CN114206662B - 配对控制方法、供电设备通信控制器及电力传输控制方法 - Google Patents

配对控制方法、供电设备通信控制器及电力传输控制方法 Download PDF

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Abstract

公开了配对控制方法、供电设备通信控制器及电力传输控制方法。根据本发明的配对控制方法可以包括以下步骤：执行与电动车辆(EV)的充电会话开始过程；与电动车辆交换一个或多个配对消息；当与电动车辆的配对失败时，生成关于一个或多个备选SECC的信息；以及将包括关于一个或多个备选SECC的信息的配对响应消息发送到电动车辆。

Description

配对控制方法、供电设备通信控制器及电力传输控制方法
技术领域
本公开涉及用于控制电力传输中的配对的方法和设备，并且更具体地，涉及用于控制针对向电动车辆的传导或无线电力传输执行的配对的方法和设备。
背景技术
电动车辆(EV)通过由电池供电的电动机来驱动，并且与传统的内燃机车辆相比，电动车辆具有减少诸如废气和噪音的污染、更少的损坏、更长的寿命以及更简单的驾驶操作的优点。
EV基于驱动源被分类为混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电动车辆(EV)。HEV以发动机作为主动力，并且以马达作为辅助动力。PHEV具有主动力马达和电池放电时使用的发动机。EV具有马达，但是EV不具有发动机。
电动车辆充电系统可以被定义为使用从商用电网获得或存储在能量存储装置中的电力对安装在电动车辆中的电池充电的系统。根据电动车辆的类型，这种电动车辆充电系统可以具有各种形式。例如，电动车辆充电系统可以包括使用电缆的导电充电系统或非接触式无线电力传输系统。
电动车辆充电控制通过EV与充电站之间的通信协议来执行。具体地，在EV的电动车辆通信控制器(EVCC)与充电站的供电设备通信控制器(SECC)之间建立配对之后，执行从充电站到EV的电力传输。因此，有必要提高EVCC与SECC之间的配对的成功概率。
发明内容
技术问题
提供了一种由控制到电动车辆(EV)的电力传输的供电设备通信控制器(SECC)执行的配对控制方法。
提供了一种使用配对控制方法控制到电动车辆(EV)的电力传输的供电设备通信控制器(SECC)。
提供了一种由电动车辆(EV)执行的电力传输控制方法。
技术解决方案
根据示例性实施例的一方面，由控制到EV的电力传输的SECC执行的配对控制方法包括：执行与EV的充电会话的启动；与EV交换配对消息；当与EV的配对失败时，生成关于至少一个备选SECC的信息；以及将包括关于至少一个备选SECC的信息的配对响应消息发送到EV。
SECC可以使用内部供应设备协议(ISEP)与至少一个其他SECC通信。
配对控制方法可以进一步包括通过使用内部供应设备协议(ISEP)获取关于至少一个备选SECC的信息的操作。
当与EV的配对失败时生成关于至少一个备选SECC的信息的操作可以包括检查包括在由至少一个其他SECC中的每一个广播的事件通知消息中的SECC信息的操作。
关于至少一个备选SECC的信息可以包括服务集标识符(SSID)、基本服务集标识符(BSSID)以及成对的IP地址和端口号中的至少一个。
ISEP可以包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。
当主动类型消息不能修复配对失败时，可以任选地使用被动类型消息。
当由电动车辆供电设备(EVSE)生成配对信号时，可以使用触发类型消息。
根据示例性实施例的另一方面，控制到电动车辆(EV)的电力传输的供电设备通信控制器(SECC)包括处理器和存储将由处理器执行的至少一个指令的存储器。
该至少一个指令在由处理器执行时使处理器：执行与EV的充电会话的启动；与EV交换至少一个配对消息；当与EV的配对失败时，生成关于至少一个备选SECC的信息；以及将包括关于至少一个备选SECC的信息的配对响应消息发送到EV。
SECC可以使用内部供应设备协议(ISEP)与至少一个其他SECC通信。
至少一个指令可以包括当由处理器执行时使处理器通过使用内部供应设备协议(ISEP)来获取关于至少一个备选SECC的信息的指令。
使处理器在与EV的配对失败时生成关于至少一个备选SECC的信息的指令可以包括使处理器检查包括在由至少一个其他SECC中的每一个广播的事件通知消息中的SECC信息的指令。
关于至少一个备选SECC的信息可以包括服务集标识符(SSID)、基本服务集标识符(BSSID)以及成对的IP地址和端口号中的至少一个。
ISEP可以包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。
当主动类型消息不能修复配对失败时，可以任选地使用被动类型消息。
当通过电动车辆供电设备(EVSE)生成配对信号时，可以使用触发类型消息。
根据示例性实施例的又一方面，由电动车辆(EV)执行的电力传输控制方法包括：执行与供电设备通信控制器(SECC)的充电会话的启动；与SECC交换配对消息；从SECC接收与配对结果相关的配对响应消息；当与SECC的配对失败时，提取包括在配对响应消息中的关于至少一个备选SECC的信息；以及通过使用关于备选SECC的信息尝试与另一SECC配对。
可以通过多个SECC之间使用内部供应设备协议(ISEP)进行的通信来获取关于至少一个备选SECC的信息。
ISEP可以包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。
当主动类型消息不能修复配对失败时，可以任选地使用被动类型消息。
当通过电动车辆供电设备(EVSE)生成配对信号时，可以使用触发类型消息。
有益效果
根据本公开的示例性实施例，当电动车辆与某个供应装置的配对失败时，电动车辆可以通过使用关于备选供应装置的信息建立与备选供应装置的配对。
