CN108781351A - 机动车与充电站的分配 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数据处理单元(10),其具有用于与至少一个机动车(12)交换第一信息的第一接口和用于与多个用于给机动车(12)的蓄能器装置充电的充电站(14)交换第二信息的第二接口,其中,第一接口设计成,与多个机动车(12)交换信息,并且数据处理单元(10)设计成,在接收到涉及在蓄能器装置的期望充电时刻的荷电状态和至少一个机动车(12)的最大充电功率的第一信息和涉及在可预给定的时刻在至少一个充电站(14)处可用的充电功率的第二信息时制定策略,在该策略中,在考虑至少一个可预给定的参数的情况下为确定的机动车(12)分配确定的充电站(14)和确定的充电开始时刻。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据处理单元,其具有用于与至少一个机动车交换第一信息的第一接口和用于与多个用于给机动车的蓄能器装置充电的充电站交换第二信息的第二接口。此外,本发明涉及一种具有蓄能器装置的机动车以及一种用于为其充电的充电站。最后,本发明涉及一种用于运行上述数据处理单元的方法。
背景技术
至今为止,具有需要充电的蓄能器装置的机动车的使用者在自己估计的时刻自主地询问特定的被设计用于为蓄能器装置充电的充电站的可用性。所选择的充电站可给予的信息是,其在所给的时刻是否被预定。此外,所选择的充电站可给予的答复是,其当前是否被占用。在必要时,在所选择的充电站可用时,使用者预约自己估计的充电时间段或者询问另一充电站。当在充电站处充电时,才精确地计算整个充电持续时间以及进而所需的充电时间段。
对于充电站的使用者来说不利的是成本和由此带来的不确定性:必须联系各个充电站,直至得到充电站的可用性。此外,不能在充电之前准确地事先估算充电持续时间。因此,充电站的可能的之前的使用者可能错误估计了预约的充电时间段并且对于下一使用者来说在充电站处产生等待时间。对于可能具有多个充电站的充电站运营商来说不利的是,错误地规划其充电站的电网负荷以及可能出现可导致电流中断的过载。也不能以有效的方式占用充电站,由此对于运营商和使用者来说可产生附加的等待时间和成本,并且尤其也可能使使用者绕路。
在这方面,文献DE 195 02 223 A1描述了一种用于电动车的电池充电站系统,其包括充电站信息单元,其检测其注册的充电站中每一个的占用状态。用户可通过远程询问获知在期望的地点和期望的时刻充电站的占用状态,并且在必要时在自己估计的时间段上预约充电站。
从文献DE 10 2010 064 015 A1中已知一种用于为电动车充电的电池充电站,其具有与电动车的操作单元通信的发送和接收装置。此外,电池充电站包括控制和评估单元,其构造用于接收电动车的操作单元的预约询问并且根据该预约询问获得充电站的可用性。在必要时,控制和评估单元在充电站处进行预约,或者借助于第二接收和发送装置与至少一个另外的充电站通信,以便检查其可用性并且在必要时在该充电站处进行预约。此外,电动车的操作单元包括数据处理单元,其根据目的地从多个电池充电站中选出一电池充电站,并且将预约询问发送给尽可能位于目的地附近的电池充电站。预约询问包含预测的电动车到达充电站的时间,然而仅仅根据车辆类型估计用于为电动车充电所需的时间段。此外不利的是,第一个所选择的充电站不总是相应于使用者能在此处最快且最成本适宜地为其电动车充电的充电站,并且就此不能给出可规划性。
在备选的实施形式中,文献DE 10 2010 064 015 A1描述了,预约询问包含电动车的荷电状态,并且充电站的控制和评估单元估算用于充电过程的持续时间,然而文献DE 102010 064 015 A1未描述,如何以及根据哪些参数进行这种估算。
