CN111032421B - 用于将电动车辆连接到电力网络的装置和系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

描述了用于接入电力网络的接入连接器、系统以及方法。所述接入连接器包括主体部分，所述主体部分被配置为安装在路边基础设施中，使得所述接入连接器与所述路边基础设施的外表面大体上齐平。所述接入连接器为电动车辆连接器提供机械和电连接点。所述系统包括多个接入连接器。

Description

用于将电动车辆连接到电力网络的装置和系统及使用方法

本发明涉及一种用于将电动车辆连接到电网网络(electrical grid network)的装置和系统以及方法。特别地，本发明在其一个方面涉及一种用于将电动车辆连接到电网网络的接入连接器。本发明在其一个方面涉及一种包括多个接入连接器的系统，其中所述多个接入连接器中的至少一个被整合到行人通道(pedestrian walkway)、停车场内，或被整合到邻近车辆行车道(carriageway)的地面内。本发明在其一个方面涉及一种用于将电动车辆连接到电网网络的系统，所述系统包括控制和配送模块(control anddistribution module)以及多个接入连接器(access connector)。

背景技术

用于私人和公共运输的电动车辆的使用正在增加。电动车辆要求充电点。然而，明显缺少可用于电动车辆连接的居住的、在街道上的基础设施：随着电动车辆的使用增加而变得更突出的问题。普遍缺少公开可用的且方便的充电设施意味着许多驾驶员可能不情愿切换到电动车辆，因为这对于他们来说是不可行的选项。

此外，诸如常规电动车辆充电站的现有设施是阻碍的并且要求空间，并且在电动车辆与常规充电站之间延伸的常常长且拖曳的连接引线对行人造成绊倒危险。这样的常规充电站通常一次只能够服务于一个、或小数目的电动车辆，并且通常，缺少公众可用的这样的充电站。

除了缺少公众可用的合适的基础设施之外，在位置、费用、速度和时间方面，给予希望将他们的车辆连接到充电点的电动车辆的用户的挑选和选择是有限的且和不灵活的。

美国专利号US 8,810,198和US 9,371,008描述了可以同时为多个电动车辆充电的充电站。这些系统中的每个同时只可以为相对小数目的车辆充电，并且另外，从美国专利US 8,810,198和US 9,371,008中所描述的充电站接收电荷的电动车辆必须耦合到充电站上的连接端口。这可能导致在充电站所位于的特定位置的拥挤，并且因此可能最小化能够在任何一个时间接入充电站的电动车辆的数目。

发明内容

通常需要一种用于将多个电动车辆(EV)连接到诸如电网的电力网络的系统和/或方法，所述系统和/或方法是不显眼的、谨慎的且安全的。

通常需要一种用于在空间上分布的点处将多个EV连接到诸如电网的电力网络的系统和/或方法。

本发明的目的和目标之一是提供一种用于将EV连接到诸如电网的电力网络的系统和/或方法，所述系统和/或方法包括中心部件，多个EV接入连接点连接到所述中心部件，并且所述中心部件从中心位置提供电力到每个EV接入连接点并且控制每个EV接入连接点。

本发明的目的和目标之一是提供一种用于将EV连接到诸如电网的电力网络的装置、系统和/或方法，所述装置、系统和/或方法可以用来为EV充电。

本发明的目的和目标之一是提供一种用于将EV连接到诸如电网的电力网络的系统和/或方法，所述系统和/或方法可以用于EV将电力传输回到所述电网。

本发明的目的和目标之一是提供一种用于EV用户和/或系统客户经由远程和/或无线用户界面(UI)设备来选择、监视、控制和改变充电参数和/或放电参数或传输参数(诸如充电的速率、预计的充电时间、充电费用和提供的充电电力)的系统和/或方法。

本发明的其他目的和目标包括根据EV用户和系统客户的选择和/或对所述系统的目前需求(即，在任何一个时间从所述系统汲取的总负荷)向不同的接入连接器并且因此向EV提供不同幅度(magnitude)和/或相位的电力。向EV提供的电力的幅度和/或相位将影响电动车辆充电将花费多长时间，其中更大并且更快的充电负荷通常以更昂贵的价格计费。例如，系统可以提供三相电力的最大值，其中单相电力是系统客户充电可用的最低相电力。

发明的其他目的和方面将从下面的描述变得明显。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于接入电力网络的接入连接器，其中所述接入连接器被配置为安装在路边基础设施中，以与所述路边基础设施的外表面大体上齐平，并且其中所述接入连接器为电动车辆连接器提供机械和电连接点。

所述接入连接器可以被整合到邻近车辆行车道的行人通道内。

所述电力网络可以是适合于市政电力供应的常规电网。因此，所述接入连接器可以经由所述电动车辆连接器便于和/或控制电力在所述电力网络(诸如电网和/或市政电力供应)与电动车辆之间的传输。

所述接入连接器可以被形成为插座(socket)，所述插座通常可以包括具有主孔(main bore)的中空圆柱形主体部分，所述主孔可以呈中心圆柱形孔的形式、具有限定所述主孔的内圆柱形壁。锁定插头(locking plug)可以位于所述接入连接器的所述主孔内。所述锁定插头可以是大体上圆柱形的，或可以呈环(例如，环形环)的形式。所述锁定插头可以被偏置到所述锁定插头的顶部与所述接入连接器的顶部齐平的位置，和/或可以包括锁定机构，所述锁定机构可以能操作以将所述锁定插头锁定到上部位置。在大体上向下的推动力被施加到所述锁定插头的情况下，所述锁定机构还可以能操作以释放所述锁定插头，以允许所述锁定插头向下移动到所述接入连接器的所述孔内。

所述锁定插头可以在所述接入连接器的所述主体部分中能轴向移动，并且可以被配置为与所述接入连接器的所述主体部分形成密封。所述锁定插头因此可以是密封插头，或可以是密封环。

所述锁定机构可以包括锁定部件，所述锁定部件可以被大体上布置在所述接入连接器的所述主孔的内壁中的凹处(recess)内。在锁定位置，所述锁定部件可以突出到所述接入连接器的所述主孔内。在解锁位置，所述锁定部件可以被缩回到所述接入连接器的所述主孔的内壁中的凹处内。所述锁定机构可以包括锁定部件，所述锁定部件可以呈锁定卡爪(locking dog)的形式，所述锁定卡爪可以被布置在所述连接器的所述主孔周围。在锁定位置，所述锁定卡爪可以突出到所述接入连接器的所述主孔内。在解锁位置，所述锁定卡爪可以被缩回到远离所述接入连接器的所述主孔的环形凹处内。所述锁定卡爪可以被偏置到锁定位置。

在锁定状况下，所述锁定部件可以朝向所述接入连接器的主轴线径向向内延伸。替代地，在锁定状况下，所述锁定部件可以从所述接入连接器的主轴线径向向外延伸。

所述接入连接器的锁定机构在锁定位置与解锁位置之间的移动可以通过马达致动。替代地或附加地，所述锁定机构的移动可以通过螺线管致动。所述锁定机构可以被机械地或电动地或二者致动。可以使用射频识别(RFID)来致动所述接入连接器的锁定机构。所述接入连接器可以包括RFID读取器，并且当所述RFID读取器感测到接近所述接入连接器的对应的RFID芯片时，所述锁定机构可以能操作以解锁所述插头。可以通过不止一种方法致动所述接入连接器的锁定机构。替代地，可以通过不同的方法来致动所述接入连接器的锁定机构以锁定和解锁。

所述锁定机构的一部分可以被配置为在所述接入连接器中轴向移动，以从而使得所述锁定部件能够在其锁定状况与解锁状况之间移动。所述锁定机构的所述部分的轴向移动可以通过马达、可选地经由齿轮机构致动。

所述锁定部件可以是导电的，并且可以被配置为在所述接入连接器与对应的连接器之间提供电接触。

所述电动车辆连接器可以是中间连接器模块，所述中间连接器模块可以能操作以连接到电动车辆。所述接入连接器可以被设计成接受中间连接器模块。当所述锁定插头被解锁时，所述中间连接器模块可以被插入所述接入连接器的所述主孔，以将所述电动车辆连接到所述系统。所述接入连接器的锁定机构可以能操作以将插入的中间连接器模块锁定在所述接入连接器内部就位。

每个接入连接器的锁定机构还可以能操作以通过释放机构的操作来解锁并且因此释放插入的中间连接器模块，所述释放机构可以被设置为中间连接器模块的一部分。替代地或附加地，所述释放机构可以与所述接入连器上的锁对应的钥匙的形式和/或与可以设置在所述接入连接器上的RFID读取器对应的RFID芯片的形式设置。可以使用能操作以致动所述接入连接器的锁定机构来解锁并且释放中间连接器模块的替代释放机构，例如，所述释放机构可以安装在所述接入连接器上的个人识别码(PIN)盘(pad)的形式设置，当键入唯一的PIN时，所述PIN盘致动所述锁定机构以解锁。替代地或附加地，所述释放机构可以呈控制信号的形式，所述控制信号可以从用户界面(UI)设备发送到相应的接入连接器以致动解锁。用户可以选择以使用他们的对应的UI设备来致动所述锁定机构以解锁并且释放中间连接器模块。

如果用户不能够解锁所述接入连接器以释放插入的中间连接器模块(例如，如果他们已经忘记了PIN盘的PIN，如果他们已经丢失了他们的UI设备，或由于其他任何合适的原因)，还可以自动地或通过操作员干预致动所述释放机构。所述释放机构可以由解锁指令致动，所述指令可以通过数据处理和控制中心以控制信号的形式发送到所述接入连接器。可以为用户提供一种与所述数据处理和控制中心联系以请求这样的干预的方式(例如，设置在手册中或在中间连接器模块上的电话号码或电子邮件地址)。

所述接入连接器可以接收包括一个或多个电力传输线和/或一个或多个通信传输线的电缆，其中可以从电力网络或与其连接的部件接收所述电缆。所述接入连接器可以包括接触元件，所述接触元件可以连接到所述电力传输线和/或通信传输线，并且所述接触元件可以能操作以将电力信号和/或通信信号(即，数据)接收和传输到连接的电动车辆上。

所述接入连接器的接触元件可以被定位在所述接入连接器的所述主孔内。电动车辆连接器(诸如中间连接器模块)可以包括接触元件，所述接触元件与所述接入连接器的接触元件对应，使得它可以能操作以向和从所述接入连接器接收和/或传输电力信号和/或通信信号(即，数据)。所述接触元件的面可以径向向内定向，或可以径向向外定向。

所述接入连接器可以包括各种一个或多个附加功能特征，所述一个或多个附加功能特征可以选自包括但不限制于以下项的组：提供所述连接器的状态的视觉指示(即，在使用中、空闲(vacant)、停止服务(out of service))的彩色LED灯、伴随加热元件(traceheating element)、清洁环、密封件、计算机、压力通风口、阀和排水管(drain)。

在插入之后，所述中间连接器模块可以通过接入连接器的锁定机构在所述接入连接器中锁定就位。所述中间连接器模块可以包括呈狭槽(slot)的形式的锁定部件，所述狭槽的形状与所述接入连接器的锁定机构的锁定部件对应。优选地，所述中间连接器模块可以包括环形狭槽，所述环形狭槽与布置在每个接入连接器的凹处内的环形锁定环对应。优选地，在插入所述中间连接器模块之后，所述接入连接器的锁定环将自动将所述中间连接器模块锁定就位。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

多个接入连接器，能操作以从所述电力网络接收电力，

其中所述多个接入连接器被整合到路边基础设施内，并且被配置为与所述路边基础设施的外表面大体上齐平，并且其中所述多个接入连接器中的每个接入连接器为电动车辆连接器提供机械和电连接点。

所述多个接入连接器可以被整合到邻近车辆行车道的行人通道内。

优选地，所述多个接入连接器中的每个接入连接器一次为一个电动车辆提供到所述系统的连接点。

所述电力网络可以是适合于市政电力供应的常规电网。因此，所述系统可以便于和/或控制电力在所述电力网络(诸如电网和/或市政电力供应)与所述多个接入连接器之间的传输。

所述系统可以控制电力从所述电力网络到连接到所述多个接入连接器的一个或多个电动车辆的电力配送和传输，并且因此可以控制连接到所述系统的电动车辆的充电。替代地或附加地，所述系统可以控制电力从连接到所述多个接入连接器的一个或多个电动车辆回到所述电力网络的配送和传输，并且因此可以控制连接到所述系统的电动车辆的放电，以及电力到所述电力网络的传输和/或销售。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以通过电缆连接到所述电力网络，其中每个电缆可以在所述电力网络与每个相应的接入连接器之间提供电力传输线和通信传输线。

所述系统可以包括控制和配送模块，所述控制和配送模块能操作以连接到并且服务于某个预定地区(locality)或邻近区域(vicinity)内的多个接入连接器。不止一个本地控制和配送模块可以连接到所述电力网络(即，电网)，以连接到并且服务于在不同的地区或邻近区域(例如在不同的街道、街区、停车场、居住区域、商务区域或零售区域)内的多个接入连接器。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以通过电缆连接到所述控制和配送模块，每个电缆在所述控制和配送模块与每个相应的接入连接器之间提供电力传输线和通信传输线。因此，所述系统可以经由所述控制和配送模块来控制电力在所述电力网络与所述多个接入连接器之间的传输。

所述控制和配送模块可以包括用于连接到所述多个接入连接器中的每个相应的接入连接器的每个电缆的分立电缆连接点，每个分立连接点能操作以向每个相应的接入连接器独立地提供电力。

每个分立电缆连接点可以包括不同的接触元件，所述接触元件可以连接到由电缆构成的电力传输线和/或通信传输线，并且所述接触元件可以使得能够选择性地传输不同幅度和/或相位的电力(即，单相和三相电力)到每个接入连接器，和/或可以提供不同接触元件，用于传输每个接入连接器的附加功能(诸如照明和加热)所需的电力(诸如仪器电压电力)。每个分立电缆连接点可以使得能够传输数据、控制和通信信号到每个接入连接器。

所述控制和配送模块可以包括各种一个或多个附加功能特征，所述一个或多个附加功能特征可以选自包括但不限制于以下项的组：计量模块、环境温度传感器、剩余电流设备(RCD)和故障感测元件、计算机、可以便于到和自数据处理和控制中心和/或用户界面(UI)设备和/或多个接入连接器(并且因此耦合到所述接入连接器的相应的电动车辆的通信的一个或多个通信模块、变压器、逆变器和整流器。所述控制和配送模块根据需要可以包括各种一个或多个附加功能特征或部件。

