方的传送。

在一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段期间，将汽车电气连接器的车辆充电接口部分临时耦接至至少部分电动的车辆，并且使电力通过电源电气接口、适配器快速连接接口、外部单元快速连接接口、以及汽车电气连接器，从电源流动至该车辆。

在一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段期间，经由电源电气接口，从充电点系统向服务提供方传送与从电源向电动车辆流动的电力相关联的充电信息。另选的是，在一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段期间，经由充电点系统中的无线通线装置，从充电点系统向服务提供方传送与从电源向电动车辆流动的电力相关联的充电信息。

在一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段期间，通过以下步骤将相应外部单元用新外部单元替换：将相应外部单元的外部单元快速连接接口与相应基础设施适配器的适配器快速连接接口解耦，并且可去除地耦接新外部单元的外部单元快速连接接口与相应基础设施适配器的适配器快速连接接口。在一些实施例中，第三阶段还包括将唯一地理ID从基础设施适配器传送至新外部单元。

在一些实施例中，所述方法还包括：在第三阶段期间，通过以下步骤安装一个或多个附加外部单元：可去除地耦接所述一个或多个附加外部单元的一个或多个外部单元快速连接接口与所述一个或多个基础设施适配器中的先前未使用的基础设施适配器的一个或多个适配器快速连接接口。在一些实施例中，第三阶段响应于针对充电点的需求增加而发生。

在一些实施例中，第二阶段安装包括安装充电点外壳。在一些实施例中，第一阶段安装包括将基础设施适配器用临时外壳覆盖。

一些实施例提供了一种充电点系统，该充电点系统具有用于向至少部分电动的车辆充电的一个或多个充电点。该充电点包括基础设施适配器，该基础设施适配器被配置成可去除地连接至外部单元。该基础设施适配器包括：存储与基础设施适配器的地理位置有关的信息的存储器、适配器快速连接接口、电源电气接口、以及数据连接器。该适配器快速连接具有电力连接器、数据连接器、以及信号发送接口，该信号发送接口被配置成向外部单元传送所述信息。该电源接口电耦接至电力连接器并且被配置成耦接至外部电源。该数据连接器电耦接至所述数据连接器并且被配置成耦接至数据网络。该外部单元包括：外部单元快速连接接口，该外部单元快速连接接口被配置成可去除地连接至适配器快速连接接口；和汽车电气连接器，该汽车电气连接器电耦接至外部单元快速连接接口并且被配置成临时连接至至少部分电动的车辆并向其充电。

该外部单元通过它们的相应快速连接接口可去除地对接至基础设施适配器。在一些实施例中，该充电点系统包括安装至墙壁、顶板或地板的所述至少一个充电点。

在一些实施例中，该基础设施适配器被配置成，根据基础设施的位置特定需求耦接至电源。另一方面，该外部单元是通配的，并且被配置成耦接至基础设施适配器，而与该基础设施的特定电源需求无关。

在一些实施例中，该充电点系统包括处于基础设施适配器中的适配器导引机构和适配器容差机构。类似的是，该外部单元包括外部单元导引机构和外部单元容差机构。

在一些实施例中，该充电点系统还包括存储以下中的一个或多个的存储器：配电板（panel）地理ID、电路地理ID、充电点地理ID以及插座地理ID。

在一些实施例中，该充电点系统还包括：附加基础设施适配器，该附加基础设施适配器包括：适配器快速连接接口、被配置成耦接至电源的电源电气接口；和覆盖基础设施适配器的临时外壳。

一些实施例提供了一种充电点系统，该充电点系统包括用于向至少部分电动的车辆充电的一个或多个充电点。至少一个充电点包括基础设施适配器和外部单元。该基础设施适配器包括：用于可去除地对接至外部单元的装置、和用于耦接至电源的装置。该外部单元包括：用于临时连接至至少部分电动的车辆并向其充电的装置，和用于与基础设施适配器可去除地对接的装置。

上述实施例的优点很多。因为基础设施的部署可以从地区至地区极大地改变（例如，在不同国家存在不同的部署实践和局部规则），所以部署作为整个单元的充电点将需要开发专用于在其中部署它们的基础设施的单元。然而，根据上述实施例，仅相对简单的基础设施适配器需要被专门设计成适合该基础设施。因而，更复杂的外部装置可以是容易与任何基础设施适配器对接的标准组件。同样地，该外部单元可以大规模生产以缩减制造成本。而且，基础设施适配器与外部单元之间的接口容易被接插成对接在一起的多个接口。它们不需要布线来彼此连接。技能相对不足的操作员可以部署这些外部单元，而且除简单的螺丝刀之外不需要使用任何特定工具来将外部单元安装到基础设施适配器上。

另外，安装基础设施适配器可能需要熟练操作员安装它们。由此限制熟练操作员所花费的小时数是希望的。基础设施适配器安装还可能需要针对安装地点的相对大的改变，如挖掘、在沟渠中安放导体、放置地基等。同样地，限制安装地点必须被扰乱的次数是高度希望的。利用在此描述的方法，可以同时安装多个基础设施适配器，其缩减了熟练操作员时间并且限制了基础设施被扰乱的次数。事实上，所希望的是，与当前需要的充电点的必要数量相比，安装更多基础设施适配器。同样地，仅一些基础设施适配器将连接至外部单元，以作为运行充电点。剩余基础设施适配器将用临时外壳覆盖。在以后时日，这些基础设施适配器将被暴露并且接合至附加外部单元。安装这些附加外部单元不影响已经运行的充电点。同样地，随着针对充电点的需求增加，可以容易且廉价地添加更多充电点。