在文献DE 10 2012 203 121 A1中描述了一种能量管理系统,其包括用于传输和分配电能的网络,并且发生装置和负载装置联结到能量管理系统处。此外,能量管理系统包括预测器件,其预测负载装置的能量消耗。此外,文献DE 10 2012 203 121 A1描述了,预测器件构造成,为具有可充电的蓄能器的车辆的充电站,从预估的车辆到达充电站的时间及其蓄能器的预估荷电状态,进行能量消耗预测。预估的荷电状态和预估的车辆到达充电站的时间可通过车辆的定位系统传输到预测器件处。然而,文献DE 10 2012 203 121 A1未涉及从多个充电站中选择充电站,并且由此也未涉及确定的充电站在预估的车辆到达时间时不可用的情况。也未描述预约过程。
发明内容
本发明的目的是,实现这样的可能性,一方面为具有至少一个蓄能器装置的机动车的使用者提供使用充电站为蓄能器装置充电的可靠且简化的规划,并且尽可能减少在充电站处的等待时间,并且另一方面对于这种充电站的运营商来说能尽可能高效地利用充电站并且避免电网过载。
该目的通过具有权利要求1所述的特征的数据处理单元、具有权利要求10所述的特征的机动车、具有权利要求12所述的特征的充电站和具有权利要求13所述的特征的用于运行数据处理单元的方法实现。本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明基于这样的认识,即,对在机动车与用于给机动车的蓄能器装置充电的充电站之间的通信的改善,导致不仅为充电站的使用者而且为充电站的运营商改善充电过程。根据本发明,这样的通信通过数据处理单元发生,该数据处理单元接收、管理和分析处理机动车的信息以及用于为这种机动车充电的充电站的信息。在此,数据处理单元具有用于与相应的一个和/或多个机动车以及与相应的一个和/或多个充电站交换第一、第二信息的第一、第二接口。
此外,本发明基于这样的认识,即,当借助于确定的策略将期望充电的确定的机动车分配给确定的充电站和确定的充电开始时刻时,能有效地利用确定的充电站和更好地规划对确定的充电站的利用。该策略具有关于至少一个机动车总体需要的充电电流和至少一个充电站总体可用的充电功率的整体概览,并且可在考虑至少一个可确定的参数的情况下实施分配。该参数可由充电站的使用者而且可由充电站的运营商预给定。
在接收到涉及在蓄能器装置期望充电的时刻的荷电状态和至少一个机动车的最大充电功率的第一信息和涉及在预给定的时刻在至少一个充电站处可用的充电功率的第二信息时,数据处理单元确定在合适的充电开始时刻的合适的充电站。
通过这样的数据处理单元,在唯一的平台上汇总并分析处理机动车、特别是具有蓄能器装置的机动车的数据和用于这种机动车的充电站的数据。因此,关于机动车和充电站的信息对于充电站的每个使用者和运营商在任何时候都同时可接近。对于每一者来说,都随时可看到双方的信息更新。与现有技术相比,为充电站的使用者提供了更多的且更明晰的充电站选择性,一个充电站或多个充电站的运营商获得关于潜在客户的概览,这使其能够更好地管理其可用的充电设施。一方面,为充电站的使用者提供这样的可能性,即,根据参数自己确定哪个充电站是可能优选的,另一方面,也为运营商提供这样的可能性,即,获得潜在客户的概况,并且也确定参数,根据该参数使一个客户可能优先于另一个。
数据处理单元制定这样的策略,即,所述策略考虑充电站的使用者和运营商的可预给定的参数并且因此自动地制定机动车与充电站之间的分配,由此,在查找合适的充电站时为使用者节省了时间。通过分配具有给定的荷电状态和最大充电功率的机动车,为充电站的运营商提供的信息是,在给定的时刻需要其可用的充电功率中的多少。由此,运营商可规划其在充电站处的电网负荷,并且如此运行充电站,使得保持电网稳定以及波动低。
在本发明的有利的设计方案中,如此设计数据处理单元,使得数据处理单元在将确定的机动车分配给确定的充电站和确定的充电开始时刻时,通过关于机动车的荷电状态和最大充电功率的第一信息和关于在充电开始时刻在充电站处可用的充电功率的第二信息,获得用于为确定的机动车的蓄能器装置充电的充电持续时间。通过了解多个确定的机动车的充电开始时刻和充电持续时间,能够在较长的时间段上有效地分配充电站处的可用充电功率。可能可以如此安排充电时间段,使得在充电站处消除时间上的空缺,在该空缺时很少或没有机动车充电。通过准确地了解充电持续时间,也可减少在充电站处的等待时间。充电站的使用者可更好地规划,例如在其机动车的充电过程期间使用者可离开机动车多久,以便例如进行交易。