所述多个接入连接器可以是空间上分布的接入连接器，换言之，所述多个接入连接器可以彼此之间具有一距离地安装。所述多个接入连接器可以以固定间隔或不固定间隔、以例如彼此之间在4m和10m之间的距离安装。

所述多个接入连接器可以安装在地面上或地面内。所述接入连接器可以安装在行人通道(诸如人行道(pavement)或人行道(sidewalk))中，或可以安装在自行车道中。所述接入连接器可以安装在停车场中、或安装在车辆行车道的旁边，并且可以邻近路边，优选地在路边的0.5m内。所述接入连接器可以安装在铺路石、马路边(kerbside)、路缘石(kerbstone)、排水沟石(gutter stone)，或路边基础设施的其他部件中。优选地，所述多个接入连接器安装在行人通道中。所述多个接入连接器可以安装在不同位置、方向和/或配置的不止一个行人通道中。所述多个接入连接器可以安装在地面的顶部上(即，在人行道、道路、马路边或其他的顶部上)。替代地或附加地，所述多个接入连接器可以被完全地或部分地下沉到地面内(即，下沉到人行道、道路、马路边或其他内)。优选地，所述多个接入连接器中的每个接入连接器被安装为使得它的顶部表面与地面的表面齐平。

替代地或附加地，所述多个接入连接器中的接入连接器可以安装在用户的可以提供私有、个人连接点的财产上(例如，在车库内或在私人车道(driveway)上)。这可以应用户或房主的请求来完成。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以被形成为插座，所述插座通常可以包括具有主孔的中空圆柱形主体部分。锁定插头可以位于所述接入连接器的所述主孔内。所述锁定插头可以是大体上圆柱形的，或可以呈环(例如，环形环)的形式。每个接入连接器可以包括锁定机构，所述锁定机构可以能操作以将所述锁定插头锁定到上部位置。所述锁定插头可以在所述接入连接器的主体部分中能轴向移动。在大体上向下的推动力被施加到所述锁定插头的情况下，所述锁定机构还可以能操作以释放所述锁定插头，以允许所述锁定插头向下移动到所述接入连接器的所述孔内。

可以使用射频识别(RFID)来致动所述接入连接器的锁定机构。所述接入连接器可以包括RFID读取器，并且当所述RFID读取器感测到接近所述接入连接器的对应的RFID芯片时，所述锁定机构可以能操作以解锁所述插头。可以通过不止一种方法致动所述接入连接器的锁定机构。替代地，可以通过不同的方法来致动所述接入连接器的锁定机构以锁定和解锁。

所述系统可以包括多个中间连接器模块。每个中间连接器模块可以能操作以连接到电动车辆。所述中间连接器模块可以通过电缆连接到电动车辆，所述电缆可以与所述电动车辆和/或所述中间连接器模块固定和/或可拆卸。所述电缆可以是具有意在用于与电动车辆一起使用的标准连接的标准电缆。替代地，所述中间连接器模块可以被整合到电动车辆内，使得它不能够拆卸。所述中间连接器模块可以以矛状物(lance)的形式设置。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以被设计成接受中间连接器模块。当所述锁定插头被解锁时，所述中间连接器模块可以被插入所述接入连接器的所述主孔，以将所述电动车辆连接到所述系统。所述接入连接器的锁定机构可以能操作以将插入的中间连接器模块锁定在所述接入连接器内部就位。

每个接入连接器的锁定机构还可以能操作以通过释放机构的操作来解锁并且因此释放插入的中间连接器模块。

所述释放机构可以被设置为中间连接器模块的一部分。替代地或附加地，所述释放机构可以与所述接入连器上的锁对应的钥匙的形式和/或与可以设置在所述接入连接器上的RFID读取器对应的RFID芯片的形式设置。可以使用能操作以致动所述接入连接器的锁定机构来解锁并且释放中间连接器模块的替代释放机构，例如，所述释放机构可以安装在每个接入连接器上的个人识别码(PIN)盘的形式设置，当键入唯一的PIN时，所述PIN盘致动所述锁定机构以解锁。替代地或附加地，所述释放机构可以呈控制信号的形式，所述控制信号可以从用户界面(UI)设备发送到相应的接入连接器以致动解锁。用户可以选择以使用他们的对应的UI设备来致动所述锁定机构以解锁并且释放中间连接器模块。

如果用户不能够解锁所述接入连接器以释放插入的中间连接器模块(例如，如果他们已经忘记了PIN盘的PIN，如果他们已经丢失了他们的UI设备，或由于其他任何合适的原因)，还可以自动地或通过操作员干预致动所述释放机构。所述释放机构可以由解锁指令致动，所述指令可以通过数据处理和控制中心以控制信号的形式发送到所述接入连接器。可以为用户提供一种与所述数据处理和控制中心联系以请求这样的干预的方式(例如，设置在手册中或在中间连接器模块上的电话号码或电子邮件地址)。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以接收包括一个或多个电力传输线和/或一个或多个通信传输线的电缆，其中可以从所述控制和配送模块的每个对应的分立电缆连接点接收所述电缆。所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以包括接触元件，所述接触元件可以连接到所述电力传输线和/或通信传输线，并且所述接触元件可以能操作以将电力信号和/或通信信号(即，数据)接收和传输到连接的电动车辆上。

所述接入连接器的接触元件可以被定位在所述接入连接器的所述主孔内。中间连接器模块可以包括接触元件，所述接触元件与所述接入连接器的接触元件对应，使得它可以能操作以向和从所述接入连接器接收和/或传输电力信号和/或通信信号(即，数据)。所述接触元件的面可以径向向内定向，或可以径向向外定向。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以包括各种一个或多个附加功能特征，所述一个或多个附加功能特征可以选自包括但不限制于以下项的组：提供所述连接器的状态的视觉指示(即，在使用中、空闲、停止服务)的彩色LED灯、伴随加热元件、清洁环、密封件、计算机、压力通风口、阀和排水管。

将所述多个接入连接器中的每个接入连接器连接到所述控制和配送模块的包括一个或多个电力传输线和/或一个或多个通信传输线的电缆可以安装在表面下(即，埋入地下)。优选地，包括一个或多个电力传输线和/或一个或多个通信传输线的电缆可以被埋在人行道、道路、马路边下面和/或视情况埋在其他合适的位置。

所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以经由包括一个或多个电力传输线和/或一个或多个通信传输线的电缆连接到所述控制和配送模块。优选地，所述多个接入连接器中的每个接入连接器可以通过由一个或多个专用的电力传输线和/或通信传输线组成的电缆单独地连接到所述控制和配送模块。

中间连接器模块可以由系统用户(诸如电动车辆所有者和/或用户)使用和/或所有或租赁。可以存在与所述系统对应并且可以与所述系统结合使用的任何数目的中间连接器模块，以将任何电动车辆连接到所述系统。可以在任何一个时间将与所述系统对应的任何中间连接器模块插入所述多个接入连接器中的任何一个可用的接入连接器。

所述中间连接器模块可以包括大体上圆柱形主体。所述中间连接器模块的所述主体可以这样的方式成形，使得所述中间连接器模块仅能够以一个径向定向插入所述多个接入连接器中的任何一个。

所述中间连接器模块可以包括接触元件，所述接触元件与安装在所述多个接入连接器中的每个接入连接器内的接触元件对应。优选地，接触元件可以安装在所述中间连接器模块的侧壁上，并且当所述中间连接器模块插入所述系统的接入连接器时，可以与所述多个接入连接器中的每个接入连接器中的接触元件的轴向和径向位置对应。所述中间连接器模块的接触元件可以能操作以向和从所述系统的接入连接器以及向和从它连接到的电动车辆接收电力和/或数据。

所述中间连接器模块可以包括打开机构，所述打开机构能操作以致动所述多个接入连接器中的每个接入连接器的锁定机构以准许其插入。所述打开机构可以包括RFID芯片，所述RFID芯片与包含在所述多个接入连接器中的每个接入连接器内的RFID读取器对应。因此，任何中间连接器模块可以能操作以打开所述系统的所述多个连接器中的任何接入连接器。替代地或附加地，所述系统可以被临时地或以其他方式编程，以允许中间连接器模块的打开机构致动所述多个接入连接器中的仅一个特定的接入连接器的锁定机构，例如，如果讨论中的接入连接器已经由用户预订。当所述中间连接器模块未插入所述接入连接器时，中间连接器模块打开机构仅可以能操作以解锁所述接入连接器的锁定机构。

在插入之后，所述中间连接器模块可以通过接入连接器的锁定机构在所述接入连接器中锁定就位。所述中间连接器模块可以包括呈狭槽的形式的锁定部件，所述狭槽的形状与所述接入连接器的锁定机构的锁定部件对应。优选地，所述中间连接器模块可以包括环形狭槽，所述环形狭槽与布置在每个接入连接器的凹处内的环形锁定环对应。优选地，在插入所述中间连接器模块之后，所述接入连接器的锁定环将自动将所述中间连接器模块锁定就位。

所述中间连接器模块可以包括释放机构，所述释放机构也能操作以致动所述接入连接器的锁定机构以解锁并且释放所述中间连接器模块。当所述中间连接器模块被锁定在所述接入连接器内部时，中间连接器模块释放机构仅可以能操作以解锁所述接入连接器的锁定机构。中间连接器模块释放机构可以包括在所述中间连接器模块上的PIN盘，当键入唯一的码时，所述PIN盘将信号发送到所述接入连接器以致动所述锁定机构。替代地或附加地，可以设置与所述多个接入连接器中的每个结合工作的独立释放机构，以致动每个接入连接器的锁定机构以解锁并且释放所述中间连接器模块。这可以与所述接入连接器上的锁对应的钥匙和/或与所述接入连接器上的RFID读取器对应的RFID短链(fob)的形式设置。可以使用能操作以致动所述接入连接器的锁定机构来解锁并且释放所述中间连接器模块的替代释放机构可以被使用，并且所述替代释放机构可以安装在每个接入连接器上的PIN盘的形式设置，当键入唯一的码时，所述PIN盘将信号发送到锁定机构，或用户选择使用他们的UI设备来致动所述锁定机构以解锁并且释放所述中间连接器模块，所述UI设备将控制信号发送到所述接入连接器。

所述中间连接器模块可以包括可以能操作以将所述中间连接器模块连接到电动车辆的电缆。连接所述中间连接器模块和所述电动车辆的电缆可以包括一个或多个电力传输电缆和/或通信传输电缆。所述电缆可以是连续的，或可以包括各种连接。所述电缆可以包括脱落式(breakaway)连接。所述电缆可以在其另一端处耦合到电动车辆。替代地，所述电缆可以在其另一端处包括常规连接器，所述常规连接器能操作以连接到电动车辆中的对应的插孔(receptacle)内，并且能够既传输电力又传输数据。

所述中间连接器模块可以包括手柄。替代地或附加地，所述中间连接器模块可以包括延伸件，以延伸所述中间连接器模块的高度，所述延伸件附加地可以包括手柄。各种延伸件可以可用于所述中间连接器模块。所述中间连接器模块的所述延伸件和主体可以经由螺钉螺纹连接(screw threaded connection)或经由任何其他合适的连接来连接到彼此。

本发明第二方面的实施方案可以包括本发明第一方面或其实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第三方面，提供了一种使用本发明的第一方面或第二方面的接入连接器和/或系统将电动车辆连接到电力网络的方法。

所述方法可以包括提供可以能操作以连接到电动车辆的中间连接器模块，其中所述接入连接器可以被设计成接受中间连接器模块。

所述方法可以包括使所述中间连接器模块接近所述接入连接器，使得所述接入连接器可以检测到所述中间连接器模块的存在或被警告所述中间连接器模块的存在。

所述接入连接器可以被解锁。优选地，在检测到所述中间连接器模块时，所述接入连接器的锁定机构解锁，因此允许所述接入连接器的锁定插头在所述接入连接器的主孔内轴向移动。

所述方法可以包括当所述锁定插头被解锁时，插入所述中间连接器模块，因此将所述锁定插头向下推动到所述接入连接器的所述主孔内。

在插入时，所述中间连接器模块可以与所述接入连接器处于导电接触。可以使所述中间连接器模块的导电接触元件与所述接入连接器的导电接触元件接触。

所述方法可以包括一旦已经将所述中间连接器模块插入所述接入连接器就致动所述锁定机构以将所述中间连接器模块锁定就位。

所述方法可以包括识别和/或认证步骤，在所述识别和/或认证步骤中，向所述系统识别所述电动车辆的用户。这可以通过向所述系统发送信号来完成，向所述系统发送信号可以经由所述接入连接器、和/或所述中间连接器模块和/或远程UI设备、以及任何其他合适的部件之间的移动数据通信链路来完成。

所述方法可以包括运行测试，以确保已经(经由所述中间连接器模块和所述接入连接器)在所述电动车辆与所述系统之间建立了安全且有效的电连接。

如果确认所述电动车辆与所述系统之间的安全且有效的连接，所述方法可以包括使来自供应所述接入连接器的电力网络的电力电缆通电(live)，以传输电力到所述电动车辆。

所述方法可以包括将电力传输到所述电动车辆。可以根据用户特定的设置来传输电力，所述用户特定的设置可以经由所述接入连接器、和/或所述中间连接器模块和/或远程UI设备、以及任何其他合适的部件之间的移动数据通信链路来传达和控制。

本发明的第三方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第二方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第四方面，提供了一种使用本发明的第一方面或第二方面的接入连接器和/或系统将电动车辆与电力网络断开的方法。

所述方法可以包括其电动车辆连接到所述系统的电动车辆用户指示所述接入连接器将所述电动车辆与所述系统断开。更具体地，所述方法可以包括指示所述接入连接器解锁并且释放耦合到所述电动车辆的中间连接器模块。

所述方法可以包括从所述接入连接器移除所述中间连接器模块，并且随后可以包括在移除所述中间连接器模块之后锁定所述接入连接器。

本发明的第四方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第三方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第五方面，提供了一种使用本发明的第一方面或第二方面的接入连接器和/或系统为电动车辆充电的方法。

所述方法可以包括监视连接到所述多个接入连接器中的至少一个的所述电动车辆的充电状态(即，充电百分比)。

所述方法可以包括根据至少一个电动车辆的充电状态(即，充电百分比)来控制到所述多个接入连接器中的至少一个的电力传输。

本发明的第五方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第四方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

多个接入连接器，能操作以从所述电力网络接收电力，

其中所述多个接入连接器中的至少一个被整合到行人通道内。

本发明的第六方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第五方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第七方面，提供了一种用于接入电力网络的接入连接器，所述接入连接器具有锁定状况和解锁状况，并且其中在解锁状况下，中间连接器模块能操作以连接到所述接入连接器以接入电力网络。

