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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Ladesystem für eine drahtlose Ladestation in einem Parkbereich.
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STAND DER TECHNIK
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Allgemein unterscheiden sich Elektrofahrzeuge von herkömmlichen Motorfahrzeugen, da Elektrofahrzeuge selektiv unter Verwendung einer oder mehrerer batteriebetriebener elektrischer Maschinen angetrieben werden. Herkömmliche Motorfahrzeuge sind im Gegensatz dazu zum Antrieb des Fahrzeugs ausschließlich auf einen Verbrennungsmotor angewiesen. Elektrofahrzeuge können anstatt des Verbrennungsmotors oder zusätzlich zu diesem elektrische Maschinen verwenden.
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Beispielhafte Elektrofahrzeuge enthalten Hybridelektrofahrzeuge (HEVs), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge und Batterieelektrofahrzeuge (BEVs). Ein Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ist üblicherweise mit einer Batterie ausgestattet, die elektrische Energie zum Versorgen der elektrischen Maschine mit Energie speichert. Die Batterie kann durch Nutzbremsen, einen Verbrennungsmotor, ein elektrisches Netz („Einstecken“) oder andere Mittel zur Energiegewinnung wie Photovoltaik wieder aufgeladen werden.
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Ladestationen sind üblicherweise mit einer elektrischen Netzinfrastruktur verbunden, um eine Batterie eines Elektrofahrzeugs vor der Verwendung aufzuladen. Das Fehlen von unterstützender Infrastruktur zum Laden und Nachtanken erzeugt ein Hindernis für die Annahme von elektrischen Fahrzeugen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ladesystem enthält eine Ladestation, die unter einer Oberfläche angeordnet ist, die Markierungen enthält, um Stellplätze zum Parken von Fahrzeugen zu trennen. Die Ladestation ist ausgelegt, jeder Fahrzeugbatterie für jedes der Fahrzeuge eine Ladung bereitzustellen. Das Ladesystem enthält auch ein Steuermodul. Das Steuermodul ist ausgelegt, als Reaktion auf Fahrzeugladeanforderungen, die Routinendaten von einer Fahrzeugsteuerung enthalten, die Ladestation mit jedem, mit der jeweiligen Anforderung assoziierten Fahrzeug auf Grundlage einer Warteschlange zu verbinden, die nach einem Schwellenwert organisiert ist, der hinreichend ist, um eine Routine aus den Routinendaten für jedes Fahrzeug abzuschließen, und als Reaktion auf ein Überschreiten des Schwellenwerts für jedes Fahrzeug, die Warteschlange auf zusätzliche Ladeanforderungen von der Fahrzeugsteuerung zu prüfen.
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Ein Steuerverfahren durch eine Steuerung enthält als Reaktion auf Ladeanforderungen von jedem Fahrzeug innerhalb eines Bereichs, die Routinendaten von jeder Fahrzeugsteuerung enthalten, Verbinden einer Ladestation mit jedem, mit der jeweiligen Anforderung assoziierten Fahrzeug auf Grundlage einer Warteschlange, die nach einem Schwellenwert organisiert ist, der hinreichend ist, um eine Routine aus den Routinendaten jedes Fahrzeugs abzuschließen. Das Steuerverfahren enthält auch als Reaktion auf ein Überschreiten des Schwellenwerts für jedes Fahrzeug Prüfen der Warteschlange auf zusätzliche Ladeanforderungen durch eine Steuerung.
