CN113098095A - 用于诸如电池的便携式充电设备和电力存储设备的认证、安全和控制的装置、方法和制品 - Google Patents

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Abstract

一种收集、充电和配送机器的网络，其收集、充电和配送便携式电能存储设备(例如电池、超级电容器或超电容器)。为充电，该机器使用来从外部源(例如安装位置处的电网或电气服务)的电流。用户可以使用在允许充电前或者启用前对便携式电能存储设备认证或者被便携式电能存储设备认证的便携式充电设备。该认证可以经由在便携式充电设备和便携式电能存储设备之间的有线或无线通信，例如经由近场通信(NFC)信道。

Description

用于诸如电池的便携式充电设备和电力存储设备的认证、安 全和控制的装置、方法和制品
本发明是申请日为2014年3月6日，申请号为201480025847.3，发明名称为“用于诸如电池的便携式充电设备和电力存储设备的认证、安全和控制的装置、方法和制品”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明总体上涉及从可再充电电力存储设备和便携式充电设备(例如二次电池、超级电容器、超电容器)充电和放电，其可以适合在广泛的领域或应用中使用，例如在交通运输和非交通运输中使用。
背景技术
存在用于便携式电力存储设备的广泛的各种的用途或应用。
一种这样的应用是交通运输领域。混合或全电动车辆越来越常见。这些车辆跟传统内燃机车辆相比具有很多优点。例如，混合或电动车辆可以实现更高的燃油经济性并且可以具有少量或甚至零尾气污染。具体地，全电动车辆不仅具有零尾气污染，而且还关联到更低的总污染。例如，可以从可再生能源(例如太阳能，水电)生成电力。还例如，可以在不产生空气污染的电厂(例如核电厂)生成电力。再例如，可以在燃烧相对“清洁燃烧”的燃料(例如天然气)的电厂生成电力，该电厂比内燃机具有更高的效率和/或使用污染控制或消除系统(例如工业空气洗涤器)，这些系统对个人车辆的使用来说过于庞大、高成本或昂贵。
个人交通车辆(例如内燃机动力的小型摩托车(scooter)和/或轻型摩托车(motorbike))在很多地方(例如很多亚洲大城市)非常常见。特别跟汽车、小轿车或卡车比，这些小型摩托车和/或轻型摩托车一般相对便宜。拥有大量内燃机小型摩托车和/或轻型摩托车的城市还趋向于污染很严重并且受到严重的空气污染。最近，很多内燃机小型摩托和/或轻型摩托车都配备了相对较低的个人交通污染源。例如，这些小型摩托车和/或轻型摩托车可以具有比大型车辆更高的里程数。一些小型摩托车和/或轻型摩托车甚至还配备有基本的污染控制装置(催化式排气净化器)。遗憾的是，由于小型摩托车和/或轻型摩托车在使用时没有得到维护和/或小型摩托车和/或轻型摩托车被改装(例如有意或无意地移除催化式排气净化器)，很快就超过了工厂指定的排放等级。一般来说，摩托车和/或轻型摩托车的车主或使用者缺少财源或动机来维护他们的车辆。
已知空气污染对人的健康有不利影响，与各种疾病的原因或恶化相关联(例如，很多报告将空气污染与肺气肿、哮喘、囊纤维化以及各种心血管疾病相联系)。这些疾病夺走大量生命，并严重降低无数其他人的生命质量。
发明内容
用零尾气污染来替换内燃机对空气质量很有益，因而对大量人群的健康也很有益。
虽然全电动车辆的零尾气排放的优点很好，但是大众使用全电动车辆进展缓慢。一个原因体现在成本上，尤其是二次电池的成本。另一个原因体现在电池单次充电后可用的有限驾驶距离，以及当耗尽时对二次电池完全充电所需的相对较长时间(例如，几个小时)。
本文描述的方案可以解决上述对零尾气排放技术的使用造成限制的一些问题，尤其是在高人口密度的城市和具有有限经济来源的人群中。
例如，本文描述的一些方案使用收集、充电和配送机器(也可以称为售货亭(kiosk)或售货机(vending machine))来收集、充电和配送电能存储设备(例如电池、超级电容器、超电容器)。这些机器可以广泛分布在城市或其他地区的众多位置，例如，便利店或者已有的加油站或充气站。
该收集、充电和配送机器可维持完全充电或几乎完全充电的电存储设备的储备以供最终用户使用。该收集、充电和配送机器可收集、接纳或以其他方式接受耗尽的电存储设备(例如，如由最终用户返回)，从而对该电存储设备再充电以供随后的最终用户再使用。
因此，由于一些收集、充电和配送机器可能不具有完全充电电池的库存，或者可能不在特定用户方便的位置处，最终用户可能希望使用便携式充电设备来对他们的电池或其他电力存储设备进行充电。这样可以在收集、充电和配送机器处解决与成本、有限可用性以及有限距离和相对较长的再充电时间有关的问题。
如上文所述，二次电池及其他电力存储设备相对较昂贵。因此，尽可能储备最少数目的电力存储设备且同时仍确保满足对于该电力存储设备的需求是有益的。这也可以由用户使用便携式充电设备以使得在各收集、充电和配送机器处需要储备较少的充电电池来推动。
一种对便携式电能存储设备充电的便携式充电设备的便携式充电设备安全系统可被概述为包括：至少一个控制器；以及耦接至所述至少一个控制器的至少一个通信模块，其中所述至少一个控制器被配置为：接收与要由所述便携式充电设备充电的便携式电能存储设备的认证有关的信息；基于接收到的与认证有关的信息，做出关于允许所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电的决定；以及记录或者传送与充电有关的信息，以跟踪所述便携式充电设备的使用。记录或者传送与充电有关的信息以跟踪所述便携式充电设备的使用可基于以下决定：基于接收到的与认证有关的信息而做出的关于允许对所述便携式电能存储设备充电的决定。
所述至少一个控制器还可以被配置为，如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式电能存储设备，则允许对所述便携式电能存储设备充电。允许对所述便携式电能存储设备充电可包括：发送使所述便携式电能存储设备被充电的信号。
所述便携式充电设备安全系统还可以包括：耦接到所述便携式充电设备的至少一个端子和所述便携式充电设备的电源的开关，所述开关被配置为由所述便携式充电设备安全系统的控制器生成的控制信号来激活，其中所述控制器被配置为：如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式电能存储设备，则以使所述便携式电能存储设备被充电的方式发送信号，使得所述控制信号使所述开关闭合以接通电路，从而允许电流从所述便携式充电设备流出，使得对所述便携式电能存储设备充电；以及当所述便携式电能存储设备与所述便携式充电设备断开连接时，以阻止所述便携式充电设备提供充电的方式发送信号，使得所述控制信号使所述开关将电路断开并阻止电流从所述便携式充电设备流出。所述至少一个控制器可以被配置为，经由在所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之间发送的近场通信(NFC)无线信号，接收与认证有关的信息。
所述至少一个控制器还可以被配置为基于所述便携式充电设备提供的充电量或所述便携式电能存储设备接收的充电量，跟踪所述便携式充电设备的使用。
所述至少一个控制器还可以被配置为基于与所述便携式充电设备或便携式电能存储设备相关联的用户账户，跟踪所述便携式充电设备的使用。
所述至少一个控制器还可以被配置为向外部设备传送与所述便携式充电设备的使用有关的信息，以对所述便携式电能存储设备计费。
所述至少一个控制器还可以被配置为将与所述便携式充电设备的使用有关的信息与用户账户相关联，所述用户账户与所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之一或多个相关联。与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息是与以下之一或多个有关的信息：与所述便携式电能存储设备相关联的车辆，以及与所述车辆相关联的用户。
一种便携式电能存储设备安全系统中的方法可被概述为包括：接收与便携式充电设备的认证有关的信息，所述便携式充电设备连接到便携式电能存储设备以对所述便携式电能存储设备充电；基于接收到的与认证有关的信息，做出关于允许从所述设备充电的决定；以及记录或者传送与充电有关的信息，以跟踪所述便携式充电设备的使用。记录或者传送与充电有关的信息以跟踪所述便携式充电设备的使用可基于以下决定：基于接收到的与认证有关的信息而做出的关于允许从所述便携式充电设备充电的决定。
所述方法还可以包括：如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式充电设备，则接受从所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电。接受对所述便携式电能存储设备的充电可以包括发送使便携式电能存储设备被充电的信号。
所述方法还可以包括：由便携式电能存储设备安全系统的控制器生成的信号来激活开关，所述开关耦接到所述便携式电能存储设备的至少一个端子和所述便携式电能存储设备的电池单元；如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式充电设备，则以以下方式发送信号：通过使得所述开关闭合以接通电路，从而允许电流从所述便携式充电设备流出使得对所述便携式电能存储设备充电，使所述便携式电能存储设备被充电；当所述便携式电能存储设备与所述便携式充电设备断开连接时，以以下方式发送信号：通过使得所述开关将电路断开并阻止电流从所述便携式充电设备流出，阻止所述便携式电能存储设备接受充电。接收与所述便携式充电设备的认证有关的信息可以包括经由在所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之间发送的近场通信(NFC)无线信号，接收与认证有关的信息。
所述方法还可以包括基于所述便携式电能存储设备从所述便携式充电设备接收到的充电量，跟踪所述便携式充电设备的使用。
所述方法还可以包括基于与所述便携式充电设备或所述便携式电能存储设备相关联的用户账户，跟踪所述便携式充电设备的使用。
所述方法还可以包括向外部设备传送与所述便携式充电设备的使用有关的信息，以对所述便携式电能存储设备计费。
所述方法还可以包括将与所述便携式充电设备的使用有关的信息与用户账户相关联，所述用户账户与所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之一或多个相关联。与所述便携式充电设备的认证有关的信息可以是与以下之一或多个有关的信息：与所述便携式充电设备相关联的车辆，以及与所述车辆相关联的用户。
一种便携式充电设备可以概述为包括充电设备充电电源以及可操作耦接到电源的安全系统，所述安全系统被配置为：通过近场通信信号接收与要由所述便携式充电设备充电的便携式电能存储设备的认证有关的信息；以及基于接收到的与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息，允许所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电或者阻止所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电。
所述安全系统还可以被配置为：基于接收到响应或基于没有接收到响应，如存在能量，则确定从所述便携式充电设备释放多少能量对所述便携式电能存储设备充电，所述响应是对来自所述安全系统的对与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息的请求的响应。
所述安全系统还可以被配置为基于接收到的与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息，发送使所述便携式电能存储设备接受所述便携式充电设备的充电的控制信号。
一种便携式电能存储设备安全系统中的方法可以概述为包括：由安全系统控制器通过近场通信信号接收与充电设备的针对便携式电能存储设备的认证有关的信息；以及基于接收到的与所述充电设备的认证有关的信息，通过安全系统控制器允许所述便携式电能存储设备放电或者通过所述安全系统控制器阻止所述便携式电能存储设备放电。
