CN110576761A - 增强的电动化车辆充电器安全性 - Google Patents

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戴尔·F·乔丹三世
马修·埃里希·冯德尔利珀
裘德·贝尔托
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Abstract

本公开提供了“增强的电动化车辆充电器安全性”。一种车辆充电系统包括用于将充电插头固定到车辆的充电端口的锁定机构。所述系统包括无线收发器和近场通信收发器。所述系统还包括控制器，所述控制器被编程为响应于在充电期间接收到脱离所述锁定机构的请求，而经由所述无线收发器将所述请求发送给车主，以及响应于经由所述无线收发器接收到解锁命令，而脱离所述锁定机制。

Description

增强的电动化车辆充电器安全性
技术领域
本申请总体上涉及一种用于锁定和解锁连接到电动化车辆的充电连接器的系统。
背景技术
电动化车辆使用电能来推进。这种车辆可以在车上存储能量以供以后使用。电气基础设施可以包括充电站，电动化车辆可以连接到该充电站以进行再充电。充电站通常包括车辆与充电站之间的物理连接。由于充电可能需要很长一段时间，因此车辆通常在充电期间无人看管。在此期间，其他人有机会移除物理连接。例如，人可以从充电车辆移除充电连接并将该充电连接连接到另一车辆。
发明内容
一种车辆包括无线收发器和近场通信(NFC)收发器。该车辆还包括控制器，该控制器被编程为接合用于在充电期间固定充电插头的锁定机构，以及响应于经由所述NFC收发器接收到解锁所述充电插头的请求，而经由所述无线收发器将解锁请求发送给车主，以及响应于经由所述无线收发器接收到解锁命令，而脱离所述锁定机构。
无线收发器可为蜂窝调制解调器。无线收发器可为无线网络接口。控制器还可被编程为响应于接收到解锁命令而终止充电。控制器还可被编程为命令充电器经由无线收发器脱离锁定机构。控制器还可被编程为经由NFC收发器来发送解锁响应。控制器还可被编程为响应于接收到解锁命令并且在预定时间量期满之后检测到充电插头仍然存在，而接合锁定机构。
充电系统包括锁定机构，该锁定机构被配置为将充电插头固定到车辆的充电端口。充电系统包括近场通信(NFC)收发器和蜂窝调制解调器。充电系统还包括控制器，该控制器被编程为响应于锁定机构被接合并且经由NFC收发器接收到解锁充电插头的请求，而经由蜂窝调制解调器将解锁请求发送给车主，以及响应于经由蜂窝调制解调器接收到解锁命令，而脱离锁定机构。
NFC收发器和蜂窝调制解调器可以安装在车辆中。NFC收发器和蜂窝调制解调器可以安装在充电站中。解锁请求可以作为电子邮件发送到与车主相关联的电子邮件地址。解锁请求可以作为文本消息发送到与车主相关联的电话号码。解锁请求可以作为用于在漫游装置上执行的应用程序的数据发送。控制器还可被编程为响应于接收到请求并且在预定时间量期满之后检测到充电插头仍然存在，而接合锁定机构。控制器还可被编程为响应于接收到解锁命令而终止充电。
一种方法包括经由车辆的近场通信收发器接收将在充电期间将充电插头固定到车辆的充电端口的锁定机构脱离的请求。该方法包括经由车辆的无线收发器将请求发送给车主。该方法包括响应于经由无线收发器接收到解锁命令，而由控制器将锁定机构脱离。
该方法还可包括：在接收到解锁命令并检测到充电插头的存在之后，响应于预定时间量的期满而由控制器接合锁定机构。该方法还可包括经由近场通信收发器发送响应状态，所述响应状态指示经由无线收发器接收到的响应。该方法还可包括经由无线收发器向充电器发送命令以脱离锁定机构。该方法还可包括在耦合到网络的远程装置上执行应用程序，以接收请求和发送解锁命令。
附图说明
图1是示出动力传动系统和能量存储部件的包括电机的电动化车辆的图。
图2是具有车辆通信系统的电动化车辆的图，该车辆通信系统被配置为与漫游装置通信。
图3是用于车辆充电系统的锁定充电连接器系统的可能配置的图。
图4是用于操作车辆充电系统以便远程解锁充电连接器系统的一组可能操作的流程图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用多种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应当被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导所属领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域技术人员将理解，参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可为特定应用或实施方式所希望的。
图1描绘可以被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电动化车辆112。插电式混合动力电动车辆112可以包括机械地耦合到混合动力变速器116的一个或多个电机114。电机114可以能够作为马达或发电机操作。此外，混合动力变速器116机械地耦合到发动机118。混合动力变速器116还机械地耦合到驱动轴120，所述驱动轴机械地耦合到车轮122。电机114可以在发动机118打开或关闭时提供推进和减速能力。电机114还可以充当发电机，并且可以通过回收通常将在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。电机114还可以通过允许发动机118以更有效的速度操作以及允许在某些条件下在发动机118关闭的情况下以电动模式操作混合动力电动车辆112来减少车辆排放。电动化车辆112也可以是纯电动车辆(BEV)。在BEV配置中，发动机118可以不存在。
