CN110171310B - 从机动车的车载电网中给电动自行车充电的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从机动车(14)的车载电网(12)中给电动自行车(10)充电的方法。在此，机动车(14)通过电挂置设备连接件(16)和电适配器(22)与电动自行车(10)的蓄电池(48)联接。为了提供防盗保护，机动车(14)通过通信信道向蓄电池(48)发出关于蓄电池(48)的身份数据的询问信号。随后，机动车(14)对通信信道进行监视以获取蓄电池的身份数据的传输。在机动车(14)从蓄电池(48)接收到错误的身份数据或未接收到身份数据的情况下，发出报警信号。本发明还涉及一种用于从机动车(14)的车载电网(12)中给电动自行车(10)充电的相应的系统以及被设计为用于这种系统的蓄电池(48)和机动车(14)。

Description

从机动车的车载电网中给电动自行车充电的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于从机动车的车载电网中给电动自行车充电的方法和系统，包括：机动车，该机动车本身包括车载电网和与车载电网联接的电挂置设备连接件，其中，电挂置设备连接件至少包括正极和负极；电动自行车，其本身包括带有充电连接件的蓄电池，该充电连接件至少包括正极和负极；以及电适配器，该电适配器在输入侧与机动车的电挂置设备连接件可联接或联接且包括输出连接件，该输出连接件至少包括正极和负极，其中，输出连接件的正极通过电适配器与机动车的电挂置设备连接件的正极可联接或联接，输出连接件的负极通过电适配器与电挂置设备连接件的负极可联接或联接。本发明还涉及一种被设计为用于根据本发明的系统的蓄电池和机动车。
背景技术
由文献DE 10 2010 039 855 A1已知了这种类型的用于从机动车的车载电网中给电动自行车充电的方法和系统。在该文献中描述了一种充电装置，其可以包括被设置为用于传输数据的组件，以便将充电控制装置的工作参数传输至车辆的内部。这些组件尤其可以被设置为用于，传递电压转换器的、充电调节器的、放电保护器的、过电流保护器的、用于检测充电电流的电流测量单元的和/或用于检测充电控制装置的充电状态的充电电流监控装置的工作参数，例如当前的充电电流、充电状态、流入的电荷、充电持续时间、蓄电池电压或-温度、当工作参数位于正常范围之外时进行报警等等。
由文献DE 10 2015 116 693 A1已知了车辆-和电动自行车充电监控接口。该文献的主题是一种车辆系统，其包括如下部分：充电接口，该充电接口被配置为用于连接自行车电池；处理装置，其被编程，以便确定自行车电池的充电状态和预估车辆和自行车的续航里程；以及导航模块，其被编程，以便基于预估的车辆和自行车续航里程产生至选择的目的地的路线。
发明内容
本发明的目的在于，如此进一步改进前述类型的方法和系统，从而使应用领域扩展了至少另一种功能性。
该目的通过具有如下特征的方法以及具有如下特征的系统来实现。该目的还通过具有如下特征的蓄电池以及具有如下特征的机动车来实现。
本发明基于如下认知：可以通过简单的方式扩展前述类型的方法或前述类型的系统，以便不仅从机动车的车载电网中给电动自行车充电，而且也为该电动自行车提供防盗保护。
如果挂置设备，例如旅居挂车、正常的挂车、用于挂车挂钩的自行车架与机动车连接，则其例如借助于13针插头(ECE)与车辆电子装置电联接，尤其与机动车的车载电网电联接。在此，在插头中也存在引导持续电流的销/插脚。像从如下实施方案中得出的那样，已知使用引导电流的销，以便在安装状态中在行驶期间给轮架上的电动自行车充电。
上述提到的文献DE 10 2010 039 855 A1中的更具体的分析产生如下认知，即当确定工作参数位于正常范围之外时不是发出警告而是发出报警信号时，此处提到的充电装置原则上也可以被用作防盗保护。例如，即使电动自行车由于盗窃而被盗，如果尝试测量蓄电池电压或-温度，则可推断，蓄电池电压或蓄电池温度处于正常范围之外。然而，如果在挪走要保护的电动自行车之前通过商业上常见的接线柱对电动自行车的蓄电池来说并联连接了一备用蓄电池时，则在文献DE 10 2010 039 855 A1中提到的充电装置的这种改进方案能被简单地避开。如果在并联连接了该备用蓄电池之后电动自行车连同蓄电池被盗，则充电装置测量该备用蓄电池的工作参数，其中，通过相应的准备工作可以容易地确保，其位于相关的正常范围内。因为用于电动自行车的备用蓄电池在商业上能价廉地获得，所以通过这种方式可以在没有大的花费的情况下就避开这种防盗保护。
