CN104010872B - 电动车和操纵该电动车的方法 - Google Patents

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Abstract

包括电池的电动车检查所述电池是否能够通过电动车供电装置充电。如果所述电池能够通过所述电动车供电装置充电，则电动车通过所述电动车供电装置向所述电池充电。当所述电池不能通过所述电动车供电装置充电时，所述电动车向用户终端装置传输指示开始充电失败的充电信息通知消息。

Description

电动车和操纵该电动车的方法
本申请要求35U.S.C.119和35U.S.C.365下的申请号为61/549253(于2011年10月20日提交)、61/549266(于2011年10月20日提交)、61/606483(于2012年3月5日提交)、61/606484(于2012年3月5日提交)、61/616486(于2012年3月5日提交)的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及一种电动车及其操作方法，更具体的，涉及一种对电动车的电池充电的方法。
背景技术
为了通过G20和G8国家控制全球变暖，智能电网方案(smart gridsolution)和实时使用电动车被建议以减少CO2。
电动车包括使用可再充电电池的电能的至少一个电动机。为了再充电，可再充电电池可以连接至电源插座。通常，对电动车的电池充电需要花费几个小时。在此过程中，用户可能想要获得若干信息。
此外，电网可能具有用电需求超过限制的一时间间隔。为了避免这种情况，额外地构建发电站可能反而妨碍CO2的减少。因此，需要通过使用电动车的大容量电池来适应性地应对用电需求。
为此，用户、电动车和供电设施可能需要交换信息。为了这个目的，可以使用各种通信技术。
无线家庭域网(W-HAN)、无线个域网(W-PAN)和无线频率收发器通过装置之间短距离范围内的无线频率进行通信。Zigbee收发器可以作为例子被使用。Zigbee是为短距离范围内的无线频率通信而设计的标准协议。Zigbee建立了基于IEEE802.15.4的网状网络。
无线局域网(WLAN)收发器通过彼此之间距离超过10m以上的装置之间的无线频率进行通信。Wi-Fi装置可以作为例子被使用。Wi-Fi装置遵照IEEE802.11标准。
可以使用电力线通信(PLC)技术来通过电力线在装置之间建立网络。这种技术限于达到100m的范围。
广域网(WAN)为覆盖广泛区域的通信网络。传输控制协议/网际协议(TCP/IP)，即标准协议，可以作为例子被使用。此外，CDMA或GSM网络可以作为无线宽带网络的例子被使用。
为了通过使用电动车的高容量电池来适应性地应对用电需求，产生了在用户、电动车和供电设施之间交换信息的需求。
发明内容
实施例提供了一种用于通过在用电主体(例如用户、电动车和供电设施)之间交换各种信息而适应性地应对用电需求的装置、系统和方法。
在一个实施例中，一种包括电池的电动车的操作方法，包括：检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电；如果所述电池能通过所述电动车供电装置充电，则通过所述电动车供电装置向所述电池充电；并且如果所述电池不能通过所述电动车供电装置充电，则向用户终端装置传输指示充电开始失败的第一充电信息通知消息。
一个以上实施例的详细内容在如下的附图和说明书中提出。其它特征通过说明书和附图以及通过权利要求书将是显而易见的。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的网络拓扑的框图。
图2为示出根据本发明的实施例的EV的视图。
图3为示出根据本发明的实施例的EV电池管理装置的框图。
图4为示出根据本发明的实施例的EV电池管理装置的框图。
图5为根据本发明实施例的UTD的框图。
图6为示出根据本发明的实施例的EV充电方法的顺序控制图。
图7为示出根据本发明的实施例在UTD上显示的屏幕的视图。
图8为示出根据本发明的另一实施例在UTD上显示的屏幕的视图。
图9为示出根据本发明的另一实施例在UTD上显示的屏幕的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的移动终端进行更详细地描述。以下说明书中所使用的部件的后缀“模块”和“单元”在撰写本说明书时被随意地分配或混用，它们本身并没有区分的意思或功能。
特别地，在本说明书中的电源表示电力发送方，电力接收器(electricpower sink)表示电力接收方。
然后，根据本发明的实施例的网络拓扑将参照图1进行描述。
图1为根据本发明的实施例的网络拓扑的框图。
如图1所示，网络拓扑包括电动车100、电动车供电装置200、用户终端装置500、供电设施600和提供远程信息处理服务的服务器700。
为了便于描述，一起使用如下缩写。电动车(electric vehicle)被称为其首字母的缩写，即EV。另外，供电装置被称为EVSE，即电动车供电设备(electric vehicle supply equipment)的首字母缩写。用户终端装置(userterminal device)被称为其首字母的缩写，即UTD。提供远程信息处理服务的服务器被称为TSP，即远程信息处理服务提供者(telematics service provider)的首字母缩写。