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Eine Parkinfrastruktur enthält eine Ladeeinrichtung, die unter Parkstellplätzen angeordnet ist und Batterien für jedes von einer Vielzahl von Fahrzeugen eine Ladung bereitstellt, und ein Steuermodul. Das Steuermodul ist ausgelegt, als Reaktion auf Fahrzeugladeanforderungen, die Routinendaten von jeder, mit jedem Fahrzeug assoziierten Fahrzeugsteuerung enthalten, die Ladeeinrichtung mit jedem, mit der jeweiligen Anforderung assoziierten Fahrzeug auf Grundlage einer Warteschlange zu verbinden, die nach einem Schwellenwert organisiert ist, der hinreichend ist, um eine Routine aus den Routinendaten für jedes Fahrzeug abzuschließen, und als Reaktion auf ein Überschreiten des Schwellenwerts für jedes Fahrzeug, die Warteschlange auf zusätzliche Ladeanforderungen zu prüfen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht eines Parkbereichs mit mehreren drahtlosen Fahrzeugladestationen für ein Ladesystem; und
- 2 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerlogik für das Ladesystem.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Wie vorgeschrieben werden hierin detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es ist versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten anzuzeigen. Dementsprechend sind hierin offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
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Einige Fahrzeuge, wie Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV) und Batterieelektrofahrzeuge (BEV), können eine Fahrzeugtraktionsbatterie enthalten, die ausgelegt ist, elektrische Energie an einen Traktionsmotor zu liefern. Die Traktionsbatterie, der Traktionsmotor und andere Komponenten arbeiten als ein elektrisches Antriebssystem zusammen. In einem BEV kann das elektrische Antriebssystem die einzige Quelle von Antriebskraft der Fahrzeugtraktionsräder sein, während ein PHEV zusätzlich mit einem Verbrennungsmotor versehen sein kann. Derartige Fahrzeuge können mit einer externen Energieversorgung verbunden sein, um die Traktionsbatterie wieder aufzuladen, wenn das Fahrzeug geparkt ist.
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Ein Ladesystem mit einer drahtlosen Ladestation kann bereitgestellt werden, um die Fahrzeuge drahtlos aufzuladen, eine Fehlanpassung zu berücksichtigen, und kann mit Logik ausgestattet sein, um das effiziente drahtlose Laden zwischen mehreren Fahrzeugen zu ermöglichen. Das Ladesystem kann eine Variation in Fahrzeuggröße, Fahrzeugtyp und Fahrzeugparkstellplatzposition berücksichtigen. Das Fahrzeugladesystem kann auch fähig sein, das Vorhandensein eines Fahrzeugs innerhalb eines Parkstellplatzes und das Anhalten einer Fahrzeugbewegung innerhalb des Parkstellplatzes zu erkennen.
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Auf 1 Bezug nehmend wird ein Fahrzeugladesystem 10 gezeigt. Das Fahrzeugladesystem 10 kann sich in einem Parkplatz, einer Parkstruktur oder Ähnlichem befinden. Das Fahrzeugladesystem 10 kann ausgelegt sein, einen gemeinsamen drahtlosen Ladepunkt auf mehrere Fahrzeuge aufzuteilen und die Energietransfereffizienz zu maximieren. Das Fahrzeugladesystem 10 kann einen Parkbereich 20 und eine drahtlose Ladestation 22 enthalten.
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Der Parkbereich 20 kann einen Bereich definieren, der für das Parken mehrerer Fahrzeuge gedacht ist. Der Parkbereich 20 kann eine Oberfläche 30 enthalten, die eine langlebige oder teilweise langlebige Oberfläche wie Beton, Asphalt, Holz oder andere Materialien sein kann, die eine Oberfläche zum Parken von Fahrzeugen bereitstellen können. In mindestens einer Ausführungsform kann der Parkbereich 20 ein Betonfundament sein, das Markierungen 32 aufweist, die auf oder innerhalb der Oberfläche 30 angeordnet sind. Die Markierungen 32 können eine Vielzahl von oder mehrere Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 definieren und können als Parkstellplatzmarkierungen bezeichnet werden. Die Markierungen 32 können Kennzeichnungen oder Teiler sein, die die Grenzen eines Parkstellplatzes 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 definieren. Die Kennzeichnungen können gemalte Linien sein, die die seitlichen Ausmaße oder eine Breite des Parkstellplatzes 36 definieren. Die Kennzeichnungen können auch eine Angrenzung, wie eine Betonangrenzung, enthalten, die das Längsausmaß oder eine Länge des Parkstellplatzes 36 definieren.
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Der Parkbereich 20 kann eine erste Bahn 40 und eine zweite Bahn 42 enthalten. Die erste Bahn 40 kann eine seitliche Bahn sein, die seitlich durch die mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 verläuft. In mindestens einer Ausführungsform kann die erste Bahn 40 eine allgemein gebogene Bahn sein, die sich durch die mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 biegt oder kurvt. Die erste Bahn 40 kann unter der Oberfläche 30 verlaufen, sodass die erste Bahn 40 unter dem Parkbereich 20 angeordnet ist. Die erste Bahn 40 kann im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Markierungen 32 angeordnet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die erste Bahn 40 im Wesentlichen parallel und in einem Abstand von der Angrenzung angeordnet sein, die das Längsausmaß des Parkstellplatzes 36 definiert.
