CN110996320A - 电动车辆的充电端口授权 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电动车辆的充电端口授权。提供了一种用于无线授权接入电动车辆的充电端口的系统和方法。该系统可以首先与充电线建立无线通信链路，且然后从充电线接收包括充电线标识符的无线信号。在基于充电线标识符验证充电线被授权与电动车辆一起使用时，充电端口门可以被打开，提供对充电端口的接入。像一些被动进入系统一样，与充电线的无线通信链路可以使用挑战‑响应协议来建立。可替代地，可以使用嵌入在充电端口和充电线把手中的射频识别(RFID)技术来建立无线通信链路。

Description

电动车辆的充电端口授权
技术领域
本公开涉及用于无线授权接入电气化车辆中的充电端口的系统和方法。
背景
短语“电动车辆供电设备”(EVSE)是指用于从综合线路(premises wiring)向电动车辆输送能量的装置。一种类型的EVSE装置是电线组。电线组通常包括顺序串联连接的具有电源插头的电源线、EVSE控制箱、充电线和充电线把手。电线组可以用一端的电源插头插入电插座(例如，120V或240V)。在另一端，充电线把手可以插入电动车辆上的充电端口。对充电端口的接入通常通过像燃油箱(如汽油)的门的充电端口门提供。
概述
本公开的一个或更多个实施例涉及用于无线授权接入电气化车辆的充电端口的方法。该方法可以包括与充电线建立无线通信链路，并从充电线接收包括充电线标识符的无线信号。该方法还可以包括基于充电线标识符验证充电线被授权与车辆一起使用，以及响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而打开充电端口门。
与充电线建立无线通信链路可以包括从车辆发射轮询信号，以及在车辆处接收来自充电线的响应于该轮询信号的响应信号。轮询信号可以是低频(LF)轮询信号，而响应信号可以是超高频(UHF)响应信号。此外，用于授权接入充电端口的轮询信号可以与用于被动进入系统的轮询信号相同。响应信号和包括充电线标识符的无线信号可以是相同信号发射的一部分。包括充电线标识符的无线信号可以包括指示车辆打开充电端口门的特定指令。
可替代地，与充电线建立无线通信链路可以包括在车辆处接收来自充电线的轮询信号，并且从车辆向充电线发射响应于轮询信号的响应信号。用于无线授权接入电气化车辆的充电端口的方法还可以包括测量轮询信号的信号强度，其中响应信号响应于信号强度超过预定信号强度水平而被发送。
作为又一种替代，与充电线建立无线通信链路可以包括使用充电端口中的线圈天线和应答器检测来自具有应答器基站的充电线把手的磁场。此外，响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而打开充电端口门可以发生在无线通信链路断开之后，这表示充电线把手已经从充电端口移开。
作为又一种替代，与充电线建立无线通信链路可以包括向充电线发射连续波信号，其中，从充电线接收的无线信号通过监测充电线中的应答器对连续波信号的调制来接收。
在又一替代实施例中，与充电线建立无线通信链路可以包括使用充电端口中的应答器基站生成磁场，以及当具有应答器的充电线把手在应答器基站的范围内时连接到该充电线把手。
本公开的一个或更多个附加实施例涉及一种用于车辆的充电端口授权系统。充电端口授权系统可以包括被配置成广播低频(LF)信号的LF发射器。超高频(UHF)收发器可以被配置成从充电线把手接收UHF信号。UHF信号可以包括充电线标识符。控制器可以被配置成基于充电线标识符来验证充电线被授权与车辆一起使用以提供对充电端口的接入。此外，控制器可以被配置成响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而向充电端口模块发射指示充电端口模块打开充电端口门的信号。
LF信号可以是轮询信号，而UHF信号可以是被配置成响应于轮询信号而被接收的响应信号。进一步，用于授权接入充电端口的轮询信号可以与用于被动进入系统的轮询信号相同。
本公开的一个或更多个附加实施例涉及用于车辆的另一种充电端口授权系统。该系统可以包括充电端口，该充电端口包括充电端口门、线圈天线和应答器。系统还可以包括控制器，该控制器被配置成当具有应答器基站的充电线把手靠近充电端口时与该充电线把手建立无线通信链路。控制器还可以被配置成在无线通信链路建立之后向充电端口模块发射指示充电端口模块打开充电端口门的信号。
控制器可以被配置成在无线通信链路断开时，向充电端口模块发射指示充电端口模块打开充电端口门的信号。此外，控制器还可以被配置成从充电线把手中的应答器基站接收充电线标识符以及响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而向充电端口模块发射指示充电端口模块打开充电端口门的信号。控制器还可以被配置成在使用充电端口中的线圈天线和应答器检测到来自具有应答器基站的充电线把手的磁场时建立通信链路。
附图说明
图1是根据本公开的一个或更多个实施例的充电端口授权系统的环境图示；
图2是根据本公开的一个或更多个实施例的充电端口授权系统的框图；
图3是根据本公开的一个或更多个可替代实施例的充电端口授权系统的框图；
图4是根据本公开的又一实施例的充电端口授权系统的框图；以及
图5是描绘根据本公开的一个或更多个实施例的用于无线授权接入电动车辆的充电端口的方法的流程图。