本发明的第七方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第六方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第八方面，提供了一种用于提供到电力网络的接入的接入连接器，所述接入连接器包括：

孔口(aperture)和可移动地定位在所述孔口内的锁定插头，其中所述连接器具有第一关闭状况和第二打开状况，在所述第一关闭状况下，所述插头的顶部与所述接入连接器的顶部齐平并且被锁定就位，在所述第二打开状况下，所述插头被解锁并且准许所述插头在所述接入连接器的所述孔口内的向下移动。

本发明的第八方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第七方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的第九方面，提供了一种中间连接器模块，所述中间连接器模块能操作以解锁接入连接器的插头，将所述接入连接器放置到打开状况，在所述打开状况下，可以使所述插头向下移动到接入连接器主体的孔口内。

本发明的第九方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第八方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

多个接入连接器，能操作以从所述电力网络接收电力，

其中所述多个接入连接器中的至少一个被整合到邻近车辆行车道的地面内。

根据本发明的另一方面，提供了一种安装用于将电动车辆连接到电力网络的系统的方法，所述方法包括：

提供连接到所述电力网络的控制和配送模块；以及

多个接入点；

其中所述多个接入点中的每个接入点被设置有电缆，每个电缆在所述控制和配送模块与每个相应的接入点之间提供电力传输线和通信传输线；

通过将所述电缆的一端连接到所述接入点，并且将所述电缆的相对端连接到所述控制和配送模块来在所选的接入点处安装至少一个接入连接器。

优选地，在安装所述多个接入点之后的相当长的时间，安装所述至少一个接入连接器在第二阶段安装中进行。

本发明的另一方面的实施方案可以包括本发明的第一方面到第八方面或它们的实施方案的一个或多个特征，反之亦然。

本发明的替代方面

下面是本发明的替代方面和优选或可选实施方案，并且其特征可以与本发明的前述方面或它们的优选或可选实施方案组合，反之亦然。

可以提供一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

控制和配送模块，被连接到所述电力网络；以及

多个接入连接器；

其中所述多个接入连接器中的每个接入连接器通过电缆连接到所述控制和配送模块，每个电缆在所述控制和配送模块与每个相应的接入连接器之间提供电力传输线和通信传输线；

并且其中所述控制和配送模块能操作以控制电力在所述多个接入连接器与所述电力网络之间的传输。

所述电力网络可以是适合于市政电力供应的常规电网。因此，所述系统可以经由所述控制和配送模块来控制电力在所述电力网络(诸如电网和/或市政电力供应)与所述多个接入连接器之间的传输。

所述系统可以控制电力从所述电力网络到连接到所述接入连接器的一个或多个电动车辆的电力配送和传输，并且因此可以控制连接到所述系统的电动车辆的充电。替代地或附加地，所述系统可以控制电力从连接到所述接入连接器的一个或多个电动车辆回到所述电力网络的配送和传输，并且因此可以控制连接到所述系统的电动车辆的放电，以及电力到所述电力网络的传输和/或销售。

每个电缆的电力传输线和/或通信传输线可以是由所述电缆组成的独特的物理线，或可以是所述电缆中的相同的或共享的物理线上的虚拟传输线。每个电缆可以包括不止一个电力传输线和/或通信传输线，其例如可以导致不同幅度和/或相位的电力到所述接入连接器的提供和传输。

优选地，所述多个接入连接器中的每个接入连接器一次为一个电动车辆提供到所述系统的连接点。

所述控制和配送模块可以直接连接到所述电力网络，所述电力网络可以是电网。替代地或附加地，它可以连接到所述电力网络的变电站，诸如本地或其他电网的变电站。

优选地，本地控制和配送模块连接到电网的本地变电站。所述变电站可以运转以将电力供应电压从传输电平逐步减低到适合于本地配送的幅度和/或从高电压逐步减低到低电压。

所述变电站可以将三相电力从6.6kV转变到415V。替代地，所述变电站可以将三相电力从11kV转变到415V。因此，所述变电站可以向所述控制和配送模块供应415V的三相电力。

所述控制和配送模块可以经由一个或多个电力电缆连接到所述电力网络。优选地，所述控制和配送模块经由一个或多个电力电缆连接到所述电网的变电站。

所述控制和配送模块可以是安全单元，并且可以安装在人行道、道路、马路边、停车场或任何其他合适的位置。它可以安装在地面上方或下方。

所述控制和配送模块可以包括开关设备(switchgear)，以使得能够选择性地切换电力配送。可以为每个分立电缆连接点并且因此为所述多个接入连接器中的每个相应的接入连接器提供开关设备，以便于向每个接入连接器提供的不同幅度和/或相位的电力的传输和所述不同幅度和/或相位的电力之间的切换。所述控制和配送模块可以可互换地为每个接入连接器提供相同和/或不同幅度和/或相位的电力。

所述控制和配送模块可以经由有线通信链路或无线通信链路连接到数据处理和控制中心。所述数据处理和控制中心可以是远程数据处理和控制中心(即，所述数据处理和控制中心可以远离所述控制和配送模块定位)。所述数据处理和控制中心可以是自动化的、无人操纵的中心，或它可以是通过授权人员来操纵。

所述数据处理和控制中心可以从所述控制和配送模块接收数据。替代地或附加地，它可以将数据和控制信号发送到所述控制和配送模块。例如，它可以接收与以下项有关的数据：当前在使用中的所述多个接入连接器中的接入连接器的数目、在任何一个时间或连续地通过在使用中的所述接入连接器从所述控制和配送模块汲取的总电负荷、以及连接到所述多个接入连接器中的每个接入连接器的每个电动车辆的充电状态(即，充电百分比或充电量)。替代地，它可以将控制信号发送到所述控制和配送模块，所述控制信号可以被发送到所述多个接入连接器中的一个或多个接入连接器上，以控制某些充电和/或放电参数(例如分别向每个接入连接器提供的电力的幅度和/或相位)。

另外，所述控制和配送模块可以无线连接到多个用户界面(UI)设备，其中UI设备可以是EV用户和/或系统客户能够与之交互的任何设备，例如，通过查看数据和/或输入数据和/或做出决定。例如，所述UI设备可以是智能电话或平板电脑或车辆用户界面。所述UI设备可以是远程UI设备，因为它可以不物理地链接到所述控制和配送模块，并且可以远离所述控制和配送模块定位或被移动远离所述控制和配送模块。

所述控制和配送模块与所述多个UI设备之间的连接可以是直接的。优选地，此连接可以经由所述数据处理和控制中心形成，使得所述控制和配送模块可以无线连接到所述数据处理和控制中心，所述数据处理和控制中心可以无线连接到所述多个用户界面(UI)设备。

每个UI设备可以与在任何一个时间连接到所述系统的每个EV用户和/或系统客户对应。当EV用户和/或系统客户连接到所述系统时，每个UI设备可以连接到所述系统或与所述系统断开。新的UI设备也可以在任何时间连接到所述系统，例如如果EV用户决定将他们的电动车辆连接到所述系统。所述UI设备可以从所述系统(即，从所述控制和配送模块和/或所述数据处理和控制中心)接收数据。替代地或附加地，所述UI设备可以将数据和控制信号发送到所述控制和配送模块(同样，优选地经由所述数据处理和控制中心)。通过所述UI设备发送的数据和控制信号可以是通过并且基于EV用户和/或系统客户的输入可控制的。

数据可以从所述数据处理和控制中心发送到任何适用的UI设备。EV用户和/或系统客户可以能够从它们的相应的UI设备监视和控制充电参数和/或放电参数。例如，用户可以能够监视他们的电动车辆的当前充电状态(即，所述电动车辆是一定充电百分比的)。

替代地或附加地，用户可以使用他们的相应的UI设备来改变和/或控制充电参数并且做出决定。例如，使用他们的UI设备，用户可以选择应以什么幅度和/或相位的电力为他们的电动车辆充电。用户使用他们的相应的UI设备做出的决定可以通过所述系统即刻处理和起作用。

可以提供一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

控制和配送模块，被连接到所述电力网络；

多个接入连接器，被连接到所述控制和配送模块以从所述电力网络接收电力；以及

中间连接器模块，

其中所述中间连接器模块连接到所述电动车辆，并且其中所述中间连接器模块能操作以插入所述多个接入连接器中的任何一个接入连接器，以便于所述电动车辆的连接。

可以提供一种用于监视和控制电动车辆的充电的方法，所述方法包括：

提供一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

控制和配送模块，被连接到所述电力网络；以及

多个接入连接器，经由提供电力传输线和/或通信传输线的一个或多个电缆连接到所述控制和配送模块；以及至少一个电动车辆，被连接到所述多个接入连接器中的至少一个；

监视从所述控制和配送模块汲取的负荷；

根据以下中的至少一个来控制到所述多个接入连接器中的至少一个的电力传输：所述电动车辆的用户的身份，以及所述电动车辆的用户的一个或多个属性，或从所述控制和配送模块汲取的负荷。

所述方法可以包括监视连接到所述多个接入连接器中的至少一个的至少一个电动车辆的充电状态(即，充电百分比)。

所述方法可以包括根据所述至少一个电动车辆的充电状态(即，充电百分比)来控制到所述多个接入连接器中的至少一个的电力传输。

可以提供一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

控制和配送模块，被连接到所述电力网络；

多个接入连接器；并且

其中所述多个接入连接器中的每个接入连接器通过电缆连接到所述控制和配送模块，每个电缆在所述控制和配送模块与每个相应的接入连接器之间提供通信传输线；

其中所述控制和配送模块包括到至少一个远程用户界面设备的通信链路。

所述通信链路可以是直接的，或可以是经由互联网或无线或移动通信协议。替代地或附加地，所述通信链路可以经由数据控制和处理中心，其中所述数据控制和处理中心可以直接或无线链接到所述控制和配送模块和/或所述至少一个远程用户界面设备。

可以提供一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

控制和配送模块，被连接到所述电力网络；以及

多个接入连接器；

其中所述多个接入连接器中的每个接入连接器经由提供电力传输线和/或通信传输线的一个或多个电缆连接到所述控制和配送模块，并且能操作以从所述电力网络接收电力，

并且其中所述控制和配送模块被配置为验证在所述接入连接器与电动车辆之间建立良好连接，并且使得能够根据良好连接的验证将电力传输到所述接入连接器。

如果在所述接入连接器和电动车辆之间未验证良好连接，所述系统可能不使得能够将电力传输到所述接入连接器。

可以提供一种用于接入电力网络的接入连接器，其中所述接入连接器被配置为安装在路边基础设施中，以与所述路边基础设施的外表面大体上齐平，并且其中所述接入连接器为电动车辆连接器提供机械和电连接点。

附图说明

现在将仅通过实施例的方式、参考附图描述本发明的多个实施方案，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的包含接入连接器装置的系统的块图示意性表示；

图2是图1的系统的示意性物理表示；

图3是根据本发明的一个实施方案的接入连接器装置的功能元件的示意性表示；

图4是图1和图2的控制和配送模块的功能元件的示意性表示；

图5是使用中间连接器模块的、根据本发明的一个实施方案的包含接入连接器装置的连接系统的示意性物理表示；

图6是图5的系统的中间连接器模块的功能元件的示意性表示；

图7A和图7B分别是在锁定位置和解锁位置的、根据本发明的一个实施方案的接入连接器装置的截面视图；

图8是适合于与图7A和图7B的接入连接器一起使用的中间连接器模块的侧视图；

图9A和图9B分别是表示为电动车辆充电的方法和将电动车辆与所述系统断开的方法的块图；

图10是安装在壳体内的、根据本发明的一个替代实施方案的接入连接器装置的立体截面视图；

图11A和图11B分别是图10的壳体的侧截面视图和立体截面视图；

图12A和图12B分别是图10的接入连接器装置的侧截面视图和立体截面视图，其中省略了壳体；

图13A是图10的连接器装置的外部的部分立体视图，更详细地示出了该装置的锁定机构；

图13B和图13C是连接器装置的外部的部分分解侧视图和图10的连接器装置的内部的部分分解侧截面视图，更详细地示出了该装置的锁定机构；

图13D是通过图10的连接器——特别是锁定机构——的一部分的详细截面视图；

图14是图10的连接器装置的示意性截面表示，其中中间连接器模块内插入其中；

图15A和图15B是安装在壳体内的、图10的接入连接器的立体视图和侧截面视图；

图16是根据本发明的一个替代实施方案的接入连接器装置和对应的中间连接器模块的等距截面视图；

图17和图18是图16的接入连接器装置的放大的截面视图，示出了对应的中间连接器模块的顺序插入；

图19是根据本发明的一个替代实施方案的电动车辆电缆连接器的侧视图；

图20是根据本发明的一个实施方案的为电动车辆充电的方法的块图；以及

图21是根据本发明的一个替代实施方案的将电力传输到电力网络的方法的块图。

具体实施方式

首先参考图1和图2，示出了根据本发明的第一实施方案的包含接入连接器装置的电动车辆连接系统。该系统(总体上描绘在10处)包括多个接入连接器20a、20b、20c至20n(总体上并且共同地称为20)以及控制和配送模块30。控制和配送模块30经由电力电缆31a连接到形成电网的一部分的变电站50，该电缆31a能操作以在变电站50与模块30之间传输电力。本地变电站50运转以将电力供应电压从传输电平(例如11kV或6.6kV)逐步减低到配送电平(例如415V，三相电力)。然而，将理解，该系统可以完全在电网网络中的不同的点处与各种其他额定值的变电站结合使用，或在适用时在不提供变电站的情况下使用。

每个接入连接器20经由相应的电缆21a、21b、21c至21n(总体上并且共同地称为21)连接到控制和配送模块30，所述电缆能够在模块30与接入连接器之间传输电力和通信或控制数据。在此实施方案中，在每个连接器20与控制和配送模块30之间的每个电缆中提供专用的电力传输线和单独的通信传输线。然而，将理解，在替代实施方案中一个物理传输线可以用于数据和电力传输。还将理解，在控制和配送模块30与每个接入连接器20之间可以分别存在不止一个电缆。系统10能够从电网接入电力并且经由电缆31a和电缆21以及在接入连接器20处形成的连接将此电力传输到一个或多个电动车辆22b、22n。每个接入连接器装置20还起用于电动车辆将电力传输回到网络的接入点的作用。另外，接入连接器装置能够向连接到它的电动车辆供应不同相位(即，单相或三相)和/或幅度的电力。