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Die zweite Bahn 42 kann eine Längsbahn sein, die in Längsrichtung innerhalb jedes Parkstellplatzes 36 verläuft. Die zweite Bahn 42 kann zwischen entsprechenden Parkstellplatzmarkierungen 32 angeordnet sein. Die zweite Bahn 42 kann unter der Oberfläche 30 verlaufen, sodass die zweite Bahn 42 unter dem Parkbereich 20 angeordnet ist. Die zweite Bahn 42 kann die erste Bahn 40 kreuzen. Die zweite Bahn 42 kann im Wesentlichen senkrecht auf die erste Bahn 40 angeordnet sein. Die zweite Bahn 42 kann im Wesentlichen parallel zu und in einem Abstand von den Markierungen 32 angeordnet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die zweite Bahn 42 im Wesentlichen senkrecht auf und in einem Abstand von der Angrenzung angeordnet sein, die das Längsausmaß des Parkstellplatzes 36 definiert.
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Ein visueller Indikator 44 kann auf dem Parkbereich 20 angeordnet sein. Der visuelle Indikator 44 kann von der Oberfläche 30 verlaufen und kann von einer Mittellinie 46 des Parkstellplatzes 36 versetzt sein. Der visuelle Indikator 44 kann in einem Abstand von der ersten Bahn 40 und der zweiten Bahn 42 angeordnet sein. Der visuelle Indikator 44 kann direkt vor einem Fahrersitz platziert sein, um einen Parallaxenfehler zu minimieren, der entstehen kann, falls der visuelle Indikator 44 direkt vor der Mittellinie 46 platziert wird. Der visuelle Indikator 44 kann dem Fahrer des Fahrzeugs ein visuelles Ziel bieten, um dem Fahrer beim Ausrichten des Fahrzeugs an der drahtlosen Ladestation 22 zu helfen. In mindestens einer Ausführungsform kann ein Radanschlag oder eine Vertiefung 48 durch den Parkbereich 20 definiert sein. Die Vertiefung 48 kann zwischen der ersten Bahn 40 und den Markierungen 32 angeordnet sein. Die Vertiefung 48 kann unter der Oberfläche 30 verlaufen. Die Vertiefung 48 kann ausgelegt sein, ein Fahrzeugrad aufzunehmen, um eine Fahrzeuglängsposition innerhalb eines Parkstellplatzes 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 festzulegen.
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Die drahtlose Ladestation 22 kann zumindest teilweise unter der Oberfläche 30 des Parkbereichs 20 angeordnet sein. Die drahtlose Ladestation 22 kann eine primäre Ladespule 50, einen beweglichen Kopf 52, ein mechanisches Förderersystem 54, eine Plattenanordnung 56 und ein Steuermodul 58 enthalten.
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Die primäre Ladespule 50 kann eine Quellenspule sein, die ausgelegt ist, Energie von einer Energiequelle 60 an eine fahrzeugmontierte Spule, eine Empfangsspule oder eine sekundäre Spule 62 zu transferieren. Ein Hochspannungsdraht oder -kabel kann von der primären Ladespule 50 zur Energiequelle 60 verlaufen. Die sekundäre Spule 62 kann am Unterboden oder an der Unterseite eines Fahrzeugs 64 angeordnet sein, das in einen Parkstellplatz 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 einlaufen kann. Die sekundäre Spule 62 kann in Kommunikation mit einer fahrzeugmontierten Steuerung 66 und/oder Energieelektronik stehen, die mit einer fahrzeugmontierten Batterie 68 wirkverbunden ist bzw. sind. Die Transferenergie von der Energiequelle 60 an die sekundäre Spule 62 kann die fahrzeugmontierte Batterie 68 aufladen (den Ladezustand erhöhen).