接收到的与所述充电设备的认证有关的信息可以是对检测到的所述便携式电能存储设备(pesd)的充电电平升高并且在检测到所述升高前未执行认证加以指示的信息，并且所述安全系统被配置为响应于接收到的对检测到的所述便携式电能存储设备的充电电平升高并且在检测到所述升高前未执行认证加以指示的信息，阻止所述便携式电能存储设备放电。
附图说明
在附图中，相同的附图标记标识相似的元件或动作。附图中元件的尺寸和相对位置不必按照比例绘制。例如，各元件的形状和角度不是按照比例绘制的，并且这些元件中的一些元件经任意放大及定位以改良附图辨视性。另外，所绘制的元件的特定形状并不旨在传递与特定元件的实际形状有关的任何信息，且仅为了易于在附图中辨识而选择。
图1是根据一个非限制性说明实施例的包括收集、充电和配送机器、多个电力存储设备、小型摩托车和/或轻型摩托车、以及经由电网提供的电气服务的示意图；
图2是根据一个非限制性说明实施例的收集、充电和配送机器的框图，该收集、充电和配送机器的框图用于诸如图1所示的便携式电能存储设备的收集、充电和配送；
图3A是根据一个非限制性说明实施例的图1的便携式电能存储设备的框图，该便携式电能存储设备连接到便携式充电设备并与便携式充电设备进行通信；
图3B是根据一个非限制性说明实施例的便携式充电设备的框图，该便携式充电设备连接到便携式电能存储设备并与图1的后端或内勤系统进行通信；
图3C是根据一个非限制性说明实施例的便携式充电设备的框图，该便携式充电设备连接到图1的便携式电能存储设备和/或车辆并与其进行通信；
图4是根据各非限制性说明实施例的图3A、3B或3C的安全系统控制器的示意图；
图5是根据一个非限制性说明实施例的示出操作图4的安全系统控制器的第一方法的流程图；
图6是根据一个非限制性说明实施例的示出操作图4的安全系统控制器的第二方法的流程图；
图7是根据一个非限制性说明实施例的示出操作图4的安全系统控制器的第三方法的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，阐明了某些特定细节以便提供对各种所揭示的实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员应认识到，可在无该特定细节中的一个或多个的情况下或通过其他方法、组件、材料等来实践实施例。在其他情况下，未详细示出或描述与售货装置、电池、超级电容器或超电容器、电力转换器(包括但不限于，变压器、整流器、DC/DC电力转换器、开关模式电力转换器、控制器及通信系统及结构)及网络相关联的熟知结构，以避免不必要地使实施例的描述晦涩难懂。
除非上下文另有需要，否则整个本说明书及后续的权利要求，词“包括(comprise)”及其变化形式(诸如，“comprises”及“comprising”)应按开放的包括性意义来解释，亦即，解释为“包括但不限于”。
整个本说明书的对“一个实施例”或“一实施例”的提及的含义是结合所述实施例来描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，词组“在一个实施例中”或“在一实施例中”在整个本说明书的各处中的出现未必皆指代相同实施例。
诸如第一、第二及第三的序数词的使用未必暗示次序的排名意义，而可能仅是区分动作或结构的多个例项。
对便携式电力(电能)存储设备的提及意指能够存储电力及释放所存储电力的任何设备，包括但不限于电池、超级电容器或超电容器。对电池的提及意指一个或多个化学存储电池，例如，可再充电或二次电池单元(secondary battery cell)，包括但不限于镍镉合金或锂离子电池单元。
本文中提供的本发明的标题及公开的摘要仅为了便利起见，并不解释为实施例的范围或意义。
图1示出了根据一个说明实施例的包括收集、充电和配送机器102的环境100。
收集、充电和配送机器102可采用售货机或售货亭的形式。收集、充电和配送机器102具有多个接纳器、收容空间或插座(receptacle)104a、104b至104n(在图1中仅引出三个，统称为104)，以可移除地接纳便携式电能存储设备(例如，电池、超级电容器或超电容器)106a至106n(统称为106)，来进行收集、充电和配送。如图1所示，接纳器104中的一些接纳器为空的，而其他接纳器104容纳便携式电能存储设备106。虽然图1示出每一接纳器104中有一个便携式电能存储设备106，但在一些实施例中，每一接纳器104可容纳两个或甚至两个以上便携式电能存储设备106。例如，每一个接纳器104可足够深以接纳三个便携式电能存储设备106。因此，例如，图1中所示出的收集、充电和配送机器102可具有能够同时容纳40个、80个或120个便携式电能存储设备106的容量。
便携式电能存储设备106可采用各种的形式，例如，电池(例如，电池单元阵列)或超级电容器或超电容器(例如，超电容器单元阵列)。例如，便携式电能存储设备106可采用可再充电电池(亦即，二次电池单元(secondary cell)或二次电池(secondary battery))的形式。便携式电能存储设备106可例如设定大小以物理上适合个人交通车辆(诸如，全电动小型摩托车或轻型摩托车108)且对个人交通车辆供电。如上文所述，内燃机小型摩托车及轻型摩托车在许多大城市(例如，在亚洲、欧洲及中东)普遍。在整个城市或地区中便利地得到已充电的电池的能力可允许使用全电动小型摩托车及轻型摩托车108代替内燃机小型摩托车和轻型摩托车，由此减轻空气污染以及减少噪音。
便携式电能存储设备106(仅便携式电能存储设备106z可见)可包括从便携式电能存储设备106z的外部可接入的若干电端子110a、110b(示出两个，统称为110)。电端子110允许从便携式电能存储设备106z传递电荷，以及允许向便携式电能存储设备106z传递电荷以用于对便携式电能存储设备106z充电或再充电。虽然在图1中示为接线柱，但电端子110可采用从便携式电能存储设备106z的外部可接入的任何其他形式，包括位于电池外壳中的槽内的电端子。
因为可将便携式电能存储设备106借出、租赁和/或租借给公众，需要控制如何及在何种情况下可对便携式电能存储设备106充电和/或便携式电能存储设备106可放电，甚至在收集、充电和配送机器102外部或以其他方式为用户所拥有时亦如此。此外，可将如图3A至3C所示的用于对一个或多个便携式电能存储设备106充电的一个或多个便携式充电设备350借出、租赁、出售和/或租借给公众。因此，当在收集、充电和配送机器102外部或以其他方式为用户所拥有时，需要控制如何及在何种情况下可通过这些便携式充电设备350对便携式电能存储设备106充电。对便携式电能存储设备106及其充电的这种控制有助于防盗和/或误用，亦使得能够控制各个便携式电能存储设备106的各种性能水平。下文将参考图2至图7更详细地描述用于便携式充电设备350和便携式电能存储设备106的认证、安全和控制以及对便携式电能存储设备106充电的系统及方法，包括用于控制这种充电及放电的安全系统。在整个系统中，该系统及方法对于本文中所描述的便携式电能存储设备106的收集、充电和配送是有用的。
在一个实施例中，收集、充电和配送机器102位于某一位置112处，在位置112处，收集、充电和配送机器102可由各个最终用户便利地且容易地接入。该位置可采用大量的各种形式中的任一形式，例如，零售环境(如便利商店、超市、加汽站或加油站)或维修店。或者，收集、充电和配送机器102可独立地处于不与现有零售或其他商务相关联的位置112处，例如，在公共公园或其他公共场所。因此，例如，收集、充电和配送机器102可位于整个城市或地区的便利商店连锁店中的每一商店处。此情形可有利地依赖于以下事实：便利商店常常是基于对目标人群的便利或人口统计来选址或配送的。此情形可有利地依赖于预先存在的对店面或其他零售位置的租赁，以允许迅速地在城市或地区中发展广泛的收集、充电和配送机器102网络。迅速地实现在地理上良好分布以伺服目标人群的大网络增强了取决于此系统及此努力的很可能的商业成功的能力。
位置112可包括电气服务114以(例如)经由输电线路116从发电站(未示出)接收电力。电气服务114可(例如)包括电气服务计量表114a、电路面板(例如，断路器面板或保险丝盒)114b、布线114c及电插口114d中的一个或多个。在位置112为现有零售或便利商店的情况下，电气服务114可为现有电气服务，因此可能在定额上稍微受限(例如，120伏特、240伏特、220伏特、230伏特、15安培)。
零售位置112的经营者或收集、充电和配送机器102的拥有者、配送者或经营者可能皆不希望承担升级电气服务114的成本。然而，为了维持对可用于供最终用户使用的便携式电能存储设备106的充分供应，希望迅速充电。在2011年7月26日提交的题为“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR COLLECTION，CHARGING AND DISTRIBUTING POWER STORAGEDEVICES，SUCH AS BATTERIES”的美国临时专利申请案No.61/511,900中解决了迅速充电且同时维持现有或其他有限定额电气服务的能力。
可选地，收集、充电和配送机器102可包括或耦接至再生电源。例如，在安装于外部位置的情况下，收集、充电和配送机器102可包括光伏(PV)电池阵列118以从太阳日照产生电力。或者，收集、充电和配送机器102可在位置112处电耦接至微型涡轮机(例如，风力涡轮机)或位于其他位置处(例如，在屋顶部或装设于柱(未示出)的顶部上的柱上)的PV阵列。
收集、充电和配送机器102可通信耦接至一个或多个位于远程的计算机系统，诸如，后端或内勤系统(仅示出一个)120。此外，本文中对收集机器或者收集和配送机器的提及并不意指该机器限于收集和配送，而是还可以执行诸如充电的其他功能。后端或内勤系统120可从分布在诸如城市的区域各处的多个收集、充电和配送机器102收集数据和/或控制分布于诸如城市的区域各处的多个收集、充电和配送机器102。后端或内勤系统120可以从分布在诸如城市的区域各处的多个便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106收集数据，向它们发送数据和/或对它们进行控制。通信可发生于包括一个或多个网络122的一个或多个通信信道或未联网的通信信道上。通信可在一个或多个有线通信信道(例如，双绞线布线、光纤)、无线通信信道(例如，无线电信道、微波信道、卫星信道、符合801.11的信道、近场通信(NFC)信道)上。联网的通信信道可包括一个或多个局域网(LAN)、广域网(WAN)、企业外部网络、企业内部网络或因特网(包括因特网的全球信息网部分)。
收集、充电和配送机器102可包括用户接口124。用户接口可包括各种的输入/输出(I/O)设备以允许最终用户与收集、充电和配送机器102交互。参考以下图2，引出且描述各种I/O设备。
图2示出根据一个说明实施例的图1的收集、充电和配送机器102。
收集、充电和配送机器102包括控制子系统202、充电子系统204、通信子系统206及用户接口子系统208。
控制子系统202包括控制器210，例如，微处理器、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、可编程门阵列(PGA)、专用集成电路(ASIC)，或能够从各种传感器接收信号、执行逻辑运算及将信号发送至各种组件的另一控制器。通常，控制器210可采用微处理器(例如，INTEL、AMD、ATOM)的形式。控制子系统202亦可包括一个或多个非瞬时性处理器或计算机可读存储介质，例如，只读存储器(ROM)212、随机存取存储器(RAM)214及数据存储器216(例如，诸如闪存或EEPROM的固态存储介质、诸如硬盘之类的旋转存储介质)。非瞬时性处理器或计算机可读存储介质212、214、216另外可以是作为控制器210的一部分的任何非瞬时性存储介质(例如，寄存器)。控制子系统202可包括将各种组件耦接在一起的一个或多个总线218(仅示出一个)，例如，一个或多个电力总线、指令总线、数据总线等。