牵引电池或电池组124存储可以由电机114使用的能量。车辆电池组124可以提供高压直流(DC)输出。牵引电池124可以电耦合到一个或多个电力电子模块126(也可以称为牵引逆变器)。一个或多个接触器142可以在打开时将牵引电池124与其他部件隔离，并且在闭合时将牵引电池124连接到其他部件。电力电子模块126还电耦合到电机114，并且提供在牵引电池124与电机114之间双向传递能量的能力。例如，牵引电池124可以提供DC电压，而电机114可以利用三相交流电(AC)操作以起作用。电力电子模块126可以将DC电压转换为三相AC电流来操作电机114。在再生模式中，电力电子模块126可以将来自充当发电机的电机114的三相AC电流转换为与牵引电池124兼容的DC电压。
车辆112可以包括电耦合在牵引电池124与电力电子模块126之间的可变电压转换器(VVC)(未示出)。VVC可以是被配置为增大或升高由牵引电池124提供的电压的DC/DC升压转换器。通过增加电压，可以降低电流要求，从而导致电力电子模块126和电机114的布线尺寸减小。此外，电机114可以在更高的效率和更低的损耗下操作。
除了提供用于推进的能量之外，牵引电池124还可以为其它车辆电气系统提供能量。车辆112可以包括DC/DC转换器模块128，所述DC/DC转换器模块将牵引电池124的高压DC输出转换为与低压车辆负载152兼容的低压DC供应。DC/DC转换器模块128的输出可以电耦合低压总线156并电耦合到辅助电池130(例如，12V电池)，以用于对辅助电池130充电。低压系统152可以电耦合到低压总线156。一个或多个电气负载146可以联接到高压总线。电负载146可以具有在适当时操作和控制电负载146的相关联的控制器。电负载146的示例可以是风扇、电加热元件和/或空调压缩机。
电动化车辆112可以被配置为从外部电源136对牵引电池124再充电。外部电源136可以是与电源插座(electrical outlet)的连接。外部电源136可以电耦合到充电器或电动车辆供电装备(EVSE)138。外部电源136可以是由电力事业公司提供的配电网络或电网。EVSE 138可以提供电路和控制以调节并管理电源136与车辆112之间的能量传递。外部电源136可以向EVSE 138提供DC或AC电力。EVSE 138可以具有用于插入到车辆112的充电端口134中的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为将电力从EVSE 138传递到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可以电耦合到充电器或车载电力转换模块132。电力转换模块132可以调节从EVSE 138供应的电力，以向牵引电池124提供恰当的电压和电流电平。在一些配置中，电力转换模块132可以与车辆112外部的EVSE 138集成。电力转换模块132可以与EVSE 138交互以协调到车辆112的电力输送。EVSE连接器140可以具有与充电端口134的对应凹口配对的接脚。替代地，被描述为电联接或电连接的各种部件可以使用无线电感耦合来传递电力。
可以提供一个或多个车轮制动器144，以用于使车辆112减速并阻止车辆112的运动。车轮制动器144可以是液压致动的、电致动的或者它们的某一组合。车轮制动器144可为制动系统150的一部分。制动系统150可以包括用以操作车轮制动器144的其他部件。出于简单起见，附图示出了制动系统150与车轮制动器144中的一者之间的单个连接。示出了制动系统150与其他车轮制动器144之间的连接。制动系统150可以包括用以监测和协调制动系统150的控制器。制动系统150可以监测制动部件并控制车轮制动器144以用于车辆减速。制动系统150可以对驾驶员命令做出响应并且还可以自主地操作以实现诸如稳定性控制的特征。制动系统150的控制器可以在由另一控制器或子功能请求时实现施加所请求的制动力的方法。
车辆112中的电子模块可以经由一个或多个车辆网络进行通信。车辆网络可包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是诸如控制器局域网(CAN)的串行总线。车辆网络的信道中的一者可以包括由电气和电子工程师协会(IEEE)802系列标准定义的以太网。车辆网络的附加信道可包括模块之间的离散连接，并且可包括来自辅助电池130的功率信号。不同的信号可以经由车辆网络的不同信道传送。例如，视频信号可以经由高速信道(例如，以太网)传送，而控制信号可以经由CAN或离散信号传送。车辆网络可以包括有助于在模块之间传输信号和数据的任何硬件和软件部件。图1中并未示出车辆网络，但可以暗示车辆网络可以连接到车辆112中存在的任何电子模块。可存在车辆系统控制器(VSC)148以协调各种部件的操作。
车辆112可包括车辆通信系统(VCS)160。车辆通信系统160可被配置为促进通过各种通信信道与外部装置进行通信。VCS 160可被配置为经由蜂窝塔162并且直接和/或间接地与外部网络164通信。