附图说明

为了更好理解本发明的前述方面及其附加方面和实施例，下面，结合下列图对实施例的描述进行说明，其中，贯穿所有图相同标号指代对应部分。

图1例示了电动车辆网络。

图2例示了根据本发明一些实施例的充电点。

图3是根据本发明一些实施例的包括适配器和外部单元的充电点的组件的概图。

图4例示了根据本发明一些实施例的基础设施适配器。

图5A-5B例示了根据本发明一些实施例的外部单元。

图6A-6D是表示根据本发明一些实施例的部署和更换充电点的方法的多页流程图。

贯穿所有图，相同标号指对应部分。

具体实施方式

下面，对多个实施例进行详细说明，其示例在附图中进行了例示。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的详尽理解。然而，本领域普通技术人员应当明白，本发明可以在不需要这些具体细节的情况下来实践。在其它情况下，公知方法、过程、组件、电路和网络未详细描述，以使得不会不必要地搞混这些实施例的多个方面。

图1例示了根据一些实施例的电动车辆网络100。该电动车辆网络100包括车辆102和电池104。在一些实施例中，电池104包括能够存储电能的任何装置，如电池（例如，锂离子电池、铅酸电池、镍-金属氰化物电池等）、电容器、反应电池（例如，Zn-air电池）等。在一些实施例中，车辆102包括驱动该车辆的一个或多个车轮的电动机103。在这些实施例中，电动机103接收来自电气地且机械地接合至车辆（为容易说明起见与车辆分离地示出）的电池（例如，电池104）的能量。

在一些实施例中，车辆102的电池104可以在还已知为充电站的充电点106充电。在一些实施例中，充电点106向车辆提供能量以向车辆102的电池104充电。充电点106可以放置在可以停放车辆的位置。例如，充电站可以位于办公楼或购物中心的停车场和/或街道停车点附近。在一些实施例中，充电点106可以位于用户的家中。在一些实施例中，充电点106可以按不同速率向车辆102的电池104充电。例如，充电点106可以利用快速充电模式或涓流充电模式向车辆102的电池104充电。

在一些实施例中，车辆102的电池104可以在一个或多个电池交换站108处交换已充电电池。由此，如果用户110行进超过车辆电池104的单次充电范围的距离，则耗尽（或部分耗尽）的电池可以交换已充电电池，以使得用户可以继续他/她的旅程，而不需等待对电池再充电。

在一些实施例中，车辆102包括通信模块114，包括硬件和软件，其被用于与车辆区域网络的服务提供方112通信。应注意到，术语“车辆区域网络”在此被用于指车辆、电池、电池交换站、充电站以及数据网络的网络。

在一些实施例中，服务提供方112通过经由数据网络120向车辆102、充电点106、和/或电池交换站108发送查询，来获取有关车辆和/或充电点106和/或电池交换站108的信息。例如，服务提供方112可以查询车辆102，以确定车辆的地理位置和车辆电池的状态。类似的是，服务提供方112可以查询充电点106（和/或电池交换站108），以确定充电点106（和/或电池交换站108）的状态。类似的是，服务提供方112可以查询电池交换站108，以确定电池交换站108的状态。

服务提供方112还可以经由数据网络向车辆102、充电点106、以及/或电池交换站108发送信息和/或命令。例如，服务提供方112可以发送有关用户账户状态、电池服务站位置、以及/或电池交换站状态的信息。

图1所示的电动车辆网络100还包括数据网络120和电力网140。

数据网络120可以包括能够将多个计算节点耦接在一起的任何类型的有线或无线通信网络。这包括但不限于：局域网、广域网、或多个网络的组合。在一些实施例中，数据网络120是无线数据网络，包括：蜂窝网络、Wi-Fi网络、WiMAX网络、EDGE网络、GPRS网络、EV-DO网络、RTT网络、HSPA网络、UTMS网络、闪速OFDM网络、iBurst网络、以及前述网络的任何组合。在一些实施例中，数据网络120包括因特网。

如图1所示，数据网络120耦接至车辆102、服务提供方112、充电点106、以及电池交换站108。应注意到，为清楚起见，仅仅例示了一个车辆、一个电池、一个充电站以及一个电池交换站，但电动车辆网络100可以包括任何数量的车辆、电池、充电站、以及/或电池交换站等。而且，电动车辆网络100可以包括零个或更多个电池交换站。例如，电动车辆网络100可以仅包括充电点106。在一些实施例中，车辆102、服务提供方112、充电点106、以及/或电池交换站108中的任一个包括可以被用于经由数据网络120彼此通信的通信模块。

电力网140可以包括：发电机156、电力传输线、电力支站、变压器等，其辅助发电和传输。发电机156可以包括任何类型的能量生成设施，如风力发电设施150、化石燃料发电设施152、太阳能发电设施154、生物燃料发电设施、核能发电设施、波力发电设施、地热发电设施、天然气发电设施、水力发电设施、以及前述发电设施的组合等。由一个或多个发电机156生成的能量可以经由电力网140分配至充电点106和/或电池交换站108。电力网140还可以包括电池，如车辆102的电池104、电池交换站的电池、以及/或与车辆无关联的电池。由此，发电机156所生成的能量被存储在这些电池中，并且在能量需求超出能量生成时被抽取。