如图所示，ROM 212或者其他非瞬时性处理器或计算机可读存储介质212、214、216中某一个其他存储介质存储指令和/或变量或参数的数据或值。所述数据集可采用各种形式，例如，查找表、数据库中的记录集合等。指令以及数据或值的集合可由控制器110来执行。指令以及数据或值的集合的执行使控制器110执行使收集、充电和配送机器102收集、充电和配送便携式能量存储设备的特定动作。在这里且在作为对便携式电能存储设备106充电的便携式充电设备350的上下文中，描述了收集、充电和配送机器102的具体操作。
控制器210可按传统方式将RAM 214用于指令、数据等的易失性存储。控制器210可使用数据存储器216来将信息记入日志或保留信息，例如，与便携式电力存储设备106的收集、充电和/或配送或收集和/或收集、充电和配送机器102自身的操作有关的遥测信息。指令可由控制器210执行，以响应于最终用户或操作者输入且使用变量或参数的数据或值来控制收集、充电和配送机器102的操作，作为的响应。
控制子系统202从各种传感器和/或收集、充电和配送机器102的其他组件接收信号，所述信号包括表征或指示该其他组件的操作、状态或状况的信息。传感器在图2中由出现于圆圈中的连同有适当下标字母的字母S表示。
例如，一个或多个位置传感器SP1至SPN可检测在接纳器104中的每一个处便携式电力存储设备106是否存在。位置传感器SP1至SPN可采用各种的形式。例如，位置传感器SP1至SPN可采用机械开关的形式，所述机械开关响应于在将便携式电力存储设备106插入至接纳器104中时与对应便携式电力存储设备106的一部分的接触而闭合(或者备选地，打开)。亦举例而言，位置传感器SP1至SPN可采用光学开关(亦即，光源及接收器)的形式，所述光学开关响应于在将便携式电力存储设备106插入至接纳器104中时与对应便携式电力存储设备106的一部分接触而闭合(或者备选地，打开)。再例如，位置传感器SP1至SPN可采用电传感器或开关的形式，所述电传感器或开关响应于检测到以下情形而闭合(或者备选地，打开)：由于在将便携式电力存储设备106插入至接纳器104中时与对应便携式电力存储设备106的端子110接触而产生的闭路状况，或由于接纳器104中缺少对应便携式电力存储设备106而导致的开路状况。该示例目的是非限制性的，且要注意，可使用用于检测便携式电力存储设备106的存在/不存在或甚至便携式电力存储设备106至接纳器中的插入的任何其他结构及设备。
例如，一个或多个电荷传感器SC1至SCN可检测接纳器104中的每一个处的便携式电力存储设备106的电荷。电荷传感器SC1至SCN可检测由便携式电力存储设备106存储的充电量。电荷传感器SC1至SCN可附加检测正向每一个接纳器104处的便携式电力存储设备106中的便携式电力存储设备供应的充电量和/或充电速率。此情形可允许评估每一便携式电力存储设备106的当前(亦即，短时)充电状况或状态，以及允许对便携式电力存储设备106的充电进行反馈控制，包括对充电速率的控制。电荷传感器SC1至SCN可包括各种电流和/或电压传感器。
例如，一个或多个电荷传感器ST1(仅示出一个)可检测或感测接纳器104处或在周围环境中的温度。
控制子系统202响应于控制信号而将信号提供给各种致动器和/或其他组件，所述信号包括表征或指示组件要执行的操作或组件应进入的状态或状况的信息。控制信号、响应于控制信号的致动器或其他组件在图2中由出现于圆圈中带有适当下标字母的字母C表示。
例如，一个或多个引擎控制信号CA1至CAN可影响一个或多个致动器220(仅说明一个)的操作。例如，控制信号CA1可使致动器220在第一位置与第二位置之间移动或改变由致动器220产生的磁场。致动器220可采用各种形式中的任一个，包括但不限于，螺线管、诸如步进马达的电动马达、或电磁体。致动器220可经耦接以操作闩锁、锁或其他固定器机械装置222。闩锁、锁或其他固定器机械装置222可选择性地紧固或固定接纳器104(图1)中的一个或多个便携式电力存储设备106(图1)。例如，闩锁、锁或其他固定器机械装置222可物理上耦接至作为便携式电力存储设备106(图1)的外壳的一部分的互补结构。备选地，闩锁、锁或其他固定器机械装置222可磁性耦接至作为便携式电力存储设备106(图1)的外壳的一部分的互补结构。又例如，闩锁、锁或其他机械装置可开启接纳器104(图1)，或可允许开启接纳器104，以接纳已部分或完全放电的便携式电力存储设备106以进行充电。例如，致动器可开启和/或关闭至接纳器104(图1)的门，以选择性地提供对其中接纳的便携式电力存储设备106(图1)的接入。又例如，致动器可开启和/或关闭闩锁或锁，从而允许最终用户开启和/或关闭至接纳器104(图1)的门，以选择性地提供对其中接纳的便携式电力存储设备106(图1)的接入。
控制子系统202可包括用于向充电子系统206的一个或多个端口224b提供控制信号的一个或多个端口224a。端口224a、224b可提供双向通信。控制子系统202可包括用于向用户接口子系统208的一个或多个端口226b提供控制信号的一个或多个端口226a。端口226a、226b可提供双向通信。
充电子系统204包括用于在便携式电力存储设备106位于或接纳于接纳器104中时对便携式电力存储设备106充电的各种电组件及电子组件。例如，充电子系统204可包括一个或多个电力总线或电力总线条、继电器、接触器或其他开关(例如，绝缘栅极双极晶体管或IGBT、金属氧化物半导体晶体管或MOSFET)、整流器网桥、电流传感器、接地故障电路等。经由接触来供应电力，接触可采用各种形式(例如，端子、导线、接线柱等)中的任一个。该接触允许电耦接各种组件。图2中示出了一些可能的实现。此情形并不意欲为详尽的。可使用额外组件，同时可省略其他组件。
所示出的充电子系统204包括第一电力转换器230，其经由线路或软线(cord)232从电气服务114(图1)接收电力。电力通常将采用单相、两相或三相AC电力的形式。因而，第一电力转换器230可能需要转换及以其他方式调节经由电气服务114(图1)接收的电力，以例如将AC波形整流至DC，变换电压、电流、相位，以及减少瞬态及噪声。因此，第一电力转换器230可包括变压器234、整流器236、DC/DC电力转换器238及滤波器240。
变压器234可采用各种市售变压器的形式，所述市售变压器具有用于处置经由电气服务114(图1)接收的电力的合适定额。一些实施例可使用多个变压器。变压器234可有利地在收集、充电和配送机器102的组件与输电线路116(图1)之间提供电流隔离。整流器236可采用各种形式(例如，全桥二极管整流器或开关模式整流器)中的任一个。整流器236可被操作以将AC电力变换至DC电力。DC/DC电力转换器238可为各种形式中的任一个。例如，DC/DC电力转换器238可采用开关模式DC/DC电力转换器的形式(例如，在半桥或全桥配置中使用IGBT或MOSFET)，且可包括一个或多个电感器。DC/DC电力转换器238可具有任何数目的拓扑，包括升压式转换器、降压式转换器、同步降压式转换器、降压-升压转换器或回扫式转换器。滤波器240可包括一个或多个电容器、电阻器、齐纳(Zener)二极管或其他组件以抑制电压尖峰，或以移除或减少瞬态和/或噪声。
所示出的充电子系统204亦可从再生电源(例如，PV阵列118(图1))接收电力。此电力可由第一电力转换器230来转换或调节，例如，直接供应至DC/DC电力转换器238而绕过变压器236和/或整流器236。或者，所示出的充电子系统204可包括用于转换或以其他方式调节此电力的专用电力转换器。
可选地，所示出的充电子系统204包括第二电力转换器242，其经由一个或多个线路244从一个或多个便携式电力存储设备106(图1)接收电力，以用于对便携式电力存储设备106中的其他便携式电力存储设备充电。因而，第二电力转换器可能需要转换和/或以其他方式调节从便携式电力存储设备106接收的电力，例如，可选地，变换电压或电流，以及减少瞬态及噪声。因此，第二电力转换器242可以可选地包括DC/DC电力转换器246和/或滤波器248。以上讨论了各种类型的DC/DC电力转换器及滤波器。
所示出的充电子系统204包括多个开关250，开关250响应于来自控制子系统202的经由端口224a、224b传递的控制信号。所述开关可操作以选择性地耦接第一数目或集合的便携式电力存储设备106，该第一数目或集合的便携式电力存储设备106要通过由电气服务经由第一电力转换器230供应的电力和通过第二数目或集合的便携式电力存储设备106供应的电力来充电。第一数目或集合的便携式电力存储设备106可包括单个便携式电力存储设备106、两个或甚至两个以上便携式电力存储设备106。第二数目或集合的便携式电力存储设备106可包括单个便携式电力存储设备106、两个或甚至两个以上便携式电力存储设备106。便携式电力存储设备106在图2中表示为负载L1、L2至LN。
通信子系统206可附加包括一个或多个通信模块或组件，其促进与后端或内勤系统120(图1)的各种组件和/或便携式电能存储设备106的各种组件的通信。通信子系统206可(例如)包括一个或多个调制解调器252或一个或多个以太网或其他类型的通信卡或组件254。控制子系统202的端口256a可利用与通信子系统206的端口256b与控制子系统202通信耦接。通信子系统206可提供有线和/或无线通信。例如，通信子系统206可提供组件，该组件实现与收集、充电和配送机器102外部的各种其他设备(包括便携式电能存储设备106)的短程(例如，经由蓝牙、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)组件及协议)或较远程无线通信(例如，通过无线LAN、卫星或蜂窝网络)。通信子系统206可包括用于向各种远程组件或系统提供无线信号路径的一个或多个端口、无线接收器、无线发送器或无线收发器。远程通信子系统206可包括适合于处理网络业务(包括交换分组类型通信协议(TCP/IP)、以太网或其他网络连接协议)的一个或多个网桥或路由器。
用户接口系统208包括一个或多个用户输入/输出(I/O)组件。例如，用户接口系统208可包括触摸屏显示器208a，其可操作以对最终用户呈现信息及图形用户界面(GUI)并接收用户选择的指示。用户接口系统208可包括键盘或小键盘208b和/或光标控制器(例如，鼠标、轨迹球、轨迹垫)(未加以说明)，以允许终最终用户键入信息和/或选择GUI中的用户可选择图标。用户接口系统208可包括用于将声音讯息提供给最终用户的扬声器208c，和/或可包括用于接收口头用户输入(诸如，口头命令)的麦克风208d。
用户接口系统208可包括用于从卡类型媒体209读取信息的读卡器208e。读卡器208e可采用各种形式。例如，读卡器208e可采用磁条读取器的形式或包括磁条读取器，所述磁条读取器用于读取在卡209携带的磁条中编码的信息。例如，读卡器208e可采用机器可读符号(例如，条形码、矩阵码)读卡器的形式或包括机器可读符号(例如，条形码、矩阵码)读卡器，所述机器可读符号读卡器用于读取在卡209携带的磁条机器可读符号中编码的信息。例如，读卡器208e可采用智能读卡器的形式或包括智能读卡器，所述智能读卡器用于读取在卡209携带的非瞬时性媒体中编码的信息。此可(例如)包括使用射频识别(RFID)应答器或电子支付芯片(例如，近场(NFC)芯片)的媒体。因此，读卡器208e能够从各种卡媒体209(例如，信用卡、借记卡、礼品卡、预付卡，以及诸如驾照的识别媒体)读取信息。读卡器208e亦能够读取在由便携式电能存储设备106所携带的非瞬时性介质中编码的信息，并且还可以包括RFID应答器、收发器、NFC芯片和/或用于向便携式电能存储设备106传送信息的其他通信设备(例如，用于便携式电能存储设备106的认证、和/或收集、充电和配送机器102对便携式电能存储设备106的认证)。
用户接口系统208可包括用于接受及验证现金支付的纸钞机208f及验钞器和/或投币器208g。该组件可高度适用于服务不具有获得信用的途径的人群。纸钞机及验钞器208f和/或投币器208g可采用各种形式，例如，当前市售及在各种自动售货机及售货亭中使用的那些形式。
图3是根据一个非限制性说明实施例的图1的便携式电能存储设备106z的框图，该便携式电能存储设备106z连接到便携式充电设备350并与便携式充电设备350进行通信。