详细描述
根据要求，本发明的详细实施例在本文被公开；但是，要理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，本发明可以以各种各样的和可替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。
现在参考图1，根据本公开的实施例，示出了靠近充电线14的电动车辆12的充电端口授权系统10的环境图示。充电线14可以是电动车辆供电设备(EVSE)组件的一部分，如电线组或充电站，以用于将能量从综合线路传送到电动车辆12。充电线14可以包括带有连接器插头18的充电线把手16。电动车辆12可以包括充电端口20，充电线14的连接器插头18可以连接到充电端口20，以给车辆电池22充电。充电端口门24可以提供对充电端口20的接入。
图2是示出根据本公开的实施例的系统10的框图。如图所示，电动车辆12可以包括基站或车辆通信模块30，以用于与诸如充电线把手16的远程装置通信。车辆通信模块30可以包括耦合到多个射频(RF)装置(如射频(RF)收发器34和低频(LF)收发器36)的控制器32。射频收发器34可以是超高频(UHF)收发器等。根据本公开的一个或更多个实施例，尽管被示出并被描述为收发器，但是RF收发器34和LF收发器36中的一者或两者可以仅是接收器或者仅是发射器。因此，如本文所使用的，术语“收发器”应该被解释为还包括单向通信装置，如发射器和接收器。RF收发器34可以耦合到RF天线38。类似地，LF收发器36可以耦合到LF天线40。充电端口模块42可以耦合到控制器32，以用于锁定或解锁充电端口门24。
充电线把手16可以包括耦合到RF收发器46和LF收发器48的控制器44。像车辆收发器一样，充电线把手16的RF和LF收发器中的一者或两者可以仅是接收器或者仅是发射器。类似地，RF收发器46可以是UHF收发器等。RF收发器46可以耦合到RF天线50。LF收发器48可以耦合到LF天线52，以用于检测从车辆12广播的唤醒信号。
在至少一个实施例中，车辆12中的LF收发器36可以是被配置成广播LF信号的LF发射器。LF信号可以是轮询信号。充电线把手16中的LF收发器48可以是LF接收器，其被配置成从车辆12接收LF信号。充电线把手16中的控制器44可以使用例如接收信号强度指示(RSSI)来测量LF信号的强度。当LF信号的强度超过预定阈值时，RF收发器46可以用打开车辆充电端口门24的命令向车辆12发射RF信号。响应于LF轮询信号的RF信号可以是UHF信号。RF信号可以通用于每个车辆或者可以专用于特定车辆以进行配对。例如，RF信号可以包括识别充电线14的充电线标识符。充电线标识符允许特定的充电线或把手与特定的车辆配对。以这种方式，可以防止未经授权的用户或电线组接入充电端口。
车辆12处的RF收发器34可以从充电线把手16接收RF信号，并且控制器32可以基于充电线标识符验证充电线14被授权与车辆12一起使用。如果充电线14被授权，则控制器32可以向充电端口模块42发射指示充电端口模块打开充电端口门24的信号。充电端口模块42可以是硬件或者软件和硬件的组合，以用于主动锁定/解锁充电端口门24。尽管被显示为独立的模块，但是充电端口模块42可以是控制器32的一部分。
根据一个或更多个实施例，用于授权接入充电端口20的轮询信号可以与用于被动进入系统的轮询信号相同。同样，来自充电线把手16的RF(例如，UHF)响应信号可以在与被动进入系统相同的信道上被接收。相应地，车辆通信模块30可以与被动进入系统的车辆通信模块相同(或与之共享)。
在另一个实施例中，充电线把手16可以经由充当发射器的LF收发器48发射LF轮询信号。在该实施例中，车辆12可以经由LF收发器36接收LF轮询信号，测量LF轮询信号的信号强度，以及当信号强度超过预定阈值时，经由RF收发器34向充电线把手16发射RF响应信号(例如，UHF信号)。响应于接收到RF响应信号，充电线把手16本身可以向车辆12发射指示车辆打开充电端口门24的RF信号。如前所述，来自充电线把手16的RF信号可以包括识别充电线的充电线标识符。车辆12处的RF收发器34可以从充电线把手16接收RF信号，并且控制器32可以基于充电线标识符验证充电线14被授权与车辆12一起使用。如果充电线14被授权，控制器32可以向充电端口模块41发射指示充电端口模块打开充电端口门24的信号。
现在参考图3，示出了使用射频识别(RFID)部件的车辆12'的替代充电端口授权系统10'的框图。充电端口授权系统10'可以包括具有充电端口门24'、线圈天线64和应答器66的充电端口20'。线圈天线64可以被安装在充电端口门24'中或其附近。应答器66可以是集成电路。充电端口授权系统10'还可以包括耦合到应答器66和充电端口模块42'的控制器32'。控制器32'可以经由总线72(如控制器局域网络(CAN)或本地互连网络(LIN)总线)连接到充电端口模块42'。如前所述，充电端口模块42'可以耦合到充电端口门24'，以用于主动解锁充电端口门以提供对充电端口20'的接入。
控制器32'可以被配置成当具有应答器基站74的充电线把手靠近充电端口20'时，与充电线把手16'建立无线通信链路。例如，充电线把手16'中的应答器基站74可以响应于感测到充电线把手的移动而激活磁场。无线通信链路可以在使用充电端口20'中的线圈天线64和应答器66检测到来自充电线把手16'的磁场时被建立。与充电线把手16'的无线通信链路可以在应答器基站74距离应答器66(即，充电端口门)小于大约10cm时被建立。在一些实施例中，充电线把手16'中的应答器基站74可以耦合到它自己的控制器44'。