图2例示了根据本发明一些实施例的充电点106。充电点106包括具有一个或多个车辆充电接口206的壳体204，以将充电点106连接至车辆102，来向电池104充电。在一些实施例中，车辆充电接口206包括数据通信接口，而在其它实施例中，其仅包括一个电力接口。在图2所示实施例中，车辆充电接口206是被设计成与可分离线缆接口连接的输出口。在其它实施例中，车辆充电接口206包括永久地接合至充电点106的线缆。在一些实施例中，充电接口206还包括用于将插入线缆锁定到充电接口206中的致动器。应注意到，图2的充电点106是电极型充电点，其被安装至地板、人行道或地面，并且容纳了各种内部组件。在其它实施例中，充电点106是壁式安装装置或天花板安装装置。在其它实施例中，充电点106是与这里所示的充电点相比具有不同构造的独立式装置，如与停车计时器相似的、位于电极顶部的箱子或箱式装置。充电点106固定地安装或接合至地面、地板、墙壁或天花板，以使充电点106不容易被篡改或破坏。图2所示的实施例包括多个安装部件202，以将充电点106固定至地面或地板。

图3是根据本发明一些实施例的充电点106的包括基础设施适配器302和外部单元304的组件的概图。在图3中，外部单元304被例示成稍微从基础设施适配器302拔去，以便例示这两个组件怎样根据箭头结合在一起。然而，在完全安装和操作充电点106中，外部单元304和基础设施适配器302将对接在一起。在这个实施例中，基础设施适配器302和外部单元304都在地面之上并且被外部壳体204覆盖。在其它实施例中，基础设施适配器302与地面或墙壁齐平地定位，以使得外部壳体204仅覆盖外部单元304。参照图4，对基础设施适配器302的细节进行说明。参照图5A-5B，对外部壳体304的细节进行说明。

图4例示了根据本发明一些实施例的充电点106的基础设施适配器302。充电点106包括两个不同的组件，它们是基础设施适配器302和外部单元304。在一些实施例中，这两个组件按不同时间安装，如将参照图6A-6D更详细说明的。

基础设施适配器302包括用于与外部基础设施接口连接的电源电气接口402。电源电气接口402包括与电源406接口连接的一个或多个电力连接器404。在一些实施例中，电源406被本地化，如本地发电机，但在多数实施例中，电源406是（或者连接至）本地电网或由各种发电机156（图1）供电的网络140（图1）。应注意到，各个国家和地区具有针对电源406的不同实践，并由此，基础设施适配器302的电力连接器404适于遵守其所接合至的本地电源的特定需求。类似的是，在一些实施例中，电源电气接口402还包括连接至数据网络120的有线（或无线）数据连接器408。数据连接器408同样适于遵守本地数据网络120的特定需求。在一些实例中，数据可以利用还已知为电力线数字用户线路（PDSL）的电力线通信或电力线载体（PLC）、电网通信、电力线电信（PLT）、电力线网络（PLN），或电力线宽带（BPL）技术，通过电力连接器404传送。

安装地点的物理规范还将从位置至位置改变。由此，基础设施适配器302包括与特定设置部414接口连接的一个或多个物理连接部件412。例如，一些基础设施适配器302被安装外面的街道上或停车场中。其它基础设施适配器302安装在停车库或停车楼内部。不同停车楼可变，其中一些具有圆形支柱、矩形支柱，斜墙等，其每一个都可能需要特定类型的物理连接部件412（如托架或扣件）。而且，如参照图2所述，存在各种类型的充电点106构造，如支柱充电点、壁式安装充电点、以及天花板安装充电点，其皆可能需要一个或多个唯一物理连接部件412，以便固定地安装至物理地形414。在一些实施例中，物理基础设施部件412是可去除扣件，如图4所示。在其它实施例中，基础设施适配器302通过不可去除物理连接部件412永久地连接至设置部414。

基础设施适配器302还包括适配器快速连接接口416。该适配器快速连接接口416被配置成连接至外部单元304上的对应接口，称作外部单元快速连接接口502（图5A）。图4所示的适配器快速连接接口416是阴性连接器，但在其它实施例中，适配器快速连接接口416是阳性连接器。

适配器快速连接接口416包括适配器电力接口418。在一些实施例中，适配器电力接口418包括中性三相和地电力接口。在一些实施例中，适配器快速连接接口416还包括适配器数据接口或收发器420。在一些实施例中，适配器数据接口/收发器420为硬布线，而在其它实施例中，适配器数据接口/收发器420为无线。在一些实施例中，适配器数据接口420包括用于长距通信（如图1，直接与数据网络120通信）的通信连接器。在一些实施例中，该适配器包括信号发送接口421，其包括用于短距通信（如与外部单元通信）的数字连接器。在一些实施例中，数据接口420传递模拟数据，而信号发送接口421发送数字信息。在一些实施例中，适配器快速连接接口416包括一个或多个适配器导引机构422，如对准插针或插座。适配器导引机构422被配置成与外部单元快速连接接口502中的对应插针或插座对接，以对准其以用于与适配器快速连接接口416连接，以在电气连接器和数据连接器之间形成良好电气接触，而不会损坏它们。在一些实施例中，适配器快速连接接口416还包括耦接机构，其被设计成补偿容差、减轻潜在未对准、以及允许适配器快速连接接口416与外部单元快速连接接口502之间的相对运动。在一些实施例中，该容差机构允许适配器的快速连接接口416与外部单元的快速连接接口502之间在两个或更多个维度上移动几个毫米。