示出了便携式电能存储设备外壳302a、电端子110a、110b、电池单元304a、安全系统控制器306a以及安全接入面板322a。电池单元304a是将所存储化学能转换成电能的任何可再充电类型电化学电池单元。电端子110a、110b从便携式电能存储设备106z外部可接入。电端子110允许经由对应的电力连接352a和352b从便携式电能存储设备106z传递电荷并允许将电荷传递给便携式电能存储设备106z，以通过至电池单元304的导电端子连接312a及312b对便携式电能存储设备106z充电或再充电。虽然在图3中示为接线柱，但电端子110a及110b可采用可从便携式电能存储设备106z的外部接入的任何其他形式，包括位于电池组外壳302a中的槽内的电端子。
由安全系统控制器306a电控制的两个开关310a及310b操作耦接至终端线312a及312b及安全系统控制器308a。在闭合位置中，开关310a及310b操作以使电路接通，从而允许电流从便携式电能存储设备106z流出，或从便携式充电设备350向便携式电能存储设备106z传递。在打开位置中，开关310a及310b操作以断开电路，从而防止电流从便携式电能存储设备106z流出且防止将电流传递至便携式电能存储设备106z。在一些实施例中，开关310a及310b可以是对从安全系统控制器308a接收到的信号进行响应的任何类型的电子或电子机械开关。开关310a及310b可包括各种电组件和/或电子组件，包括各种类型的致动器、接触器、继电器、整流器、功率晶体管、IGBT和/或MOSFET等。
在一些实施例中，便携式电存储设备106z默认处于以下状态中：除非便携式电存储设备106z接收到来自便携式充电设备350或其他外部设备的认证(例如，经由无线信号)，否则便携式电存储设备106z不接受充电和/或放电(或以其他方式提供电流)。例如，此认证可基于经由便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350的组件接收的信息而进行，该组件实现与在便携式点存储设备106z和/或便携式充电设备350外部的各种其他设备的短距离(例如，经由蓝牙、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)组件及协议)或较长距离无线通信例如，经无线LAN、卫星或蜂窝网络)。
认证可以基于的接收到的信息包括但不限于关于以下一项或多项的信息：码、密码、电子凭证、电子安全证书、加密数据、加密密钥、电子密钥、用户账户标识、在便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350外部的各种设备的簇标识、用户标识、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350标识、车辆标识、钥匙挂件(key fob)、安全令牌、用户移动设备、检测到的对电池的之前未认证充电或放电、检测到的对电池的之前未认证充电或放电、用户移动设备的标识、与用户相关联的车辆的标识、用户账户、用户的移动设备、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350等。
在一个实施例中，如果便携式电能存储设备(pesd)的电池电压/电荷在没有认证的情况下升高，则阻止其放电。例如，如果安全系统控制器306a检测到pesd的充电电平升高，但是pessd的安全系统控制器306a没有执行或检测到在该检测到的升高前进行了适用的认证过程，则安全系统控制器306a将使pesd自动将该pesd置于阻止pesd放电的“锁定”模式。这样可以防止用户用未认证的充电器对pesd充电。可以使用NFC作为pesd和外部设备之间执行认证过程的通信信道，或者在pesd和外部设备之间传送用于锁定和/或解锁pesd的信号的通信信道。在一些实施例中，可以将用于锁定或解锁pesd的信号作为正在进行的适用认证过程的一部分或结果来发送。
安全系统控制器306a被配置为基于来自便携式充电设备350的认证，发送用于打开或闭合开关310a及310b的信号，其中便携式电能存储设备106z要连接到该便携式充电设备350以接收电荷。便携式电存储设备安全系统控制器306a也可以被配置为：例如在两个开关310a及310b均处于打开位置时，通过调节流过线路314a及314b上的便携式电存储设备安全系统控制器306a并流过线路308a的电流，调节要从便携式充电设备350接收的能量或电流的量(如果存在)，其中，线路314a及314b耦接至端子110a及110b并耦接至便携式电存储设备安全系统控制器306a，线路308a耦接至便携式电存储设备安全系统控制器306a及电池单元304。
对要从便携式充电设备350接收的能量或电流的量(如果存在)的调节可以响应于来自便携式电存储设备106z外部的设备的各种信息或其他无线信号(例如包括认证信息)。此外，在一些实例中，当试图使用便携式充电设备350对便携式电能存储设备106z充电时，用户可以在便携式充电设备350的界面上选择便携式电能存储设备106z的功率级别、性能级别或者容量。可以将该信息传送给便携式充电设备350的安全系统控制器306b(图3B和3C所示)和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a，以对该信息进行验证或认证。然后，便携式充电设备350的安全系统控制器306b(图3B和3C所示)和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a可以使用该信息来设置便携式电能存储设备106z的充电级别、电流级别、电流类型、和/或充电时间。
此外，用于对便携式充电设备106z充电的由便携式充电设备350释放的能量的量和/或从便携式充电设备350接受的充电量(如果存在)可以取决于或基于可由便携式电能存储设备安全系统控制器306a从便携式充电设备350和/或其他外部设备或系统(例如，后端系统122)接收的信息来指示的以下一项或多项：便携式电能存储设备的类型、用户资料、用户车辆资料、用户预订等级、所提供的与所识别用户或与一般用户相关的具体促销、用户人口信息(包括但不限于，收入水平、性别、年龄、资本净值、尺寸、体重、婚姻状况)、密码、电子凭证、电子安全证书、加密数据、加密密钥、电子密钥、用户账户标识、在便携式电能存储设备106z和便携式充电设备350外部的各种设备的簇标识、用户标识、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350标识、车辆标识、钥匙挂件、安全令牌、用户移动设备、用户移动设备的标识、与用户相关联的车辆的标识、用户的移动设备、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350。
在一个示例中，当便携式电能存储设备106z进入便携式充电设备350的某个无线电通信范围内时，使用用于向便携式充电设备350发送用于认证便携式充电设备350的信息和/或从便携式充电设备350接收用于认证便携式充电设备350的信息的无线信号358a，便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306将查询便携式充电设备350或者接收来自便携式充电设备350的查询。然后，安全系统控制器306a将基于该信息来认证便携式充电设备350。
在一些实施例中，该无线信号358a包括便携式电能存储设备106z和便携式充电设备350之间的NFC信号。可以结合或者经由与后端系统120(如图1和图3B所示)的通信，附加或替代地进行对该信息的验证或认证。例如，该验证可以包括向后端系统120发送所接收的用户凭证和/或其他认证信息(例如，从便携式充电设备350接收到的认证信息)，用于便携式充电设备350、与便携式充电设备350和/或便携式充电设备350相关联的用户的验证或认证。在其他实施例中，便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106z可以具有存储在安全存储器中的密钥或代码，利用该密钥或代码，便携式电能存储设备106z可以比较、验证、匹配、推导或者协调由安全系统控制器306a存储或接收的对应安全或认证信息。
一旦认证了便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106z，安全系统控制器306a就使便携式电能存储设备106z从便携式充电设备350接受充电或者接受一定水平或量的电流，如上文所述。在一些实施例中，通过向便携式充电设备350发送使便携式充电设备350向便携式电能存储设备106z传递电荷的信号，安全系统控制器306a使便携式电能存储设备106z从便携式充电设备350接受充电或者接受一定水平或量的电流。
在一个实施例中，便携式充电设备350的安全系统控制器306b和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a可以跟踪与便携式充电设备350和/或其他已认证的便携式充电设备有关的所提供充电循环的次数、一个时间段内传递的总电力、使用时间等，并且经由网络122(如图1和图3A所示)将该信息作为数据存储或传送给后端系统120。其目的在于，使得和/或导致获得与便携式电能存储设备106z的使用、便携式充电设备350的使用、和/或由便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350提供给特定用户和/或特定便携式电能存储设备的电力的使用相关联的供电收入(delivering revenue)。在一个实施例中，一旦便携式电能存储设备106z被返还到收集、充电和配送机器102，就将该跟踪信息从便携式电能存储设备106z传递给收集、充电和配送机器102。其可以通过形成在便携式电能存储设备106z和收集、充电和配送机器102之间的物理连接来完成，当便携式电能存储设备106z放置在收集、充电和配送机器102中进行充电或放电等时，所述物理连接实现便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a与收集、充电和配送机器102之间的通信。对数据和认证数据进行跟踪的该通信还可以或者替代地由在便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a和收集、充电和配送机器102之间的无线通信、在安全系统控制器306a和后端系统102之间的无线通信、和/或在安全系统控制器306a和车辆108之间的无线通信来执行。
在一个实施例中，一旦便携式充电设备350被返还到、连接到或者进入收集、充电和配送机器102的无线通信范围内，就将该跟踪信息从便携式充电设备350传递给收集、充电和配送机器102。其可以通过形成在便携式充电设备350和收集、充电和配送机器102之间物理连接来实现，当便携式充电设备350连接(无线地或以其他方式)到收集、充电和配送机器102时，所述物理连接实现便携式充电设备350的安全系统控制器306b和收集、充电和配送机器102之间的通信。对数据和认证数据进行跟踪的该通信还可以或者替代地由在便携式充电设备350的安全系统控制器306b和收集、充电和配送机器102之间的无线通信、在便携式充电设备350的安全系统控制器306b和后端系统102之间的无线通信、和/或在便携式充电设备350的安全系统控制器306b和车辆108之间的无线通信来执行。
外壳302a由聚合物或其他耐用材料建构而成，该聚合物或其他耐用材料具有足够厚度以保护电池单元304a及便携式电存储设备安全系统控制器306a免受外部组件及篡改影响。例如，外壳壁的厚度可为至少约0.25英寸，且完全环绕电池单元304a及便携式电存储设备安全系统控制器306(除了在一些实施例中外壳中的小通风孔)，使得在没有钥匙或其他专业工具来打开锁定的接入面板322a的情况下无法接入电池单元304a及便携式电存储设备安全系统控制器306a。