图2示出了车辆通信系统160(VCS)的示例性块拓扑。VCS 160的示例是由THE FORDMOTOR COMPANY制造的SYNC系统。配置有VCS 160的电动化车辆112可包含位于电动化车辆112中的可视前端接口。如果例如通过触敏屏幕提供接口，则车辆乘员或车主可以能够与接口交互。在另一个说明性实施例中，通过按钮按下、具有自动语音识别和语音合成的口语对话系统来进行交互。
在图2所示的示例中，至少一个通信控制器202控制VCS 160的操作的至少一部分。设置于车辆112内的通信控制器202允许对命令和程序进行车载处理。此外，通信控制器202可以包括或连接到非持久存储器和持久存储器。非持久存储器可为随机存取存储器(RAM)，并且持久存储器可为硬盘驱动器(HDD)或闪存。非暂时性存储器可以包括持久性存储器和RAM这两者。通常，持久存储器可以包括在计算机或其他装置断电时保存数据的所有形式的存储器。这些存储器包括但不限于HDD、CD、DVD、磁带、固态驱动器、便携式USB驱动器、以及任何其他合适形式的持久性存储器。
通信控制器202还可以包括允许用户和外部系统与通信控制器202交互的若干不同输入。VCS 160可以包括麦克风、辅助输入端口(用于输入)、通用串行总线(USB)输入、全球定位系统(GPS)输入、屏幕(其可为触摸屏显示器)，以及蓝牙收发器208。VCS 160还可以包括输入选择器，该输入选择器被配置为允许用户在各种输入之间调换。来自麦克风和辅助连接器的输入可以在被传递到通信控制器202之前由模拟-数字(A/D)转换器从模拟的转换为数字的。VCS 160还可以包括车辆总线接口212，以通过车辆网络进行通信。与VCS 160进行通信的许多车辆部件和辅助部件可以使用车辆网络(诸如但不限于，控制器局域网(CAN)总线、局域互连网(LIN)总线、面向媒体的系统传输(MOST)总线、以太网总线或FlexRay总线)来将数据传递到VCS 160(或其部件)以及从VCS 160(或其部件)传递数据。
来自通信控制器202的输出可以包括但不限于视觉显示器和扬声器或立体声系统输出。扬声器可以连接到放大器，并通过数字-模拟(D/A)转换器从通信控制器202接收放大器信号。通信控制器202还可以向车辆112中连接到车辆网络的其他控制器提供输出。还可以经由双向数据流对诸如个人导航装置(PND)的远程蓝牙装置或诸如车辆导航装置的USB装置进行输出。
VCS 160可以使用具有相关联的天线的蓝牙收发器208来与漫游装置214(例如，蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)，或具有无线远程网络连接的任何其他装置)通信。然后，漫游装置214可以用于例如通过与蜂窝塔162的装置-塔通信路径来通过塔-网络通信路径与车辆112外部的网络164通信。在一些实施例中，蜂窝塔162可包括由电气电子工程师协会(IEEE)802.11系列标准定义的无线以太网或WiFi接入点。漫游装置214与蓝牙收发器208之间的示例性通信可以由蓝牙信号路径218表示。
在一些配置中，可以通过按钮或类似输入来指示将漫游装置214和蓝牙收发器208配对。因此，通信控制器202可被指示车载蓝牙收发器208将与漫游装置214中的蓝牙收发器配对。在与车载蓝牙收发器208配对之后，漫游装置214可以当在车辆112的范围内时自动建立蓝牙连接。配对过程可能需要车辆访问，并且可能限于车主授权的装置。
可以利用例如与漫游装置214相关联的数据计划、声载数据或双音多频(DTMF)音调来在通信控制器202与网络164之间传送数据。然后，漫游装置214可以用于例如通过与蜂窝塔162的装置-塔通信路径来通过塔-网络通信路径与车辆112外部的网络164通信。或者，可能期望包括具有天线的车载调制解调器204以建立车辆-塔通信路径224，以便经由语音频带在通信控制器202与网络164之间传送数据。在一些实施例中，调制解调器204可以直接与蜂窝塔162建立车辆-塔通信路径224，以经由网络164进行通信。作为非限制性示例，调制解调器204可为USB蜂窝调制解调器，并且车辆-塔通信路径224可为蜂窝通信信道。
在一个说明性实施例中，通信控制器202可设置有操作系统，所述操作系统包括用于与调制解调器应用软件通信的应用程序编程接口(API)。调制解调器应用软件可以访问蓝牙收发器208上的嵌入式模块或固件，以完成与远程蓝牙收发器(诸如存在于漫游装置214中的蓝牙收发器)的无线通信。蓝牙是IEEE 802PAN(个人区域网络)协议的子集。IEEE802 LAN(局域网)协议包括WiFi，并且与IEEE 802 PAN具有相当大的交叉功能性。这两者都适用于在车辆内进行无线通信。可以在这个领域中使用的其他无线通信方式是自由空间光学通信(诸如IrDA)和非标准化的消费者IR协议或电感耦合方式，包括但不限于诸如RFID的近场通信(NFC)系统。