相反，利用本发明可以提供极其可靠的防盗保护：本发明基于下述认知：当电动自行车的蓄电池个性化地由机动车熟悉时，则能识别电动自行车的蓄电池的更换。因此，如果机动车“知道”，电动自行车的哪个特有的蓄电池与机动车的车载电网联接，则如果其没有在机动车中登记，该蓄电池就不能通过另一个蓄电池替换或电动自行车连同蓄电池被挪走，从而会发出报警信号。
因此，根据本发明在步骤a)中机动车通过通信信道向蓄电池发出关于蓄电池的身份数据的询问信号。在步骤b)中，机动车监视通信信道中蓄电池的身份数据的传输。如果在随后的步骤c)中机动车从蓄电池接收到错误的身份数据或未接收到身份数据，则发出报警信号。通过这种方式，电动自行车不仅能被从机动车的车载电网中充电，尤其是布置在机动车的挂置设备上或相应的保持装置上，而且在那里也得到可靠的保护以防止盗窃。
根据本发明的方法既针对用备用蓄电池替换电动自行车连同蓄电池进行了保护，也针对仅仅挪走电动自行车连同蓄电池进行了保护。
仅仅补充性地参考文献DE 10 2015 011 016 A1，然而该文献既不先于本发明发表也不使本发明显而易见。由该文献已知了一种用于车辆挂置设备的防盗报警设施。其包括：主模块，该主模块可以利用第一数据通信连接与车辆的防盗报警设施连接；从模块，该从模块可以利用第二数据通信连接与主模块连接；能与从模块联接的传感器系统，其用于确定挂置设备的状态，其中，如果该状态对应于预定的报警状态和/或在从模块和主模块之间存在的数据通信连接中断，则从模块和/或主模块产生报警信号。然而该文献既没有监视电动自行车的充电也没有监视电动自行车的防盗保护。
在根据本发明的方法中，步骤c)优选包括如下子步骤c1)：如果机动车从蓄电池接收到身份数据，则在机动车中将该身份数据与参考数据比较。通过该比较可以简单地确定，是否正确的蓄电池与机动车的车载电网联接。
优选将身份数据在通信信道上加密地从蓄电池传输到机动车。这例如能够以挑战-反应(Challenge-Response)方法的形式进行。该身份数据本身能够被加密，或者备选地可以对通信信道加密。通过两种备选方案确保了，蓄电池的身份数据不会被未被授权者读取或窃听，从而将其用于滥用目的，例如用于偷盗电动自行车。
作为用于在机动车和蓄电池之间进行通信的通信信道，尤其是为了从机动车发送询问信号至蓄电池以及为了将身份数据从蓄电池传输到机动车，使用如下传输途径中的至少一个：正导线，其将蓄电池的正极与电挂置设备连接件的正极联接；和/或控制导线，其将蓄电池的充电连接件的控制极与电挂置设备连接件的控制极联接；和/或在蓄电池和机动车之间的无线的近场通信，尤其是蓝牙、WLAN或NFC。因此可以根据装备而有线地或无线地进行通信。相应的可为此使用的加密方法对本领域人员来说是充分已知的。
优选地，在确定了电动自行车与机动车的车载电网的电联接之后，以可预定的时间间隔发送步骤a)中的询问信号。例如，该可预定的时间间隔可以是30秒。通过这种方式实现了在小的电流消耗的情况下可靠地监控电动自行车。如果发出报警信号，则盗贼仍位于盗窃地点附近，且因此可能还能抓到盗贼。
根据一个优选的改进方案，机动车被设计为用于执行如下步骤：e)检查，电动自行车的蓄电池与机动车的车载电网的联接是否是电动自行车的蓄电池与机动车的车载电网的第一次联接；f)如果在步骤e)中确定了第一次联接：则询问针对蓄电池与机动车的车载电网相联接的授权；g)如果在步骤f)中发生了成功的授权：则将来自蓄电池的存储装置的蓄电池身份数据传输到机动车；以及h)将在步骤g)中传输的身份数据保存在机动车的存储装置中作为参考数据。这种做法能在花费特别少的情况下实现在机动车处熟悉电动自行车的蓄电池。例如，授权可以通过在机动车的人机接口处输入预定的编码来进行。也可以规定，编码可以通过与机动车联接的移动终端设备输入。
对此备选地，电动自行车的蓄电池可以由此在机动车处被熟悉，即在电动自行车出厂时在机动车处输入提交的蓄电池身份数据、例如识别码。在此也可以通过与机动车联接的移动终端设备进行输入。
优选地，在制造蓄电池时产生身份数据。在此，该身份数据能够被存储在蓄电池的存储装置中或者打印在纸上，以便在购买蓄电池或电动自行车连同蓄电池时将该身份数据提交给购买人。
本发明还涉及一种被设计为用于这种根据本发明的系统的蓄电池以及机动车。
参考根据本发明的方法提出的优选实施方案及其优点相应地适用于、以及可应用于根据本发明的、用于从机动车的车载电网中给电动自行车充电的系统。
附图说明
下面参考附图进一步描述本发明的实施例。附图示出：