安全系统控制器306a的一个或多个部分可构建为抗篡改、防篡改或指示篡改。例如，一个或多个部分可能易碎并且被设计为响应于篡改或试图篡改而呈现开路。例如，一个或多个开关310或电导线、迹线或导电路径可形成在响应于篡改而断裂的易碎基板中。易碎基板可采用各种形式中的任何一种，包括玻璃、陶瓷，或甚至更传统的电路板材料(若适当地薄，以致在经受相关联的力或在篡改时预期施加的力的情况下撕裂、扯破或断裂)。在一些情况下，以下情形可能是足够的：电导线、迹线或导电路径为易碎的，而基板(例如，电路板、外壳202)并非易碎的。例如，可在以下情况下实现此情形：其中基板足够柔性以致基板将弯曲而不断裂，而该弯曲使在电路径中出现不连续性。备选地，诸如刀片或刮刀的结构可被试图篡改所触发，以割断电路径，从而导致使便携式电能存储设备106z无法操作的开路状况。
外壳302a可提供保护以防止或阻止篡改，且可由适当坚固且弹性的材料(例如，ABS塑料)形成。此情形不仅可防止或阻止篡改，而且可留下对任何篡改尝试的可见指示。例如，外壳302a可包括第一色彩(例如，黑色)的坚固外层，在该第一色彩(例如，黑色)的坚固外层之下是第二色彩(例如，荧光橙色)的内层。此情形将使得切开外壳302a的尝试可见地明显。
还需要注意的是，外壳302a可用作前述基板，或可例如经由合适黏着剂将易碎基板紧固至外壳的内部部分。因此，对外壳的篡改可切断或损坏电路连接，从而同样使得设备无法操作。
在一些实施例中，便携式电存储设备安全系统控制器306a的一些组件或所有组件可位于便携式电存储设备106z外部，作为(例如，经由无线控制信号)致动开关310a及310b的单独设备。再者，额外开关或较少开关可足够用以防止或允许电流流向电池单元304a及电流从电池单元304a流出。
图3B是根据一个非限制性说明实施例的连接到便携式电能存储设备106z并与图1的后端或内勤系统120进行通信的便携式充电设备350的框图。
其中示出了便携式充电设备外壳302b、电端子110c和110d、便携式充电设备电源304b、安全系统控制器306a、以及安全接入面板322b。便携式充电设备电源304b是存储化学能并将存储的化学能转换为电能以提供用于对便携式电能存储设备(例如便携式电能存储设备106z)充电的电力的任何可再充电型电化学单元。在该示例性实施例中，便携式电能存储设备106z可以包括也可以不包括图3A所示的便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a，或者如本文在各实施例中以其他方式描述那样，包括具有安全系统控制器306a的全部功能的安全系统控制器306a。
电端子110c和110d可以从便携式充电设备350的外部接入。电端子110允许经由对应的电力连接352a和352b从便携式充电设备350传递电荷，也允许将电荷传递给便携式电能存储设备106z，以便经由到便携式充电设备电源304b的导电端子连接312c和312d对便携式电能存储设备106z充电和再充电。虽然在图3B中示为接线柱，电子端子110c和110d可以使用可从便携式充电设备350的外部接入的任何形式，包括位于电池外壳中的槽内的电端子。
由安全系统控制器306a电控制的两个开关310c及310d操作地耦接至终端线312c及312d及安全系统控制器308b。在闭合位置中，开关310c及310d操作以使电路接通，从而允许电流从便携式电能存储设备106z流出，或从便携式充电设备350传递给便携式电能存储设备106z。在打开位置中，开关310c及310d操作以断开电路，从而防止电流从便携式电能存储设备106z流出且防止将电流传递给便携式电能存储设备106z。在一些实施例中，开关310c及310d可以是对从安全系统控制器306b接收到的信号进行响应的任何类型的电子或电子机械开关。开关310c及310d可包括各种电组件和/或电子组件，包括各种类型的致动器、接触器、继电器、整流器、功率晶体管、IGBT和/或MOSFET等。
在一些实施例中，便携式充电设备350默认处于以下状态中：除非便携式电存储设备106z接收到来自便携式充电设备350或其他外部设备的认证(例如，经由无线信号)，否则便携式充电设备350不提供充电。例如，此认证可基于经由便携式电能存储设备106z和/或所述便携式充电设备350的组件接收到的信息而进行，该组件实现与便携式点存储设备106z和/或便携式充电设备350外部的各种其他设备的短距离(例如，经由蓝牙、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)组件及协议)或更远距离无线通信(例如，经无线LAN、卫星或蜂窝网络)。认证可以基于的接收到的信息包括但不限于与以下一项或多项有关的信息：码、密码、电子凭证、电子安全证书、加密数据、加密密钥、电子密钥等、用户账户标识、在便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350外部的各种设备的簇标识、用户标识、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350标识、车辆标识、钥匙挂件、安全令牌、用户移动设备、用户移动设备的标识、与用户相关联的车辆的标识、用户账户、用户的移动设备、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350等。
安全系统控制器306b被配置为基于来自便携式充电设备350的认证，发送信号以打开或闭合开关310c及310d，其中便携式电能存储设备106z要与所述便携式充电设备350连接以接收来自便携式充电设备350的电荷。安全系统控制器306b还被配置为：当两个开关310c及310d均处于打开位置时，通过调节流过线路314a及314b上的便携式电存储设备安全系统控制器306a并流过线路308a的电流，调节要从便携式充电设备350提供的能量或电流的量(如果存在)，其中，线路314a及314b耦接至端子110a及110b并耦接至安全系统控制器306a，线路308a耦接至便携式安全系统控制器306a及便携式充电设备电源304b。对要从便携式充电设备350接收的能量或电流(如果存在)的量的调节可以响应于来自便携式电存储设备106z外部的设备的各种信息或其他无线信号(例如包括认证信息)。此外，在一些实例中，当试图使用便携式充电设备350来对便携式电能存储设备106z充电时，用户可以在便携式充电设备350的界面上选择便携式电能存储设备106z的功率级别、性能级别或者容量。可以将该信息传送给便携式充电设备350的安全系统控制器306b和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a，以对该信息进行验证或认证并使用该信息来设置便携式电能存储设备106z的充电级别、电流级别、电流类型、和/或充电时间。
此外，用于对便携式充电设备106z充电的由便携式充电设备350释放的能量的量和/或从便携式充电设备350接受的充电量(如果存在)可以取决于可由便携式电能存储设备安全系统控制器306a从便携式充电设备350和/或其他外部设备或系统(例如，后端系统122)接收的信息来指示的以下一项或多项：便携式电能存储设备的类型、用户资料、用户车辆资料、用户预订等级、所提供的与所识别用户或与一般用户相关的具体促销、用户人口信息(包括但不限于，收入水平、性别、年龄、资本净值、尺寸、体重、婚姻状况)、密码、电子凭证、电子安全证书、加密数据、加密密钥、电子密钥、用户账户标识、在便携式电能存储设备106z和便携式充电设备350外部的各种设备的簇标识、用户标识、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350标识、车辆标识、钥匙挂件、安全令牌、用户移动设备、用户移动设备的标识、与用户相关联的车辆的标识、用户的移动设备、便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350。
在一个示例中，当便携式电能存储设备106z进入便携式充电设备350的某个无线电通信范围内时，使用用于向便携式充电设备350发送用于认证便携式充电设备350的信息和/或从便携式充电设备350接收用于认证便携式充电设备350的信息的无线信号358a，安全系统控制器306b将查询便携式电能存储设备106z或者接收来自便携式电能存储设备106z的查询。然后，安全系统控制器306b将基于该信息来认证便携式电能存储设备106z。在一些实施例中，该无线信号358a是便携式电能存储设备106z和便携式充电设备350之间的NFC信号。可以经由与后端系统120(如图1和图3B所示)的通信，附加或替代地进行对该信息的验证或认证。该验证可以包括向后端系统120发送所接收的用户凭证和/或其他认证信息(例如，从便携式电能存储设备106z接收到的认证信息)，用于便携式充电设备350和/或与便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350相关联的用户的验证或认证。在其他实施例中，便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106z可以具有存储在安全存储器中的密钥或代码，利用该密钥或代码，便携式充电设备350可以比较、验证、匹配、推导或者协调由安全系统控制器306b存储或接收的对应安全或认证信息。一旦认证了便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106z，安全系统控制器306b就使便携式充电设备350提供电荷，或者如上所述从便携式充电设备350提供一定水平或量的电流。
便携式充电设备350可以包括本文所述的收集、充电和配送机器102和/或收集、充电和配送机器102充电系统的一个或多个组件、结构、功能和/或特征。例如，便携式充电设备350可以包括收集、充电和配送机器102的充电子系统204、中央子单元202和/或用户界面(UI)子系统208的一个或多个组件，以在适用时在便携式充电设备350中实现与收集、充电和配送机器102的功能相同或相似的功能。其包括但不限于以下能力：就便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106z的使用、充电、标识、跟踪使用等与后端系统102通信的能力，根据便携式电能存储设备106z的类型或其他标准对便携式电能存储设备106z充电的能力，识别便携式电能存储设备106z的能力，控制、计时和/或调节便携式充电设备350提供给便携式电能存储设备106z的充电功率、电流或电平的能力，识别与便携式电能存储设备106z相关联的用户以实现本文所述的认证和/或设定充电配置的能力，识别与用户相关联的车辆或移动设备以实现本文所述的认证和/或设定充电配置的能力，等等。
例如，在一个实施例中，便携式充电设备350的安全系统控制器306b和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a可以跟踪与便携式充电设备350和/或其他已认证的便携式充电设备有关的所提供充电循环的次数、一个时间段内传递的总电力、便携式充电设备350的使用时间等。然后便携式充电设备350的安全系统控制器306b和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器306a可以经由网络122(如图1和图3A所示)将该信息作为数据存储或传送给后端系统120和/或其他外部设备或系统。其目的在于，获得与便携式电能存储设备106z的使用、便携式充电设备350的使用、和/或由便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350提供给特定用户和/或特定便携式电能存储设备的电力的使用相关联的收入。
在一个实施例中，一旦便携式充电设备350被返还或连接到收集、充电和配送机器102，或者进入收集、充电和配送机器102的无线通信范围内，就将该跟踪信息从便携式充电设备350传递给收集、充电和配送机器102。其可以通过形成在便携式充电设备350和收集、充电和配送机器102之间的有线连接或无线连接来完成，当便携式充电设备350连接到收集、充电和配送机器102时，该连接实现便携式充电设备350的安全系统控制器306a与收集、充电和配送机器102之间的通信。对数据和认证数据进行跟踪的该通信还可以或者替代地由在便携式充电设备350的安全系统控制器306b和收集、充电和配送机器102之间的无线通信、在便携式充电设备350的安全系统控制器306b和后端系统102之间的无线通信(例如，经由通信链路358c和/或经由通信网络122)、和/或在安全系统控制器306b和车辆108之间的无线通信(例如，经由图3C所示的通信链路358e)来执行。