在一些实施例中，基础设施适配器302还包括存储器424，其连接至信号发送接口421。在一些实施例中，存储器424存储了唯一于特定基础设施适配器302或其组件的地理和/或电气拓扑标识信息，已知为地理ID426。在一些实施例中，地理ID426包括街道地址、经度和维度坐标、GPS位置、以及/或地理位置的任何其它标识符。参照图6A-6D，对地理ID426进行更详细讨论。在一些实施例中，存储器424被贮藏在中央位置，并且包括针对连接至其的多个基础设施适配器302中的每一个的地理ID426。例如，单一存储器424可以被停车设施地板上的所有基础设施适配器302利用。在一些实施例中，每一个基础设施适配器302都包括CPU和其它组件。在其它实施例中，该CPU和其它组件贮藏在中央位置并且被多个基础设施适配器使用。还在其它实施例中，基础设施适配器302无源，并且在外部单元304中包含了用于充电点106的所有计算技术。由此，基础设施适配器的复杂性和成本保持相对较低。在许多实施例中，有益的是，保持单个基础设施适配器302的成本显著低于外部单元304的成本，因为在许多实施例中，部署了比外部单元304更多的基础设施适配器302。换句话说，与当前需求所需相比，初始地安装了更多基础设施适配器302。随着需求的增长，外部单元304连接至那些额外的基础设施适配器302，如参照图6A-6D更详细说明的。

通过概要的方式，基础设施适配器302包括电力连接部件、数据连接部件、以及物理连接部件，其被具体设计成与部署位置的本地电力、数据、以及地理需求接口连接（即，它们被设计成连接至部署地区基础设施）。该基础设施适配器还包括用于与许多不同外部单元304连接的适配器快速连接接口416，以形成完整的充电点106。同样地，基础设施适配器302针对许多不同的部署位置被最优化，同时向外部单元304（并由此向车辆）提供统一接口。

图5A-5B例示了根据本发明一些实施例的充电点106的外部单元304。如上所述，充电点106包括两个不同组件，它们是基础设施适配器302和外部单元304，它们通常按不同时刻安装，如参照图6A-6D更详细说明的。

外部单元304包括外部单元快速连接接口502。外部单元快速连接接口502被配置成连接至图4所示的适配器快速连接接口416。图5A所示的外部单元快速连接接口502是阳性接口，但在其它实施例中，外部单元快速连接接口502是阴性的。

外部单元快速连接接口502包括外部单元电力接口504。在一些实施例中，外部单元电力接口504包括中性三相和地接口。在一些实施例中，外部单元快速连接接口502还包括外部单元数据接口508。在一些实施例中，外部单元数据接口508为有线的，而在其它实施例中，数据接口508为无线的。在一些实施例中，外部单元数据接口508包括用于长距通信（如图1，直接与数据网络120通信）的通信连接器。在一些实施例中，外部单元包括用于短距通信（如与基础设施适配器传送地理ID）的数字连接器。在一些实施例中，数据接口508传递模拟数据，而数字连接器发送数字信息。在一些实施例中，外部单元快速连接接口502包括一个或多个外部单元导引机构510，如对准插针或插座。外部单元导引机构510被配置成与适配器导引机构422对准和对接。在一些实施例中，外部单元快速连接接口502还包括耦接机构，其被设计成补偿容差、减轻潜在未对准、以及允许适配器快速连接接口416与外部单元快速连接接口502之间的相对运动。在一些实施例中，外部单元快速连接接口502通过可去除扣件512耦接至外部单元304的其余部分。在其它实施例中，外部单元快速连接接口502与外部单元304的其它部分一体地形成。外部单元快速连接接口502还具有汽车电连接器514。该汽车电连接器514包括各种连接器，其被配置成电连接至车辆充电接口206（图2），用于临时连接至至少部分电动的车辆102的电池并向其充电。车辆充电接口206是汽车电力连接器514的外部部分。

在一些实施例中，出于安全和操纵理由，外部单元304包括GFCI或剩余电流装置515，无论何时其检测到电流在通电导体与返回中性导体之间不平衡，都断开该电路。在其它实施例中，剩余电流装置515位于别处。该外部单元还包括断路器516。该断路器516被配置成保护充电点和车辆的内部组件不受电涌和短路影响。外部单元304还包括AC/DC电源单元517和计算机系统控制器518，其在图5B中详细示出。在一些实施例中，外部单元304包括用于在充电期间切断和接通向车辆流动的AC电力的可选触点或AC开关519。在其它实施例中，触点519位于外部单元外部。该外部单元还包括用于连接至车辆的、如图2说明的充电接口206（如输出口或线缆）。而且，该外部单元可以包括人/机接口521。在一些实施例中，人/机接口521包括具与屏幕和键盘的物理用户接口。在其它实施例中，人/机接口521仅包括无线通信能力，如蓝牙（blue tooth）、GSM和RFID。在一些实施例中，该外部单元还包括用于控制和/或确定向车辆发送的电力的一个或多个计量器单元（未示出）。