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Die primäre Ladespule 50 kann am beweglichen Kopf 52 montiert sein. Die Kombination der primären Ladespule 50 und des beweglichen Kopfes 52 kann einen beweglichen Ladekopf definieren. Der bewegliche Kopf 52 kann eine Spulenträgerstruktur 72, einen Hebemechanismus 74 und eine Montageplatte 76 enthalten. Die Spulenträgerstruktur 72 kann ausgelegt sein, das Gewicht der primären Ladespule 50 zu tragen. Der Hebemechanismus 74 kann auf der Montageplatte 76 angeordnet sein und zwischen der Spulenträgerstruktur 72 und der Montageplatte 76 verlaufen. Der Hebemechanismus 74 kann ausgelegt sein, den beweglichen Ladekopf zur oder weg von der sekundären Spule 62 zu verschieben. Der Hebemechanismus 74 kann als ein Schneckenantriebssystem, eine Scherenhebebühne, ein Riemenhebemechanismus, eine hydraulische Hebebühne oder Ähnliches ausgelegt sein. Die vom Hebemechanismus 74 übertragene Verschiebung kann ausgelegt sein, einen Luftspalt anzupassen, um einen optimalen Luftspalt zwischen der primären Ladespule 50 und der sekundären Ladespule 62 zu erzielen. Die Anpassung des Luftspalts kann die Effizienz von drahtlosem Energietransfer zwischen der primären Ladespule 50 und der sekundären Spule 62 verbessern. Der Luftspalt kann auf einer vorbestimmten Laderate, die zwischen dem Steuermodul 58 und der fahrzeugmontierten Steuerung 66 ausgehandelt wird, und der Fahrzeugladesystemkapazität auf Grundlage von Spannung und Strom beruhen. Der Luftspalt kann ferner auf einer Höhe der sekundären Spule 62 über der Oberfläche 30 des Parkbereichs 20 beruhen.
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Der bewegliche Ladekopf kann ausgelegt sein, die primäre Ladespule 50 in Bezug auf die erste Bahn 40, die zweite Bahn 42 und/oder die sekundäre Spule 62 zu schwenken und/oder zu verschieben. Die Verschiebung der primären Ladespule 50 entlang der ersten Bahn 40 kann die primäre Ladespule 50 relativ zur sekundären Spule 62 seitlich positionieren. Die Verschiebung der primären Ladespule 50 entlang der zweiten Bahn 42 kann die primäre Ladespule 50 relativ zur sekundären Spule 62 in Längsrichtung positionieren. Die Verschiebung der primären Ladespule 50 entlang der zweiten Bahn 42 kann eine Fehlausrichtung der primären Ladespule 50 mit der sekundären Spule 62 entlang einer Fahrzeuglängsachse oder der Mittellinie 46 des Parkstellplatzes 36 anpassen. Je näher die Ausrichtung zwischen der primären Ladespule 50 und der sekundären Spule 62, desto besser die Effizienz des drahtlosen Energietransfers.
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Der bewegliche Ladekopf kann am mechanischen Förderersystem 54 montiert sein. In mindestens einer Ausführungsform kann die drahtlose Ladestation 22 zumindest teilweise auf dem mechanischen Förderersystem 54 angeordnet sein. Das mechanische Förderersystem 54 kann ausgelegt sein, die Kombination der primären Ladespule 50 und des beweglichen Kopfes 52 innerhalb der ersten Bahn 40 über und zwischen die mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 zu bewegen oder zu verschieben. Das mechanische Förderersystem 54 kann ausgelegt sein, die Kombination der primären Ladespule 50 und des beweglichen Kopfes 52 innerhalb der zweiten Bahn 42 entlang einer Länge eines Parkstellplatzes 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 zu bewegen oder zu verschieben.