在一些配置中，漫游装置214包括用于语音频带或宽带数据通信的调制解调器。在声载数据实施例中，当漫游装置的所有者能够在传送数据时通过装置进行谈话时，可实施称为频分复用的技术。在其他时间，当所有者不使用所述装置时，数据传输可以使用整个带宽(在一个示例中为300Hz至3.4kHz)。虽然频分复用对于车辆与因特网之间的模拟蜂窝通信可能是常见的，并且仍在使用，但是它已经在很大程度上被码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、用于数字蜂窝通信的空分多址(SDMA)(包括但不限于可以包括时域统计复用的正交频分多址(OFDMA))的组合替代。这些都是国际电报联盟(ITU)国际移动电信(IMT)2000(3G)兼容标准，并为静止或步行用户提供高达2Mbps的数据速率并为移动车辆中的用户提供385Kbps的数据速率。3G标准现在正被高级IMT(4G)替代，所述高级IMT为车辆中的用户提供100Mbps并且为静止用户提供1Gbps。如果用户具有与漫游装置214相关联的数据计划，则数据计划可能允许宽带传输，并且系统可以使用更宽的带宽(加速数据传送)。
在一些配置中，输入数据可以经由声载数据或数据计划传递通过漫游装置214，通过车载蓝牙收发器208并进入通信控制器202。例如，就某些临时数据而言，数据可以存储在HDD或其他存储介质上，直到不再需要该数据为止。
通信控制器202可以与各种其他辅助装置通信。辅助装置可以通过无线(例如，经由辅助装置天线)或有线(例如，辅助装置USB)连接来进行连接。辅助装置可包括但不限于个人媒体播放器、无线健康装置、便携式计算机等。
通信控制器202可以连接到近场通信(NFC)系统210。NFC系统210可以包括用于实现NFC通信的天线、NFC收发器和支持电路。NFC系统210可被配置为与接近NFC天线中的一个NFC天线的兼容装置建立通信。NFC通信协议可用于识别接近NFC系统210的兼容漫游装置。在一些配置中，通信控制器202可被配置为在车辆112与漫游装置214之间建立对等通信，以根据协议交换数据。例如，NFC系统210可以支持以NFC数据交换格式(NDEF)交换数据。NFC系统210可以与诸如ISO/IEC 144443和ISO/IEC 18092的标准兼容。
另外或替代地，通信控制器202可以使用例如WiFi(IEEE 802.11)收发器/天线来连接到基于车辆的无线路由器206。无线路由器206还可以被称为无线网络接口，并且可以包括用于连接到无线网络的硬件部件和软件部件。无线路由器206可以在网络164与通信控制器202之间建立车辆-网络通信路径222。这可以允许通信控制器202连接到本地路由器206范围内的远程网络。在一些配置中，路由器206和调制解调器204可以组合成一体式单元。然而，本文要描述的特征可以适用于模块分离或集成的配置。
除了使位于车辆中的车辆计算系统执行示例性过程之外，在某些实施例中，还可由与车辆计算系统通信的计算系统执行示例性过程。这样的系统可以包括但不限于无线装置(例如且不限于移动电话)或通过无线装置连接的远程计算系统(例如且不限于服务器)。此类系统可以统称为车辆相关联计算系统(VACS)。在某些实施例中，VACS的特定部件可以取决于系统的特定实施方式来执行过程的特定部分。作为示例而非限制，如果过程具有与配对的无线装置进行发送或接收信息的步骤，则很可能无线装置未执行该过程，因为无线装置不会与自己进行“发送并接收”信息。所属领域普通技术人员将理解何时将特定的VACS应用于给定解决方案是不合适的。在所有解决方案中，可以预期位于车辆自身内的至少车辆计算系统(VCS)能够执行示例性过程。
车辆通信系统160还可以被配置为建立与第二漫游装置216的通信连接，该第二漫游装置216可以定位于距车辆112一定距离处。该距离可以使得无法在车辆通信系统160与第二漫游装置216之间建立蓝牙和/或NFC通信路径。第二漫游装置216可以配置有蜂窝接口以建立与蜂窝塔162的通信路径。第二漫游装置216可以被配置为建立与网络164的通信路径(例如，经由WiFi连接)。通过建立通信路径，第二漫游装置216可以建立与车辆112的连接。
充电站(例如，EVSE 138)可为可公开访问的装置。如此，充电站可以由希望为其车辆充电的任何公众成员使用。当该地点的充电需求高时，可能会出现问题。许多充电系统可能不包括用于在充电期间将充电插头固定到车辆的机构。在此类系统中，可以通过移除充电插头来中断充电。出现了“电荷窃取”的问题，因为人可以从一个车辆上移除充电插头并将该充电插头插入另一个车辆中，从而有效地从该另一个车辆中窃取电荷。在需要付款的充电站中，这增加了实际接收由受害者车主支付的电力的可能性。除了可能的金钱损失之外，由于车辆未按预期充电，客户可能会潜在地被停驶。这可能会使车主被停驶并对其电动化车辆体验感到不满。
解决方案包括提供这样的系统，该系统用于以仅车主可以断开EVSE连接器140的方式将EVSE连接器140固定到车辆112的充电端口134。然而，这可能潜在地降低充电站向其他车辆提供能量的能力。例如，当车辆完全充满电或充电到预定水平时，可以通过释放充电站来增加对其他车辆充电的能力。改进的系统可为潜在充电站用户和车主可以某种方式通信以便于使用充电插头的系统。这允许充电插头与所有相关方进行知识共享。具体地，当车主离开很长一段时间时，系统可以释放充电插头。例如，停放在办公楼的车主可能会潜在地使车辆停放一整天。所描述的系统可以在车主不必移动车辆或访问车辆的情况下释放充电插头。