图5B是例示充电点106的计算机系统控制器518的框图。在大多数实施例中，计算机系统控制器518的所有组件都位于充电点的外部单元304中，而在其它实施例中，计算机系统控制器518组件中的至少一些位于基础设施适配器302中。

计算机系统控制器518典型地包括一个或多个处理单元（CPU）520。计算机系统控制器518包括一个或多个网络或其它通信接口524，其与触点519、车辆102、基础设施适配器302通信，和/或包括直接通信机构（例如，天线、I/O接口等）。计算机系统控制器518包括：存储器522、确定和/或报告充电点106的位置的可选定位系统560、被用于向充电点内的计算机系统和/或其它组件供电的AC/DC电源单元562、监测内部计算机系统温度的传感器564、锁定充电接口206与车辆的致动器563、以及用于互连这些组件的一个或多个通信总线526。

充电点106可选地可以包括用户接口528，其包括显示装置530和输入装置532（例如，鼠标、键盘、触摸板、触摸屏等）。在其它实施例中，与充电点106通信利用车辆102中的输入装置来执行，或者经由数据网络120（参见图1）通过服务提供方112来控制。

存储器522包括高速随机存取存储器，如DRAM、SRAM、DDRRAM或其它随机存取固态存储器装置；并且可以包括非易失性存储器，如一个或多个磁盘存储装置、光盘存储装置、闪速存储器装置、或者其它非易失性固态存储装置。存储器522可以可选地包括远离CPU520定位的一个或多个存储装置。例如，在一些实施例中，存储器522的一些或全部组件容纳在控制一组充电点106的中央存储器中。存储器522，或者另选地，存储器522内的非易失性存储器装置包括计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器522存储以下程序、模块和数据结构，或其子集：

·用于支持计算机系统控制器518硬件平台的板支承封装件533；

·包括用于处理各种基本系统服务和用于执行基于硬件的任务的过程的操作系统534；

·被用于经由所述一个或多个通信网络接口524（有线或无线）和一个或多个通信网络（如因特网、其它广域网、局域网、城域网等）将充电点106连接至其它计算机的通信模块536；

·经由输入装置532（或车辆的输入装置）接收来自用户的命令并在显示装置530中生成用户接口对象的用户接口模块538；

·利用可选定位系统560或如在此所述的来自基础设施适配器302的地理ID426来确定和/或报告充电点106的位置的定位模块540；

·确定并报告充电点106的状态并且执行与在充电点106向电池104充电有关的操作的充电控制模块542；

·管理车辆用户的帐户信息的可选帐户模块544；以及

·允许远程控制充电点的远程管理模块546。

上面标识的每一个元件都可以存储在前述存储器装置中的一个或多个中，并且对应于用于执行上述功能的一组指令。该组指令可以由一个或多个处理器（例如，CPU520）来执行。上面标识的模块或程序（即，指令集）不需要实现为分离的软件程序、过程或模块，并由此，在各个实施例中，可以组合或以其它方式重新布置这些模块的各种子集。在一些实施例中，存储器522可以存储上面标识的模块和数据结构的子集。而且，存储器522可以存储上面未描述的附加模块和数据结构。

出于分阶段部署的目的，在大多数实施例中，外部单元304包括与适配器的存储器424通信的至少一个处理单元520和存储器522，以获取并存储地理ID426。外部单元304还包含与数据网络120（图1）通信的通信接口524。在一些实施例中，地理ID426在充电期间使用，以标识哪一个充电点106在传递电力。而且，当充电点106失败或故障时，将地理ID426连同对于维护的请求一起通过通信接口520发送至数据网络120。

在大多数实施例中，该外部单元还包含充电控制模块542，该充电控制模块542被配置成调节向车辆102提供的电力。在一些实施例中，充电控制模块542将针对车辆的需求逐步减低所提供的电力。基础设施适配器302和外部单元304的电力组件被配置成在充电点106与车辆102之间传送高电压和电流电能。高电压被定义为超过一千瓦的任何值。在一些实施例中，高电压功率被定义为从一千瓦至四十千瓦的范围内。基础设施适配器302和外部单元304的电力组件的特定电压和电流容量根据应用的特定能量需求而变。例如，高性能车辆可能需要比标准车辆更高的电压或电流运送容量，并由此可以使用专门的高容量充电点106。

图6A-6D是表示根据本发明一些实施例的部署和更换充电点的方法的多页流程图的页面。该流程图的一些部分包含充电点系统的分阶段部署方法。在一些实施例中，该充电点系统仅包括一个充电点106，而在其它实施例中，该充电点系统包括多个充电点。该流程图的一些部分包含分阶段部署充电点的各个部分。该流程图的一些部分包含获取和传送针对充电点106的地理ID。该流程图的一些部分还包含更换充电点中的至少一部分。