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Die drahtlose Ladestation 22 kann in Kommunikation mit oder unter der Steuerung des Steuermoduls 58 stehen. Das Steuermodul 58 kann den beweglichen Ladekopf steuern, die primäre Ladespule 50 über und zwischen die mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 und innerhalb eines Parkstellplatzes 36 zu verschieben. Das Steuermodul 58 kann mehrere Steuerungen enthalten, die zusammenarbeiten, um verschiedene Komponenten des Fahrzeugladesystems 10 zu steuern. Das Steuermodul 58 kann Software sein, die in einer Steuerung eingebettet ist, oder kann eine separate Hardwarevorrichtung sein. Das Steuermodul 58 kann mindestens einen Mikroprozessor oder mindestens eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Typen von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien enthalten. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien können zum Beispiel flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher in Nurlesearbeitsspeicher (ROM), Arbeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und Haltearbeitsspeicher (KAM) enthalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Arbeitsspeicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder Medien können unter Verwendung beliebiger von einer Anzahl von bekannten Arbeitsspeichervorrichtungen wie PROMs (programmierbarer Nurlesearbeitsspeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flashspeicher oder von beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsarbeitsspeichervorrichtungen implementiert werden, die fähig sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen repräsentieren, die vom Steuermodul zum Steuern der drahtlosen Ladestation 22 verwendet werden.
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Das Steuermodul 58 kann mit der Vielzahl der Sensoren und Stellglieder über eine Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schnittstelle kommunizieren, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalaufbereitung, Verarbeitung und/oder Umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmwarechips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Das Steuermodul 58 kann ferner mit anderen Steuerungen über eine festverdrahtete Verbindung unter Verwendung eines gemeinsamen Busprotokolls (z. B. CAN) kommunizieren und kann auch eine drahtlose Kommunikation einsetzen.
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Das Steuermodul 58 kann in Kommunikation mit der primären Ladespule 50, der Energiequelle 60, der sekundären Spule 62, der fahrzeugmontierten Steuerung 66 und der Batterie 68 stehen. Das Steuermodul 58 kann Signale empfangen, die auf ein Fahrzeug hinweisen, das eine sekundäre Spule aufweist und in einen Parkstellplatz 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 einläuft. Das Steuermodul 58 kann Signale empfangen, die auf den Batteriezustand des Ladungspegels eines Fahrzeugs hinweisen, das eine sekundäre Spule aufweist und in einen Parkstellplatz 36 der Vielzahl der Automobilparkstellplätze 34 einläuft.
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Wie vorher angemerkt, kann das Steuermodul 58 ein Signal empfangen, das darauf hinweist, dass das Fahrzeug 64 in einen Parkstellplatz 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 einläuft. Das Signal, das darauf hinweist, dass das Fahrzeug 64 in einen Parkstellplatz 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 einläuft, kann von einem Näherungssensor 150 bereitgestellt werden. Der Näherungssensor 150 kann auch ausgelegt sein, ein Signal bereitzustellen, das darauf hinweist, dass das Fahrzeug 64 innerhalb eines Parkstellplatzes 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 anhält. Der Näherungssensor 150 kann in der Nähe des Parkbereichs 20 angeordnet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann der Näherungssensor 150 unter der Oberfläche 30 des Parkbereichs 20 angeordnet sein.
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Der Näherungssensor 150 kann eine Induktionsschleife sein, der innerhalb des Parkbereichs 20 eingebettet ist. Der Näherungssensor 150 kann mindestens eines von einem Ultraschallsensor, einem Radar, einer Lichterkennungs- und Bereichsvorrichtung (LIDAR), Funkerkennungs- und Bereichsvorrichtung (RADAR), einem Laserscanner oder einer Kombination daraus sein. Die Anzahl, der Typ und die Positionierung des Näherungssensors 150 können auf Grundlage der Implementierung des Fahrzeugladesystems 10 variieren.
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Das Steuermodul 58 kann ausgelegt sein, den beweglichen Ladekopf über und zwischen den mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätzen 34 und innerhalb eines Parkstellplatzes 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 zu betreiben. Das Steuermodul 58 kann als Reaktion darauf, dass der Näherungssensor 150 ein Signal, das darauf hinweist, dass das Fahrzeug 64 in den Parkstellplatz 36 einläuft, und ein Signal bereitstellt, dass darauf hinweist, dass das Fahrzeug 64 innerhalb des Parkstellplatzes 36 anhält, programmiert sein, den beweglichen Ladekopf entlang mindestens entweder der ersten Bahn 40 und/oder der zweiten Bahn 42 zu verschieben. Der bewegliche Ladekopf kann betrieben werden, um die primäre Ladespule 50 relativ zur sekundären Spule zu positionieren, um das Fahrzeug 64 aufzuladen.