因此，本公开的示例性实施例使得能够在电动车辆与供应装置之间实现稳定的配对和供电。
附图说明
图1是示出可以应用于本公开的示例性实施例的EV导电充电系统的概念图。
图2为示出可以应用于本公开的示例性实施例的无线电力传输(WPT)系统的概念图。
图3示出根据本公开的示例性实施例的可以用于控制电动车辆电力传输的通信方案。
图4a是示出电力传输的成功配对过程的示例的序列图。
图4b是示出电力传输的不成功配对过程的示例的序列图。
图5是示出根据本公开的示例性实施例的配对方法的序列图。
图6示出了根据本公开的示例性实施例的适用于实现配对方法的分层SECC布置架构的示例。
图7a示出了根据本公开的示例性实施例的ISEP事件通知消息的格式。
图7b示出了根据本公开的示例性实施例的ISEP事件请求和响应消息的格式。
图7c示出了根据本公开的示例性实施例的触发事件请求和响应消息的格式。
图8是示出根据本公开的示例性实施例的使用主动消息的配对方法的顺序图。
图9是示出根据本公开的示例性实施例的配对控制方法的流程图。
图10是示出根据本公开的示例性实施例的充电控制方法的流程图。
图11是根据本公开的示例性实施例的电力传输控制设备的框图。
具体实施方式
为了更清楚地理解本公开的特征和优点，将参考所附附图详细描述本公开的示例性实施例。然而，应当理解，本公开不限于特定实施例并且包括落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。在描述每个附图时，相似的参考数字用于相似的组件。
在本说明书中指定用于解释各种组件的包括诸如“第一”和“第二”的序数的术语用于将组件与其他组件区分开，但并不旨在限制特定组件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第二组件可以被称为第一组件，并且类似地，第一组件也可以被称为第二组件。
当一个组件被称为“连接”或“耦接”到另一组件时，该组件可以在逻辑上或物理上直接连接或耦接到另一组件，或者通过该组件与另一组件之间的对象间接连接或耦接到另一组件。相对照地，当一个组件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一组件时，应理解在组件之间不存在中间对象。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
除非另有定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在通常使用的词典中定义的术语应被理解为具有与现有技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本申请中明确定义，否则不应被理解为具有理想的或过于正式的含义。
本公开中所使用的术语定义如下。
“电动车辆(EV)”：如49CFR 523.3所定义的汽车，旨在用于高速公路，由电动马达提供动力，该马达从可从车外电源(诸如住宅或公共电力服务或车载燃料发电机)充电的车载能量存储装置(诸如电池)中汲取电流。EV可以是被制造用于主要在公共街道或道路上使用的四轮或更多轮车辆。
EV可以包括电动车辆、电动汽车、电动道路车辆(ERV)、插电式车辆(PV)、插电式车辆(xEV)等，并且xEV可以被分类分为插电式全电动车辆(BEV)、纯电动车辆、插电式电动车辆(PEV)、混合动力电动车辆(HEV)、混合动力插电式电动车辆(HPEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)等。
“插电式电动车辆(PEV)”：通过连接到电网为车载原电池充电的电动车辆。
“插电式车辆(PV)”：可通过电动车辆供电设备(EVSE)的无线充电进行充电而无需使用物理插头或物理插座的电动车辆。
“重型车辆(H.D.Vehicle)”：49CFR 523.6或49CFR 37.3中定义的任何四轮或更多轮车辆(公共汽车)。
“轻型插电式电动车辆”：由从可充电蓄电池或其他能量装置中汲取电流的电动马达推动的、主要用于公共街道、道路和高速公路并且额定车辆重量小于4,545千克的三轮或四轮车辆。
“无线充电系统(WCS)”：用于无线电力传输和交互控制的系统，包括用于地面组件(GA)与车辆组件(VA)之间的对准和通信操作。
“无线电力传输(WPT)”：通过诸如电磁感应和共振的非接触式通道在诸如公共服务(utility)、电网、能量存储装置、燃料电池发电机的电源与EV之间传输电力。
“公共服务”：提供电能并且包括客户信息系统(CIS)、高级计量基础设施(AMI)、收费和收入系统的一组系统。公共服务可以通过费用表和离散事件为EV提供能量。此外，公共服务可以提供与EV、功耗测量间隔和关税的认证相关的信息。
“智能充电”：EVSE和/或PEV与电网通信以通过反映电网容量或使用费用来优化EV的充电比或放电比的系统。
“自动充电”：在车辆位于对应于能够传输电力的主充电器组件的适当位置之后，自动执行感应充电的程序。可以在获得必要的认证和访问权限后执行自动充电。
“互操作性”：系统的组件与系统的对应组件互操作以执行系统所针对的操作的状态。此外，信息互操作性可以指两个或多个网络、系统、装置、应用程序或组件可以有效地共享和容易使用信息而不给用户带来不便的能力。
“感应充电系统”：经由两部分有间隙的磁芯变压器将能量从电源传输到EV的系统，其中，变压器的两个部分(即，初级线圈和次级线圈)彼此物理上分离。在本公开中，感应充电系统可以对应于EV电力传输系统。
“感应耦合器”：由地面组件(GA)线圈中的线圈和车辆组件(VA)线圈中的线圈形成的允许通过电气绝缘传输电力的变压器。
“感应耦合”：两个线圈之间的磁耦合。两个线圈中的一个线圈可以指地面组件(GA)线圈，而两个线圈中的另一线圈可以指车辆组件(VA)线圈。