接入连接器20在空间上分布在模块30的地区，并且被整合到可用的基础设施内——该基础设施在此情况下是在车辆行车道11的旁边的行人通道12(或人行道、人行道、停车场或长期停车场)，该车辆行车道在此情况下是公共道路或公路。接入连接器20的位置使得它们可供停放在路边(例如在居住区、零售区或商务区中)的车辆使用，以便连接到电力网络。接入连接器20在此实施例中以彼此之间的在4米和10米之间的距离安装，但是将理解，它们不需要以固定间隔安装。电缆21被埋在地面内，在此情况下在行人通道12下面大体上平行于路边延伸。还将理解，房主可以为连接到更广泛的系统的专用接入连接器付费，所述专用接入连接器将被安装在他们的财产上(例如，在车库中或在私人车道上)以提供到该系统的私人、个人连接点。

接入连接器邻近路边(理想地在路边的0.5m内)的放置为车辆连接提供方便的位置，而对道路使用者的影响最小。连接器与路边基础设施(在此情况下，行人通道12)的整合便于安装，而对车辆行车道本身的破坏最小。

控制和配送模块30为每个接入连接器20提供一个本地接入点以接入电网。它也充当用于一组本地接入连接器20的本地控制点。这与像常规那样为每个车辆连接点提供单独的分布式控制站形成对照。所描述的配置是有利的，因为可以在一个安全模块或单元中为多个本地接入连接器提供必需的控制、计量、切换和安全机构，所述本地接入连接器可以在(例如)多个居住街道上在空间上位移而不需要长拖曳连接电缆。所提出的其中充电站能够连接到不止一个电动车辆的系统要求每个车辆经由一个电缆连接到同一充电站。这样的配置在它们的应用中被限制于不止几个车辆，并且不适合于安装在许多商务区域、零售区域和居住区域中。

系统10还包括与该系统的控制和配送模块30通信的远程数据处理和控制中心40，该控制和配送模块30经由通信连接41链接到远程数据处理和控制中心40。将理解，连接41可以是有线的或无线的，并且可以使用任何或宽范围的通信协议。远程数据处理和控制中心40从控制和配送模块30接收各种数据，包括但不限制于当前使用的接入连接器20的状态、从控制和配送模块30汲取的总电负荷以及连接到每个接入连接器20的每个电动车辆的充电状态(例如充电百分比)。控制信号然后可以从远程数据处理和控制中心40传输到控制和配送模块30，以控制该系统的某些操作参数。

远程数据处理和控制中心40还链接到通信网络(例如互联网)，该通信网络使得能够通过远程用户界面(UI)设备60b、60n与用户进行通信。在此实施例中，远程UI设备60b、60n是使用移动网络通信协议无线连接到互联网的移动电话手机。将理解，可以使用其他类型的远程UI设备，包括移动电话、台式计算机或基于车辆的设备，和/或可以使用有线通信协议。特别地，远程数据处理和控制中心40可以使用有线或电缆或无线通信协议连接到通信网络。

此实施方案的远程UI设备60b、60n是运行能操作以与系统10一起运转的应用程序的智能电话。数据可以发送至和发送自远程数据处理和控制中心40以及任何远程UI设备60，该远程UI设备60与可以连接到该系统的电动车辆的用户对应。从远程UI设备，用户能够监视和控制操作参数，如下文将更详细地描述的。

将理解，尽管在该系统中示出了与远程数据处理和控制中心进行通信并且连接到多个接入连接器的一个控制和配送模块，但是该系统的优选实施方案将具有多个控制和配送模块，每个在特定地区服务于相应的多个接入连接器。多个控制和配送模块可以与同一远程数据处理和控制中心进行通信(并且实际上单个远程数据处理和控制中心可以与大量控制和配送模块进行通信)。

图3A是接入连接器20以及其功能元件的示意性表示。所示出和所描述的功能元件可以各自通过所述装置的单独部件来执行或实现。替代地，一个部件可以实现接入连接器的多个所需的功能元件。

接入连接器装置20被配置为整合到可用的基础设施内，该基础设施诸如是在车辆行车道的旁边的行人通道(或人行道、人行道、停车场或长期停车场)，该车辆行车道可以是公共道路或公路。接入连接器装置20的所选的安装位置使得它可供停放在路边(例如在居住区、零售区或商务区中)的车辆使用，以便连接到电网网络。

接入连接器20具有入口22，用于接收来自控制和配送模块30的电缆21。电缆21包括多个专用的电力传输线(例如，以向接入连接器提供不同相位的电力)和一个通信传输线。在此实施方案中，该通信传输线还能够为接入连接器20的功能元件提供仪器电压电力。这些功能元件包括：锁定构件24和锁定机构26，用于控制与连接器20物理连接和断开；伴随加热元件27，用于霜冻保护和水分移除；以及视觉指示器28，其指示连接器的操作状态。在一些实施方案中，该通信线可以包括常规以太网电力线或功能类似的线。电缆21将接入连接器装置20连接到电网，从而为它提供电力。因此，接入连接器装置20起用于电动车辆接入电网的接入点的作用。

电缆的电力传输线，其携带用于为电动车辆充电的电力，被耦合到接入连接器装置内的导电接触器，所述导电接触器总体上示出为23a、23b和23c。接触器23a、23b和23c被设计成与兼容连接器的对应的连接器接口的对应的接触器连接，该兼容连接器直接或间接连接到电动车辆。

接入连接器20还包括：密封件25的布置，以防止水分和微粒进入；以及排水元件29a和阀元件29b，分别以移除水分和以避免压力积聚。将理解，这些特征是可选的。

现在参考图3B，示出了控制和配送模块30以及其功能元件的块图示意性表示。控制和配送模块30具有入口连接31b，用于接收来自变电站(未示出)的电力电缆。它还具有用于一束电缆的入口和用于每个接入连接器的电缆的对应的数目的连接点(总体上并且共同地示出在32处)。每个连接点32包括用于将每一个相位的电力(即，单相或三相)传输到接入连接器的接触元件和适当的开关设备，以及用于传输其他功能(诸如接入连接器中的伴随加热)所需的电力的接触元件和用于将数据、控制和通信信号传输到每个接入连接器的接触元件。还提供了用于每个连接点32的开关设备，以便于不同相位的电力到每个接入连接器的传输和不同相位的电力到每个接入连接器之间的切换。

控制和配送模块30被设置有剩余电流设备(RCD)和故障感测元件37，以在发生电力故障时保护用户、公众和该系统免受伤害或损害。

计量模块36包括在控制和配送模块30中，以为耦合到模块30的每个接入连接器提供计量。另外，模块30具有电流和负荷感测元件38，该电流和负荷感测元件38能够监视从控制和配送模块30、从任何一个单独的接入连接器、或共同地从它们中的一些或全部汲取的负荷。

控制和配送模块30具有通信模块33，用于处理、发送和接收数据、到远程数据处理和控制中心(并且因此到远程UI设备)的控制和通信信号；分别到接入连接器和到耦合到该系统中的电动车辆。

控制和配送模块30还包括环境温度传感器34。此传感器34用来决定何时致动连接到模块30的接入连接器内的伴随加热。替代地，如果认为连接器可能已经暴露于水分，例如，由于溢流(flooding)事件，连接器内的伴随加热可以被自动致动或通过操作员干预来致动。信号将经由远程数据处理和控制中心40发送到模块30，以便以此方式控制伴随加热。

模块30还包括处理模块35，用于处理接收的数据和控制去往和来自每个接入连接器以及远程数据处理和控制中心的通信信号。

模块30中的可选的附加功能元件包括视觉显示屏幕39、变压器41、整流器42和逆变器43。

从控制和配送模块30，可以单独地或作为一个集体控制和监视每个接入连接器，如下文将更详细地描述的。

图5和图6例示了根据本发明的一个优选实施方案的与系统10一起使用的车辆连接子系统。该子系统(总体上示出在61处)包括中间连接器模块62，该中间连接器模块62用来经由车辆电缆63将接入连接器20连接到电动车辆22。接入连接器20，以图1和图2中所示出的方式，被定位在邻近车辆行车道11的旁边的行人通道12中。

中间连接器模块62呈杆或矛状物的形式，能操作以在第一端处连接到接入连接器20，并且能操作以在第二端处连接到车辆电缆63。中间连接器模块62是便携式单元，当不使用时，该便携式单元可以在电动车辆22中携带。该连接器模块的第一端被设计成牢固地、容易地且可靠地连接到接入连接器20。第二端被设计成连接到标准电动车辆电缆连接器，该电动车辆电缆连接器进而连接到车辆上的连接器。电缆和车辆连接器可以例如是工业标准的“类型2”连接器。然而，在此实施方案中，连接器模块-到-电缆连接器包括安全脱落式连接，该脱落式连接被配置为在施加足够的力时安全地分离，以保护车辆22、电缆63、模块62和接入连接器20免受损害(例如，如果停放的车辆被卷入碰撞)。

在此实施方案中，电缆被示出为大体上直接从矛状物的第二(上部)端传递到车辆。通过起作用以将电缆连接点升高到合适的高度的矛状物的长度便于此，该合适的高度近似等于车辆连接器的高度。中间连接器模块可以设置在不同高度的范围内，取决于将与其一起使用的一个车辆或多个车辆。替代地或附加地，本发明的一些实施方案的中间连接器模块可以是长度可延伸的，以覆盖一系列连接器高度。替代地，较长的电缆可以被使用并且可以被向下路由到接入连接器位置、跨接入连接器与车辆位置之间的间隙，并且向上路由到车辆连接器，如由虚线65所示出的。将理解，存在可以将模块63连接到电动车辆22的各种其他合适的方式。

图6是呈杆或矛状物170的形式的中间连接器模块62的功能元件的示意性表示。模块170包括多个导电接触件173A、173B和173C，所述导电接触件被定位在该矛状物的外表面上。三个接触器已经被示出以指示用于每个相位的电力的单独的传输点，并且被布置为当连接时邻接接入连接器的对应的接触件。该矛状物还包括连接的电缆172，通过电缆172可以在电动车辆与该矛状物之间传输电力和数据/通信信号。

矛状物170具有照明源174，该照明源174是由用户能操作的，并且在在低光条件下或在黑暗中插入期间便于该矛状物和接入连接器视觉对准。照明源174由来自控制和配送模块的仪器电压线(例如通信线)供电。替代地或附加地，该矛状物可以被设置有可再充电电池或不可再充电电池(未示出)。

矛状物170还包括打开机构176、锁定部件175和释放机构177。打开机构176包括RFID设备，该RFID设备能操作以致动在该矛状物的邻近区域附近的接入连接器的锁定机构以解锁该接入连接器，并且使得能够将矛状物170插入该接入连接器。锁定部件175被布置成通过该接入连接器的锁定机构接合，以将该矛状物固定到该接入连接器。释放机构177能操作，以当将要释放该矛状物时使该接入连接器的锁定机构脱离。

处理模块178设置在该矛状物中，用于处理接收的数据和控制去往和来自控制和配送模块以及电动车辆的通信信号。

矛状物170还可以可选地包括可缩回的套筒179，以为它提供免受天气、污垢和碎屑影响的附加保护。当不使用该矛状物时，套筒179被延伸到该矛状物的功能部段(即，包含电接触元件173的部段)之上，并且当该矛状物被插入接入连接器时，套筒179被缩回。

中间充电模块的使用是有利的，因为它致使电动车辆连接系统的至少一部分便携，并且简化(永久地或半永久地)安装在连接位置中所必需的基础设施。与常规充电站相比，可以使接入连接器简单、不显眼且成本相对低。在充电站中常规发现的其他功能元件被包含到由用户在车辆内携带而不是安装在连接位置处的中间充电模块内。这便于以相对低的成本将接入连接器(并且因此将充电点)安装在宽范围的位置，包括但不限制于居住区域、商务区域和零售区域，包括停车场，具有灵活的配送布置。

该中间连接器模块在不使用时从接入连接器移除，减少了在连接位置的视觉影响，并且减少了对昂贵的连接基础设施造成损害的风险。该中间连接器模块在其受损害的情况下可以以相对低的成本进行更换，并且损害的影响仅针对车辆用户；接入连接器是相对鲁棒的，并且可以由具有它们自己的中间连接器模块的其他车辆用户使用。

图7A、图7B和图8例示了根据本发明的一个优选实施方案的接入连接器系统。图7A和图7B分别是在关闭位置和打开位置的接入连接器的截面视图；图8是适合于与图7A和图7B的接入连接器一起使用的中间连接器模块的侧视图。

接入连接器(总体上示出在220处)与接入连接器20类似、具有类似的功能元件，并且将从图1至图6和随附的描述理解，其中相同的特征用递增了200的相同的附图标记来标注。

图7A示出了处于其第一关闭(即，锁定)状况的接入连接器220，并且图7B示出了处于其第二打开(即，解锁)状况的接入连接器220。

该接入连接器安装在在车辆行车道的旁边的地面内、在行人通道(在此情况下，人行道212)中。接入连接器220的顶部213与人行道212的表面大体上齐平，以最小化从人行道的表面的突出，并且最小化原本会倾向于收集水分和/或碎屑的凹处。连接器220通常包括中空圆柱形主体部分214和用于插入对应的连接器的主孔215。在此情况下，该对应的连接器是图8中所示出的中间连接器模块。呈插头224的形式的锁定构件位于孔215内。插头224弹起(未示出弹簧)，使得它被偏置到图7A中所示出的向上的位置，其中插头224的顶部与接入连接器220的顶部和人行道大体上平齐。该插头填充由主体限定的体积，使得当插头224在图7A中所示出的位置时，最小化或避免从人行道的表面的突出，并且大体上不存在原本会倾向于收集水分和/或碎屑的凹处。

插头224通过锁定机构(总体上示出在226处)锁定就位。锁定机构226包括接合插头224上的凹处226b的一组环形锁定卡爪226a。锁定卡爪226a被容纳在接入连接器220的主体214中的环形凹处226c中。锁定卡爪226a能操作，以在它们径向向内延伸的位置(即，锁定位置)与它们缩回到凹处226c内的位置(解锁位置)之间移动。此实施方案的锁定机构226包括螺线管，以利用通过控制和配送模块提供的电力来控制卡爪226a的移动。在替代实施方案中，可以以其他方式(例如通过电动马达、或手动致动的钥匙)致动锁定机构226以锁定和解锁。上部密封件225密封以防止流体在插头与连接器主体之间进入。