如图6A所示，安装一个或多个基础设施适配器302（602）。在一些实施例中，该安装包括接入电源（604）。在一些实施例中，在接入电源时还接入数据源。在大多数实施例中，这将需要至少使电源的要安装基础设施适配器302的部分切断，同样可能使附近建筑物切断。该安装还可以涉及破坏或局部破坏墙壁、地板、或天花板（606）。其可能涉及挖掘。安装可以涉及开沟，以敷设可以位于人行道、道路、或建筑物下面的电缆。基础设施适配器302的安装还可以包括重建基础设施（608）。重建可以涉及修补墙壁、地板、或天花板，放置用于基础设施适配器的结构性地基，以及平整化。由此，拆除和重建基础设施是安装基础设施适配器连同在已经将基础设施适配器302连接至电源之后将该基础设施适配器302物理安装或附接至其物理位置的两个方面。例如，在一些实施例中，接入电源和数据源，放置结构性地基，将电缆和可选通信线缆穿过地基，并接着将地基回填，并且在基础设施安装中安装基础设施适配器。该安装还可以包括用临时外壳覆盖基础设施适配器（610）。在许多实施例中，安装适配器相对耗时和昂贵，因为接入或部署去往电源的电力线可能昂贵和耗时。因此，在许多实施例中，一旦接入了电源，就安装多个基础设施适配器302。在一些实施例中，建造过多的这些适配器，即，在初始安装阶段，安装比恰好需求的更多的基础设施适配器302。这样，当针对充电点的需求增长时，基础设施适配器302将已经到位。下面，对其细节进行说明。应注意到，因为与需求相比安装了更多的基础设施适配器302，所以与充电点的外部单元304部分相比，基础设施适配器302相对廉价。这帮助缩减了初始部署的成本。

一旦接入电源，就将基础设施适配器302耦接至其（612）。具体来说，基础设施适配器302的电源电气接口402耦接至电源。在一些实施例中，该耦接还包括测试基础设施适配器以确认其在正确地工作。

在一些实施例中，获取基础设施适配器302的地理位置（614）。该地理位置可以按多种方式来获取。例如，其可以预先指配，或者其可以利用全球定位系统装置来确定。在一些实施例中，该地理位置在安装时利用熟练操作员所使用的GPS来查明，并且包括经度和纬度坐标（616）。在一些实施例中，该地理位置是本地城市、街道、住宅编号、或场所编号、英里标记编号中的一个或多个（618）。如图6B所示，在一些实施例中，将该地理位置记录到基础设施适配器中作为地理ID（620）。在一些实施例中，将该地理ID硬编码，而在其它实施例中，其被软编码到基础设施适配器中（621）。在一些实施例中，该地理ID除了仅位置以外还包括各种信息。在一些实施例中，地理ID包括电气拓扑信息（622），如特定位置的充电点数量、该位置的充电点的顺序号、该位置所提供的电源等。电气拓扑信息可以被用于电网管理、维护、以及唯一充电点（或输出口）标识。

在一些实施例中，地理ID唯一于其被编码至的基础设施适配器302（623）。在一些实施例中，该地理ID存储在基础设施适配器的存储器中。在一些实施例中，将一族互连基础设施适配器302中的每一个基础设施适配器的地理ID存储在中央现场位置中（624）。例如，与相应基础设施适配器302相关联的存储器（即，位置控制器）可以被全部位于彼此附近（如在同一排停车空间中或者停车楼的同一层上）的多个基础设施适配器302使用。在一些实施例中，一些地理ID信息存储在位置控制器中，而其它地理ID信息存储在基础设施适配器的装置存储器中。在一些实施例中，针对基础设施适配器或适配器族的特定部件存储了多种地理ID。在一些实施例中，地理ID包括以下的一个或多个：面板地理ID、电路地理ID、充电点地理ID、以及插座地理ID（625）。在一些实施例中，面板地理ID和电路地理ID存储在位置控制器中，而充电点地理ID和插座地理ID存储在充电点中。

在一些实施例中，地理ID分成两类：地理上的地点ID，和拓扑上的电气装置ID（626）。在一些实施例中，地点ID包括以下的一个或多个：国家（根据国际用户拨号码的国家码）；地区（如州或准州）：亚区1（如城市）；亚区2（如城市行政区）；以及地点编号（专用于该地点或建筑物地址）。在一些实施例中，电气装置ID包括以下中的一个或多个：面板编号、电路编号、充电站编号（标识特定充电站）；以及输出口编号（在充电站具有用于同时向多于一个车辆充电的多个充电接口时使用）。同样地，