然后，根据本发明的实施例的EV100将参照图2进行描述。
图2为示出根据本发明的实施例的EV的视图。
如图2所示，EV100包括电池140、充电/放电点150和EV电池管理装置170。充电/放电点150可以与SAE J1772连接器(例如SAE J1772输入插座(inlet))相适配。SAE J1772规定通用的物理要求和电力要求以及有助于北美的EV/PHEV感应充电的性能要求。特别地，除了车辆插头(vehicleinsertions)和与其配对的连接器的功能和规格要求以及工作要求之外，SAEJ1772还规定EV/PHEV和供电设备车辆的一般感应充电方法。
然后，根据本发明实施例的EV电池管理装置将参照图3进行描述。
图3为示出根据本发明的实施例的EV电池管理装置的框图。
EV电池管理装置170构造在EV100中，并且包括显示单元171、控制单元172和至少一个通信模块173。控制单元172在显示单元171上显示处理状态、系统状态(例如通信状态)和充电状态。控制单元172可以控制EV100的电池140的全部管理，并且可以通过至少一个通信模块173与EVSE200、UTD500、供电设施600和TSP700通信。控制单元172可以执行充电管理、放电管理、时间管理(scheduling)和价格对比。至少一个通信模块173可以包括有线因特网接口单元、无线广域网(WWAN)收发器、无线家庭域网(WHAN)收发器、电力线通信(PLC)模块和无线局域网(WLAN)收发器中的至少一个。
在下文中，由EV100的EV电池管理装置170进行的与UTD500的通信包括由EV100的EV电池管理装置170通过EVSE200和TSP700二者进行的与UTD500的通信、由EV100的EV电池管理装置170通过TSP700而非EVSE200进行的与UTD500的通信、由EV100的EV电池管理装置170通过EVSE200而非TSP700进行的与UTD500的通信和由EV100的EV电池管理装置170不通过EVSE200和TSP700二者进行的与UTD500的通信。在下文中，由EV100的EV电池管理装置170进行的与供电设施600的通信包括由EV100的EV电池管理装置170通过EVSE200和TSP700二者进行的与供电设施600的通信、由EV100的EV电池管理装置170通过TSP700而非EVSE200进行的与供电设施600的通信、由EV100的EV电池管理装置170通过EVSE200而非TSP700进行的与供电设施600的通信和由EV100的EV电池管理装置170不通过EVSE200和TSP700二者进行的与供电设施600的通信。
然后，根据本发明的实施例的EVSE将参照图4描述。
图4为示出根据本发明实施例的显示装置的框图。
EVSE200用于通过从家庭电力存储装置400和供电设施600接收电力而向EV100充电，或者通过向家庭电力存储装置400和供电设施600提供EV100的电力而使EV100放电。
如图4所示，EVSE200包括显示单元210、控制单元220、至少一个通信模块230、充电/放电点250。至少一个通信模块230可以包括有线因特网接口单元、WWAN收发器、WHAN收发器、PLC模块和WLAN收发器中的至少一个。控制单元220在显示单元210上显示充电状态、放电状态、通知消息和充电中断消息。控制单元220可以通过至少一个通信模块230与EV100、EV电池管理装置170、家庭电力存储装置400、UTD500和供电设施600通信。充电/放电点250可以与SAE J1772连接器(例如SAE J1772插座(outlet))相适配。充电/放电点250由用户连接至充电/放电点150。
然后，根据本发明的实施例的UTD500将参照图5描述。
图5为根据本发明的实施例的UTD的框图。
UTD500包括显示单元510、控制单元520和至少一个通信模块530。控制单元520在显示单元510上显示有关账单、价格和时间的信息。控制单元520可以通过至少一个通信模块530与EV100、EVSE200、EV电池管理装置170、家庭电力存储装置400以及供电设施600通信。至少一个通信模块530可以包括有线因特网接口单元、WWAN收发器、WHAN收发器、PLC模块和WLAN收发器中的至少一个。
然后，根据本发明的实施例的对EV100充电的方法将参照图6描述。
图6为示出根据本发明的实施例的EV充电方法的顺序控制图。
在操作S101中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查充电/放电点150是否连接至EVSE200的充电/放电点250。
当EV100的充电/放电点150被连接至EVSE200的充电/放电点250时，在操作S103中EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172设置与EVSE200的通信连接。
然后，在操作S105中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始充电状态(state ofcharging，SOC)、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。初始SOC表示EV100的电池140在初始充电时的充电程度。当前SOC表示EV100的电池140的充电程度。初始SOC和当前SOC可以以百分比的形式表示。EV充电状态可以指示充电开始、充电中、充电完成、充电失败、充电开始失败、在充电开始成功之后由于中断而充电停止中的任意一个。EV充电错误信息可以指示通信连接设置失败、认证失败、EV电池的初始SOC对应于最大充电量的情况、EVSE无法提供电力的情况、无效的分时(time of use,TOU)电价和未插上插头中的部分或全部。