连接器包括RFID读取器229，该RFID读取器229被配置为检测兼容连接器或连接器模块的存在并且选择性地操作锁定机构226以接合或脱离。

当锁定机构226脱离时，使得插头224能够在连接器220的孔215内向下移动。图7B示出了在其第二打开状况的接入连接器220，其中插头224遭受大体上向下的力(总体上由箭头指示)。在使用中，此向下的力将来自中间连接器模块(在图8中总体上示出在370处)的插入，条件是该机构已经被解锁。

接入连接器220还包括多个导电接触元件223。为简单起见，仅示出了一个接触元件223，尽管提供了三个。将理解，在替代实施方案中可以使用更多或更少数目的接触元件。接触器元件223连接到从控制和配送模块延伸到接入连接器220的电缆21的电力和通信传输线。接入连接器中的接触元件223的数目和位置将与中间连接器模块370上的接触元件的数目和位置对应。接触器元件223被定位在孔215的内壁215a上，其中它们的表面被大体上竖直定向。

接入连接器接触元件223被偏置以略微径向突出到接入连接器220的孔215内。当插头在其锁定位置时，接触元件223由插头224推动回到接入连接器220的主体214中的凹处218内，如在图7A中可以看到的。当插头被向下推动到该主体内(即，通过插入的中间连接器模块)时，接触器元件223径向向内移动到接入连接器220的凹处215内，如在图7B中可以看到的。

接入连接器220包括视觉状态显示布置，该视觉状态显示布置在此情况下是在孔215周围布置在上部表面上的彩色LED 228的布置。所述彩色LED提供连接器220的状态的视觉指示，如下文将更详细地描述的。伴随加热环227被定位在连接器的孔215周围。在其基底处，可选地设置排水管(未示出)，以便于移除确实进入连接器内的任何水分。通风口和/或阀(未示出)也可以被定位在此区域中，以减轻压力积聚的可能性，和/或以便于从连接器孔排出水分或蒸汽。

图8从侧视图示出了呈矛状物370的形式的中间连接器模块。矛状物370包括具有与接入连接器220对应的下部连接器365的第一下部端。轴366延伸到包括手柄367和用于电缆371的电缆连接器的上部端。

下部连接器365包括具有呈环形凹处364的形式的锁定形成部件的大体上圆柱形主体。凹处364的形状和位置与接入连接器220的锁定机构226的形状和位置对应，使得矛状物370可以通过锁定机构226锁定成与该接入连接器接合。矛状物370在其外表面上还具有多个接触元件373a、373b、373c，所述接触元件与该接入连接器中的接触元件的位置对应。该矛状物和该接入连接器二者都以提供导引轮廓这样的方式成形，以使得该矛状物只能够以一个特定的方位角或旋转定向完全插入接入连接器，使得它们的相应的对应的接触元件互相匹配。

矛状物370在其基底处具有RFID芯片368，该RFID芯片368能操作，以使接入连接器的锁定机构脱离，以解锁插头并且因此打开接入连接器。

矛状物370在其基底处还具有光源369，该光源369可以由用户使用定位在该矛状物的最上部部段——轴366或手柄367——上的开关(未示出)来操作。光源369使用电池单独供电，以使得当矛状物370未连接到外部电源时可以操作该光源。

轴366增加了电缆连接器和矛状物370的顶部的高度。轴366可以具有各种长度，但是在优选实施方案中，使电缆连接器的高度升高到近似等于车辆连接器的高度。矛状物370的轴366和连接器365可以以多种方式中的任何一种彼此连接，例如经由螺钉螺纹连接，并且可以是可互换的，以使得可以为特定的用户或车辆设定矛状物高度。电缆371经由沿着该轴的长度延伸的导电部件连接到连接器365。

电缆371可经由连接器与矛状物拆卸，并且这样该矛状物可以与标准的电缆和连接器一起使用，所述标准的电缆和连接器未必被配置用于与接入连接器直接交互。这便于改装和/或与市场上的宽范围的电动车辆和/或专有车辆连接系统的向后兼容性。

现在将参考附图的图9A描述该电动车辆连接系统的使用方法，该图是例示了根据本发明的一个实施方案的为电动车辆充电的方法90a的步骤的流程图。

在所示出的方法步骤之前，将电动车辆邻近于接入连接器(诸如连接器220)停放，并且电动车辆的用户从该车辆移除中间连接器模块(诸如矛状物370)。将车辆电缆连接到该中间连接器模块和该车辆。使该中间连接器模块的第一下部端紧密接近该接入连接器(可选地通过光源369辅助)。该接入连接器的状态通过呈彩色LED 228的形式的视觉指示器向该用户指示。例如，当该接入连接器出现故障和/或停止服务时，所述彩色LED可以显示红色，当该接入连接器在使用中(即，已经建立到电动车辆的良好连接)时，所述彩色LED可以显示绿色，以及当该接入连接器可供使用时，所述彩色LED可以显示蓝色。

接入连接器220通过该接入连接器的RFID读取器229对矛状物的RFID芯片368的检测来检测矛状物370的存在(步骤91a)。如果矛状物370被确认为兼容连接器，并且该接入连接器可供使用，使锁定机构脱离以解锁插头(步骤92a)。可以可选地向用户指示解锁状态，例如通过视觉指示器(诸如闪烁LED)的状态的改变。

在前面的描述中，这被描述为通过安装在该接入连接器和该中间连接器模块中的对应的RFID元件(即，该中间连接器模块中的RFID芯片和该接入连接器中的RFID读取器)完成。尽管将理解，该接入连接器可以以任何其他合适的方式检测该中间连接器模块。

在该接入连接器的插头现在被解锁的情况下，该电动车辆的用户将该矛状物插入该接入连接器，从而在这样做的同时将该插头向下推动到该接入连接器的孔内(步骤93a)。该矛状物和该接入连接器二者都以提供导引轮廓这样的方式成形，以使得该矛状物只能以一种特定的方位角或旋转定向完全插入该接入连接器，使得它们的相应的对应的接触元件在位置上互相匹配，并且使接触件在一起。

然后，致动该接入连接器的锁定机构以将该矛状物锁定就位(步骤94a)。

可以通过任何合适的方式或协议来致动该接入连接器的锁定机构以将该矛状物锁定就位。例如，将描述两个协议：“定时”协议和“接近”协议。在“定时”协议下，将该接入连接器解锁(步骤91a和步骤92a)，并且在它“超时”并且重新锁定它自己之前保持解锁一定的时间量。将该接入连接器保持解锁的时间量选择为足以允许该用户将该矛状物插入该接入连接器。替代地，在“接近”协议下，该接入连接器和该矛状物各自被设置有接近传感器，所述接近传感器能操作以识别该矛状物是否已经插入该接入连接器。该接入连接器使用此信息以保持它自己处于解锁状态直到该矛状物的插入被执行为止，并且以在该矛状物插入该接入连接器之后致动该矛状物的锁定。

该电动车辆的用户经由他们的远程UI设备向该系统识别他自己或她自己(步骤95a)，例如通过与远程数据处理和控制中心40的移动数据通信链路。替代地或附加地，可以通过以下方式传输用户身份证明：经由从接入连接器220到控制和配送模块30的电缆中的通信线直接从矛状物370的识别码；经由从接入连接器220到控制和配送模块30的电缆中的通信线从来自该车辆的该车辆的识别码；或通过从该用户的远程UI设备到该矛状物的本地通信，并且向前经由从接入连接器220到控制和配送模块30的电缆中的通信线。可以使用通信方法的组合，包括出于检查和/或安全目的而使用来自该系统的不同元件的多个识别码的那些通信方法。

在识别该用户的情况下，测试在该控制和配送模块、该矛状物与该车辆之间建立的连接(步骤96a)，以确保电连接是有效的、牢固的且安全的。还可以执行车辆电池的状态检查。

当已经经由该矛状物在该电动车辆与该接入连接器之间建立良好连接时，该控制和配送模块致动在其连接点处的开关设备，以使得电力能够传输到该接入连接器(步骤97a)。因此，使到该接入连接器的电缆通电。在步骤96a处的测试之前，控制和配送模块30之间的电缆是打开的，仅用于通信或低电平电力传输(用于该接入连接器和/或矛状物的功能元件)，并且因此不存在电力风险。

可以根据预定的设置或用户特定的设置将电力传输到该电动车辆(步骤98)，所述预定的设置或用户特定的设置通过该用户和/或经由该控制和配送模块或远程数据处理和控制中心根据该系统可用的资源来管理。下文将更详细地描述这。

将理解，方法90a的步骤可以以除上文所呈现的顺序之外的顺序来执行。例如，该用户可以在形成任何连接之前(特别地，在这是经由它们的远程UI设备来完成的情况下)向系统识别它们自己。

图9B是例示了根据本发明的一个实施方案的将电动车辆断开的方法90b的步骤的流程图。方法步骤以相反的顺序大体上类似于方法90a的多个步骤。

当电动车辆的用户想要将他们的车辆与该系统断开时(例如，在充电之后)，该电动车辆的用户向该系统识别他自己或她自己，并且指示接入连接器解锁并且释放矛状物(步骤95b)，例如经由他们的远程UI设备通过与远程数据处理和控制中心40的移动数据通信链路。替代地或附加地，可以通过以下方式传输用户身份证明和释放命令：经由从接入连接器220到控制和配送模块30的电缆中的通信线直接从矛状物370的识别码；经由从接入连接器220到控制和配送模块30的电缆中的通信线从来自该车辆的该车辆的识别码；或通过从该用户的远程UI设备到该矛状物的本地通信，并且向前经由从接入连接器220到控制和配送模块30的电缆中的通信线。可以使用通信方法的组合，包括出于检查和/或安全目的而使用来自该系统的不同元件的多个识别码的那些通信方法。用以指示或导致该接入连接器解锁的替代的和/或附加的释放机构包括：钥匙，其与该接入连接器上的锁定件对应；RFID芯片，其与设置在该接入连接器上的RFID读取器对应；以及安装在该接入连接器上的PIN盘，当键入唯一的PIN时，该PIN盘致动锁定机构以解锁。

然后，致动该接入连接器的锁定机构以解锁该矛状物(步骤94b)。

在该矛状物现在被解锁的情况下，该电动车辆的用户通过从该连接器拉动来从该接入连接器移除该矛状物。在这样做的同时，该接入连接器的插头向上移动到其原始位置(步骤93b)。

然后，通过任何合适的方式或协议来致动该接入连接器的锁定机构以将该插头锁定就位，并且因此锁定连接器(步骤92b)。例如，一旦在已经断开了到该矛状物的主动连接之后已经经过一定的时间量，或仅一旦已经——使用接近传感器——识别已经从该连接器完全移除该矛状物，该接入连接器就可以将该插头锁定就位。

可以可选地向该用户指示锁定状态，例如通过视觉指示器(诸如LED)的状态的改变。

现在将参考图10到图15B描述根据本发明的替代实施方案的接入连接器系统。接入连接器(总体上示出在120处)包括主体部分130，该主体部分130在平面视图中是大体上体育场形的，以形成安装在大体上体育场形的中空壳体110中的体育场形的圆柱形体积。保护性壳体被孤立地示出在图11A和图11B中，并且具有靠近其基底定位的圆柱形入口112，该入口的轴线垂直于主壳体的轴线。入口112是当接入连接器装置安装在壳体110内时用于铺设电缆以到达该接入连接器装置的入口。

壳体110还包括围绕其顶部内表面的多个狭槽和突出物114，以在安装接入连接器时容纳并且支撑该接入连接器。另外，壳体110在其基底上具有圆形狭槽116。同样，这是为了容纳接入连接器装置(未示出)的电缆终接部件，这将在下面的描述中被描述。主体部分130通过铸造工艺例如由不锈钢形成，并且起将连接器装置120的各个不同部分保持在它们的正确位置的作用。主体部分130通过螺栓131附接到连接器装置120的各种部件。

接入连接器装置120和保护性壳体被安装在在车辆行车道的旁边的地面内、在行人通道(未示出)中，使得接入连接器120的顶部132与人行道的表面大体上齐平，以最小化从人行道的表面的突出，并且最小化原本会倾向于收集水分和/或碎屑的凹处。

连接器装置120通常限定环形孔134，用于插入通过适当的方式附接到电动车辆的对应的兼容连接器。该兼容连接器和该接入连接器装置二者都以提供导引轮廓这样的方式成形，以使得该兼容连接器只能够以一个特定的方位角或旋转定向完全插入该接入连接器装置，使得它们的相应的对应的接触元件互相匹配。例如，该兼容连接器可以被设置有突出物，该突出物与该连接器装置的主体中的狭槽对应。

环形孔134围绕连接器装置136的直立圆柱形部分，连接器装置136的外壁包括电接触件，所述电接触件朝向环形孔134面向外。通过此方式，电动车辆连接到连接器装置120以获得接入电网网络。用于插入该接入连接器装置的兼容连接器在本文中也可以被称为“中间连接器模块”，并且参考图14对其进行更详细的描述。

锁定插头138位于环形孔134内，并且呈环形形式以填充环形孔134。环形插头138由一个或多个弹簧140弹起，使得它被偏置到向上位置，如图12A和图12B中所示出的，其中环形插头138的顶部与接入连接器120的顶部表面132大体上齐平，并且因此与接入连接器包含到其内的人行道平齐。当环形插头138在其向上位置时，最小化或避免从人行道的表面的突出，并且大体上不存在原本会倾向于收集水分和/或碎屑的凹处。

环形插头138由锁定机构(总体上示出在142处)锁定就位。锁定机构142包括多个部件，并且起将环形插头138在其向上位置锁定就位和释放环形插头138使得它可以在环形孔134内轴向向下移动的作用；这些状况在本文中分别被称为连接器装置的“锁定状况”和“解锁状况”。

锁定机构142包括一组周向分布的锁定卡爪144，其接合环形插头的主体138的外表面上的凹处146。锁定卡爪144被容纳在接入连接器120的主体中的相应的壳体狭槽中。锁定卡爪144能操作以在它们径向向内延伸到环形孔134内并且因此延伸到环形套筒(如果它存在的话)中的凹处内的位置(即，锁定位置)与它们被缩回到它们的壳体狭槽和环形空隙147内的位置(解锁位置)之间移动。此实施方案的锁定机构142包括分别总体上示出在148和149处的马达和齿轮系，该马达和该齿轮系控制锁定控制部件150的移动，并且因此控制锁定卡爪144的移动。控制该马达的电力是从通过保护性壳体(也未示出)中的入口进入连接器120的电缆(未示出)提供的。将参考图13A至图13D描述和理解该锁定机构的功能和操作。