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Der bewegliche Ladekopf kann entlang der ersten Bahn 40 verschoben werden, um die primäre Ladespule 50 relativ zur sekundären Spule 62 seitlich zu positionieren. Der bewegliche Ladekopf kann auch entlang der zweiten Bahn 42 verschoben werden, um die primäre Ladespule 50 relativ zur sekundären Spule 62 in Längsrichtung zu positionieren. Das Steuermodul 58 kann zum Beispiel die primäre Ladespule 50 des beweglichen Ladekopfes entlang der zweiten Bahn 42 als Reaktion auf eine Fehlausrichtung zwischen der primären Ladespule 50 und der sekundären Spule 62 entlang einer Fahrzeuglängsachse oder einer Mittellinie 46 eines Parkstellplatzes 36 der mehreren Automobilfahrzeugparkstellplätze 34 verschieben. In mindestens einer Ausführungsform kann der bewegliche Ladekopf vertikal verschieben, um einen Luftspalt zwischen der primären Ladespule 50 und der sekundären Spule 62 anzupassen. Anders ausgedrückt automatisiert das Steuermodul 58 das Verbinden der primären und der sekundären Spule 50, 62, um die fahrzeugmontierte Batterie 66 aufzuladen.
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Das Steuermodul 58 kann mit Steuerlogik versehen sein, die ausgelegt ist, eine Ladereihenfolge von im Parkbereich 20 geparkten Fahrzeugen zu ermitteln. Die Ladereihenfolge kann eine Warteschlange sein, die anzeigt, welches Fahrzeug von der drahtlosen Ladestation 22 aufgeladen wird. Wie unten ausführlicher besprochen wird, kann die Warteschlange auf einer Ladezeit beruhen, die erforderlich ist, um eine Fahrzeugbatterie so aufzuladen, dass sie einen Schwellenwert überschreitet, um eine gespeicherte oder geplante Routine des Fahrzeugs abzuschließen. Die Warteschlange ermöglicht dem Ladesystem 10 deshalb, Ladezeiten für elektrische Fahrzeuge zu verwalten, die innerhalb des Parkbereichs 20 geparkt sind, sodass jedes Fahrzeug 64 innerhalb des Parkbereichs 20 mit ausreichender Energie versorgt wird, die für eine tägliche Routine oder alternativ oder zusätzlich mit einem manuell eingegebenen Ziel oder einer manuell eingegebenen Routine benötigt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Ladereihenfolge aktualisiert werden, wenn der Näherungssensor 150 ein Vorhandensein eines weiteren geparkten Fahrzeugs 152 erfasst. Die Ladereihenfolge kann gleichermaßen drahtlos und in Echtzeit aktualisiert werden. Ein Verwalten von Ladezeiten für innerhalb eines Parkbereichs 20 geparkte Fahrzeuge 64, 152 ermöglicht ein effizientes Aufladen von geparkten Fahrzeugen 64, 152. Durch Optimieren der Ladereihenfolge auf Grundlage einer Fahrzeugnutzung ermöglicht das Ladesystem 10 zum Beispiel, dass eine Maximalanzahl von Fahrzeugen hinreichend aufgeladen wird, während diese sich im Parkbereich 20 befinden.
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2 zeigt ein Prozessablaufdiagramm der Steuerlogik für das Steuermodul 58 der drahtlosen Ladestation 22 innerhalb des Ladesystems 10. Die Steuerlogik für das Steuermodul 58 der drahtlosen Ladestation 22 beginnt bei 200, wobei der Parkbereich 20 ein automatisierter EV-Parkbereich ist. Wie oben angemerkt kann die Steuerlogik für das Steuermodul 58 eine Optimierung und Verwaltung des Aufladens von elektrischen Fahrzeugen ermöglichen. Wie unten ausführlicher beschrieben wird, verwaltet die Steuerlogik des Steuermoduls 58 der drahtlosen Ladestation 22 ein Aufladen von mehreren Fahrzeugen innerhalb des Parkbereichs 20 auf Grundlage von geplanten Routinen und täglichen Aktivitäten jedes der unterschiedlichen Fahrzeuge 64, 152 innerhalb des Parkbereichs 20.