外壳302b由聚合物或其他耐用材料建构而成，该聚合物或其他耐用材料具有足够厚度以保护便携式充电设备电源304b及安全系统控制器306b免受外部组件及篡改影响。例如，外壳壁的厚度可为至少约0.25英寸，且完全环绕便携式充电设备电源304b及便携式电存储设备安全系统控制器306b(除了在一些实施例中外壳中的小通风孔)，使得在没有钥匙或其他专业工具来打开锁定的接入面板322b的情况下无法接入便携式充电设备电源304b及便携式电存储设备安全系统控制器306b。在一些实施例中，便携式充电设备350可以包括电缆360，从而直接提供经由电缆360接收的电力，对便携式电能存储设备106z充电，和/或对便携式充电设备电源304b充电，然后便携式充电设备电源304b提供电力来对便携式电能存储设备106z充电。
安全系统控制器306b的一个或多个部分可构建为抗篡改、防篡改或指示篡改。例如，一个或多个部分可能易碎并且被设计为响应于篡改或试图篡改而呈现开路。例如，一个或多个开关(例如310c或310d)或电导线、迹线或导电路径可形成在响应于篡改而断裂的易碎基板中。易碎基板可采用各种形式中的任何一种，包括玻璃、陶瓷，或甚至更传统的电路板材料(若适当地薄，以致在经受相关联的力或在篡改时预期施加的力的情况下撕裂、扯破或断裂)。在一些情况下，以下情形可能是足够的：电导线、迹线或导电路径为易碎的，而基板(例如，电路板、外壳202)并非易碎的。例如，可在以下情况下实现此情形：其中基板足够柔性以致基板将弯曲而不断裂，而该弯曲使在电路径中出现不连续性。备选地，诸如刀片或刮刀的结构可被试图篡改所触发，以割断电路径，从而导致使便携式充电设备350无法操作的开路状况。
外壳302b可提供保护以防止或阻止篡改，且可由适当坚固且弹性的材料(例如，ABS塑料)形成。此情形不仅可防止或阻止篡改，而且可留下对任何篡改尝试的可见指示。例如，外壳302b可包括第一色彩(例如，黑色)的坚固外层，在该第一色彩(例如，黑色)的坚固外层之下是第二色彩(例如，荧光橙色)的内层。此情形将使得切开外壳302b的尝试可见地明显。
还需要注意的是，外壳302b可用作前述基板，或可例如经由合适黏着剂将易碎基板紧固至外壳的内部部分。因此，对外壳302b的篡改可切断或损坏电路连接，从而同样使得设备无法操作。
在一些实施例中，便携式电存储设备安全系统控制器306b的一些组件或所有组件可位于便携式充电设备350外部，作为(例如，经由无线控制信号)致动开关310c及310d或以其他方式控制充电和/或认证的单独设备。再者，额外开关或较少开关可足够用以防止或允许电流流向便携式充电设备电源304b及电流从便携式充电设备电源304b流出。
在一些实施例中，可将便携式充电设备350借出、出租、出售、授权或者以其他方式提供给收集、充电和配送机器系统102的用户和/或独占使用便携式充电设备350来对其电动车或其他物品的其便携式电能存储设备充电的用户。提供给特定用户的便携式电能存储设备和相关联的便携式充电设备可以具有存储于其上或以其他方式相关联的代码、标识符或其他凭证信息，从而将用户、用户账户、用户车辆、用户安全设备或令牌和/或用户移动设备与向用户提供的对应便携式电能存储设备和/或便携式充电设备相关联。这么做可以使用户只能对与该用户、用户车辆、用户移动设备、用户的其他安全设备相关联的，和/或与提供、登记或指派给该用户的特定便携式充电设备相关联的便携式电能存储设备充电。
图3C是根据一个非限制性说明实施例的连接到并与如图1的便携式电能存储设备106z和/或车辆108进行通信的便携式充电设备350的框图。
便携式电能存储设备106z和/或便携式充电设备350的认证可以基于的接收信息包括关于以下内容的信息：与用户相关联的车辆的标识、与用户账户相关联的车辆的标识、与用户移动设备相关联的车辆的标识、与便携式电能存储设备106z相关联的车辆和/或与便携式充电设备350相关联的车辆的标识，等等。例如，可以经由通信信道358e来传送该信息。此外，用于对便携式电能存储设备106z充电的由便携式充电设备350释放的能量的量和/或从便携式充电设备350接受的充电量(如果存在)可以取决于可由便携式电存储设备系统控制器306a从便携式充电设备350安全系统控制器306b或其他外部设备或系统(例如后端系统120)接收的信息来指示的以下一项或多项：车辆108的类型，用户车辆资料，来自车辆108的各子系统、诊断系统和/或控制系统的通信；车辆108使用的便携式电能存储设备的类型；与车辆108相关联的驾驶路线或习惯；与车辆108相关联便携式电能存储设备交换历史。该信息可以例如通过车辆108和便携式充电设备350之间的无线通信信道358e和/或在本文所述的其他通信信道来传送。
此外，便携式电能存储设备106z可以可操作地放置在或安装在车辆108中，且同时直接或间接连接到便携式充电设备350进行充电。在一些实施例中，便携式电能存储设备106z必须连接到车辆108的安全系统，或者以其他方式连接到车辆108，以使车辆108和/或便携式电能存储设备106z通过无线通信信道358a和/或358e提供适当的认证信息。
在一些实施例中，将便携式充电设备350借出、出租、出售、授权或者以其他方式提供给收集、充电和配送机器系统102的用户和/或独占使用便携式充电设备350来对其电动车或其他物品的其便携式电能存储设备充电的用户。提供给特定用户的便携式电能存储设备和相关联的便携式充电设备可以具有存储于其上或以其他方式相关联的代码、标识符或其他凭证信息，从而将用户、用户账户、用户车辆、用户安全设备或令牌和/或用户移动设备与对应车辆108相关联(例如，经由车辆标识符)。这么做可以使用户只能对与该用户、用户车辆、用户移动设备、用户的其他安全设备相关联的，和/或与提供、登记或指派给该用户的对应特定便携式充电设备和/或特定便携式电能存储设备相关联的便携式电能存储设备充电和/或使用便携式充电设备。
图4是根据各非限制性说明实施例的在图3A、3B或3C中示出的示例性控制器的示意图。
安全系统控制器306包括控制器410、通信子系统406以及电力接口/管理器。如适用，安全系统控制器306可以是在图3B和3C中示出便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106z的安全系统控制器。
控制器410(例如)是微处理器、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、可编程门阵列(PGA)、特殊应用集成电路(ASIC)，或能够从各种传感器接收信号、执行逻辑运算及将信号发送至各种组件的另一控制器。通常，控制器410可采用微处理器(例如，INTEL、AMD、ATOM)的形式。安全系统控制器306亦可包括一个或多个非瞬时性处理器或计算机可读存储介质，例如，只读存储器(ROM)412、随机存取存储器(RAM)414及数据存储器416(例如，诸如闪存或EEPROM的固态存储介质、诸如硬盘机的旋转存储介质)。非瞬时性处理器或计算机可读存储介质412、414、416附加地可以是作为控制器410的一部分的任何非瞬时性存储介质(例如，寄存器)。安全系统控制器306可包括将各种组件耦接在一起的一个或多个总线418(仅示出一个)，例如，一个或多个电力总线、指令总线、数据总线等。
如图所示，ROM 412或者其他非瞬时性处理器或计算机可读存储介质412、414、416中的某个其他存储介质存储指令和/或变量或参数的数据或值。该等数据集可采用各种形式，例如，查找表、数据库中的记录集合等。指令以及数据或值的集合可由控制器410来执行。指令以及数据或值的集合的执行使控制器410执行使安全系统控制器306产生控制信号的特定动作，以在可用时：允许或防止便携式电存储设备106z接受充电或进行放电，或以其他方式调节便携式电存储设备106z的能量释放或者便携式电存储设备106z所接受的充电量；允许或者防止便携式充电设备350提供或传递电荷或者放电；和/或以其他方式调节便携式充电设备350的能量释放或其释放量，等等。安全系统控制器306的特定操作在此以及下文对各流程图(图5至图7)的参考中描述。
控制器410可按传统方式将RAM 414用于指令、数据等的易失性存储。控制器410可使用数据存储器416来将信息记入日志或保留信息，例如，关于用户资料信息的信息、车辆资料信息、安全码、凭证、安全认证、密码、用户的预订等级、与所识别的用户有关或与一般用户有关的所提供的特定促销、用户的人口统计信息(诸如，收入水平、体重、尺寸、性别、年龄、资产净值、婚姻状况、以及本文描述的其他信息等)、关于用户车辆位置及远程信息处理和/或遥测用户车辆信息的信息、关于车辆的类型、设定配置、详细说明、状况和/或容量的信息、关于便携式电能存储设备充电容量的信息、关于用户的路线信息的信息等。该指令可由控制器410来执行，以响应于来自远程系统的输入(例如便携式充电设备350和/或便携式电能存储设备106的远程系统，包括(但不限于)以下各项：便携式充电设备、车辆、用户识别设备(卡、电子密钥等)车辆、收集、充电和配送机器、收集、充电和配送机器服务系统、用户移动设备、用户车辆)及最终用户或操作者输入，且使用变量或参数的数据或值，来控制安全系统控制器306的操作。
控制子系统402还可以通过收集、充电和配送机器102的通信子系统206从便携式充电设备350的各种传感器和/或组件接收信号。该信息可包括表征或指示该组件的可靠性、认证等级、操作、状态或状况的信息。
通信子系统406可包括一个或多个通信模块或组件，所述一个或多个通信模块或组件促进与便携式充电设备350的各种组件的通信并且还促进与图1的收集、充电和配送机器102的各种组件(例如，以接收用户资料、车辆资料和/或促销活动信息的软件更新或数据更新)及一个或多个用户移动通信设备的通信，使得可在设备的间交换数据以用于认证目的。通信子系统406可提供有线和/或无线通信。通信子系统406可包括一个或多个端口、无线接收器、无线发送器或无线收发器以提供至各种远程组件或系统的无线信号路径。通信子系统406可例如包括组件，该组件实现短程(例如，经由蓝牙、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)组件及协议)或较远程无线通信(例如，经无线LAN、卫星或蜂窝网络)，且可包括一个或多个调制解调器452或一个或多个以太网或用于进行该操作的其他类型的通信卡或组件454。远程通信子系统406可包括适合于处置网络数据流(包括交换分组型通信协议(TCP/IP)、以太网或其他网络连接协议)的一个或多个网桥或路由器。
在一些实施例中，安全系统控制器306的一些组件或所有组件可位于便携式电存储设备106z外部，作为致动便携式电存储设备106z的开关310a及310b(例如，经由经通信子系统406发送的无线控制信号)的单独设备。
电力接口/管理器420可由控制器410来控制且被配置为将电力从电池单元304a、电源304b、或者其他外部电源提供至安全系统控制器306。此外，如适用，电力接口/管理器420被配置为根据从控制器410接收的控制信号调节来自或者到便携式电存储设备106z和/或便携式充电设备350的放电或者电荷传递。安全系统控制器30包括可操作以用于进行该操作的各种组件(例如，电变压器、变换器、整流器等)。
图5是根据一个非限制性实施例的示出操作图4的安全系统控制器306的方法500的流程图。
在502，安全系统控制器306接收与要由便携式充电设备充电的便携式电能存储设备的认证有关的信息。
在504，安全系统控制器306基于接收到的与认证有关的信息，做出关于允许便携式充电设备对便携式电能存储设备充电的决定。
在506，安全系统控制器306记录或者传送与充电有关的信息，以跟踪便携式充电设备的使用。
图6是根据一个非限制性说明实施例的示出操作图4的安全系统控制器306的第二方法600的流程图。
在602，安全系统控制器306接收与便携式充电设备的认证有关的信息，便携式充电设备连接到便携式电能存储设备以对便携式电能存储设备充电。