控制器32'还可以被配置成在无线通信链路建立之后向充电端口模块42'发射指示充电端口模块打开充电端口门24'的信号。根据一个或更多个实施例，控制器32'可以被配置成在无线通信链路断开时向充电端口模块42'发射指示充电端口模块打开充电端口门24'的信号。例如，当用户将充电线把手16'从充电端口门24'移回时，无线通信链路可以终止，导致充电端口门打开。以这种方式，可以避免用充电线把手16'撞击充电端口门24'。
用于提供对充电端口20'的接入的操作可以通用于每辆车或者通过配对的方式专用于特定车辆。如在所描述的其他实施例中，控制器32'还可以被配置成从充电线把手16'中的应答器基站74接收充电线标识符。控制器32'然后可以响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而向充电端口模块42'发射指示充电端口模块打开充电端口门24'的信号。
现在参考图4，示出了使用射频识别(RFID)部件的又一替代充电端口授权系统10”的框图。该实施例类似于图3中的实施例。然而，线圈天线64'和应答器66'可以嵌入充电线把手16”中，而应答器基站74'嵌入电动车辆12”的充电端口20”中。车辆12”可以包括与应答器基站74'和充电端口模块42”通信的控制器32”。类似地，充电线把手16”中的应答器66'可以耦合到控制器44”。控制器32”可以经由总线72连接到充电端口模块42”。如前所述，充电端口模块42”可以耦合到充电端口门24”，以用于主动解锁充电端口门以提供对充电端口20”的接入。
在一个或更多个实施例中，可以在车辆12”和充电线的充电线把手16”之间建立无线通信链路。例如，应答器基站74'可以发射连续的载波信号，该连续载波信号可以被充电线把手16”接收。充电线把手16”可以使用连续波信号来给应答器66'供电或激励(energize)应答器66'。应答器66'可以通过调制连续波信号将数据发射回车辆12”。相应地，车辆12”可以通过经由应答器基站74'监测由应答器66'施加的连续波信号的调制来从充电线把手16”接收无线信号。该无线信号(即，调制的连续波信号)中的数据可以包括充电线标识符。
图5是描述用于无线授权接入电气化车辆12的充电端口20的方法500的示例流程图。如步骤510所提供的，车辆12可以建立与充电线14的无线通信链路。根据本公开的一个或更多个实施例，建立与充电线14的无线通信链路可以包括从车辆12发射轮询信号，并且在车辆12处从充电线14接收响应于轮询信号的响应信号。轮询信号可以是从LF收发器36发射的LF轮询信号。响应信号可以是由RF收发器34(例如，UHF收发器)从充电线把手16接收的RF响应信号(例如，UHF响应信号)。在某些实施例中，用于授权接入充电端口20的轮询信号可以与用于被动进入系统的轮询信号相同。
根据一个或更多个附加实施例，与充电线14建立无线通信链路可以包括在车辆12处接收来自充电线14的轮询信号，并且从车辆12向充电线14发射响应于轮询信号的响应信号。此外，车辆12可以测量轮询信号的信号强度，并响应于信号强度超过预定信号强度水平而发送响应信号。
如步骤520所提供的，车辆12可以从充电线14接收包括充电线标识符的无线信号。包括充电线标识符的无线信号可以包括指示车辆12打开充电端口门24的特定指令。在某些实施例中，响应信号和包括充电线标识符的无线信号可以是相同的信号或者是相同信号发射的一部分。在步骤530，车辆12可以经由控制器32基于充电线标识符验证充电线14被授权与车辆12一起使用。在步骤540，车辆12可以响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而打开充电端口门24。
返回参考步骤510，根据一个或更多个附加实施例，与充电线14建立无线通信链路可以包括使用充电端口20'中的线圈天线64和应答器66检测来自具有应答器基站74的充电线把手16'的磁场。可替代地，与充电线14建立无线通信链路可以包括使用充电端口20”中的应答器基站74'生成磁场，并且当充电线把手16在应答器基站74'的范围内时连接到具有应答器66'的充电线把手16”。例如，可以通过向充电线发射连续波信号来建立通信链路，连续波信号可以用于激励应答器66'。此外，从充电线14接收的无线信号可以通过经由应答器基站74'监测充电线把手16”中的应答器66'对连续波信号的调制来接收。
此外，参考步骤540，响应于充电线标识符与授权的充电线相关联而打开充电端口门24可以发生在无线通信链路断开之后，这表示充电线把手16已经从充电端口20移开。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并非意图这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词语是描述性的词语而非限制性的词语，并且应理解的是，可做出各种变化而不偏离本发明的精神和范围。此外，各种实现的实施例的特征可被组合以形成本发明的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种用于无线授权接入电气化车辆的充电端口的方法，包括：