“地面组件(GA)”：地面或基础设施侧的组件，包括用作无线充电系统的电源所必需的GA线圈、电力/频率转换单元和GA控制器以及来自电网和每个单元、滤波电路、壳体之间的布线等。GA可以包括适用于控制阻抗和谐振频率的组件，包括用于增强磁通路径的铁氧体和电磁屏蔽材料。
“车辆组件(VA)”：车辆内的组件，包括用作无线充电系统的车辆部分所必需的VA线圈、整流器/电力转换单元和VA控制器以及车辆电池和每个单元、滤波电路、壳体之间的布线等。VA可以包括适用于控制阻抗和谐振频率的组件，包括用于增强磁通路径的铁氧体和电磁屏蔽材料。
GA可以被称为供应装置、主装置等，而VA可以被称为EV装置、次装置等。
“主装置”：提供与次装置的非接触式耦合的设备。换句话说，主装置可以是与EV无关的设备。当EV正在接收电力时，主装置可以充当传输电力的电源。主装置可以包括壳体和所有盖子。
“次装置”：安装在EV内提供与主装置的非接触式耦合的设备。换句话说，次装置可以安装在EV内。当EV正在接收电力时，次装置可以将电力从主装置传输到EV。次装置可以包括壳体和所有盖子。
“GA控制器”：基于来自车辆的信息调节到GA线圈的输出功率电平的GA的一部分。
“VA控制器”：在充电期间监控某些车载参数并启动与GA的通信以调整输出功率电平的VA的一部分。
GA控制器可以被称为主装置通信控制器(PDCC)，并且VA控制器可以被称为电动车辆通信控制器(EVCC)。
“磁隙”：当对准时，利兹线顶部或GA线圈中磁性材料顶部的较高平面到利兹线底部或VA线圈中磁性材料底部的较低平面之间的垂直距离。
“周围温度”：在所考虑的并且没有阳光直射的子系统处测量的空气的地面等级温度。
“车辆离地间隙”：地面与车辆地板风扇的最低部分之间的垂直距离。
“车辆磁性离地间隙”：利兹线或安装在车辆内的VA线圈中的磁性材料底部的较低平面与地面之间的垂直距离。
“VA线圈磁性表面距离”：当安装时磁性或导电组件表面的最近平面与VA线圈的下部外表面之间的距离。该距离包括可能包装在VA线圈壳体中的任何保护性覆盖物和额外物品。
VA线圈可以被称为次级线圈、车辆线圈或接收线圈。类似地，GA线圈可以被称为初级线圈或发送线圈。
“暴露的导电组件”：可以被触摸并且通常不激励但在故障的情况下可能激励的电气设备(例如电动车辆)的导电组件。
“有害带电组件”：在某些条件下可能输出有害电击的带电组件。
“带电组件”：旨在在正常用途中被电激励的任何导体或导电组件。
“直接接触”：人员接触带电组件。(参见IEC 61440)
“间接接触”：人员接触因绝缘故障而带电的暴露、导电和带电组件。(参见IEC61140)
“对准”：检测主装置与次装置的相对位置和/或检测次装置与主装置的相对位置以用于指定的有效电力传输的过程。在本公开中，对准可以涉及无线电力传输系统的精细定位。
“配对”：车辆与唯一专用主装置关联的过程，车辆位于该主装置并从中传输电力。配对可以包括使充电站的VA控制器和GA控制器关联的过程。关联/相关联过程可以包括在两个对等通信实体之间建立关系的过程。
“高级通信(HLC)”：一种特殊类型的数字通信。HLC是命令和控制通信未覆盖的额外服务所必需的。HLC的数据链路可以使用电力线通信(PLC)，但不局限于此。
“低电力激发(LPE)”：激活主装置以进行精细定位和配对的技术，以允许EV检测主装置，并且反之亦然。
“服务集标识符(SSID)”：由附加到在无线LAN上发送的分组的报头的32个字符组成的唯一标识符。SSID识别无线装置尝试连接的基本服务集(BSS)。SSID区分多个无线LAN。因此，想要使用特定无线LAN的所有接入点(AP)和所有终端/站装置都可以使用相同的SSID。不使用唯一SSID的装置无法加入BSS。由于SSID被示出为纯文本，因此它可能不会为网络提供任何安全特征。
“扩展服务集标识符(ESSID)”：人们期望连接到的网络的名称。ESSID与SSID类似，但可能是一个更扩展的概念。
“基本服务集标识符(BSSID)”：BSSID通常由48位组成，并且用于区分特定的BSS。在基础设施BSS网络的情况下，BSSID可以是AP设备的媒体访问控制(MAC)。对于独立的BSS或自组织(ad hoc)网络，可以用任何值生成BSSID。
充电站可以包括至少一个GA和至少一个GA控制器，该至少一个GA控制器被配置为管理该至少一个GA。GA可以包括至少一个无线通信装置。充电站可以指安装在家庭、办公室、公共场所、道路、停车场等具有至少一个GA的位置。
在下文中，将参考所附附图详细描述本公开的示例性实施例。
图1是示出可以应用于本公开的示例性实施例的EV导电充电系统的概念图。
如图1所示，EV导电充电可以基于EV充电电缆30、EV 10和安装在现有建筑物或充电站中的电源插座40的相互作用来执行。
EV 10通常可以被定义为从可充电能量存储装置(诸如安装在EV 10上的电池作为电动马达的能量源)供应电流的汽车。
EV 10可以是具有电动马达以及内燃机的混合动力电动车辆(HEV)。此外，EV 10不仅可以是汽车，而且还可以是摩托车、手推车、踏板车或电动自行车。
此外，根据本公开的EV 10可以包括用于对其电池进行导电充电的入口。此处，其电池可以被导电充电的EV 10可以被称为如上定义的插电式电动车辆(PEV)。
设置在根据本公开的EV 10中的入口可以支持慢速充电或快速充电。此处，EV 10可以包括通过单个插头连接支持慢速充电和快速充电两者的单个入口，或者分别支持快速充电和快速充电的入口。
此外，根据本公开的EV 10可以进一步包括车载充电器(OBC)以支持通过从通用电力系统提供的交流(AC)电力的慢速充电。在慢速充电的过程期间，OBC可以提高从通用电力系统提供的AC电力的电平并且转换为直流(DC)电力以将DC电力提供给EV 10的电池。因此，在用于慢速充电的AC电力被供应到EV 10的入口的情况下，可以通过OBC执行慢速充电。相对照地，在用于快速充电的DC电力被供应到EV 10的入口的情况下，可以在没有OBC干预的情况下执行快速充电。
EV充电电缆30可以包括连接到EV 10的入口的充电插头31、连接到插座40的插座插头33和电缆内控制箱(ICCB)32中的至少一个。