图3描绘了用于电动化车辆112的充电系统的可能配置。如前所述，车辆112可包括通信控制器160。车辆112可以包括充电系统控制器306，该充电系统控制器306被配置为经由车辆网络来与通信系统160通信。车辆112可包括充电端口134，该充电端口134被配置为接纳EVSE连接器140。充电端口134可包括充电端口锁定机构304。EVSE连接器140可包括充电插头锁定机构302。充电端口锁定机构304和充电插头锁定机构302可被配置为协作以将EVSE连接器140固定到充电端口134和/或车辆112。当EVSE连接器140在锁定机构接合的情况下插入充电端口134中时，EVSE连接器140可以不以正常方式从充电端口134移除。EVSE连接器140可能仅当充电端口锁定机构304和充电插头锁定机构302被脱离时才从充电端口134移除。
锁定机构的各种配置是可能的。充电插头锁定机构302和充电端口锁定机构304中的至少一者可为电力致动的。例如，锁定机构可包括螺线管，该螺线管被配置为接合和脱离锁定机构。螺线管可以将与充电端口134集成的管脚移入和移出EVSE连接器140的相应孔。管脚可为装载有弹簧的，并且该弹簧可以被配置为将管脚偏置在接合或脱离位置。在一些配置中，管脚和螺线管可以集成在EVSE连接器140中，其中管脚被配置为移入和移出充电端口134的对应孔。其他示例可包括马达，该马达被配置为使闩锁旋转进出相应的孔。在一些配置中，当EVSE连接器140插入在充电端口134中时，锁定机构的默认状态可以使得锁定机构被接合。
充电系统控制器306可包括处理器并且包括非持久存储器和持久存储器两者。充电系统控制器306可以包括用于驱动充电端口锁定机构304的电致动器的接口。充电系统控制器306可包括用于驱动螺线管或马达的电路。充电系统控制器306可以被编程为致动电致动器以接合和/或脱离充电端口锁定机构304。
EVSE 138可包括控制器，该控制器包括用于驱动与充电插头锁定机构302相关联的电致动器的接口。EVSE控制器可以被配置为向充电插头锁定机构302的电致动器提供信号以接合和/或脱离该机构。信号可以通过EVSE连接器的导体和相关的线束而硬连线。EVSE138还可被配置为经由充电器通信信道322与车辆112通信。充电器通信信道322可为无线通信信道，诸如无线以太网或蓝牙连接。充电器通信信道322还可为通过EVSE连接器140和充电端口134接口的有线连接。例如，有线连接可为以太网链路。在一些配置中，充电器通信信道322可以直接连接到充电系统控制器306。
充电器通信信道322可以允许基于车辆的充电系统控制器306操作充电插头锁定机构302。例如，解锁命令可以经由车辆通信系统160发送到EVSE 138。EVSE 138可以通过发送信号以驱动充电插头锁定机构302的电致动器来作出响应。以类似的方式，充电器通信信道322可以允许EVSE 138操作充电端口锁定机构304。例如，可以通过车辆通信系统160将解锁命令发送到充电系统控制器306，该充电系统控制器306可以通过发送信号以驱动充电端口锁定机构304的电致动器来作出响应。
在充电期间，可以接合锁定机构以防止移除EVSE连接器140。在这种状态下，车主可以离开车辆112，而不用担心EVSE连接器140被移除。车辆充电系统可以被配置为以几种方式脱离锁定机构。充电系统控制器306可以包括与控制面板、按钮和/或开关的接口，该控制面板、按钮和/或开关被配置为启动锁定机构的脱离。通过按下按钮或以其他方式与接口交互，充电系统控制器306可以发送信号以脱离锁定机构。在一些配置中，当车主靠近车辆时，锁定机构可以自动脱离。例如，当用于操作/解锁车辆的密钥卡与车辆通信时，充电系统可以检测到车主靠近车辆。如果与车主相关联的漫游装置在车辆的通信范围内，则车主可能是接近车辆的。
充电系统控制器306可以经由车辆通信系统160与车主漫游装置(NDO)316进行通信。车辆通信系统160可以建立与车主漫游装置316的第一通信信道320。通信可以经由蜂窝调制解调器204和/或车载路由器206进行。例如，第一通信信道320可为蜂窝连接或无线以太网连接。第一通信信道320可以包括通过外部网络(例如，网络164)的连接。充电系统控制器306与NDO 316之间的连接接口可以包括电子邮件地址、电话号码，或数据连接。第一通信信道320可为NDO 316不靠近车辆112的通信信道。也就是说，第一通信信道320可为能够与NDO 316进行远程通信的信道。
在一些配置中，NDO 316可以被配置为执行应用程序或程序。应用程序可以利用NDO 316的通信信道来经由网络164进行通信。NDO 316可以经由连接到网络164的路由器来建立无线以太网连接。NDO 316可以使用蜂窝通信信道来建立与网络164的连接。该应用程序可以在触摸屏显示器上提供界面。例如，应用程序可以被编程为显示各种菜单和选择选项。此外，应用程序可以被编程为提供对各种状况的可听通知和/或可视通知。该应用程序可以被编程为实现各种功能，诸如舱室预处理、门锁定/解锁、车辆状态和远程启动。应用程序可以被编程为响应于接收到解锁EVSE连接器140的请求而提供通知。在各种配置中，NDO316可以被配置为提供对请求的可听、可视和/或触觉指示。应用程序可以被编程为从车主接收关于该请求的响应。例如，应用程序可以呈现用于准许请求和/或拒绝请求的选择按钮。