在数据处理单元的优选的实施形式中,如此构造所述可预给定的参数中的至少一个,使得将确定的机动车分配给这样的充电站,即,在该充电站中在充电开始时刻尽最大可能地利用在该充电站中的可用充电功率。对于充电站的使用者来说,这意味着,其机动车优选地在这样的充电站处充电,即,在考虑其机动车的最大充电功率的情况下,在该充电站中为其提供最高的充电功率并且因此需要最短的充电时间。对于充电站的运营商来说,这意味着,其可保证尽最大可能地利用其可用的充电功率,优选地,这样的机动车在确定的充电站处充电,即,在该机动车中可通过其最大充电功率最多地利用可用的充电功率。由此,运营商可在确定的时间段中售出尽可能大的量的充电电流。具有较小的最大充电功率的机动车被分配给这样的充电站,即,在该充电站中可提供较小的、但是对于确定的机动车来说足够的充电功率。由此,这种具有较小的充电功率的充电站的使用者也可节省成本,因为具有设计用于高充电功率的充电插头系统的充电站可能更贵。
在本发明的另一有利的设计方案中,如此设计数据处理单元,使得数据处理单元在通过机动车的定位器件接收到关于确定的机动车的当前位置和关于操控目的地的询问的另一信息时,获得机动车沿着在机动车的当前位置与目的地位置之间路线的荷电状态以及建议为蓄能器装置充电的时刻和在该时刻的荷电状态。由此,在查找合适的充电站时,机动车的使用者不再必须自己估计其机动车的蓄能器装置在可能的充电开始时刻的荷电状态。通过了解驶过的路线、确定的机动车在其当前地理位置处的荷电状态和沿着该路线的一个或多个充电站的地理位置,数据处理单元计算在何地和在何时刻机动车的蓄能器装置的荷电状态多高。通过可预给定的参数,数据处理单元制定为机动车分配沿着路线的一个或多个确定的充电站的策略。对总共待驶过的路线的规划考虑在一个或多个被分配的充电站处的停留。准确地计算在充电站处的充电开始时刻,例如可通过机动车的定位器件将关于路线上的当前交通流量的信息传输到数据处理单元处,数据处理单元在充电开始时刻和充电时间段的确定中将这些信息一起计算在内。例如,当充电开始时刻由于高的交通流量而推迟并且可用的充电功率变化时,可重新计算充电持续时间。由此,充电站的运营商还可更好地规划,何时需要多少可用的充电功率和多少全部充电电流。此外有利的是,通过定位器件将在充电站处的停留计算在内,机动车的使用者可更好地规划,其何时到达目标位置。此外,对于机动车的使用者来说有利的事实是,其不必提前规划在充电站处的停留并重新计算其到达目的地的时间。这对于驶过较长的路线是特别有利的,在该路线中机动车可能需要例如多次在未知的地点处充电。由此,机动车的使用者可将行驶间歇与在充电站处的停留结合起来。
优选地,此外如此设计数据处理单元,使得数据处理单元在通过确定的机动车的定位器件接收到关于操控目的地的询问的另一信息时,自动地进行在所确定的合适的充电开始时刻和在所计算的充电持续时间上对由该策略获得的合适的充电站中的一个充电站的预约。因此,为使用者简化了充电站的预约过程。例如,使用者可事先确定参数,根据该参数优选地为其机动车在确定的充电时刻分配确定的充电站。该预约个性化地与使用者的期望相匹配。
在本发明的另一有利的设计方案中,如此设计数据处理单元,使得数据处理单元接收关于同意或拒绝确定的机动车与充电站中的一个和确定的充电开始时刻的分配的另一信息。由此,可由机动车的使用者避免不期望的自动预约过程。
优选地,此外如此设计数据处理单元,使得数据处理单元在接收到对分配的拒绝时为确定的机动车制定具有备选的充电站和/或备选的充电开始时刻的至少一个备选分配。例如,使用者可自己从具有多个关于充电站和/或充电开始时刻的建议列表中选择,其最中意哪个建议。当使用者经常更换用于制定充电站分配策略的可预给定的参数或者犹豫不决时,这是特别有利的。
优选地,此外如此设计数据处理单元,使得数据处理单元在接收到对分配的同意时,自动地为确定的机动车进行在被分配的充电开始时刻和所计算的充电持续时间上对被分配的充电站的预约。有利的是,在没有获得机动车使用者的明确同意的情况下,不预约充电站。由此可减小错误预约。