充电插头31可以是能够电连接到EV 10的入口的连接部件。ICCB 32可以与EV 10通信以接收EV的状态信息或控制对EV 10的电力充电。
尽管ICCB 32被示出为包括在EV充电电缆10中，但是ICCB 32可以安装在除EV充电电缆10以外的地方或者可以与下述SECC组合或由该SECC代替。
适于连接到充电站的插座以接收电力的插座插头33可以是诸如普通插头或电源线组(cord set)的电连接构件。
例如，电源插座40可以指安装在各种地方(诸如附接到EV 10的所有者的房屋的停车场、用于在加油站为EV充电的停车场或在购物中心或办公楼的停车场)的插座。
此外，被称为供电设备通信控制器(SECC)的装置可以安装在安装了插座40的建筑物或场所(例如，充电站)中，以通过与ICCB 32或EV 10(例如，电动车辆通信控制器(EVCC))中的一个的组件进行通信来控制充电过程。
SECC可以通过有线或无线通信与电网、管理电网的基础设施管理系统、安装插座40的建筑物的管理服务器(在下文中，被称为“服务器”)或基础设施服务器通信。
电源插座40可以按原样提供电力系统的AC电力。例如，电源插座40可以提供对应于单相两线(1P2W)系统和三相四线(3P4W)系统中的至少一种的AC电力。
EV充电电缆30可以支持慢速充电并且将用于慢速充电的电力提供给EV 10。提供给EV 10用于慢速充电的电力可以在3.3kWh至7.7kWh的范围内。
EV充电电缆30可以支持快速充电并且将用于快速充电的电力提供给EV 10。提供给EV 10用于快速充电的电力可以在50kWh至100kWh的范围内。
图2是示出可以应用于本公开的示例性实施例的无线电力传输(WPT)的概念的概念图。
如图2所示，WPT可以由电动车辆(EV)10的至少一个组件和充电站20执行，并且可以用于在没有任何电线的情况下向EV 10传输电力。
具体地，EV 10通常可以被定义为将存储在包括电池12的可充电能量存储器中的电力供应到EV 10的动力传动系统中的电动马达的车辆。
根据本公开的示例性实施例的EV 10可以包括具有电动马达以及内燃机的混合动力电动车辆(HEV)，并且不仅可以包括汽车，而且还可以包括摩托车、手推车、踏板车和电动自行车。
EV 10可以包括具有适于接收用于对电池12进行无线充电的电力的接收线圈的电力接收垫11，并且可以包括适于接收用于对电池12进行导电充电的电力的插头。具体地，被配置为对电池12进行导电充电的EV 10可以被称为插电式电动车辆(PEV)。
充电站20可以连接到电网50或电力主干，并且可以经由电力链路向具有发送线圈的电力发送垫21提供AC电力。
充电站20可以与电网50或管理电网的基础设施管理系统或基础设施服务器通信，并且可以被配置为与EV 10执行无线通信。
无线通信可以通过蓝牙、Zigbee、蜂窝、无线局域网(WLAN)等来执行。
另外，充电站20可以位于各种地方，包括附接到EV 10的所有者的房屋的停车区、用于在加油站等处为EV充电的停车区、在购物中心或工作场所的停车区，但不限于此。
可以如下执行到EV 10的电池12的无线电力传输。首先，EV 10的电力接收垫11设置在由电力发送垫21产生的能量场中。然后，电力接收垫11中的接收线圈和电力发送垫21中的发送线圈耦合并相互作用。作为耦合或相互作用的结果，可以在电力接收垫11中感应出电动势，并且可以由感应电动势对电池12进行充电。
充电站20和电力发送垫21作为整体或部分可以被称为地面组件(GA)，其含义和功能在上文定义。
此外，EV 10的电力接收垫11和其他内部组件的全部或部分可以被称为车辆组件(VA)，其含义和功能在上文定义。
电力发送垫或电力接收垫可以被配置为非极化的或极化的。
在垫是非极化的情况下，在垫的中央存在一个极，并且在垫的外围周围存在相反的极。磁通量可以形成为从垫的中央离开并返回到垫的外部边界。
在垫是极化的情况下，垫可以在垫的相对端部具有相应的极。可以根据垫的取向来形成磁通量。
同时，根据作为用于电动车辆充电的通信标准的ISO 15118，EV和EV供电设备(EVSE)通过交换消息来控制整个充电过程。即，电动车辆通信控制器(EVCC)和供电设备通信控制器(SECC)可以执行用于对EV进行充电的通信。
在通信之前，EV首先认证EVSE以确保EVSE是受信任锚批准的可信实体，并且与EVSE建立安全信道以保护通信免受未经授权的访问。安全性可以通过传输层安全(TLS)来保证，TLS是IETF RFC 5246中定义的标准协议。TLS会话可以在建立基于IP的通信之后通过TLS会话建立过程来建立。TLS的安全性依赖于EV对EVSE充电器所属的可信运营商的信任。
图3示出根据本公开的示例性实施例的可以用于控制电动车辆电力传输的通信方案。
根据用于电动车辆充电通信的工业标准文件(例如，ISO 15118-8和ISO 15118-20)，当无线通信用于电动车辆充电时，电动车辆通信控制器(EVCC)与供电设备通信控制器(SECC)之间的通信可以符合IEEE标准802.11。即，EV电力传输可以涉及EVCC与SECC之间的通信。在这种情况下，可以为每个EVSE提供一个SECC，或者可以为多个EVSE提供单个SECC。
此外，通过有线电缆的传导电力传输可以符合IEC 61851标准。
另一方面，在VA(即，EVCC)与GA(即，SECC)之间执行的无线电力传输过程可以包括WPT WLAN发现操作、无线通信关联和充电点发现操作、定位、认证、授权和精细对准操作、配对操作、对准检查和WPT准备操作以及WTP操作。
配对是检查EVCC与用于充电的正确SECC通信并且在EVCC与SECC之间执行的过程。导电电力传输和无线电力传输两者可能需要配对。然而，传导电力传输中的配对的详细过程可以不同于无线电力传输中的配对的详细过程。
图4a是示出电力传输的成功配对过程的示例的序列图。