充电系统控制器306可以经由车辆通信系统160与请求者漫游装置(NDR)314进行通信。车辆通信系统160可以建立与请求者漫游装置314的第二通信信道318。通信可限于接近车辆的NDR 314。通信可以经由诸如NFC或蓝牙的短程通信接口进行。第二通信信道318可具有有限的通信能力。例如，对于蓝牙配置，请求者漫游装置314可建立与车辆通信系统160的连接，但是可不通过蓝牙收发器208进行配对。通信接口可以限于发送解锁充电端口/连接器锁定机构的请求。车辆通信系统160可以基于车辆状态而识别出连接应具有受限的目的。例如，车辆通信系统160可以监控点火状态、充电状态和门锁状态，以确定受限连接为可用的。用于建立受限连接的指示状况可以包括点火装置处于关闭位置，充电状态指示充电插头插入在充电端口中，以及门锁状态指示门被锁定。
NDR 314可以被配置为执行应用程序或程序。应用程序可以利用NDR 314的通信信道来经由第二通信信道318进行通信。NDR 314可以包括兼容的蓝牙和/或NFC通信系统。应用程序可被编程为在建立了与充电车辆的通信时，提供用于请求解锁充电系统锁定机构的接口。
在一些配置中，NFC系统210的天线可以物理地位于车辆112的充电端口134附近。当NDR 314靠近NFC系统210的天线放置时，可以在充电系统控制器306与NDR 314之间建立通信。NDR 314可以使用作为车辆通信系统160的一部分的NFC系统210来发送解锁请求。充电系统控制器306可以经由NFC系统210向NDR 314发送响应。然而，仅当NDR 314保持接近NFC系统210的天线时，这种形式的响应才是可能的。在一些配置中，NDR 314可以经由NFC系统210发送请求者的电话号码或电子邮件地址作为请求的一部分。然后，充电系统控制器306可以经由电子邮件地址或电话号码向NDR 314发送响应。在一些配置中，充电端口134可以包括指示器(例如，LED或显示器)，该指示器可以向NDR 314的用户提供反馈。例如，LED可以以第一速率闪烁以指示请求被接收并发送到NDO 316。如果请求被拒绝，则LED可以以第二速率闪烁，并且如果请求被准予，则可以在不闪烁的情况下打开LED。在其他配置中，可以使用不同颜色的多个LED来指示状态。
通信协议可以允许通过将锁定机构脱离来释放EVSE连接器140的请求。NDR 314可以通过车辆通信系统160发送解锁请求。响应于接收到解锁请求，充电系统控制器306可以使请求被转发到NDO 316。转发到NDO 316的请求的格式可以采用几种形式。例如，充电系统控制器306可以经由蜂窝连接来发起文本消息的传输。充电系统控制器306可以经由蜂窝数据连接或无线以太网连接来发起电子邮件消息的发送。充电系统控制器306可以与在NDO316上执行的应用程序交互以发送请求解锁消息。该应用程序可为允许车主与车辆交互的更广泛的车辆应用程序的一部分。该请求还可以包括牵引电池124的当前荷电状态。车主可以通过将电子邮件地址和/或电话号码输入到车辆通信系统160中来配置该车辆通信系统160。例如，连接到车辆通信系统160的触摸屏显示器可以包括用于输入和改变电子邮件地址和/或电话号码的界面。
在将请求转发到NDO 316之后，充电系统控制器306可以监视来自NDO 316的响应。车主可以使用NDO 316发送响应。响应可为文本消息或电子邮件的形式。例如，充电系统控制器306可以等待具有回复“是”或“否”的文本消息。然后，充电系统控制器306可以基于该响应来执行附加操作。响应可为从无线收发器(例如，204、206)接收到的消息包的形式。消息可以由在NDO 316上执行的应用程序发送。消息可以具有特定格式和内容以指示请求是被拒绝还是被接受。
响应于从NDO 316接收到脱离锁定机构的授权，充电系统控制器306可以停止对牵引电池124充电。充电系统控制器306可以与EVSE 138通信以停止对牵引电池124充电并且停止通过充电端口134的电力传输。这确保了EVSE连接器140与充电端口134之间的连接在电流在它们之间流动时不会被中断。
在充电终止之后，充电系统控制器306可以致动与充电端口锁定机构304相关联的电致动器，以将充电端口锁定机构304脱离。EVSE连接器140现在可从充电端口134移除。在一些配置中，充电系统控制器306可以通过车辆通信系统160向EVSE 138发出请求，以请求EVSE 138致动与充电插头锁定机构302相关联的电致动器。
充电系统控制器306可以监控EVSE连接器140与充电端口134之间的连接，以确保EVSE连接器140被移除。例如，充电系统可以包括一个或多个接近传感器，以提供指示EVSE连接器140插入在充电端口134中的信号。如果EVSE连接器140在预定时间段之后没有移除，则充电系统控制器306可以重新锁定锁定机构。在预定时间段期满之后，可以假设请求者不再对使用充电站感兴趣。在重新锁定EVSE连接器140时，充电系统控制器306可以启动对牵引电池124的充电。
在一些配置中，充电系统控制器306可以在车辆充满电(例如，当电池荷电状态为100％时)时命令锁定机构脱离。在一些配置中，当电池荷电状态超过用户可配置的荷电状态水平时，充电系统控制器306可以命令锁定机构脱离。
在一些配置中，EVSE 138可以包括NFC通信系统以与NDR 314通信。EVSE 138可以经由充电器通信信道322与车辆通信系统160通信。当NDR 314接近EVSE 138的NFC天线时，可以发出该请求。该请求可以通过充电器通信信道322转发到车辆通信系统160并到达NDO316上。这允许车主信息保留在车辆112中并且不被传递到EVSE 138。