在数据处理单元的另一优选的实施形式中,如此设计数据处理单元,使得在为至少一个机动车预约确定的充电站之后,数据处理单元重新计算对于可预给定的时刻在充电站处可用的充电功率。由此保证,持续地更新可用的充电功率的变化,并且随时将其告知给充电站的其它潜在使用者。因此,可避免充电站的重复预约。也随时告知充电站的运营商在预设的时刻在该充电站处所需的充电功率。
根据本发明的机动车包括蓄能器装置和用于与以上描述的数据处理单元交换信息的接口。如此设计该接口,使得发送关于机动车的蓄能器装置的当前荷电状态和最大充电功率的信息。如此设计机动车,使得机动车在接收到对充电站和充电开始时刻的分配时,为使用者提供同意或拒绝分配的可能性。
优选地,机动车包括定位器件,定位器件设计成与接口交换信息,并且接口设计成,将关于机动车的位置和关于目的地操控的信息发送给数据处理单元。
根据本发明的用于为机动车的蓄能器装置充电的充电站包括用于与以上描述的数据处理单元交换信息的接口。该接口设计成,发送关于在可预给定的时刻可用的充电功率的信息。
以上结合根据本发明的数据处理单元描述的优点和改进方案在精神上适用于根据本发明的机动车和根据本发明的充电站。
根据本发明的用于运行数据处理单元——该数据处理单元借助于第一接口与至少一个机动车交换第一信息并且借助于第二接口与多个用于为机动车的蓄能器装置充电的充电站交换第二信息——的方法在第一步骤中包括获取至少一个确定的机动车的蓄能器装置在期望充电的时刻的荷电状态。在第二步骤中,求得在所述确定的机动车期望充电的时刻在至少一个充电站处可用的充电功率。在最后的步骤中,制定策略,在该策略中在考虑至少一个可预给定的参数的情况下为确定的机动车分配确定的充电站和确定的充电开始时刻。
以上结合根据本发明的数据处理单元描述的优点和改进方案在精神上适用于根据本发明的用于运行这样的数据处理单元的方法。
根据本发明的系统包括数据处理单元、至少一个机动车和至少一个充电站,其中,数据处理单元具有第一接口,通过第一接口与同样具有用于与数据处理单元通信的接口的机动车交换第一信息。此外,数据处理单元包括第二接口,通过第二接口与充电站交换第二信息。在此,第一信息包含确定的机动车的蓄能器装置的当前荷电状态和最大充电功率。第二信息包括确定的充电站在可预定的时刻的可用充电功率。数据处理单元设计成,在接收到第一、第二信息时制定策略,在该策略中,在考虑至少一个可预给定的参数的情况下为确定的机动车分配确定的充电站和确定的充电开始时刻。
以上结合根据本发明的数据处理单元、根据本发明的机动车和根据本发明的充电站描述的优点和改进方案在精神上适用于具有数据处理单元、至少一个机动车和至少一个充电站的根据本发明的系统。
附图说明
现在,根据附图详细解释本发明。在此,唯一的附图示出了数据处理单元的示意图,其通过接口与机动车和用于为机动车的蓄能器装置充电的充电站通信。
以下详细阐述的实施例是本发明的优选的实施形式。
具体实施方式
在图中,示意性地示出了数据处理单元10。该数据处理单元通过第一接口与至少一个、在此示出两个分别具有蓄能器装置的机动车12交换第一信息。这些信息包括蓄能器装置的期望充电的时刻以及在该时刻的荷电状态。此外,这些信息包括机动车12的最大可能的充电功率。例如,这些信息可由机动车12的使用者手动输入并且通过第一接口发送到数据处理单元10处。但是,这些信息也可通过机动车12的与蓄能器装置通信的车载设备通过第一接口自动地被发送到数据处理单元10处。例如,机动车12也可具有定位器件,其通过第一接口与数据处理单元10交换信息。例如,定位器件在机动车12中可自身安装到车载设备中,或者构造成便携式导航设备或设置在移动电话中的导航设备。定位器件发送关于机动车12的当前位置、被操控的目的地和在当前位置与目的地之间所选择的路线的信息。数据处理单元10在接收到这些信息时确定机动车12沿着该路线的荷电状态以及可能需要的充电的时间段。