·面板：国家-地区-亚区1-亚区2-地点编号-面板

·电路：国家-地区-亚区1-亚区2-地点编号-面板-电路

·CS：国家-地区-亚区1-亚区2-地点编号-面板-电路-充电点

·插座：国家-地区-亚区1-亚区2-地点编号-面板-电路-充电点-插座

如图6C所示，在第二阶段期间，安装外部单元304（628）。与安装基础设施适配器的操作员相比，该安装可以由不同的且可能不太熟练的操作员来执行。该安装可以包括在外部单元304和基础设施适配器上物理地固定壳体（630）。例如，在一些实施例中，该壳体被固定至墙壁、地板、或天花板，或者通过如参照图2讨论的一个或多个扣件固定至基础设施适配器302的基部。该安装还包括将外部单元快速连接接口502对接至适配器快速连接接口416（632）。应注意到，在大多数实施例中，快速连接器在固定外壳之前被对接。同样地，外部单元304可去除地耦接至基础设施适配器。该对接形成外部单元快速连接接口502与适配器快速连接接口之间的电气连接（634）。在大多数实施例中，这些接口是标准的，以使得可以与形状无关地将任何外部单元304耦接至附近任何基础设施适配器。在大多数实施例中，该对接可以快速完成，因为这些接口是标准的，并且被设计成快速且容易地装配在一起。例如，在一些实施例中，所需唯一工具是螺丝刀。而且，在一些实施例中，该对接仅需要将外部单元304提升到基础设施适配器上方的位置中，并接着将外部单元的快速连接接口滑动到适配器的快速连接接口中。不需要布线来将两个部件对接在一起。在一些实施例中，该对接在5分钟内完成（636）。而且，用于安装外部单元304所需的技术水平相对较低。由此，安装成本因不需要熟练操作员也较低。在一些实施例中，安装外部单元还包括测试该外部单元，以确信其在正确地工作。

在一些实施例中，在安装了外部单元304之后，将地理ID从基础设施适配器302传送至外部单元（638）。在一些实施例中，将地理ID存储在位于外部单元304中的存储器中。在一些实施例中，地理ID在车辆充电过程期间由外部单元304使用（640）。例如，可以将地理ID传送至车辆，以使车辆可以将该地理ID传送至服务提供方。在一些实施例中，该地理ID还经由车辆或者直接从基础设施适配器传送至数据网络120。在一些实施例中，服务提供方跟踪哪些充电点在供电，并且针对具有多个充电接口的充电点，充电点上的哪一个充电接口206在供电。

如6C所示，将地理ID传送至服务提供方（642）。在一些实施例中，还将其它信息传递至服务提供方，如与从充电点106向车辆流动的电力相关联的充电信息。在一些实施例中，该地理ID直接从基础设施适配器传送，而在其它实施例中，其通过外部单元304或者经由车辆传送（644）。

如图6D所示，在一些实施例中，该方法继续经由充电点从电源向车辆供电（646）。具体来说，将该车辆临时耦接至汽车电气连接器514的车辆充电接口206。因而，使能实现供电，以使其通过电源电气接口402、适配器快速连接接口416、外部单元快速连接接口502、以及汽车电气连接器514，从电源流动至车辆。对通过充电点106向电动车辆充电的更详细说明在通过引用其全部内容而并入于此的美国专利申请12/560337中进行了讨论。

在一些实施例中，外部单元304用新外部单元更换（648）。在一些实施例中，安装新外部单元以升级该单元。例如，现场的新部署或升级标准可能是安装新外部单元的理由。在一些实施例中，该更换因原始外部单元304故障而启动（650）。在一些实施例中，当外部单元故障时，该外部单元304或基础设施适配器302向服务提供方报告该故障或充电点106的地理ID（652）。这样，服务提供方精确地获知哪一个充电点106需要维修。在一些实施例中，该更换包括解耦相应外部单元304的外部单元快速连接接口502与相应基础设施适配器的适配器快速连接接口416，并且可去除地耦接新外部单元304的外部单元快速连接接口502与相应基础设施适配器的适配器快速连接接口416（654）。在一些实施例中，该更换的解耦与耦接中的每一个都在5分钟内发生（656）。在一些实施例中，解耦和重新耦接因所需唯一工具是螺丝刀而可以快速发生。而且，在一些实施例中，该解耦仅需要去除充电点壳体，提升外部单元304并接着将外部单元的快速连接接口滑动脱离适配器的快速连接接口。应注意到，在该更换中可能涉及其它步骤，如取下外部罩壳的壳体。这些其它步骤不包括在所提到用于解耦和耦接的5分钟内。在一些实施例中，该更换还包括将地理ID（可能被存储或硬编码到基础设施适配器302中）传送至新外部单元（658）。因为容易解耦旧外部单元304并将新外部单元304耦接至基础设施适配器，所以维护成本保持较低。具体来说，不需要具有专业技能的操作员来进行更换。故障外部单元304可以被拿回至中央位置，其中，熟练操作员可以在某些情况下修理和刷新其，以供将来使用。

在一些实施例中，当针对充电点的需求增加时，将更多的外部单元304安装至已经安装的基础设施适配器（660）。具体来说，通过可去除地将附加外部单元304的附加外部单元快速连接接口502耦接至先前未使用的基础设施适配器的适配器快速连接接口416，来安装附加外部单元304。安装附加外部单元不干扰已经在操作中的充电点的操作。这样，充电点106系统被设计用于容易扩充（scale）的分阶段部署。这种扩充可以随着针对充电点的需求的增长，而在一段时间期间完成。通过在基础设施安装期间安装更多的、相对廉价的基础设施适配器302，诸如保持停车点的街道或建筑物的底层基础设施仅需要被扰乱一次。因而，不安装外部单元304，直到需求需要它们为止。由于外部单元304是充电点106的更复杂并由此更昂贵的部分，因而部署成本还随着需求扩充。

前述描述出于说明的目的已经参照具体实施例进行了描述。然而，上述例示性讨论不是旨在排它或将本发明限制成所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化都是可以的。选择并描述这些实施例，以便最佳地说明本发明的原理及其实践应用，由此使得本领域其它技术人员能够最佳地利用本发明和具有如适于预期特定用途的各种修改例的各种实施例。