图1示意性示出根据本发明的、用于从机动车的车载电网中给电动自行车充电的系统的实施例；
图2具体示出图1的电动自行车的蓄电池；以及
图3示出用于根据本发明的、用于从机动车的车载电网中给电动自行车充电的方法的实施例的信号流图示。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的、用于从机动车14的车载电网12中给电动自行车10充电的系统的实施例。电挂置设备连接件16与机动车14的车载电网12联接，该电挂置设备连接件例如可以被设计为根据ISO11446的13针插接连接器。在任何情况下电挂置设备连接件16都包括正极18和负极20。电适配器22与电挂置设备连接件16联接，该电适配器一方面将电挂置设备连接件16的极从其输入侧24穿过连接到第一输出侧26上，以便将其联接到以虚线示出的挂车28上。在适配器22的第二输出侧上提供了至与正极18联接的正导线上的和至与负极20联接的负导线上的接线件作为连接件。
电挂置设备连接件16的正极18与机动车14的电池34的正极30联接，电挂置设备连接件16的负极20与机动车14的电池34的负极32联接。通信装置36与电池34的正极30和负极32联接。一方面分析处理装置38，以及另一方面机动车14的报警设备40与该通信装置联接。
电动自行车10包括带有充电连接件42的蓄电池48，该充电连接件具有正极44和负极46。
参考图2，电动自行车10的蓄电池48包括多个可充电的存储单元50、所谓的二次电池，其与正极44和负极46联接。同样与正极44和负极46联接的还有通信装置52，其本身与存储装置54联接。
在图3中以信号流图的形式示出了根据本发明的、用于从机动车14的车载电网12中给电动自行车10充电的方法的实施例。在一未示出的、在前的步骤中，在制造蓄电池48时将身份数据存储在存储装置54中。利用该身份数据明确识别蓄电池48。
在步骤100中确定，电动自行车10的蓄电池48与机动车14的车载电网12联接。在步骤120中检查，这种联接是否是电动自行车10的蓄电池48与机动车14的车载电网12的第一次联接。如果结果是否定的，则在步骤200中继续该方法。如果结果是肯定的，则在步骤140中询问针对蓄电池48与机动车14的车载电网12相联接的授权。为此，例如使用者必须在机动车14的人机接口处输入确定的编码。
如果在步骤140中成功进行了授权，则在步骤160中读取来自蓄电池48的存储装置54的蓄电池48身份数据并将该身份数据加密地传输至机动车14。这可以通过正导线进行，该正导线使蓄电池48的正极44与电挂置设备连接件16的正极18联接。然而，蓄电池48的充电连接件42可以具有控制极，该控制极与电挂置设备连接件16的相应的控制极联接，从而传输通过连接了这两个控制极的控制导线进行。备选地，传输可以通过在蓄电池48和机动车14之间的无线的近场通信进行。
在步骤180中，在步骤160中传输的身份数据被作为参考数据存储在存储装置中，该存储装置可以被布置在机动车14的分析处理装置38中。然而也可以在机动车14外部的后端服务器上存储身份数据，机动车14访问该后端服务器。在步骤200中，机动车14通过通信信道发送关于蓄电池48的身份数据的询问信号至蓄电池48。在随后的步骤220中，机动车14对通信信道进行监视以获取蓄电池48的身份数据的传输。在步骤240中检查，是否接收到身份数据。如果没有，则在步骤300中继续该方法。如果接收到身份数据，则在步骤260中将该身份数据与存储在机动车14的分析处理装置38的存储装置中的参考数据比较。如果在步骤280中确定，身份数据正确，则方法继续分支到步骤200。然而如果确定了，由蓄电池48传输的身份数据与存储的参考数据不一致，则在步骤300中继续该方法，其中，通过报警装置发出报警信号。例如，作为报警装置可以操控机动车的喇叭或者机动车的使用者的移动终端设备或者在监控服务中心的外部服务器装置。为此，可以将机动车14的通信装置36设计为用于，自动地拨打存储在机动车14中的至少一个电话号码。也可以在机动车14中存储多个电话号码，在从机动车接收到错误的身份数据或未接收到身份数据时，拨打这些电话号码。

Claims (10)

1.一种用于从机动车(14)的车载电网(12)中给电动自行车(10)充电的方法，包括：
-机动车(14)，该机动车本身包括车载电网(12)和与车载电网(12)联接的电挂置设备连接件(16)，其中，电挂置设备连接件(16)至少包括正极(18)和负极(20)；
-电动自行车(10)，该电动自行车本身包括带有充电连接件(42)的蓄电池(48)，该充电连接件至少包括正极(44)和负极(46)；