其它信息可通过第一接口被发送到数据处理单元10处以用于分析处理。例如,接收关于机动车12的技术性能的信息,如现有充电插头系统、机动车12的感应充电的现有可能方案或者在驶过的路线区段上的平均能量消耗。可为确定的机动车12分配确定的顾客资料,其储存机动车12的上述性能并且具有其它细节,例如期望的支付模型、期望的充电站14运营商或者在老顾客回馈模型的范围中收集的点数。此外,使用者可确定,其在何种程度上想为其机动车12的蓄能器装置充电,或者其希望在哪个荷电状态下充电。
数据处理单元10通过第二接口与一个或多个充电站14交换第二信息。其可构造成停车场的形式,在此例如绘出了三个,其分别具有一个或多个充电站14,在所述充电站处分别存在为机动车12的蓄能器装置充电的可能性。例如,运营商具有多个在一个或多个停车场之内的充电站14。运营商的充电站14通过接口交换关于其在可确定的时刻可用的充电功率的信息。此外,例如可将关于可用的充电插头系统、感应充电停车位的可用性或者在不同充电站14处充电电流的价位的信息发送到数据处理单元10处。
在接收到第一和第二信息时,数据处理单元10制定的策略是,在考虑可预给定的参数的情况下,为哪个确定的机动车12在确定的充电开始时刻分配确定的充电站14。机动车12的使用者以及充电站14的运营商可指明该参数。例如,使用者可确定使用者希望为其机动车12充电的时间窗。此外,使用者例如可设定其为了到达充电站14而驶过的路线的最大偏差,或者使用者准备为充电电流支付的最高价。此外,充电站14的运营商可确定,运营商在哪个时刻想提供多少充电电流以及其充电站14具有怎样的最大充电功率。这被数据处理单元10的策略考虑,以避免充电站14的电网过载。此外,运营商可确定的参数是,其使机动车12的分配有效地分布在其所有可用的充电站14上并且尽可能避免时间空缺。运营商也可为特定的顾客资料提供优先性,例如因为该特定的顾客在确定的时间段之内由于其蓄能器装置的比具有更小充电功率的蓄能器装置的另一顾客更大的最大充电功率而充入更多的电流。
数据处理单元10检查两方面参数、即使用者的和运营商的参数的兼容性,并且进行分配。可自动地通过数据处理单元10预约确定的充电站14,并且通过第一接口告知使用者。例如,机动车12的导航设备可自动地操控在预约的充电站14处的停留,并且在计算目的地的到达时间时一起计划在内。但是也可以例如当使用者接受了分配时,才进行对确定的充电站14的预约。否则的话,可为使用者提供备选或备选清单,其中,使用者选择备选的充电站14和/或备选的充电开始时刻。当进行了在充电开始时刻在由数据处理单元10计算的充电持续时间上对确定的充电站14的预约之后,其确定扣除为了给预约的机动车(12)的蓄能器装置充电所需的充电功率之后充电站14的剩余可用充电功率,并且更新该信息。
Claims (13)
1.一种数据处理单元(10),其包括用于与至少一个机动车(12)交换第一信息的第一接口和用于与多个用于给机动车(12)的蓄能器装置充电的充电站(14)交换第二信息的第二接口,
其特征在于,
所述第一接口被设计成,与多个机动车(12)交换信息,而数据处理单元(10)被设计成,在接收到与在蓄能器装置的期望充电时刻的荷电状态和至少一个机动车(12)的最大充电功率有关的第一信息和与在能预给定的时刻在至少一个充电站(14)处可用的充电功率有关的第二信息时制定策略,在该策略中,在考虑至少一个能预给定的参数的情况下为确定的机动车(12)分配确定的充电站(14)和确定的充电开始时刻。
2.根据权利要求1所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得在为确定的机动车(12)分配确定的充电站(14)和确定的充电开始时刻时,通过与机动车(12)的荷电状态和最大充电功率以及在充电开始时刻在充电站(14)处可用的充电功率有关的第一、第二信息,确定用于为所述确定的机动车(12)的蓄能器装置充电的充电持续时间。
3.根据权利要求1或2所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此构造所述能预给定的参数中的至少一个,使得将确定的机动车(12)分配给这样的充电站(14),即,在该充电站中在充电开始时刻尽可能大地利用在所述充电站(14)处的可用充电功率。