如果通信连接设置失败，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以向UTD500传输如下的充电信息通知消息：该充电信息通知消息包括指示充电开始失败的EV充电状态信息和指示通信连接设置失败的EV充电错误信息。然后，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172停止开始EV100的电池140的充电。
当收到充电信息通知消息时，在操作S109中UTD500于其上显示充电信息。
如果通信连接设置失败，UTD500可以显示充电开始由于EV100和EVSE200之间的通信连接设置失败而失败。
如果通信连接设置成功，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172经通过使用SAE J2836-1和SAE J2847-1设置的通信连接而与EVSE200执行认证操作。SAE J2836-1和SAE J2847-1规定了为了能量传输和其它应用的用于插入式EV和电网之间的通信的要求、规范和使用情况。
然后，在操作S113中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
如果认证失败，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以向UTD500传输如下的充电信息通知消息：该充电信息通知消息包括指示充电开始失败的EV充电状态信息和指示认证失败的EV充电错误信息。然后，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172停止开始EV100的电池140的充电。
当收到充电信息通知消息时，在操作S119中UTD500于其上显示充电信息。
如果认证失败，UTD500可以显示充电开始由于EV100和EVSE200之间的认证失败而失败。
在操作S121中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查电池140的初始SOC。即，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查电池140的初始SOC是否对应于电池140的最大充电量。
然后，在操作S123中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
如果电池140的初始SOC对应于电池140的最大充电量，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以向UTD500传输如下的充电信息通知消息：该充电信息通知消息包括指示充电开始失败的EV充电状态信息和指示电池140的初始SOC对应于电池140的最大充电量的EV充电错误信息。然后，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172停止开始EV100的电池140的充电。
当收到充电信息通知消息时，在操作S129中UTD500于其上显示充电信息。
当电池140的初始SOC对应于电池140的最大充电量时，UTD500可以显示充电开始由于电池140的初始SOC对应于电池140的最大充电量的事实而失败。
如果电池140的初始SOC小于电池140的最大充电量，则在操作S131中EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查EVSE200是否能向EV供电。
然后，在操作S133中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
如果EVSE200不能向EV100供电，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以向UTD500传输如下的充电信息通知消息：该充电信息通知消息包括指示充电开始失败的EV充电状态信息和指示EVSE200不能向EV100供电的EV充电错误信息。然后，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172停止开始EV100的电池140的充电。
当收到充电信息通知消息时，在操作S139中UTD500于其上显示充电信息。
当EVSE200不能向EV100供电时，UTD500可以显示充电开始由于EVSE200不能向EV100供电的事实而失败。
此外，在操作S141中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向供电设施600传输电源策略(power policy)请求消息。