Claims (22)

1.一种用于向至少部分电动的车辆充电的充电点系统的分阶段部署方法，该方法包括以下步骤：

在第一阶段期间：

安装一个或多个基础设施适配器，每一个基础设施适配器包括电源电气接口和适配器快速连接接口；并且

将基础设施适配器的电源电气接口耦接至电源；并且

在第二阶段期间：

安装一个或多个外部单元，每一个外部单元包括被配置成临时电连接至至少部分电动的车辆并向其充电的汽车电气连接器，和被配置成可去除地对接至适配器快速连接接口的外部单元快速连接接口；并且

将所述一个或多个外部单元中的相应外部单元的外部单元快速连接接口对接至所述一个或多个基础设施适配器中的相应基础设施适配器的适配器快速连接接口。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对接在不需要附加布线的情况下发生。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，每一个基础设施适配器还包括数据连接器和适配器数据接口，并且每一个外部单元还包括外部单元数据接口，所述方法还包括：

在第一阶段期间：

将该基础设施适配器的数据连接器耦接至数据网络；并且

在第二阶段期间：

其中，所述对接还包括将所述一个或多个外部单元中的相应外部单元的外部单元数据接口对接至所述一个或多个基础设施适配器中的相应基础设施适配器的适配器数据接口。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对接形成相应外部单元快速连接接口与相应适配器快速连接接口之间的高电压电源电气连接。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在第一阶段期间：

查明用于相应基础设施适配器的唯一地理位置；并且

将包括地理ID的至少一部分的唯一地理位置记录在与相应基础设施适配器相关联的存储器中；并且

在第二阶段期间：

将该唯一地理ID从基础设施适配器传送至相应外部单元。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：将唯一地理ID传送至服务提供方。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：将唯一地理ID传送至至少部分电动的车辆。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，该地理ID还包括电气拓扑标识信息。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在第三阶段期间：

将汽车电气连接器的车辆充电接口部分临时耦接至至少部分电动的车辆；并且

使电力通过电源电气接口、适配器快速连接接口、外部单元快速连接接口、以及汽车电气连接器，从电源流动至该至少部分电动的车辆。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

在第三阶段期间：

经由电源电气接口，从充电点系统向服务提供方传送与从电源向电动车辆流动的电力相关联的充电信息。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括：

在第三阶段期间：

经由充电点系统中的无线通线装置，从充电点系统向服务提供方传送与从电源向电动车辆流动的电力相关联的充电信息。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在第三阶段期间：

通过以下步骤将相应外部单元用新外部单元替换：

解耦相应外部单元的外部单元快速连接接口与相应基础设施适配器的适配器快速连接接口；并且

可去除地耦接新外部单元的外部单元快速连接接口与相应基础设施适配器的适配器快速连接接口。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在第三阶段期间：

将唯一地理ID从基础设施适配器传送至新外部单元。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在第三阶段期间，通过以下步骤安装一个或多个附加外部单元：

可去除地耦接所述一个或多个附加外部单元的一个或多个外部单元快速连接接口与所述一个或多个基础设施适配器中的先前未使用的基础设施适配器的一个或多个适配器快速连接接口。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，第三阶段响应于针对充电点的需求增加而发生。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，第二阶段安装包括安装充电点壳体。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，第一阶段安装包括将基础设施适配器用临时外壳覆盖。

18.一种充电点系统，该充电点系统包括用于向至少部分电动的车辆充电的一个或多个充电点，其中，至少一个充电点包括：

基础设施适配器，被配置成可去除地连接至外部单元，其中，该基础设施适配器包括：

存储器，存储与基础设施适配器的地理位置有关的信息；

适配器快速连接接口，包括：

电力连接器；

数据连接器；以及

信号发送接口，被配置成向外部单元传送所述信息；

电源电气接口，电耦接至电力连接器并且被配置成耦接至外部电源；以及

数据连接器，电耦接至所述数据连接器并且被配置成耦接至数据网络；

该外部单元包括：

外部单元快速连接接口，被配置成可去除地连接至适配器快速连接接口；和

汽车电气连接器，电耦接至外部单元快速连接接口并且被配置成临时连接至至少部分电动的车辆并向其充电。

19.根据权利要求18所述的充电点系统，其中，

该基础设施适配器被配置成，根据基础设施的位置特定需求，耦接至外部电源；并且

该外部单元是通用的，并且被配置成耦接至基础设施适配器，而与该基础设施的特定电源需求无关。

20.根据权利要求18所述的充电点系统，其中，

该基础设施适配器还包括：

适配器导引机构；和

适配器容差机构；和

该外部单元还包括：

外部单元导引机构；和

外部单元容差机构。

21.根据权利要求18所述的充电点系统，其中，该外部单元还包括计算机系统控制器，该计算机系统控制器电耦接至外部单元快速连接接口和汽车电气连接器，以控制对至少部分电动的车辆的充电。

22.一种充电点系统，包括用于向至少部分电动的车辆充电的一个或多个充电点，其中，至少一个充电点包括：

基础设施适配器，包括：

用于与外部单元可去除地对接的装置；和

用于耦接至电源的装置；和

外部单元，包括：

用于临时连接至至少部分电动的车辆并向其充电的装置；和

用于与基础设施适配器可去除地对接的装置。

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