-电适配器(22)，该电适配器在输入侧与机动车(14)的电挂置设备连接件(16)联接且包括输出连接件(26)，该输出连接件至少包括正极和负极，其中，输出连接件(26)的正极通过电适配器(22)与机动车(14)的电挂置设备连接件(16)的正极(18)联接，输出连接件(26)的负极通过电适配器(22)与电挂置设备连接件(16)的负极(20)联接；
其特征在于如下步骤：
a)机动车(14)通过通信信道向蓄电池发出关于蓄电池(48)的身份数据的询问信号；
b)机动车(14)对通信信道进行监视以获取蓄电池的身份数据的传输；
c)在机动车(14)从蓄电池(48)接收到错误的身份数据或未接收到身份数据的情况下，发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c)包括如下子步骤c1)：
c1)如果机动车(14)从蓄电池(48)接收到身份数据，则在机动车(14)中将该身份数据与参考数据比较。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将身份数据在通信信道上加密地从蓄电池(48)传输到机动车(14)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，作为用于在机动车(14)和蓄电池(48)之间进行通信的通信信道，为了从机动车(14)发送询问信号至蓄电池(48)以及为了将身份数据从蓄电池传输到机动车(14)，使用如下传输途径中的至少一个：
-正导线，该正导线将蓄电池(48)的正极与电挂置设备连接件(16)的正极(18)联接；
-控制导线，该控制导线将蓄电池(48)的充电连接件的控制极与电挂置设备连接件(16)的控制极联接；
-在蓄电池(48)和机动车(14)之间的无线的近场通信。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在确定了电动自行车(10)与机动车(14)的车载电网(12)的电联接之后，以可预定的时间间隔发送步骤a)的询问信号。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，机动车(14)被设计为用于执行如下步骤：
e)检查，电动自行车(10)的蓄电池(48)与机动车(14)的车载电网(12)的联接是否是电动自行车(10)的蓄电池(48)与机动车(14)的车载电网(12)的第一次联接；
f)如果在步骤e)中确定了第一次联接：则询问针对蓄电池(48)与机动车(14)的车载电网(12)相联接的授权；
g)如果在步骤f)中发生了成功的授权：则将来自蓄电池(48)的存储装置的蓄电池(48)身份数据传输到机动车(14)；以及
h)将在步骤g)中传输的身份数据保存在机动车(14)的存储装置中作为参考数据。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在制造蓄电池(48)时将身份数据存储在蓄电池(48)的存储装置(54)中。
8.一种用于从机动车(14)的车载电网(12)中给电动自行车(10)充电的系统，包括：
-机动车(14)，该机动车本身包括车载电网(12)和与车载电网(12)联接的电挂置设备连接件(16)，其中，电挂置设备连接件(16)至少包括正极(18)和负极(20)；
-电动自行车(10)，该电动自行车本身包括带有充电连接件(42)的蓄电池(48)，该充电连接件至少包括正极(44)和负极(46)，
-电适配器(22)，该电适配器能在输入侧与机动车(14)的电挂置设备连接件(16)联接且包括至少一个第一输出连接件(26)，该至少一个第一输出连接件包括正极和负极，其中，第一输出连接件(26)的正极能通过电适配器(22)与机动车(14)的电挂置设备连接件(16)的正极(18)联接，第一输出连接件(26)的负极能通过电适配器(22)与电挂置设备连接件(16)的负极(20)联接，
其特征在于：
机动车(14)被设计为用于，通过通信信道向蓄电池(48)发出关于蓄电池(48)的身份数据的询问信号；监视通信信道以获取蓄电池(48)的身份数据的传输；在机动车(14)从蓄电池(48)接收到错误的身份数据或未接收到身份数据的情况下，发出报警信号。
9.一种被设计为用于根据权利要求8所述的系统的蓄电池(48)。
10.一种被设计为用于根据权利要求8所述的系统的机动车(14)。
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