当从EV100收到电源策略请求消息时，在操作S143中供电设施600向EV100传输包括关于电源策略的信息的电源策略响应消息。在这一点上，关于电源策略的信息可以包括关于电力出售有效时间区段的信息、关于电力购买有效时间区段的信息和关于TOU电价的信息中的至少一个。电力出售有效时间区段为供电设施600能向外部出售电力的时间区段，电力购买有效时间区段为供电设施600能从外部购买电力的时间区段。TOU电价可以包括关于TOU电力出售价格的信息和关于TOU电力购买价格的信息中的部分或全部。TOU电力出售价格为供电设施600向外部售电时的价格，TOU电力购买价格为供电设施600从外部购电时的价格。
当EVSE200能向EV100供电时，在操作S145中EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查TOU电价是否有效。如果当前的TOU电价等于或小于用户希望的电价，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以确定TOU电价是有效的。如果当前的TOU电价大于用户希望的电价，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以确定TOU电价是无效的。
然后，在操作S147中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
如果TOU电价是无效的，则EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172可以向UTD500传输如下的充电信息通知消息：该充电信息通知消息包括指示充电开始失败的EV充电状态信息和指示TOU电价无效的EV充电错误信息。然后，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172停止开始EV100的电池140的充电。
当收到充电信息通知消息时，在操作S149中UTD500于其上显示充电信息。
如果TOU电价是无效的，则UTD500可以显示充电开始由于TOU电价是无效的事实而失败。
图7为示出根据本发明的实施例在UTD上显示的屏幕的视图。
如图7所示，UTD500可以显示通知充电开始失败以及其原因的文本。如上所述，充电开始失败的原因可以为认证失败、通信连接设置失败、电池处于充满状态、EVSE200不能向EV100供电和无效TOU电价中的一个。
如果TOU电价是有效的，则在操作S151中EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172通过使用供电设施600的电力经由EVSE200而开始对电池140充电。
在操作S152中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查电池140的充电开始时间。
然后，在操作S153中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
特别地，在这一点上，当前SOC可以与初始SOC相同；EV充电状态可以指示充电开始，并且EV充电错误信息可以指示无充电错误。
当收到充电信息通知消息时，在操作S159中UTD500于其上显示充电信息。
UTD500可以显示初始SOC、当前SOC、充电开始时间和估计充电结束时间中的部分或全部，还可以显示充电开始以及充电时不存在错误。
在操作S161中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172定时地检查充电过程中电池140的当前SOC。
在操作S162中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172基于电池140的当前SOC和充电速度来预测电池140的估计充电结束时间。
在充电过程中，在操作S163中EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。EV100可以定时地向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
EV充电状态可以指示进行中的充电，并且EV充电错误信息可以指示无充电错误。
当收到充电信息通知消息时，在操作S169中UTD500于其上显示充电信息。
图8为示出根据本发明的另一实施例的在UTD上显示的屏幕的视图。
如图8所示，UTD500可以显示初始SOC、当前SOC、充电开始时间和估计充电结束时间中的部分或全部，还可以显示充电正在进行中以及在充电时不存在错误。
再一次，描述图6。
在操作S181中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172基于电池140的当前SOC来检测电池140的充电完成。
在操作S183中，EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172检查电池140的实际充电结束时间。
如果检测到电池140的充电完成，则在操作S185中EV100中的EV电池管理装置170的控制单元172向UTD500传输充电信息通知消息。该充电信息通知消息可以包括关于EV电池充电的充电信息。在这一点上，充电信息可以包括初始SOC、当前SOC、充电开始时间、估计充电结束时间、实际充电结束时间、EV充电状态和EV充电错误信息中的部分或全部。
特别地，在这一点上，EV充电状态可以指示充电完成，并且EV充电错误信息可以指示无充电错误。
当收到充电信息通知消息时，在操作S189中UTD500于其上显示充电信息。