在604，安全系统控制器306基于接收到的与认证有关的信息，做出关于允许从该设备充电的决定。
在606，安全系统控制器306记录或者传送与充电有关的信息，以跟踪便携式充电设备的使用。
图7是根据一个非限制性说明实施例的示出操作图4的安全系统控制器的第三方法700的流程图。
在702，安全系统控制器306通过近场通信信号接收与要由便携式充电设备充电的便携式电能存储设备的认证有关的信息。
在704，安全系统控制器306基于接收到的与便携式电能存储设备的认证有关的信息，允许便携式充电设备对便携式电能存储设备充电或者阻止便携式充电设备对便携式电能存储设备充电。
本文所述的各种方法可以包括附加动作，省略一些动作，和/或以与各流程图中阐述的不同顺序来执行动作。
前述详细描述已经由框图、示意图及示例的使用阐明了设备和/或处理程序的各种实施例。在该框图、示意图及示例含有一个或多个功能和/或操作的范围内，本领域技术人员应理解，在该框图、流程图或示例内的每一功能和/或操作可由广泛范围的硬件、软件、固件或实际上其任何组合来个别和/或共同地实施。在一个实施例中，可经由一个或多个微控制器实施本主旨。然而，本领域技术人员应认识到，本文中揭示的实施例整体地或部分地可等效地实施于标准集成电路(例如，专用集成电路或ASIC)中，实施为由一个或多个计算机执行的一个或多个计算机程序(例如，实施为在一个或多个计算机系统上执行的一个或多个程序)，实施为由一个或多个控制器(例如，微控制器)执行的一个或多个程序，实施为由一个或多个处理器(例如，微处理器)执行的一个或多个程序，实施为固件，或实施为实际上其任何组合，且设计电路和/或编写用于软件和/或固件的程序代码将良好地处于依据本发明的教示的一般本领域技术人员的技术内。
当将逻辑实施为软件且存储于存储器中时，可将逻辑或信息存储于任何非瞬时性计算机可读媒体上以供任何与处理器有关的系统或方法使用或结合任何与处理器有关的系统或方法使用。在本发明的上下文中，存储器为非瞬时性计算机或处理器可读存储介质，其为非瞬时性地含有或存储计算机和/或处理器程序的电子、磁性、光学或其他实体设备或构件。逻辑和/或信息可体现于任何计算机可读媒体中以供指令执行系统、装置或设备使用或结合指令执行系统、装置或设备使用，指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、含有处理器的系统，或可从所述指令执行系统、装置或设备提取指令且执行与逻辑和/或信息相关联的指令的其他系统。
在本说明书的上下文中，“计算机可读媒体”可为可存储供指令执行系统、装置和/或设备使用或结合指令执行系统、装置和/或设备而使用的与逻辑和/或信息相关联的程序的任何实体组件。例如，计算机可读媒体可为(但不限于)电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、装置或设备。计算机可读媒体的更特定实体(非详尽列表)将包括以下各项：便携式计算机盘片(磁性、紧凑快闪卡、安全数字卡或其类似者)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可抹除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)、便携式紧凑光盘只读存储器(CDROM)及数字磁带。
可组合上文所描述的各种实施例以提供其他实施例。在并不与本文中的特定教示及定义不一致的范围内，包括(但不限于)以下各项的在本说明书中参考的和/或在申请数据单中列出的所有美国专利、美国专利申请公开案、美国专利申请案、外国专利、外国专利申请案及非专利公开案以全文引用的方式并入本文中：题为“APPARATUS,METHOD ANDARTICLE FOR COLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTING POWER STORAGE DEVICES,SUCHASBATTERIES”且于2011年7月26日申请的美国临时专利申请案No.61/511,900(代理人案号170178.401P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR COLLECTION,CHARGINGAND DISTRIBUTING POWER STORAGE DEVICES,SUCH AS BATTERIES”且于2012年5月16日申请的美国临时专利申请案No.61/647,936(代理人案号170178.401P2)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR REDISTRIBUTING POWERS TO RAGE DEVICES,SUCH ASBATTERIES,BETWEEN COLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINES”且于2011年9月14日申请的美国临时专利申请案No.61/534,753(代理人案号170178.402P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR AUTHENTICATION,SECURITY AND CONTROL OFPOWER STORAGE DEVICES SUCH AS BATTERIES”且于2011年9月14日申请的美国临时专利申请案No.61/534,761(代理人案号170178.403P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLEFOR AUTHENTICATION,SECURITY AND CONTROL OF POWER STORAGE DEVICES,SUCH ASBATTERIES,BASED ON USER PROFILES”且于2011年9月14日申请的美国临时专利申请案No.61/534,772(代理人案号170178.404P1)；题为“THERMAL MANAGEMENT OF COMPONENTSINELECTRIC MOTORDRIVE VEHICLES”且于2011年7月26日申请的美国临时专利申请案No.61/511,887(代理人案号170178.406P1)；题为“THERMAL MANAGEMENT OF COMPONENTSINELECTRIC MOTORDRIVE VEHICLES”且于2012年5月16日申请的美国临时专利申请案61/647,941No.(代理人案号170178.406P2)；题为“DYNAMICALLY LIMITING VEHICLEOPERATION FOR BEST EFFORT ECONOMY”且于2011年7月26日申请的美国临时专利申请案No.61/511,880(代理人案号170178.407P1)；题为“APPARATUS,METHOD,AND ARTICLE FORPHYSICAL SECURITY OF POWER STORAGE DEVICES IN VEHICLES”且于2011年11月8日申请的美国临时专利申请案No.61/557,170(代理人案号170178.408P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR A POWER STORAGE DEVICE COMPARTMENT”且于2011年12月29日申请的美国临时专利申请案No.61/581,566(代理人案号170178.412P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING VEHICLE DIAGNOSTIC DATA”且于2012年2月21日申请的美国临时专利申请案No.61/601,404(代理人案号170178.417P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING LOCATIONS OF POWER STORAGE DEVICECOLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINES”且于2012年2月22日申请的美国临时专利申请案No.61/601,949(代理人案号170178.418P1)；题为“APPARATUS，METHOD ANDARTICLE FOR PROVIDING INFORMATION REGARDING AVAILABILITY OF POWER STORAGEDEVICES AT A POWER STORAGE DEVICE COLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTIONMACHINE”且于2012年2月22日申请的美国临时专利申请案No.61/601,953(代理人案号170178.419P1)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR COLLECTION,CHARGING ANDDISTRIBUTING POWER STORAGE DEVICES,SUCH AS BATTERIES”、发明人是Hok-Sum HoraceLuke、Matthew Whiting Taylor及Huang-Cheng Hung、且于2012年7月26日申请的美国专利申请案No.13/559,314(代理人案号170178.401)；题为“APPARATUS,METHOD,AND ARTICLEFOR PHYSICAL SECURITY OF POWER STORAGE DEVICES IN VEHICLES”、发明人是MatthewWhiting Taylor、Yi-Tsung Wu、Hok-Sum Horace Luke及Huang-Cheng Hung、且于2012年7月26日申请的美国专利申请案No.13/559,264(代理人案号170178.407)；题为“APPARATUS,METHOD,AND ARTICLE FOR PHYSICAL SECURITY OF POWER STORAGE DEVICES INVEHICLES”、发明人是Matthew Whiting Taylor、Yi-Tsung Wu、Hok-Sum Horace Luke及Huang-Cheng Hung、且于2012年7月26日申请的美国专利申请案No.13/559,054(代理人案号170178.408)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING VEHICLEDIAGNOSTIC DATA”、发明人是Ching Chen、Hok-Sum Horace Luke、Matthew WhitingTaylor及Yi-Tsung Wu、且于2012年7月26日申请的美国专利申请案No.3/559,390(代理人案号170178.417)；题为“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING INFORMATIONREGARDING AVAILABILITY OF POWER STORAGE DEVICES AT A POWER STORAGE DEVICECOLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINE”、发明人是Yi-Tsung Wu、MatthewWhiting Taylor、Hok-Sum Horace Luke及Jung-Hsiu Chen、且于2012年7月26日申请的美国专利申请案No.13/559,343(代理人案号170178.419)；以及题为“APPARATUS,METHOD ANDARTICLE FOR RESERVING POWER STORAGE DEVICES AT RESERVING POWER STORAGE DEVICECOLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINES”、发明人是Hok-Sum Horace Luke、Yi-Tsung Wu、Jung-Hsiu Chen、Yulin Wu、Chien Ming Huang、TsungTing Chan、Shen-ChiChen及Feng Kai Yang、且于2012年7月26日申请的美国专利申请案No.13/559,06(代理人案号170178.423)。如需要，可以对实施例的方面进行修改，以使用各专利、申请及公开的电路或构思来提供更多的实施例。