图4a示出了在导电电力传输环境中使用一个EVSE 200和一个SECC 210的示例。即，第一EVSE(EVSE1)通过分配给第一EVSE(EVSE1)的第一SECC(SECC1)与EVCC 110通信。
参考图4a，通过WIFI配对请求和响应(WIFIPairingReq/WIFIPairingRes)消息循环执行配对过程，其中，EVCC将WIFI配对请求(WIFIPairingReq)消息传输至第一SECC(SECC1)，并且第一EVSE(EVSE1)的第一SECC(SECC1)响应于WIFIPairingReq消息将WIFI配对响应(WIFIPairingRes)消息发送至EVCC。
由EVCC发送到SECC的WIFIPairingReq消息可以包括与配对状态(“PairingStatus”)相关的参数。此外，由SECC发送到EVCC的WIFIPairingRes消息可以包括诸如“EVSEprocessing”、“Number_Of_Toggles”、“ResponseCode”和“EVSEID”的参数。
如图4a所示，在存在一个EVSE和对应于该EVSE的一个SECC的情况下，成功配对的概率可能较高。
图4b是示出电力传输的不成功配对过程的示例的序列图。
在图4b所示的示例中，在导电电力传输环境中存在两个EVSE和与位于EV附近的相应EVSE相对应的两个SECC。
参考图4b，与图4a的示例相似，通过WIFIPairingReq/WIFIPairingRes消息循环执行配对过程，其中，EVCC将WIFIPairingReq消息传输至第一SECC(SECC1)，并且第一EVSE(EVSE1)的第一SECC(SECC1)响应于WIFIPairingReq消息将WIFIPairingRes消息发送至EVCC。
当存在能够与如图4b所示的EVCC通信的多个SECC时，配对失败的概率可能增加。
图5是示出根据本公开的示例性实施例的配对方法的序列图。
在图5所示的示例中，在EVCC附近存在能够与EVCC通信的两个SECC。如上面参考图4b所描述的，当存在能够与EVCC通信的多个SECC时，配对失败的概率可能增加，但是本公开提供解决该问题的解决方案。
当EVCC尝试与第一SECC(SECC1)的WiFi配对但配对失败时，第一SECC(SECC1)可以发送包括参数“Response＝没有切换(No toggle)”的WIFIPairingRes消息以指示失败。然而，此时，第一SECC(SECC1)可以以诸如“ListOfAlternativeSECC＝SECC2”的格式编写指示可以与EVCC配对的备选SECC而不是第一SECC(SECC1)的WIFIPairingRes消息并且将WIFIPairingRes消息传输至EVCC。
换句话说，已经确定与EV配对失败的第一SECC(SECC1)可以向EVCC提供关于配对成功的提示。
总之，根据本公开的示例性实施例的WIFIPairingRes消息可以包括ListOfAlternativeSECC参数。
图6示出了根据本公开的示例性实施例的适用于实现配对方法的分层SECC布置架构的示例。
参考图6，根据本公开的示例性实施例的SECC布置架构可以包括一个或多个代理SECC。每个代理SECC可以与关联于EVSE的一个或多个SECC(例如，SECC1和SECC2)通信。每个SECC可以将它的信息传输到代理SECC并且通过代理SECC接收关于位于其附近的其他SECC的信息。
例如，在EVCC与第二SECC(SECC2)之间的配对过程失败之后，包括成对的IP地址和端口号的第一SECC(SECC1)的信息可以通过代理SECC被提供给EVCC作为关于备选SECC的信息。当接收到关于备选SECC的信息时，EVCC可以选择与备选SECC信息(IP1，端口1)相对应的第一SECC(SECC1)作为下一个配对伙伴。
根据本公开的示例性实施例，ListOfAlternativeSECC参数可以被添加到WIFIPairingRes消息以提供对于找到控制EV被插入或者EV被停放的EVSE的SECC有用的信息。
此时，由EVCC发送到SECC的WIFIPairingReq消息可以包括指示配对状态(即，PairingStatus)的参数。PairingStatus参数可以具有从所设置的PairingStatus＝{“Init”、“EV_Ready_To_Toggle”、“End_Of_Toggle”}中选择的值。
此外，WIFIPairingRes消息可以包括诸如EVSEProcessing、Number_Of_Toggle、ResponseCode和EVSEID的参数。EVSEProcessing参数可以具有从{“进行中(Ongoing)”、“完成(Finished)”}的集合选择的值。Number_Of_Toggle参数可以具有整数值。ResponseCode参数可以具有从{“良好(OK)”、“Failed_Wrong_Number_of_Toggle”、“Failed_No_State_B”}的集合选择的值。EVSEID参数可以具有串形式的值。
根据本公开的示例性实施例的WIFIPairingRes消息还可以包括如上所述的ListOfAlternativeSECC参数。ListOfAlternativeSECC参数可以包括按照配对成功概率更高的顺序排列的SECC信息的列表。ListOfAlternativeSECC参数中的每个SECC的信息可以包括SSID、BSSID以及成对的IP地址和端口号。基本服务集标识符(BSSID)是SECC的WiFi接口的MAC地址。当若干SECC在一个充电站中使用相同的SSID时，可以使用BSSID来识别SECC。
换句话说，当与当前SECC的配对过程失败时，ListOfAlternativeSECC参数可以提供建议EV按照其优先级顺序连接的所有SECC的列表。在不提供ListOfAlternativeSECC参数的情况下，SSID、BSSID以及成对的IP地址和端口号的值可以用NULL或空的空间填充。