建立与充电线的无线通信链路；
从所述充电线接收包括充电线标识符的无线信号；
基于所述充电线标识符，验证所述充电线被授权与所述车辆一起使用；以及
响应于所述充电线标识符与授权的充电线相关联，打开充电端口门。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，建立与充电线的无线通信链路包括：
从所述车辆发射轮询信号；以及
在所述车辆处接收来自所述充电线的响应于所述轮询信号的响应信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述轮询信号是低频(LF)轮询信号，并且所述响应信号是超高频(UHF)响应信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，用于授权接入所述充电端口的所述轮询信号与用于被动进入系统的轮询信号相同。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述响应信号和包括所述充电线标识符的无线信号是相同信号发射的一部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，包括所述充电线标识符的所述无线信号包括指示所述车辆打开充电端口门的特定指令。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，建立与充电线的无线通信链路包括：
在所述车辆处接收来自所述充电线的轮询信号；以及
从所述车辆向所述充电线发送响应于所述轮询信号的响应信号。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
测量所述轮询信号的信号强度，其中，所述响应信号响应于所述信号强度超过预定信号强度水平而被发送。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，建立与充电线的无线通信链路包括：
使用所述充电端口中的线圈天线和应答器检测来自具有应答器基站的充电线把手的磁场。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，响应于所述充电线标识符与授权的充电线相关联而打开所述充电端口门发生在所述无线通信链路断开之后，所述无线通信链路断开表示所述充电线把手已经从所述充电端口移开。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，建立与充电线的无线通信链路包括向所述充电线发射连续波信号，其中，从所述充电线接收的所述无线信号通过监测所述充电线中的应答器对所述连续波信号的调制而被接收。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，建立与充电线的无线通信链路包括：
使用所述充电端口中的应答器基站生成磁场；以及
当具有应答器的充电线把手在所述应答器基站的范围内时，连接到所述充电线把手。
13.一种用于车辆的充电端口授权系统，包括：
低频(LF)发射器，其被配置成广播LF信号；
超高频(UHF)收发器，其被配置成从充电线把手接收UHF信号，所述UHF信号包括充电线标识符；以及
控制器，其被配置成基于所述充电线标识符验证所述充电线被授权与所述车辆一起使用，以提供对充电端口的接入，以及响应于所述充电线标识符与授权的充电线相关联，向充电端口模块发射指示所述充电端口模块打开充电端口门的信号。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述LF信号是轮询信号。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述UHF信号是被配置成响应于所述轮询信号而被接收的响应信号。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，用于授权接入所述充电端口的所述轮询信号与用于被动进入系统的轮询信号相同。
17.一种用于车辆的充电端口授权系统，包括：
充电端口，其包括充电端口门、线圈天线和应答器；以及
控制器，其被配置成当具有应答器基站的充电线把手靠近所述充电端口时与所述充电线把手建立无线通信链路，所述控制器还被配置成在所述无线通信链路被建立之后向充电端口模块发射指示所述充电端口模块打开所述充电端口门的信号。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制器被配置成在所述无线通信链路断开时向所述充电端口模块发射指示所述充电端口模块打开所述充电端口门的信号。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制器还被配置成从所述充电线把手中的所述应答器基站接收充电线标识符，以及响应于所述充电线标识符与授权的充电线相关联，向所述充电端口模块发射指示所述充电端口模块打开所述充电端口门的信号。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制器被配置成在使用所述充电端口中的所述线圈天线和所述应答器检测到来自具有所述应答器基站的所述充电线把手的磁场时建立通信链路。
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