连接器装置120包括射频识别(RFID)读取器(未示出)，该RFID读取器被配置为检测兼容连接器的存在并且在锁定机构142的锁定状况与锁定机构142的解锁状况之间选择性地操作锁定机构142。例如，在使用中，在经由RFID读取器感测到兼容连接器的存在时，接入连接器120将解锁。

在本发明的替代实施方案中，可以使用用于锁定机构142的其他形式的致动机构。其他这样的致动机构的一个实施例是连接器装置120上的小键盘(key pad)，当键入一定的键码时，该小键盘将致动连接器120以锁定或解锁。替代地，致动锁定机构142的指令可以经由有线连接或无线连接、经由通信网络(例如互联网)发送，该通信网络使得能够在已经将他们的车辆连接到接入连接器装置120的电动车辆操作员与接入连接器装置120之间进行通信。

在环形套筒138脱离的情况下，使得环形套筒138能够在连接器120的环形孔134内向下移动。环形套筒138在其遭受向下的力时将向下移动，在操作中，该向下的力通过兼容连接器的插入来施加，条件是该机构已经解锁。

如上文所描述的，接入连接器120包括多个导电接触元件152。接触元件152在直立部分136的圆周周围布置在其顶部附近，向外面向环形孔134内。接触元件152被定位在连接器120内，使得它们的接触表面被竖直地定向。为了简单起见，仅示出了两个接触元件152，尽管将理解，在本发明的替代实施方案中，可以在直立部分136的圆周周围设置更多或更少数目的接触元件。接触元件152连接到从电网网络延伸到接入连接器120的电缆的电力和通信传输线。接入连接器中的接触元件152的数目和位置将与对应的兼容连接器(未示出)上的接触元件的数目和位置对应。

直立部分136由不导电的材料形成。接触元件152连接到导电销154，所述导电销154从直立部分136的基底延伸穿过直立部分136的内部。当连接器装置120安装在保护性壳体(未示出)内时，这些销154被连接以从电缆(未示出)的电力传输线和/或通信传输线接收电力，该电缆以将在下面的描述中变得明显的方式通过壳体中的入口进入连接器120。

连接器装置120还包括上部密封件156，所述上部密封件156密封以防止流体在环形套筒138与连接器主体120之间进入。

接入连接器120的一个附加特征是视觉状态显示布置，该视觉状态显示布置在此种情况下是在环形孔134周围布置在其上部表面上的彩色LED(未示出)的布置。所述彩色LED提供连接器120的状态的视觉指示。例如，当该接入连接器出现故障和/或停止服务时，所述彩色LED可以显示红色，当该接入连接器在使用中(即，已经建立到电动车辆的良好连接)时，所述彩色LED可以显示绿色，以及当该接入连接器可供使用时，所述彩色LED可以显示蓝色。

伴随加热环(未示出)被定位在连接器的环形孔134周围。在其基底处，可选地设置了排水管(未示出)，以便于移除确实进入连接器内的任何水分。通风口和/或阀(未示出)也可以被定位在此区域中，以减轻压力积聚的可能性，和/或以便于从连接器120排出水分或蒸汽。

现在参考图13A至图13D，将详细地描述锁定机构的操作。图13A示出了包括马达148和齿轮系149的连接器装置120的外部，其中为清楚起见，省略了连接器装置120的主体部分130。图13B和图13C分别是部分分解侧视图和截面视图。

当马达148旋转时，驱动轴158也旋转，这进而引起第一齿轮(齿轮A)的旋转。齿轮A的旋转导致齿轮B旋转，并且同样地，齿轮B的旋转导致齿轮C旋转。最终齿轮(齿轮C)的旋转导致螺纹部分160相对于连接器120的轴线轴向向上和/或向下(取决于该马达的旋转方向)移动。此移动锁定和解锁连接器120。螺纹部分160上的外螺纹是多头螺纹，具体地是四头螺纹。作为一个安全特征，处于螺纹接合的部件的几何结构和材料被选择使得螺纹是自锁的(即，它不能够因施加轴向负荷而被驱动)。因此，为了使连接器在锁定状况与解锁状况之间移动，必须向被驱动的螺纹部分160施加扭矩，如上文所解释的。

在图13D中示出了通过连接器——特别是通过锁定机构——的详细截面视图。锁定控制部件150的内部为大体上杯形的，并且具有两个主要部分，每个主要部分具有不同的内直径。杯的底部部分162具有第一较小的内直径，并且顶部部分164具有第二较大的内直径。当通过马达148和齿轮149的操作使螺纹部分160(在图13D中加阴影的)向上和向下移动时，也使锁定控制部件150分别向上和向下移动，并且连接器120被锁定和解锁。

图13D示出了在其最下部位置的锁定控制部件150，其中锁定卡爪144接近锁定控制部件150的具有第二较大的内直径的顶部部分164。在此位置，锁定控制部件150的内部不向锁定卡爪144施加力，并且因此它们自由地缩回到它们的相应的壳体狭槽和环形空隙147内，在壳体狭槽和环形空隙147内容纳弹簧和锁定控制部件150。在此位置，连接器被解锁。

当锁定控制部件150向上移动时，顶部部分164与底部部分162之间的圆锥形过渡部分分别与锁定卡爪144接合，以将它们推动到连接器120的环形孔134内，因此与环形套筒138中的凹处146接合，以将它锁定就位。

图14是通过接入连接器130的短轴线的示意性截面视图，示出了与呈杆或矛状物470的形式的中间连接器模块形成的连接。矛状物470在功能上类似于图6的模块170和图8的矛状物370，并且包括轴部分471，该轴部分471的端479被配置为与接入连接器120连接。轴471的端479是大体上中空圆柱形部分，该大体上中空圆柱形部分的一个壁包括在其外表面上的锁定凹处，所述锁定凹处与锁定卡爪144的位置对应。该壁的内表面包括周向分布的接触导电接触件473a、473b，它们被定位成接触接入连接器120的电接触件152。中心插头(未示出)被容纳在该壁内，并且可在它被定位在该轴的端处的第一位置与它被缩回到该轴内的第二位置之间移动，以使得该壁能够延伸到接入连接器120的环形凹处内。该中心插头包括突出物，该突出物与接入连接器装置的主体中的狭槽对应，以使得它只能够以一个特定的方位角或旋转定向完全插入该接入连接器装置，使得它们的相应的对应的接触元件相互匹配。

该矛状物还包括电缆472，通过该电缆472可以在电动车辆与该矛状物之间传输电力和数据/通信信号。

在操作中，接入连接器装置120最初被锁定。换言之，环形套筒138通过锁定卡爪144锁定到其最上部位置。这是接入连接器装置120的默认状况，除非正在主动使用连接器。就这一点而言，其上安装齿轮B的轴被设置有扭力弹簧161，该扭力弹簧161将齿轮系朝向锁定控制部件150在其最上部状况并且接入连接器装置被锁定的位置偏置。

当接入连接器装置120感测到紧密接近的兼容连接器(未示出)时，通过使锁定控制部件150向下移动，将致动锁定机构以解锁环形套筒138，因此允许将该兼容连接器插入环形孔，从而在该环形孔内向下推动环形套筒138。

可以通过任何合适的方式或协议来致动锁定机构，以将兼容连接器锁定就位。例如，将描述两个协议：“定时”协议和“接近”协议。

在“定时”协议下，接入连接器120被解锁，并且在它“超时”并且重新锁定它自己之前保持解锁一定的时间量。将该接入连接器保持解锁的时间量选择为足以允许用户将兼容连接器插入接入连接器。

在设定的时间段结束时，锁定机构被自动致动，以使锁定卡爪144移动回到环形孔134内。该兼容连接器(未示出)包括环形凹处，该环形凹处与环形套筒138上的环形凹处146相同，并且当将该兼容连接器插入接入连接器装置120的环形孔134时，该环形凹处接近锁定卡爪144的位置定位。因此，在已经经过了设定的时间量并且锁定机构重新锁定接入连接器装置120之后，插入的兼容连接器以与先前环形套筒相同的方式被锁定就位。

替代地，在“接近”协议下，该接入连接器和该兼容连接器各自被设置有接近传感器，所述接近传感器能操作以识别该兼容连接器是否已经插入该接入连接器。该接入连接器使用此信息以保持它自己处于解锁状态直到使该兼容连接器的插入被执行为止，并且以在该兼容连接器插入该接入连接器之后致动该兼容连接器的锁定。

该兼容连接器包括释放机构，该释放机构能操作以与接入连接器装置120通信，以致动锁定机构以解锁该兼容连接器，从而允许它从接入连接器装置120释放。但是，将理解，在本发明的替代实施方案中，接入连接器装置120它自己可以被设置有某种形式的释放机构，该释放机构可以被操作以致动锁定机构以解锁插入的兼容连接器。这可以例如以小键盘的形式来提供。替代地，致动锁定机构的指令可以经由有线连接或无线连接、经由通信网络(例如互联网)发送，该通信网络使得能够在接入连接器装置120的用户与接入连接器装置120之间进行通信。例如，用以致动连接器装置120的锁定机构的命令可以通过用户的远程用户界面(UI)设备(诸如移动电话手机)发送，该远程用户界面设备使用移动网络通信协议无线连接到互联网。

图15A和图15B示出了安装在保护性壳体110内的接入连接器装置120。还在该壳体内设置电缆终接部件166。来自从电网网络通过入口112进入盒(box)的电缆(未示出)的电线终接于电缆终接部件166内。当安装接入连接器120时，销154进入电缆终接部件166中的对应的孔口，使得电力和/或通信或控制数据从该电缆传送到连接器中的接触元件。

接入连接器装置通过螺纹销(未示出)连接到保护性壳体110。螺钉穿过连接器的环形孔插入并且垂直于连接器的轴线插入该壳体的主体，使得所述螺钉的头部被定位在该环形孔内而它们的接触表面被竖直定向，并且只能够将所述头部从该环形孔内部接入。因此，环形套筒必须被解锁并且在该环形孔内被推动向下，以获得接入螺钉头部。如所描述的，仅当RFID读取器(未示出)检测到兼容连接器的存在时，连接器装置120才将解锁，并且操作锁定机构以解锁环形套筒。安装、维修或修理连接器装置120、必须将连接器装置的主体插入保护性壳体或从保护性壳体移除的授权人员被提供有特定的工具，该特定的工具包括RFID芯片，该RFID芯片也将通过连接器装置120识别以解锁锁定机构。该工具能够被插入连接器的环形孔，当这样做的同时向下推动环形套筒。另外，该工具被配置为使得在它插入连接器内时，允许接入环形孔的内壁和外壁，从而允许接入螺钉。因此，出于安装和/或修理目的，仅被准许的人员能够获得接入连接器的环形孔。

现在参考图16至图18，将描述根据本发明的另一个替代实施方案的接入连接器系统。该系统(总体上示出在500处)包括安装在壳体510中的接入连接器520和呈矛状物的570形式的中间连接器模块。接入连接器520和矛状物570类似于先前的实施方案的连接器120和矛状物470，并且它们的特征和操作将从图10至图15和随附的描述理解。然而，系统500的不同之处在于，锁定功能和接入连接器520与矛状物570之间的电接触通过同一组部件来实现，如下文将描述的。

图16是连接系统500的等距截面视图，示出了在连接之前壳体510中的连接器520和矛状物570，其中用户准备将该矛状物插入该连接器。连接器520包括在主体530的一部分的顶部中的‘T’异型插座，并且矛状物570的下部部分包括对应的‘T’形插口(spigot)。为了成功连接，用户必须将该矛状物定向成使得该T插口接合在T插座内。不这样做将导致失败连接。将理解，可以采用其他类似的定向机构。

应该注意，在图16中，未示出电力电缆以及它们的芯，但是电力供应电缆和/或通信和数据电缆或线通过开口512进入在底部的接入连接器，并且从矛状物570到电动车辆的电力供应从由电缆衬套(bush)574支撑的矛状物手柄567的一侧出来。与其他实施方案一样，接入连接器安装到地面内，使得外壳体的顶部表面与本地地面齐平。

如图17和图18中最清楚地示出的，该矛状物具有容纳在外壁579内的中心插头575，该中心插头575可在它被定位在该矛状物的轴的端处的第一位置与它被缩回到该轴内的第二位置之间移动，以使得该壁能够延伸到接入连接器520的环形凹处内(参见图18)。壁579的内表面包括周向分布的接触导电接触件573a、573b，它们被定位成接触接入连接器520的电接触件552。

该接入连接器包括接触器壳体551，该接触器壳体551支撑在该连接器中轴向定向的第一接触器部分553和布置在径向定向的环中的第二接触器部分552。第一接触部分553从上部电缆终接块555延伸到第二接触器部分552，并且可与该接触器壳体一起轴向移动，如下文将描述的，同时保持与电缆终接块555的电接触。所述第一接触器部分和第二接触器部分被精确机械加工为一组，在它们的邻接表面上具有镜像45度倒角几何结构。

在锁定状况下，如图17中所示出的，第二接触器部分的环接合环形插头538中的互反的异型凹槽，并且由所述第一接触部分和在其上部位置的接触器壳体551径向约束在‘径向向外(radial-out)位置’。

该接触器壳体和第一接触器部分的移动被控制如下。首先，一组弹簧垫圈557(例如，蝶形(Belleville)弹簧垫圈)通过接入连接器的组装而被预加载，并且因此向在图17的‘向上位置’的接触器壳体提供偏置，在该‘向上位置’第二接触器部分552被压迫进入‘径向向外’位置。驱动部件经由驱动轴558由马达548驱动以旋转。驱动部件的上部表面被设置有螺旋形斜坡，所述螺旋形斜坡与接触器壳体551的下部表面上的相反的螺旋形斜坡对应。衬套560在驱动部件、接触器壳体551与第一接触部分553之间施加轴向负荷。驱动部件的旋转使上部和下部螺旋形接触斜坡的相对位置旋转，以使接触器壳体551向上或向下移动，取决于旋转的方向。通过操作马达548以使接触器壳体551向上移动，接触器壳体551不仅通过弹簧垫圈557被偏置在向上位置，而且现在也通过处于螺纹接合的部件551、560被锁定在此位置，并且第二接触器部分552被压迫并且被锁定在‘径向向外’位置。

相反地，驱动部件560在相反方向上的旋转导致接触器壳体551向下移动，从而允许第二接触器部分552径向向内移动，使得连接器520处于‘解锁状况’。

作为一个安全特征，处于螺纹接合的部件551、560的螺纹(未示出)的几何结构和材料被选择使得该螺纹是自锁的(即，它不能够因施加轴向负荷而被驱动)。因此，为了使连接器520在锁定状况与解锁状况之间移动，必须向从动部件560施加扭矩，该扭矩是经由马达548提供的，如上文所解释的。