当给出备选SECC的列表时，EV可以以给定的顺序连接到SECC。例如，EV可以使用所提供的SSID连接到无线网络，并且启动会话描述协议(SDP)，或直接连接到具有所提供的IP地址和端口号的SECC。
在SECC需要更多时间来准备ListOfAlternativeSECC信息的情况下，SECC可能不得不通过将EVSEProcessing参数设置为“进行中”并且将ResponseCode参数设置为除了“良好”之外的值来发送WIFIPairingRes消息。
同时，存在用于无线电力传输(WPT)的类似配对机制。即，在无线电力传输的情况下，EVCC和SECC可以通过配对请求和响应消息检查EV是否正与控制EV所位于的主要核心的SECC通信。
可以存在两种类型的配对：一种是通过EV发信令来启动，而另一种是通过EVSE发信令来启动。在通过EV发信令启动的配对的情况下，当SECC从EV接收信号时，SECC与另一SECC共享该信号。然而，在通过EVSE发信令启动的配对的情况下，不能使用这种机制。
因此，在本公开的另一实施例中，可以将ListOfAlternativeSECC参数作为选项添加到用于WPT配对的PairingRes消息中。
ListOfAlternativeSECC参数可以包括SECC的SSID、BSSID以及成对的IP地址和端口号按照配对成功概率更高的顺序排列的列表。在不提供ListOfAlternativeSECC参数的情况下，SSID、BSSID以及成对的IP地址和端口号的值可以用NULL或空的空间填充。
总之，在传导电力传输(即，使用电力电缆的有线电力传输)的情况下，ListOfAlternativeSECC参数可以被添加到WIFIPairingRes消息。在感应电力传输(即，无线电力传输)的情况下，ListOfAlternativeSECC参数可以被添加到PairingRes消息。被添加到WIFIPairingRes消息或者PairingRes消息中的ListOfAlternativeSECC参数可以包括SECC的SSID、BSSID或成对的IP地址和端口号按照配对成功概率更高的顺序排列的列表，并且可以选择性地应用ListOfAlternativeSECC参数中的每个SECC的信息。
另一方面，根据本公开的另一示例性实施例，当前SECC可以找出EV连接至哪个SECC或者EV是否停放在错误的EVSE上。
为此目的，SECC之间的专有通信可能是必要的。在本说明书中，用于SECC之间的这种专有通信的通信方案被称为“内部供应设备协议(ISEP)”。ISEP协议通常可以包括以下三种类型的消息：
-主动消息：用于SECC以宣布观察到的事件(诸如BCB切换(在导电电力传输的情况下)或信号值(在感应电力传输的情况下))的广播消息；
-被动消息：用于SECC以找出接收特定BCB切换或信号的可能正确的SECC的广播-响应消息；以及
-触发消息：SECC请求其他SECC向EV生成信号以用于配对目的的消息。
根据本公开的示例性实施例的ISEP可以使用通用数据报协议(UDP)来实现。每个SECC可以打开将被用于ISEP的预定的UDP端口(例如，151182)。ISEP可以使用JavaScript对象表示法(JSON)作为编码方案。
图7a示出了根据本公开的示例性实施例的ISEP事件通知消息的格式。
图7a所示的ISEP事件通知消息是主动ISEP消息的示例，并且可以使用基于广播的UDP协议。
每个SECC通过ISEP事件通知消息通告不能链接到其自身的任何进行中的会话的BCB切换/信号事件的列表。AnnouncePeriod参数可以指示每个SECC通告事件列表的时段的取消值。接收ISEP事件通知消息的SECC可以使用所接收的信息来向配对失败的EV推荐尝试备选无线网络或SECC的成对的IP地址和端口号。
图7b示出了根据本公开的示例性实施例的ISEP事件请求和响应消息的格式。
图7b所示的ISEP事件请求和响应消息是被动ISEP消息的示例。
被动ISEP消息可以是任选的，并且仅在主动消息不能解决该问题时才可以发送。被动消息还可以使用广播响应UDP协议。一个SECC可以广播针对特定事件的查询，并且如果SECC已经观察到与查询匹配但是不与其自身的任何进行中的会话相关联的切换事件，则接收查询的另一SECC可以通过发送单播消息对SECC已经广播查询做出响应。
图7c示出了根据本公开的示例性实施例的触发事件请求和响应消息的格式。
图7c所示的触发事件请求和响应消息是触发ISEP消息的示例。可以仅当配对信号应由EVSE生成时(例如，在低功率激励(LPE)配对的情况下)使用触发消息。
触发请求和响应消息可以是广播-响应消息的形式，但也可以是单播-响应消息的形式。更具体地，第一SECC可以使用随机选择的值来广播向EV发送信号的请求。在接收到该请求时，一个或多个第二SECC可以在其自身的每个未使用的EVSE处发送具有随机值的信号，并且然后可以通过发送指示用于该信号的值的单播消息来对第一SECC做出响应。此外，第一SECC可以使用由第二SECC指定的值单播向EV传输信号的请求。在接收到该请求时，第二SECC可以使用所指定的值向EV传输信号并且对第一SECC做出响应。
图8是示出了根据本公开的示例性实施例的使用主动消息的配对方法的顺序图。
在计费会话开始后，EVCC可以根据计费类型将WIFIPairingRes消息或PairingRes消息发送给SECC(S810)。如果消息根据配对循环被交换但是配对失败，则EVCC从SECC接收不正确的切换或信号(S820)。此时，SECC可以检查通过ISEP消息与附近其他SECC交换来获取和维护的ISEP.AnnounceEvents消息。SECC可以检查包括在消息中的最近事件，创建包括SECC的SSID、BSSID或成对的IP地址和端口号的列表，并且向EVCC提供包括该列表的WIFIPairingRes或PairingRes消息(S821)。