虽然在对便携式电能存储设备进行收集、充电和配送以用于供个人交通车辆(诸如，全电动小型摩托车和/或轻型摩托车)使用的环境及上下文下大体论述，但本文中的启示可应用于广泛的各种其他环境，包括其他车辆以及非车辆环境。
上述对所示实施例的描述(包括在“公开摘要”中描述的内容)并不意图穷尽或将所述实施例限于所揭示的精确形式。虽然在本文中为了说明性目的而描述特定实施例及示例，但如相关领域技术人员应认识到，在不脱离本发明的精神及范畴的情况下，可进行各种等效修改。
可依据上述详细描述对实施例进行该及其他修改。一般而言，在所附权利要求书中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限于本说明书及权利要求书中揭示的特定实施例，而应被解释为包括所有可能的实施例，以及该权利要求所赋予权利的等效内容的全部范畴。因此，权利要求范围不受揭示内容限制。

Claims (27)

1.一种用于对便携式电能存储设备充电的便携式充电设备的便携式充电设备安全系统，其特征在于，包括：
外壳；
至少一个控制器与充电设备充电电源，位于所述外壳内；以及
耦接到所述至少一个控制器的至少一个通信模块，其中，所述至少一个控制器被配置为：
接收与要由所述便携式充电设备充电的便携式电能存储设备的认证有关的信息；
基于接收到的与认证有关的信息，做出关于允许所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电的决定；
基于接收到的与认证有关的信息，调节要从所述便携式充电设备提供给所述便携式电能存储设备的能量或电流的量；以及
记录或者传送与充电有关的信息，以跟踪所述便携式充电设备的使用。
2.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，记录或者传送与充电有关的信息以跟踪所述便携式充电设备的使用基于以下决定：基于接收到的与认证有关的信息而做出的关于允许对所述便携式电能存储设备充电的决定。
3.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，所述至少一个控制器还被配置为：如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式电能存储设备，则允许对所述便携式电能存储设备充电。
4.根据权利要求3所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，允许对所述便携式电能存储设备充电包括：发送使所述便携式电能存储设备被充电的信号。
5.根据权利要求4所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，还包括：
开关，所述开关耦接到所述便携式充电设备的至少一个端子和所述充电设备充电电源，所述开关被配置为由所述便携式充电设备安全系统的控制器生成的控制信号来激活，其中，所述控制器被配置为：
如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式电能存储设备，则以使所述便携式电能存储设备被充电的方式发送信号，使得所述控制信号使所述开关闭合以接通电路，从而允许电流从所述便携式充电设备流出，使得对所述便携式电能存储设备充电；
当所述便携式电能存储设备与所述便携式充电设备断开连接时，以阻止所述便携式充电设备提供充电的方式发送信号，使得所述控制信号使所述开关将电路断开并阻止电流从所述便携式充电设备流出。
6.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，所述至少一个控制器被配置为：经由在所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之间发送的近场通信(NFC)无线信号，接收与认证有关的信息。
7.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，所述至少一个控制器还被配置为：
基于所述便携式充电设备提供的充电量或所述便携式电能存储设备接收的充电量，跟踪所述便携式充电设备的使用。
8.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，所述至少一个控制器还被配置为：
基于与所述便携式充电设备或便携式电能存储设备相关联的用户账户，跟踪所述便携式充电设备的使用。
9.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，所述至少一个控制器还被配置为：
向外部设备传送与所述便携式充电设备的使用有关的信息，以对所述便携式电能存储设备计费。
10.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，所述至少一个控制器还被配置为：
将与所述便携式充电设备的使用有关的信息与用户账户相关联，所述用户账户与所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之一或多个相关联。
11.根据权利要求1所述的便携式充电设备安全系统，其特征在于，与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息是与以下之一或多个有关的信息：与所述便携式电能存储设备相关联的车辆，以及与所述车辆相关联的用户。
12.一种便携式电能存储设备安全系统中的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收与便携式充电设备的认证有关的信息，所述便携式充电设备连接到便携式电能存储设备以对所述便携式电能存储设备充电，所述便携式充电设备包括一外壳以及至少一个控制器与充电设备充电电源，位于所述外壳内；
基于接收到的与认证有关的信息，做出关于允许从所述设备充电的决定；以及
记录或者传送与充电有关的信息，以跟踪所述便携式充电设备的使用。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，记录或者传送与充电有关的信息以跟踪所述便携式充电设备的使用基于以下决定：基于接收到的与认证有关的信息而做出的关于允许从所述便携式充电设备充电的决定。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式充电设备，则接受从所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，接受对所述便携式电能存储设备充电包括：发送使便携式电能存储设备被充电的信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：
由所述至少一个控制器生成的信号来激活开关，所述开关耦接到所述便携式电能存储设备的至少一个端子和所述便携式电能存储设备的电池单元；
如果基于与认证有关的信息认证了所述便携式充电设备，则以以下方式发送信号：通过使得所述开关闭合以接通电路，从而允许电流从所述便携式充电设备流出使得对所述便携式电能存储设备充电，使所述便携式电能存储设备被充电；
当所述便携式电能存储设备与所述便携式充电设备断开连接时，以以下方式发送信号：通过使得所述开关将电路断开并阻止电流从所述便携式充电设备流出，阻止所述便携式电能存储设备接受充电。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，接收与所述便携式充电设备的认证有关的信息包括：经由在所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之间发送的近场通信(NFC)无线信号，接收与认证有关的信息。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括基于所述便携式电能存储设备从所述便携式充电设备接收到的充电量，跟踪所述便携式充电设备的使用。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：基于与所述便携式充电设备或所述便携式电能存储设备相关联的用户账户，跟踪所述便携式充电设备的使用。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括向外部设备传送与所述便携式充电设备的使用有关的信息，以对所述便携式电能存储设备计费。
21.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将与所述便携式充电设备的使用有关的信息与用户账户相关联，所述用户账户与所述便携式充电设备和所述便携式电能存储设备之一或多个相关联。
22.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，与所述便携式充电设备的认证有关的信息是与以下之一或多个有关的信息：与所述便携式充电设备相关联的车辆，以及与所述车辆相关联的用户。
23.一种便携式充电设备，其特征在于，包括：
外壳；
充电设备充电电源，位于所述外壳内；以及
安全系统控制器，位于所述外壳内且操作耦接到所述电源，所述安全系统控制器被配置为：
通过近场通信信号接收与要由所述便携式充电设备充电的便携式电能存储设备的认证有关的信息；
基于接收到的与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息，允许所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电或者阻止所述便携式充电设备对所述便携式电能存储设备充电；以及
基于接收到的与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息，调节要从所述便携式充电设备提供给所述便携式电能存储设备的能量或电流的量。
24.根据权利要求23所述的便携式充电设备，其特征在于，所述安全系统控制器还被配置为：
基于接收到响应或基于没有接收到响应，如存在能量，则确定从所述便携式充电设备释放多少能量对所述便携式电能存储设备充电，所述响应是对来自所述安全系统控制器的对与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息的请求的响应。
25.根据权利要求23所述的便携式充电设备，其特征在于，所述安全系统控制器还被配置为：
基于接收到的与所述便携式电能存储设备的认证有关的信息，发送使所述便携式电能存储设备接受所述便携式充电设备的充电的控制信号。
26.一种便携式电能存储设备安全系统中的方法，其特征在于，所述方法包括：
由安全系统控制器通过近场通信信号接收与便携式充电设备的针对便携式电能存储设备的认证有关的信息，所述便携式充电设备包括外壳以及充电设备充电电源，所述安全系统控制器与所述充电设备充电电源位于所述外壳内；以及
基于接收到的与所述便携式充电设备的认证有关的信息，通过安全系统控制器允许所述便携式电能存储设备放电或者通过所述安全系统控制器阻止所述便携式电能存储设备放电。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，接收到的与所述便携式充电设备的认证有关的信息是对检测到的所述便携式电能存储设备的充电电平升高并且在检测到所述升高前未执行认证加以指示的信息，并且所述安全系统被配置为：响应于接收到的对检测到的所述便携式电能存储设备的充电电平升高并且在检测到所述升高前未执行认证加以指示的信息，阻止所述便携式电能存储设备放电。
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