4.根据上述权利要求中任一项所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得在通过所述第一接口由机动车(12)的定位器件接收到与确定的机动车(12)的当前位置有关的和与目的地的操控的询问有关的另一信息时,所述数据处理单元确定沿着在机动车(12)的当前位置与目的地之间的路线的机动车(12)的荷电状态以及确定建议为蓄能器装置充电的时刻和在该时刻的荷电状态。
5.根据权利要求4所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得在通过所述确定的机动车(12)的定位器件接收到与目的地的操控的询问有关的另一信息时,所述数据处理单元自动地进行对由所述策略确定的合适的充电站(14)中的一个的在所确定的合适的充电开始时刻在所算得的充电持续时间上的预约。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得所述数据处理单元通过所述第一接口接收与同意或拒绝确定的机动车(12)与所述充电站(14)之一和确定的充电开始时刻的分配有关的另一信息。
7.根据权利要求6所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得在接收到对分配的拒绝时,所述数据处理单元为所述确定的机动车制定具有备选的充电站(14)和/或备选的充电开始时刻的至少一个备选分配。
8.根据权利要求6或7所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得在接收到对分配的同意时,所述数据处理单元自动地为所述确定的机动车(12)进行对所分配的充电站(14)的在所分配的充电开始时刻在所算得的充电持续时间上的预约。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的数据处理单元(10),其特征在于,如此设计所述数据处理单元(10),使得在为至少一个机动车(12)预约了确定的充电站(14)之后,所述数据处理单元(10)重新计算对于能预给定的时刻在所述充电站(14)处可用的充电功率。
10.一种机动车(12),其具有蓄能器装置和用于与根据权利要求1所述的数据处理单元(10)交换信息的接口,
其特征在于,
所述接口被设计成,使得发送与蓄能器装置的当前荷电状态和所述机动车(12)的最大充电功率有关的信息,并且所述机动车(12)被设计成,使得在接收到对充电站(14)和充电开始时刻的分配时,为所述机动车(12)的使用者提供对分配的同意或拒绝。
11.根据权利要求10所述的机动车(12),其特征在于,所述机动车(12)包括定位器件,该定位器件被设计成,与所述接口交换信息,并且所述接口被设计成,将与所述机动车(12)的位置有关的和与目的地的操控有关的信息发送给所述数据处理单元(10)。
12.一种用于为机动车(12)的蓄能器装置充电的充电站(14),该充电站包括用于与根据权利要求1所述的数据处理单元(10)交换信息的接口,其特征在于,所述接口被设计成,发送与在预给定的时刻可用的充电功率有关的信息。
13.一种用于运行数据处理单元(10)的方法,所述数据处理单元借助于第一接口与至少一个机动车(12)交换第一信息并且借助于第二接口与多个用于为机动车(12)的蓄能器装置充电的充电站(14)交换第二信息,其特征在于以下步骤:
(a)获取至少一个确定的机动车(12)的蓄能器装置在期望充电时刻的荷电状态,并且获取同一机动车(12)的最大充电功率,
(b)确定在所述确定的机动车(12)的期望充电时刻在至少一个充电站(14)处可用的充电功率,以及
(c)制定策略,在该策略中,在考虑至少一个能预给定的参数的情况下为确定的机动车(12)分配确定的充电站(14)和确定的充电开始时刻。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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