图4描绘了可以由一个或多个控制器实现的一组可能操作的流程图400。在操作402处，系统可以检查是否已经接收到解锁充电器的请求。例如，充电系统控制器306可以监视由NFC系统210接收的消息流量。如果没有接收到请求，则系统可以在操作404处继续充电。如果接收到请求，则可以执行操作406。
在操作406处，控制器(例如，306)可以将请求发送给车主。例如，充电系统控制器306可以经由蜂窝调制解调器204或无线路由器206向NDO 316发送通信。可以执行操作408以监视来自车主的响应。例如，充电系统控制器306可以监控车辆通信系统160接收到来自蜂窝调制解调器204和/或无线路由器206的消息流量，该消息流量指示来自NDO 316的响应。在操作410处，可以执行检查以确定是否接收到响应。如果没有接收到响应，则可以执行操作412以继续充电。可以重复操作408以继续监视响应。
如果接收到响应，则可以执行操作414以检查响应是否为授权解锁充电连接器。如果响应不是授权解锁充电连接器的响应，则可以执行操作416以继续充电并退出序列。
如果响应是授权解锁充电连接器的响应，则可以执行操作418。在操作418处，充电系统控制器306可以终止充电。终止充电可以包括向EVSE 138发送减少流向牵引电池124的电流的任何命令。终止充电还可以包括与EVSE 138进行用于终止对与车主相关联的账户的计费的任何通信。在操作420处，充电系统控制器306可以发出解锁充电端口134的命令和/或信号，以便可以移除EVSE连接器140。充电系统控制器306可以执行用以将充电端口锁定机构304和/或充电插头锁定机构302脱离的任何操作。
在操作422处，充电系统控制器306可以进行检查以确定EVSE连接器140是否已经从充电端口134移除。如果EVSE连接器140被移除，则序列可为完成的。如果EVSE连接器140未被移除，则可以执行操作424以确定请求是否已被撤回。响应于NDR 314发送终止请求命令，可以撤回请求。如果在授权之后的预定时间段内EVSE连接器140没有从充电端口134移除，则可以撤回该请求。如果请求未被撤销，则可以重复操作422。如果请求被撤销，则可以执行操作416以锁定充电端口134。充电系统控制器306可以执行用以接合充电端口锁定机构304和/或充电插头锁定机构302的任何操作。
所描述的充电系统通过允许充电站用户彼此通信以改善充电体验，而改善了充电体验。该系统还可以防止未经授权的电荷窃取，同时允许用户请求使用充电站的许可。
本文中公开的过程、方法或算法可以提供给处理装置、控制器或计算机/由其实现，所述处理装置、控制器或计算机可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可以存储为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令，所述形式包括但不限于永久地存储在诸如ROM装置的不可写存储介质上的信息和可改动地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置和其他磁性和光学介质的可写存储介质上的信息。所述过程、方法或算法也可以在软件可执行对象中实施。可替代地，所述过程、方法或算法可以全部或部分使用合适的硬件部件(诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置)或硬件、软件以及固件部件的组合来实施。
虽然上面描述了示例性实施例，但这些实施例无意描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变。如前所述，可以组合各种实施例的特征来形成本发明的可能并未明确描述或示出的另外的实施例。虽然各种实施例可能已被描述为就一个或多个希望特性而言相对于其他实施例或现有技术实施方式提供优点或更为优选，但是本领域的普通技术人员认识到，为了实现所期望的整体系统属性，可能会对一个或多个特征或特性作出折衷，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式的实施例也在本公开的范围内，并且对于特定应用可能是理想的。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：无线收发器；近场通信(NFC)收发器；以及控制器，所述控制器被编程为接合用于在充电期间固定充电插头的锁定机构，以及响应于经由所述NFC收发器接收到解锁所述充电插头的请求，而经由所述无线收发器将解锁请求发送给车主，以及响应于经由所述无线收发器接收到解锁命令，而脱离所述锁定机构。
根据一个实施例，所述无线收发器是蜂窝调制解调器。
根据一个实施例，所述无线收发器是无线网络接口。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于接收到所述解锁命令，而终止充电。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为经由所述无线收发器来命令充电器脱离所述锁定机构。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为经由所述NFC收发器来发送解锁响应。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于接收到所述解锁命令并且在预定时间量期满之后检测到所述充电插头仍然存在，而接合所述锁定机构。