当用户准备将矛状物570插入连接器520(图17)时，该连接器的控制系统认证矛状物570并且操作马达548以使连接器520移动到解锁状况。在解锁状况下，准许接触器壳体551向下移动。然而，此时，弹簧柱(spring stack)557继续将接触器壳体551保持在向上位置。

在插入矛状物570时，由用户推动矛状物570所施加的轴向力将导致弹簧柱557的压缩和接触器壳体551的向下移动。当环形插头538被矛状物570向下推动时，它径向向内压迫第二接触器部分552到与第一接触器部分553成45度的界面上，从而导致接触器壳体551向下移动。当所述第一接触器部分与第二接触器部分之间的接触表面倾斜45度时，在配合部分的径向移动与轴向移动之间存在1比率(例如，对于第一接触器部分553轴向向下移动每一个1mm，第二接触器部分552径向向内移动1mm)。该矛状物的插入还压缩弹簧540，该弹簧540正常将环形插头538偏置到其最上部位置。

另外，当矛状物570插入连接器520时，该连接器的主体530的顶部部分压迫该矛状物的中心插头575移动到第二位置，在该第二位置它被缩回到轴内，以使得壁能够延伸到接入连接器520的环形凹处内。

当矛状物570完全插入连接器520时，第二接触器部分552被偏置以径向向外移动到矛状物570中的异型凹槽中，该异型凹槽对应于在环形插头538中设置的异型凹槽。在此位置，矛状物570的导电接触件573a、573b与接入连接器520的第二电接触器部分552处于接合，并且矛状物570和接入连接器520处于完全接合状况。

矛状物570与接入连接器520之间的电路，并且因此连接到矛状物的电动车辆(未示出)现在被连接。在此阶段，该连接器的控制系统通过操作马达548以使连接器520移动到锁定状况来操作以将矛状物570锁定在连接器520中。

因此，在本发明的此实施方案中，第二接触器部分552具有提供连接器520与矛状物570之间的所需电连接以及提供锁定功能以将矛状物570固定在连接器520中(或以固定插头538)的双重功能。

一旦矛状物570已经被插入，并且矛状物570与接入连接器520之间的电路被连接，连接器520的控制系统就运行一系列电连续性和完整性检查。如果这些检查的结果是符合要求的，则连接器520(经由LED灯或其他方式)向用户提供已经形成符合要求的连接的指示，并且适当的电力供应被递送到耦合到矛状物570的电动车辆(未示出)。

在与上文所描述的过程相反的过程中从连接器520移除矛状物570。

本发明的上文所描述的实施方案使用中间连接器模块，该中间连接器模块被布置在接入连接器与车辆电缆之间，并且被设计成与接入连接器和车辆电缆中的每个连接和断开。这提供了方便且有效的连接方式，并且具有与永久或半永久安装的连接基础设施以及接入连接器的简单性有关的各种优点。然而，将理解，本发明的各方面的原理不被限制于使用这样的中间模块的系统。例如，用于接入连接器的对应的连接器可以被整合到车辆连接电缆内，而不是可分离的部件。替代地或附加地，中间连接器模块的功能可以与电动车辆整合，可选地经由形成车辆自己的连接子系统的一部分的电缆。

就这一点而言，图19是根据本发明的一个替代实施方案的电动车辆电缆连接器的侧视图。该连接器(总体上示出在162处)包括与矛状物370的下部端类似的主体，并且被设计成连接到接入连接器220并且与接入连接器220接合。连接器162的不同之处在于，它不包括延伸的轴，并且代替地大体上在地面水平处连接到该接入连接器，其中电缆从上部端引至车辆连接器。在此实施方案中，电缆与连接器整合，而不是被可分离地连接。

使用控制和配送模块以及各自连接到该控制和配送模块并且从该控制和配送模块控制的多个接入连接器便于根据一系列因素中的至少一个来有效地控制和管理充电过程，所述因素包括但不限制于：电动车辆用户的识别以及用户的偏好或账户状态；电动车辆的充电状态；模块的地区的总负荷要求；或电力资源的可用性。

如先前所提到的，本发明的优选实施方案将具有多个控制和配送模块，每个控制和配送模块服务于在特定的地区的相应的多个接入连接器。多个控制和配送模块可以与同一远程数据处理和控制中心进行通信(并且实际上单个远程数据处理和控制中心可以与大量控制和配送模块进行通信)。

该控制和配送模块具有电流和负荷感测能力，该电流和负荷感测能力可以从一个、一些或所有主动接入连接器监视在任何一个时间从该控制和配送模块汲取的负荷。所获取的数据可以在本地(即，在控制和配送模块处)被处理，和/或该控制和配送模块可以将所获取的数据发送到数据处理和控制中心以进行处理。因此，当确定如何将电力传输到连接到其接入连接器的单独的电动车辆时，可以考虑该控制和配送模块可用的电力资源以及需求(瞬时的和/或预测的)。也可以考虑其他因素，并且其他因素可以包括用户的身份、或某个其他用户属性，例如向一个或多个电力供应商建立的账户状态或订阅状态、预先配置的或请求的用户偏好，或二者的组合。

就这一点而言，有利的是如果该控制和配送模块以配送电压电平连接到电力网络，如在所描述的实施方案中那样。控制和配送网络中的每个从电网接收三相电力(例如，以415V)，并且能够根据在本文中所描述的因素向每个接入连接器传输三相电力或单相电力。

在图20中呈现了充电管理方法的一个实施例。该方法(总体上描绘在100处)开始于识别用户(步骤101)，与方法90类似地，这可以经由用户的远程UI设备，例如通过与远程数据处理和控制中心40的移动数据通信链路、中间连接器模块、从车辆的识别码或通过其他方式。在向系统识别用户的情况下，询问数据库(其可以被远程托管)以确定该用户的账户状态和/或订阅状态，以及任何预先配置的用户设置，包括例如以下项中的至少一个：车辆类型、优选充电要求、计费偏好、接触方法、优选电力供应商(如果适用的话)(步骤102)。

用户也有机会选择或设定充电参数(步骤103)，例如经由他们的远程UI设备或可选地通过待被耦合到接入连接器的连接器模块。这使得用户能够针对特定充电过程设定他们的要求，这可能覆写预定设置或默认设置。设置可以包括例如供应商或价目表(tariff)的选择，设定所需的充电的“优先级”状态，指示车辆将在当前位置连接到系统的时间，或所需的最终充电状态。“优先级”状态可以使为该用户的车辆充电优先于为其他用户的车辆充电，例如作为向供应商支付附加费或较高税率的回报。用户使用他们的远程UI设备60选择这些各种选项中的任何一个，该远程UI设备60然后通知数据处理和控制中心40，该数据处理和控制中心40进而控制电力向相关连接器的传输。

可以在控制和配送模块可用的总资源以及来自其接入连接器的其他接入连接器的当前的或预测的负荷需求的背景下，控制电力到任何特定接入连接器的传输(步骤104)。例如，控制和配送模块可以仅能够在任何一个时间从电力网络汲取一定量的负荷，并且可以存在连接到或预期将连接到系统的多个车辆。不同的车辆正在竞争可用的资源，并且可以根据该资源以及单独的用户的设置和偏好来管理到不同的车辆的传输。

根据资源/需求信息和用户的要求来设置针对特定用户的充电参数(步骤105)。这包括例如选择是向接入连接器传输三相电力还是单相电力。

周期性地，该系统既对用户偏好又对可用的资源和需求执行检查(步骤106)。如果情况改变，例如如果附加的车辆已经连接到控制和配送模块的接入连接器，或如果用户已经将他们的状态改变到较低优先级，则可以改变或重新设定充电参数，例如通过从三相电力切换到单相电力。相反地，如果车辆与接入连接器断开或不再汲取负荷(例如已经达到完全充电状态)，或如果用户将他们的状态改变到较高优先级充电要求，则可以改变或重新设定充电参数以增加由用户的车辆汲取的负荷(例如通过从单相电力切换到三相电力)。本地处理(在控制和配送模块中)或远程处理(在远程处理和控制中心中)可以遍及给定的控制和配送模块的接入连接器的所有当前用户确定正确的充电参数。这可以基于用户状态、车辆充电状态、以及可用的资源和需求的组合参考决策表或软件算法来自动执行，其中向用户通知充电状态的改变。替代地或附加地，可以通过用户的远程UI设备向用户通知充电状态的改变，并且可以给予用户通过更新其设置来影响该改变的机会。例如，用户可以能够通过选择将他们的状态升级到较高优先级并且潜在地更昂贵的充电价目表来防止移动到较慢的充电程序。

这些方法因此提出了一种管理将电力配送到用于电动车辆的一系列接入连接器(并且因此充电点)的动态方法。该系统可以以多种方式配送电力。如上文所描述的，可以使特定的接入连接器在三相电力与单相电力之间切换。该系统可以配送电力的另一种方式是开始顺序地循环供应到每个接入连接器的电力。另一种替代方式是完全停止将电力传输到耦合到充电到一定百分比的电动车辆的连接器。将理解，该系统可以使用任何其他合适的替代方法来减小由接入连接器汲取的负荷。

类似的方法可以用来管理跨多个控制和配送模块对电力网络的需求。取决于多个因素，诸如一天中的时间(the time of day)或对电力网络的当前需求，特定的变电站或特定的一个子集的控制和配送模块可用的电力资源可能上升或下降。可以将与资源和需求的改变有关的实时信息传达到控制和配送模块，并且可以相应地修改到电动车辆的传输以适当地管理需求。车辆和用户的特性可以用来确定在本地级上配送的电力的分配，和/或用来设定管理跨多个控制和配送模块可用的资源。

通常，通过将警告或通知发送到与适用的接入连接器/用户相关联的远程UI设备来将该系统对车辆的充电参数做出的任何改变传达到用户。

在本发明的有利实施方式中，用户经由在便携式UI设备上运行的专用用户软件客户端应用程序与该系统进行交互。该软件应用程序经由联网或移动通信协议与在远程位置(例如远程处理和控制中心)的硬件上托管的软件进行交互。注册用户能够(例如)通过软件应用程序管理用户账户或订阅、改变设置和偏好、查看与充电活动或历史有关的信息、以及查看和更新与支付和计费选项有关的信息。特别地，用户能够查看进行中的充电操作的状态，以及根据改变的要求或响应于该系统制定或提出的状态改变来控制该操作。

可以根据本发明的实施方案实现多个不同的计费选项。可以通过用户的远程UI设备60上的软件针对用户的使用对用户计费，该软件与包括在控制和配送模块30中的计量模块结合工作。用户可以预加载钱以存入使用他们的远程UI设备链接到该系统的相关联的账户。在适用时，用户还可以在不同的收费价目表与供应商之间进行选择。在一个替代支付布置中，拥有公司汽车的用户以及所讨论的公司已经安排向电力提供商开设账户，以使得它们的员工不必直接为充电付费。本发明的实施方式可以在使得电力能够传输到用户的车辆之前执行计费账户状态检查。

本发明的前面的实施方案涉及连接系统在充电操作中的使用。然而，通过使用控制和配送模块便于该系统的一个替代使用，该替代使用是电力从电动车辆中的存储设备传输到电力网络、和/或传输到本地或远程电动车辆中的其他存储设备。这样的实施方式可以为用户带来收益(在财务或“收费信用”方面)，可以是通过控制和配送模块服务其接入连接器的需求来管理本地级上的资源和需求的一部分，或可以是可用于多个控制和配送模块的资源的更一般管理的一部分。

现在参考图21，示出了用于将电力从电动车辆传输到电力网络的系统的块图。该系统在功能上类似于图1的系统，并且包括连接到多个接入连接器(一个被示出在20处)的控制和配送模块30，用于连接车辆80(在此情况下经由中间连接器模块70)。控制和配送模块30连接到变电站50，并且在此情况下经由无线通信链路与远程处理和控制中心40进行通信。

附加地，系统10通过无线通信连接由数据处理和控制中心40链接到远程UI设备60。远程UI设备可以是任何移动设备，诸如智能手机或平板电脑，并且这样，该软件可以呈移动应用程序的形式。

电动车辆的充电状态由控制和配送模块30监视，并且根据用户的设置和偏好，该系统可接入存储在车辆的存储装置中的电荷，例如以增加控制和配送模块30的可用的资源，以便为其他车辆充电，以动态地管理从控制和配送模块30或它连接到的电力网络汲取的总负荷，或以将电力传输回到电网。逆变器和其他有关的控制件可以包含到控制和配送模块中，以便于电力从车辆传输到电力网络。该系统到电动车辆的接入可以由用户经由其远程UI设备60来管理。

上文提到存在与永久或半永久安装的连接基础设施以及接入连接器的简单性有关的各种优点。如下文将描述的，还存在与接入连接器的安装和部署有关的益处。

大量常规充电站的安装是相对昂贵的且破坏性的，特别是因为它通常要求在识别对于接入连接器的使用有足够的需求之前对基础设施的投资。这是一个持续存在的问题；为了使基础设施投资可行，要求在特定地区使用的临界性的大量的电动车辆，并且缺少可用的基础设施妨碍电动车辆的销售。控制和配送模块的布置便于在已经识别了对连接设施的将来需要的位置或对连接设施存在一些当前需求(所述当前需求预期将来将增加)的位置分阶段安装接入连接器。

在此实施例中，一些接入连接器将可供立即使用，并且一些接入连接器不打算在将来的某个以后的日子之前供使用。在第一安装阶段，控制和配送模块被安装并且经由电力电缆连接到本地变电站，因此建立该模块与网格之间的连接。同样在第一阶段，接入连接器的位置被选择并且被相应地发掘。在每个接入连接器与控制和配送模块之间的所提出的路径(即，每个电缆的位置)也被发掘，以允许铺设每个电缆。

在将提供接入连接器以供立即使用的位置，安装接入连接器并且通过电缆在相应的接入连接器中终接来将接入连接器连接到每个相应的电缆。每个电缆还被连接一直到控制和配送模块上的相应的分立电缆连接点并且因此可供使用。

在接入连接器当前不打算供使用的位置，例如沿着电缆的路径间隔地，以接入端口的形式安装“空白”或“仿真(dummy)”单元。这些接入端口确实具有提供的电缆，但是留着未端接，并且因此未连接到电缆。类似地，在控制和配送模块处，未使用的电缆也未被连接一直到相应的电缆连接点。每个电缆的端被保护并且被形成水密的(watertight)(例如，通过端盖、胶带或任何合适的替代物)。从控制模块引至每个仿真接入连接器的每个电缆因此在两端处断开。