图9为示出根据本发明的另一实施例的在UTD上显示的屏幕的视图。
如图9所示，UTD500可以显示初始SOC、当前SOC、充电开始时间和估计充电结束时间以及实际充电结束时间中的部分或全部，还可以显示充电完成。
根据本发明的实施例，通过在用电主体(例如UTD、EV、EVSE、内置式车辆通信控制装置、家庭电力存储装置和供电设施)之间交换各种信息，可以适应性地处理用电需求。因此，这可以为环境保护做出贡献。
根据本发明的实施例，上述方法还能具体化为计算机可读记录介质上的计算机可读代码，计算机可读记录介质具有记录在其上的程序。计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置，并且还包括载波(例如通过因特网的数据传输)。
上述移动终端并不应用为限于上述实施例的构造和方法。上述实施例的一些或所有能选择性地结合并且被构造为提供各种修改。
虽然已经参照多个说明性的实施例来描述了实施例，但是应当理解的是，本领域技术人员可以设计出将落于本公开原理的精神或范围内的多种其他修改和实施例。更具体地，在本公开、附图以及所附权利要求书的范围内，可以对主题组合布置的组成部分和/或布置方式进行各种变化和修改。除了对组成部分和/或布置方式进行变化和修改以外，对于本领域的技术人员来说，选择使用也将是显而易见的。

Claims (13)

1.一种包括电池的电动车的操作方法，所述方法包括：
检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电；
如果所述电池能通过所述电动车供电装置充电，则通过所述电动车供电装置向所述电池充电；并且
如果所述电池不能通过所述电动车供电装置充电，则向用户终端装置传输指示充电开始失败的第一充电信息通知消息，
其中，检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电的步骤包括：
检查所述电动车供电装置是否能向所述电动车供电；并且
基于所述电动车供电装置是否能向所述电动车供电而检查所述电池是否能通过所述电动车供电装置充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其中检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电的步骤包括：
执行与所述电动车供电装置的认证操作；并且
基于所述认证操作的结果而检查所述电池是否能通过所述电动车供电装置充电。
3.根据权利要求2所述的方法，其中如果所述认证操作失败，则所述第一充电信息通知消息包括指示认证失败的充电错误信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其中执行与所述电动车供电装置的认证操作的步骤包括通过SAE J2836-1和SAE J2847-1执行与所述电动车供电装置的认证操作。
5.根据权利要求1所述的方法，其中检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电的步骤包括：
检查所述电池充电的初始状态；
基于所述电池的初始充电状态是否对应于所述电池的最大充电量而检查所述电池是否能通过所述电动车供电装置充电。
6.根据权利要求5所述的方法，其中当所述电池的所述初始充电状态对应于所述电池的最大充电量时，所述第一充电信息通知消息包括指示电池的初始充电状态对应于电池的最大充电量的充电错误信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述电动车供电装置不能向所述电动车供电，则所述第一充电信息通知消息包括指示电动车供电装置不能向电动车供电的充电错误信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其中检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电的步骤包括：
检查分时价格是否有效；并且
基于分时价格是否有效而检查所述电池是否能通过所述电动车供电装置充电。
9.根据权利要求8所述的方法，其中如果所述分时价格是无效的，则所述第一充电信息通知消息包括指示分时价格为无效的充电错误信息。
10.根据权利要求1所述的方法，其中检查所述电池是否能通过电动车供电装置充电的步骤包括：
当SAE J1772连接器被连接时，执行与所述电动车供电装置的通信连接设置；并且
基于所述通信连接设置的结果而检查所述电池是否能通过所述电动车供电装置充电。
11.根据权利要求10所述的方法，其中如果所述通信连接设置失败，则所述第一充电信息通知消息包括指示通信连接设置失败的充电错误信息。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
检查所述电池充电的当前状态；并且
向用户终端装置传输包括关于所述电池充电的当前状态的信息的第二充电信息通知消息。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
检测所述电池的充电完成；并且
如果检测到所述电池的充电完成，则向所述用户终端装置传输指示电池充电完成的第二充电信息通知消息。
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