根据本发明，提供一种充电系统，所述充电系统具有锁定机构，该锁定机构被配置为将充电插头固定到车辆的充电端口；近场通信(NFC)收发器；蜂窝调制解调器；以及控制器，该控制器被编程为响应于锁定机构被接合并且经由NFC收发器接收到解锁充电插头的请求，而经由蜂窝调制解调器将解锁请求发送给车主，以及响应于经由蜂窝调制解调器接收到解锁命令，而脱离锁定机构。
根据一个实施例，所述NFC收发器和所述蜂窝调制解调器安装在车辆中。
根据一个实施例，所述NFC收发器和所述蜂窝调制解调器安装在充电站中。
根据一个实施例，所述解锁请求作为电子邮件发送到与所述车主相关联的电子邮件地址。
根据一个实施例，所述解锁请求作为文本消息发送到与所述车主相关联的电话号码。
根据一个实施例，所述解锁请求作为用于在漫游装置上执行的应用程序的数据而发送。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于接收到所述请求并且在预定时间量期满之后检测到所述充电插头仍然存在，而接合所述锁定机构。
根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于接收到所述解锁命令，而终止充电。
根据本发明，一种方法包括经由车辆的近场通信收发器接收脱离在充电期间将充电插头固定到车辆的充电端口的锁定机构的请求；经由所述车辆的无线收发器将所述请求发送给车主；响应于经由所述无线收发器接收到解锁命令，而由控制器将所述锁定机构脱离。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，在接收到所述解锁命令并检测到所述充电插头的存在之后，响应于预定时间量的期满而由所述控制器接合所述锁定机构。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，经由所述近场通信收发器发送响应状态，所述响应状态指示经由所述无线收发器接收到的响应。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，通过经由无线收发器向充电器发送命令以脱离锁定机构。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，在耦合到网络的远程装置上执行应用程序，以接收所述请求和发送所述解锁命令。

Claims (15)

1.一种车辆，所述车辆包括：
无线收发器；
近场通信(NFC)收发器；以及
控制器，所述控制器被编程为接合用于在充电期间固定充电插头的锁定机构，以及响应于经由所述NFC收发器接收到解锁所述充电插头的请求，而经由所述无线收发器将解锁请求发送给车主，以及响应于经由所述无线收发器接收到解锁命令，而脱离所述锁定机构。
2.如权利要求1所述的车辆，其中所述无线收发器是蜂窝调制解调器。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述无线收发器是无线网络接口。
4.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于接收到所述解锁命令而终止充电。
5.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为经由所述无线收发器来命令充电器脱离所述锁定机构。
6.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为经由所述NFC收发器发送解锁响应。
7.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于接收到所述解锁命令并且在预定时间量期满之后检测到所述充电插头仍然存在，而接合所述锁定机构。
8.一种充电系统，所述充电系统包括：
锁定机构，所述锁定机构被配置为将充电插头固定到车辆的充电端口；
近场通信(NFC)收发器；
蜂窝调制解调器；以及
控制器，所述控制器被编程为响应于所述锁定机构被接合并且经由所述NFC收发器接收到解锁所述充电插头的请求，而经由所述蜂窝调制解调器将解锁请求发送给车主，以及响应于经由所述蜂窝调制解调器接收到解锁命令，而脱离所述锁定机构。
9.如权利要求8所述的充电系统，其中所述NFC收发器和所述蜂窝调制解调器安装在所述车辆中。
10.如权利要求8所述的充电系统，其中所述NFC收发器和所述蜂窝调制解调器安装在充电站中。
11.如权利要求8所述的充电系统，其中所述解锁请求作为电子邮件发送到与所述车主相关联的电子邮件地址。
12.如权利要求8所述的充电系统，其中所述解锁请求作为文本消息发送到与所述车主相关联的电话号码。
13.如权利要求8所述的充电系统，其中所述解锁请求作为用于在漫游装置上执行的应用程序的数据而发送。
14.如权利要求8所述的充电系统，其中所述控制器还被编程为响应于接收到所述请求并且在预定时间量期满之后检测到所述充电插头仍然存在，而接合所述锁定机构。
15.如权利要求8所述的充电系统，其中所述控制器还被编程为响应于接收到所述解锁命令而终止充电。
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