图9是示出根据本公开的示例性实施例的配对控制方法的流程图。
图9所示的配对控制方法可以通过控制对电动车辆的电力传输的供电设备通信控制器(SECC)或者电动车辆供电设备(EVSE)来执行。
在根据本公开的配对控制方法中，可以先执行操作S910，SECC使用ISEP消息获取关于至少一个其他SECC的信息。如上面参考图7a至图8所描述的，使用在SECC之间交换的ISEP消息，可以根据需要周期性地或非周期性地执行获取关于其他SECC的信息的过程。
ISEP消息可以包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。当问题不能通过主动类型消息解决时，可以任选地使用被动类型消息。可以在EVSE生成配对信号时使用触发类型消息。
在充电会话开始(S920)之后，SECC可以与电动车辆交换一个或多个配对消息(S930)。
当与电动车辆的配对失败时，SECC可以生成关于一个或多个备选SECC的信息(S940)，并且将包括关于备选SECC的信息的配对响应消息发送到电动车辆(S950)。当生成关于备选SECC的信息时，SECC可以检查包括在由每个SECC广播的事件通知消息中的关于其他SECC的信息。此时，关于其他SECC的信息可以包括对应SECC的SSID、BSSID以及成对的IP地址和端口号中的一个或多个。
图10是示出根据本公开的示例性实施例的充电控制方法的流程图。
图10所示的充电控制方法可以由电动车辆通信控制器(EVCC)或电动车辆执行。
电动车辆可以与SECC执行充电会话启动过程(S1010)，并且可以与SECC交换配对消息(S1020)。
之后，电动车辆可以从SECC接收与配对结果相关的配对响应消息(S1030)。在配对失败的情况下，电动车辆可以提取包括在配对响应消息中的关于一个或多个备选SECC的信息(S1040)。
这里，关于其他SECC的信息可以包括对应SECC的SSID、BSSID以及成对的IP地址和端口号中的一个或多个。同时，可以通过多个SECC之间使用内部供应设备协议(ISEP)进行的通信来获得关于其他SECC的信息。
ISEP消息可以包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。当问题不能通过主动类型消息解决时，可以任选地使用被动类型消息。可以在EVSE生成配对信号时使用触发类型消息。
接下来，电动车辆可以通过使用关于备选SECC的信息尝试与另一SECC配对(S1050)。
图11是根据本公开的示例性实施例的电力传输控制设备的框图。
图11所示的电力传输控制设备200可以是供电设备通信控制器(SECC)或电动车辆供电设备(EVSE)。在本说明书中，电力传输控制装置200的组件不限于它们的名称，而是可以通过其功能来定义。此外，多个功能可以由组件执行，并且多个组件可以执行这些功能中的一个。
电力传输控制设备200可以包括至少一个处理器210、用于存储由处理器210执行的至少一个程序指令的存储器220以及通信模块230。
处理器210可以执行存储在存储器220中的程序指令。处理器210可以包括中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)，或者可以由适合于执行本公开的方法的另一种专用处理器来实现。存储器220可以例如包括易失性存储器(诸如只读存储器(ROM))和非易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM))。
程序指令在由处理器210执行时可以使处理器210执行：与EV的充电会话的启动；与EV交换至少一个配对消息；当与EV的配对失败时，生成关于至少一个备选SECC的信息；以及将包括关于至少一个备选SECC的信息的配对响应消息发送到EV。
同时，通信模块230可以使得电力传输控制设备200能够执行与电动车辆通信控制器(EVCC)的通信。通信模块230可以包括能够执行WiFi通信的通信接口，并且还可以包括能够执行3G通信和4G通信的通信接口。
根据本公开的示例性实施例的设备和方法可以通过存储在非暂时性计算机可读记录介质上的计算机可读程序代码或指令来实现。非暂时性计算机可读记录介质包括存储可由非暂时性计算机系统读取的数据的所有类型的记录介质。计算机可读记录介质可以分布在通过网络连接的计算机系统上，从而可以以分布式方式存储和执行计算机可读程序或代码。
非暂时性计算机可读记录介质可以包括专门配置为存储和执行程序命令的硬件装置，诸如ROM、RAM和闪存。程序命令不仅可以包括诸如由编译器产生的机器语言代码，而且还可以包括使用解释器等可由计算机执行的高级语言代码。
以上已经在装置的上下文中描述了本公开的一些方面，但是可以使用与其相对应的方法来描述本公开的一些方面。具体地，块或装置对应于方法的操作或方法的操作的特性。类似地，可以使用与其相对应的块或项或者与其相对应的装置的特性来描述以上在方法的上下文中描述的本公开的各方面。例如，可以通过(或使用)诸如微处理器、可编程计算机或电子电路的硬件装置来执行该方法的一些或所有操作。在一些示例性实施例中，该方法的最重要操作中的至少一个操作可以由这样的装置执行。
在一些示例性实施例中，诸如现场可编程门阵列的可编程逻辑装置可以用于执行本文所描述的方法的一些或所有功能。在一些示例性实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器一起操作以执行本文所描述的方法之一。通常，本公开的方法优选地由某个硬件装置执行。
本公开的描述在本质上仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变化旨在在本公开的范围内。这种变化不应被视为脱离本公开的精神和范围。因此，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (22)