接入端口由防水的(waterproof)、耐用的且不导电的材料制成，但是成本比完全接入连接器的安装便宜得多。另外，沿着电缆路径设置附加的接入端口不怎么增加正在安装的接入点的安装成本。此方法具有的优点是，所有电缆——不管在单个步骤中是真正的接入连接器还是接入端口被安装——并且路边和/或人行道基础设施可以在它们周围重新安装。

在第二安装阶段，当已经做出决定以使更多的接入连接器联机时，在预定位置用接入连接器替换接入端口中的一个或多个。每个接入连接器被安装到预先准备的接入端口内，并且被连接到下方的其相应的电缆。每个适用的电缆也在控制和配送模块端处连接到控制和配送模块上的其相应的分立电缆连接点。因此可以快速地、效率高地且低成本地执行该第二阶段，而没有对路边基础设施的实质性破坏(这是在第一安装阶段执行的)。如果要求的话，可以在第三阶段或另一个阶段将更多的接入连接器添加到该系统。通过执行此分阶段的方法来进行接入连接器安装，可以减少初始投资，并且可以根据需求的增加管理进一步投资。

本发明提供了一种用于接入电力网络的接入连接器、或这样的连接器的系统以及一种使用方法。该接入连接器被配置为安装在路边基础设施中，以与路边基础设施的外表面大体上齐平，并且其中该接入连接器为电动车辆连接器提供机械和电连接点。

可以在本发明的范围内对上文所描述的实施方案进行各种修改，并且本发明扩展到除了在本文中明确要求保护的特征之外的特征的组合。

Claims (79)

1.一种用于接入电力网络的接入连接器，其中所述接入连接器包括主体部分，所述主体部分被配置为安装在路边基础设施中，使得所述接入连接器为电动车辆连接器提供机械和电连接点并且具有与地面的外表面大体上齐平的顶部表面；

其中所述接入连接器的所述主体部分包括孔和锁定插头，所述锁定插头朝向所述锁定插头的顶部与所述接入连接器的所述顶部表面平齐的上部位置偏置并且与所述接入连接器的所述主体部分形成密封，并且其中所述锁定插头能轴向向下移动到所述孔内，以允许所述电动车辆连接器插入所述孔。

2.根据权利要求1所述的接入连接器，其中所述接入连接器被配置为整合到邻近车辆行车道的行人通道内。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的接入连接器，其中所述接入连接器被配置为经由所述电动车辆连接器来便于和/或控制电力在所述电力网络与电动车辆之间的传输。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的接入连接器，包括中空圆柱形主体部分，所述中空圆柱形主体部分包括所述孔。

5.根据权利要求4所述的接入连接器，其中所述锁定插头是大体上圆柱形的。

6.根据权利要求4所述的接入连接器，其中所述锁定插头呈环的形式。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的接入连接器，包括锁定机构，所述锁定机构能操作以将所述锁定插头锁定到上部位置。

8.根据权利要求7所述的接入连接器，其中当大体上向下的推动力被施加到所述锁定插头时，所述锁定机构能操作以释放所述锁定插头，以允许所述锁定插头向下移动到所述接入连接器的所述孔内。

9.根据权利要求7所述的接入连接器，其中所述锁定机构包括锁定部件，所述锁定部件位于所述接入连接器的所述孔的内壁中的凹处内。

10.根据权利要求9所述的接入连接器，其中在锁定位置，所述锁定部件径向延伸到所述锁定插头中的凹处内，并且在解锁位置，所述锁定部件被缩回以摆脱所述锁定插头。

11.根据权利要求9所述的接入连接器，其中在锁定位置，所述锁定部件突出到所述接入连接器的所述孔内，并且在解锁位置，所述锁定部件被缩回到所述接入连接器的所述孔的所述内壁中的所述凹处内。

12.根据权利要求9所述的接入连接器，其中所述锁定插头呈环的形式，并且在锁定位置，所述锁定部件径向向外延伸到所述环的内壁中的凹处内，并且在解锁位置，所述锁定部件朝向所述孔的中心轴线缩回。

13.根据权利要求7所述的接入连接器，其中所述锁定机构在锁定位置与解锁位置之间的移动通过马达致动。

14.根据权利要求7所述的接入连接器，其中所述锁定机构在锁定位置与解锁位置之间的移动通过螺线管致动。

15.根据权利要求7所述的接入连接器，其中所述接入连接器的所述锁定机构通过射频识别（RFID）信号致动。

16.根据权利要求7所述的接入连接器，包括RFID读取器，其中当所述RFID读取器感测到接近所述接入连接器的对应的RFID芯片时，所述锁定机构能操作以解锁所述锁定插头。

17.根据权利要求9所述的接入连接器，其中所述锁定机构包括支撑部分，所述支撑部分能操作以在所述接入连接器中轴向移动，以使得所述锁定部件能够在其锁定状况和解锁状况之间移动。

18.根据权利要求17所述的接入连接器，其中所述锁定机构的所述支撑部分的轴向移动通过马达致动。

19.根据权利要求9所述的接入连接器，其中所述锁定部件是导电的，并且被配置为在所述接入连接器与对应的电动车辆连接器之间提供电接触。

20.根据权利要求1或权利要求2所述的接入连接器，其中所述接入连接器被配置为接受中间连接器模块，所述中间连接器模块能操作以连接到电动车辆。

21.根据权利要求7所述的接入连接器，其中所述接入连接器的所述锁定机构能操作以将插入的中间连接器模块锁定在所述接入连接器内部。

22.根据权利要求21所述的接入连接器，其中所述锁定机构能操作以通过释放机构的操作来解锁并且释放插入的中间连接器模块。

23.根据权利要求1或权利要求2所述的接入连接器，被配置为接收包括一个或多个电力传输线和/或一个或多个通信传输线的电缆。

24.根据权利要求23所述的接入连接器，包括接触元件，所述接触元件能操作以连接到所述电缆的电力传输线和/或通信传输线。

25.根据权利要求24所述的接入连接器，其中所述接入连接器的所述接触元件被定位在所述接入连接器的所述孔中。

26.根据权利要求24所述的接入连接器，其中所述接触元件的面径向向内定向。

27.根据权利要求24所述的接入连接器，其中所述接触元件的面径向向外定向。

28.根据权利要求1或权利要求2所述的接入连接器，包括一个或多个附加的功能特征，所述一个或多个附加的功能特征选自由以下项组成的组：提供所述连接器的状态的视觉指示的彩色灯、伴随加热元件、清洁环、密封件、计算机、压力通风口、阀和排水管。

29.一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

根据权利要求1或2所述的多个接入连接器，其能操作以从所述电力网络接收电力。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器中的至少一个子集被整合到邻近车辆行车道的行人通道内。

31.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器中的每个接入连接器一次为一个电动车辆提供到所述系统的连接点。

32.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器连接到所述电力网络，并且所述电力网络是适合于市政电力供应的常规电网。

33.根据权利要求29所述的系统，其中所述系统能操作以控制电力从所述电力网络到连接到所述多个接入连接器的一个或多个电动车辆的配送和传输。

34.根据权利要求29所述的系统，其中所述系统能操作以控制电力从连接到所述多个接入连接器的一个或多个电动车辆回到所述电力网络的配送和传输。

35.根据权利要求29所述的系统，包括通过电缆将所述多个接入连接器连接到所述电力网络的至少一个电缆，其中所述至少一个电缆包括在所述电力网络与每个相应的接入连接器之间的电力传输线和通信传输线。

36.根据权利要求29所述的系统，包括控制和配送模块，所述控制和配送模块连接到所述电力网络并且服务于在某个预定地区或所述控制和配送模块的邻近区域内的多个接入连接器。

37.根据权利要求36所述的系统，包括多个控制和配送模块，每个控制和配送模块连接到所述电力网络并且服务于在不同地区或邻近区域的多个接入连接器。

38.根据权利要求36所述的系统，其中所述多个接入连接器中的每个接入连接器通过电缆连接到一个控制和配送模块，每个电缆在所述控制和配送模块与每个相应的接入连接器之间提供电力传输线和通信传输线。

39.根据权利要求36所述的系统，其中所述控制和配送模块包括用于连接到所述多个接入连接器中的每个相应的接入连接器的每个电缆的分立电缆连接点，每个分立连接点能操作以向每个相应的接入连接器独立地提供电力。

40.根据权利要求36所述的系统，其中所述控制和配送模块包括一个或多个特征，所述一个或多个特征选自由以下项组成的组：计量模块、环境温度传感器、剩余电流设备（RCD）和故障感测元件、计算机、一个或多个通信模块、变压器、逆变器和整流器。

41.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器在空间上分布在所述路边基础设施中。

42.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器中的每个被安装在选自由以下项组成的组的位置：行人通道、自行车道、停车设施、或车辆行车道的旁边。

43.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器中的每个邻近路边安装。

44.根据权利要求43所述的系统，其中所述多个接入连接器中的每个被安装在所述路边的0.5m内。

45.根据权利要求29所述的系统，其中所述多个接入连接器中的每个被安装在选自包括铺路石、马路边、路缘石或排水沟石的组的路边基础设施中。

46.根据权利要求29所述的系统，还包括多个中间连接器模块，每个中间连接器模块能操作以连接到电动车辆。

47.根据权利要求46所述的系统，其中当所述锁定插头被解锁时，所述多个中间连接器模块中的每个能操作以插入接入连接器，以将电动车辆连接到所述系统。

48.根据权利要求46所述的系统，其中每个接入连接器包括锁定机构，并且所述锁定机构能操作以将插入的中间连接器模块锁定在所述接入连接器内。

49.根据权利要求48所述的系统，其中接入连接器的锁定机构能操作以通过释放机构的操作来解锁并且释放插入的中间连接器模块。

50.根据权利要求49所述的系统，其中所述释放机构被设置为中间连接器模块的一部分。

51.根据权利要求49所述的系统，其中所述释放机构包括在所述接入连接器上的锁和钥匙机构。

52.根据权利要求49所述的系统，其中所述释放机构包括在中间连接器模块上的RFID芯片和在所述接入连接器上的RFID读取器。

53.根据权利要求49所述的系统，其中所述释放机构能操作以响应于从用户界面（UI）设备发送到相应的接入连接器的控制信号而被释放。

54.根据权利要求46所述的系统，其中中间连接器模块包括大体上圆柱形的主体。

55.根据权利要求46所述的系统，其中所述中间连接器模块被成形为使得它仅能够以一个径向定向插入所述多个接入连接器中的任何一个。

56.根据权利要求46所述的系统，其中所述中间连接器模块包括打开机构，所述打开机构能操作以打开所述多个接入连接器中的一接入连接器的锁定机构以准许所述中间连接器模块的插入。

57.根据权利要求56所述的系统，其中所述打开机构包括RFID芯片，所述RFID芯片与包含在所述多个接入连接器中的每个接入连接器内的RFID读取器对应。

58.根据权利要求56所述的系统，其中所述中间连接器包括锁定特征，所述锁定特征在形状上与所述接入连接器的所述锁定机构的锁定部件对应。

59.根据权利要求58所述的系统，其中所述锁定特征包括环形凹槽，所述环形凹槽与所述接入连接器的所述锁定机构的锁定部件对应。

60.根据权利要求46所述的系统，其中所述中间连接器包括能操作以将所述中间连接器模块连接到电动车辆的电缆。

61.根据权利要求60所述的系统，其中所述中间连接器的电缆包括脱落式连接。

62.一种使用权利要求29所述的系统将电动车辆连接到电力网络的方法。

63.根据权利要求62所述的方法，包括提供能操作以连接到电动车辆的中间连接器模块；以及使所述中间连接器模块与所述接入连接器接近，使得所述接入连接器检测到所述中间连接器模块的存在或被警告所述中间连接器模块的存在。

64.根据权利要求63所述的方法，包括在检测到所述中间连接器模块时解锁所述接入连接器的锁定机构，以使得所述中间连接器模块能够插入所述接入连接器。

65.根据权利要求64所述的方法，其中解锁所述锁定机构包括使所述接入连接器的锁定插头在所述接入连接器的孔内轴向移动。

66.根据权利要求63所述的方法，包括将所述中间连接器模块插入所述接入连接器的所述孔。

67.根据权利要求66所述的方法，包括致动所述接入连接器的锁定机构，以将所述中间连接器模块锁定到所述接入连接器内。

68.根据权利要求62所述的方法，包括向所述系统识别或认证所述电动车辆的用户。

69.根据权利要求62所述的方法，包括测试在所述电动车辆与所述系统之间已经建立了安全且有效的电连接。

70.根据权利要求62所述的方法，包括将电力传输到所述电动车辆。

71.一种使用根据权利要求29所述的系统将电动车辆与电力网络断开的方法。

72.根据权利要求71所述的方法，包括致动释放机构以导致所述接入连接器解锁并且释放耦合到所述电动车辆的中间连接器模块。

73.根据权利要求72所述的方法，包括从所述接入连接器移除所述中间连接器模块，并且在移除所述中间连接器模块之后锁定所述接入连接器。

74.一种使用根据权利要求29所述的系统为电动车辆充电的方法。

75.根据权利要求74所述的方法，包括监视连接到所述多个接入连接器中的至少一个的电动车辆的充电状态。

76.根据权利要求74所述的方法，包括至少部分地根据所述至少一个电动车辆的充电状态来控制到所述多个接入连接器中的所述至少一个的电力传输。

77.一种用于连接到根据权利要求1或权利要求2所述的用于接入电力网络的接入连接器的中间连接器模块。

78.一种用于将电动车辆连接到电力网络的系统，所述系统包括：

根据权利要求1或权利要求2所述的多个接入连接器，其能操作以从电力网络接收电力，

其中所述多个接入连接器中的至少一个被整合到行人通道内。

79.一种用于接入电力网络的接入连接器，所述接入连接器具有锁定状况和解锁状况，并且其中在解锁状况下，中间连接器模块能操作以连接到所述接入连接器以接入所述电力网络，

其中所述接入连接器包括主体部分，所述主体部分被配置为安装在路边基础设施中，使得所述接入连接器为中间连接器模块提供机械和电连接点并且具有与地面的外表面大体上齐平的顶部表面；

其中所述接入连接器的所述主体部分包括孔和锁定插头，所述锁定插头朝向所述锁定插头的顶部与所述接入连接器的所述顶部表面平齐的上部位置偏置并且与所述接入连接器的所述主体部分形成密封，并且其中所述锁定插头能轴向向下移动到所述孔内，以允许所述中间连接器模块插入所述孔。