1.一种配对控制方法，由控制到电动车辆的电力传输的供电设备通信控制器执行，所述配对控制方法包括以下步骤：
执行与所述电动车辆的充电会话的启动；
与所述电动车辆交换配对消息；
当与所述电动车辆的配对失败时，生成关于至少一个备选供电设备通信控制器的信息；以及
将包括关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息的配对响应消息发送到所述电动车辆。
2.根据权利要求1所述的配对控制方法，其中，所述供电设备通信控制器使用内部供应设备协议与至少一个其他供电设备通信控制器通信。
3.根据权利要求2所述的配对控制方法，进一步包括以下步骤：
通过使用所述内部供应设备协议来获取关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息。
4.根据权利要求3所述的配对控制方法，其中，当与所述电动车辆的所述配对失败时，生成关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息包括以下步骤：
检查包括在由所述至少一个其他供电设备通信控制器中的每一个供电设备通信控制器广播的事件通知消息中的供电设备通信控制器信息。
5.根据权利要求1所述的配对控制方法，其中，关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息包括服务集标识符、基本服务集标识符以及成对的IP地址和端口号中的至少一个。
6.根据权利要求2所述的配对控制方法，其中，所述内部供应设备协议包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的配对控制方法，其中，当所述主动类型消息不能修复配对失败时，使用所述被动类型消息。
8.根据权利要求6所述的配对控制方法，其中，当通过电动车辆供电设备生成配对信号时，使用所述触发类型消息。
9.一种供电设备通信控制器，控制到电动车辆的电力传输，所述供电设备通信控制器包括：
处理器；以及
存储器，存储由所述处理器执行的至少一个指令，
其中，所述至少一个指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
执行与所述电动车辆的充电会话的启动；
与所述电动车辆交换至少一个配对消息；
当与所述电动车辆的配对失败时，生成关于至少一个备选供电设备通信控制器的信息；以及
将包括关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息的配对响应消息发送到所述电动车辆。
10.根据权利要求9所述的供电设备通信控制器，其中，所述供电设备通信控制器使用内部供应设备协议与至少一个其他供电设备通信控制器通信。
11.根据权利要求10所述的供电设备通信控制器，其中，所述至少一个指令包括当由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
通过使用所述内部供应设备协议来获取关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息。
12.根据权利要求11所述的供电设备通信控制器，其中，使所述处理器在与所述电动车辆的所述配对失败时生成关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息的所述指令包括：
使所述处理器执行以下操作的指令：
检查包括在由所述至少一个其他供电设备通信控制器中的每一个供电设备通信控制器广播的事件通知消息中的供电设备通信控制器信息。
13.根据权利要求9所述的供电设备通信控制器，其中，关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息包括服务集标识符、基本服务集标识符以及成对的IP地址和端口号中的至少一个。
14.根据权利要求10所述的供电设备通信控制器，其中，所述内部供应设备协议包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。
15.根据权利要求14所述的供电设备通信控制器，其中，当所述主动类型消息不能修复配对失败时，使用所述被动类型消息。
16.根据权利要求14所述的供电设备通信控制器，其中，当通过电动车辆供电设备生成配对信号时，使用所述触发类型消息。
17.一种电力传输控制方法，由电动车辆执行，所述电力传输控制方法包括以下步骤：
执行与供电设备通信控制器的充电会话的启动；
与所述供电设备通信控制器交换配对消息；
从所述供电设备通信控制器接收与配对结果相关的配对响应消息；
当与所述供电设备通信控制器的配对失败时，提取包括在所述配对响应消息中的关于至少一个备选供电设备通信控制器的信息；以及
通过使用关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息尝试与另一供电设备通信控制器配对。
18.根据权利要求17所述的电力传输控制方法，其中，关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息包括服务集标识符、基本服务集标识符以及成对的IP地址和端口号中的至少一个。
19.根据权利要求17所述的电力传输控制方法，其中，通过多个供电设备通信控制器之间使用内部供应设备协议进行的通信来获取关于所述至少一个备选供电设备通信控制器的所述信息。
20.根据权利要求19所述的电力传输控制方法，其中，所述内部供应设备协议包括主动类型消息、被动类型消息和触发类型消息中的至少一个。
21.根据权利要求20所述的电力传输控制方法，其中，当所述主动类型消息不能修复配对失败时，使用所述被动类型消息。
22.根据权利要求20所述的电力传输控制方法，其中，当通过电动车辆供电设备生成配对信号时，使用所述触发类型消息。
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