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Bei 210 ermittelt das Steuermodul 58, ob ein elektrisches Fahrzeug 64 innerhalb des Parkbereichs 20 geparkt ist. Das Steuermodul 58 identifiziert Fahrzeuge 64, 152 innerhalb des Parkbereichs 20 unter Verwendung des Näherungssensors 150, sodass das Steuermodul 58 bei 210 ein geparktes Fahrzeug 64 innerhalb des Parkbereichs 20 identifiziert. Bei 220 kann die fahrzeugmontierte Steuerung 66 über ein Energieverwaltungssystem erkennen, dass die fahrzeugmontierte Batterie 68 keine ausreichende Ladung für eine geplante Routine für das innerhalb des Parkbereichs 20 geparkte Fahrzeug 64 aufweist, die manuell durch einen Fahrer eingegeben oder auf Grundlage einer täglichen Routine des Fahrers durch die Fahrzeugsteuerung 66 berechnet werden kann. Falls die fahrzeugmontierte Steuerung 66 bei 220 eine unzureichende Batterieladung für eine geplante Routine ermittelt, dann kann die fahrzeugmontierte Steuerung 66 bei 260 mit dem Steuermodul 58 kommunizieren, um eine drahtlose Ladestation 22 anzufordern. Separat oder gleichzeitig mit der Anforderung einer drahtlosen Ladestation bei 260 durch die fahrzeugmontierte Steuerung kann ein Fahrer (nicht gezeigt) bei 240 manuell ein Aufladen des Fahrzeugs 64 anfordern. Bei 240 kann das Steuermodul 58 ein Signal empfangen, das einen Wunsch eines Fahrers anzeigt, die fahrzeugmontierte Batterie 68 aufzuladen. Bei 280 kann der Fahrer eine drahtlose Ladestation 22 über eine Smartphone-App wie beispielsweise ein Energieverwaltungssystem anfordern, das an ein Smartphone gekoppelt ist.
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Bei 300 ermittelt das Steuermodul 58 eine Verfügbarkeit der drahtlosen Ladestationen 22. Falls bei 300 drahtlose Ladestationen 22 verfügbar sind, empfängt das Steuermodul 58 bei 320 Daten über die Position des Fahrzeugs über den Näherungssensor 150. Bei 340 weist das Steuermodul 58 die drahtlose Ladestation 22 an, sich zur Position des Fahrzeugs aus den bei 320 empfangenen Daten zu bewegen. Bei 360 kommuniziert das Steuermodul 58 mit der fahrzeugmontierten Steuerung 64, um die drahtlose Ladestation 22 einschließlich der primären Ladespule 50, des beweglichen Kopfes 52, des mechanischen Förderersystems 54 und der Plattenanordnung 56 unter Verwendung von Sensoren, wie beispielsweise oben beschrieben, zur sekundären Spule 62 zu bewegen. Zusätzlich kann die Ladestation 22 mehrere verschiedene EV-Verbinder einsetzen, um verschiedene Parkbereichsgrößen unterzubringen. Bei 380 verbindet das Steuermodul 58 die drahtlose Ladestation 22 mit dem Fahrzeug und bei 400 verifiziert das Steuermodul 58, dass das Fahrzeug 64 aufgeladen wird.
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Falls bei 300 keine drahtlosen Ladestationen verfügbar sind, kommuniziert das Steuermodul 58 mit der fahrzeugmontierten Steuerung 66, um bei 420 zu ermitteln, ob die Fahrzeuge 64 vollständig aufgeladen sind oder eine ausreichende Ladung aufweisen, um eine geplante Routine abzuschließen. Das Steuermodul 58 kann zum Beispiel Routinendaten von der fahrzeugmontierten Steuerung 66 empfangen, die auf eine manuell eingegebene Routine oder eine auf Grundlage einer Nutzung des Fahrzeugs 64 ermittelte Routine hinweisen. Die Routinendaten können manuell mit einem Fahrzeugnavigationssystem eingegeben werden oder von der Fahrzeugnavigation auf Grundlage der Fahrzeugnutzung berechnet werden.
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Das Steuermodul 58 vergleicht bei 420, ob die fahrzeugmontierte Batterie 68 eine ausreichende Ladung aufweist, um die Routine abzuschließen. Bei 420 ermittelt das Steuermodul 58, aus dem Vergleich einer aktuellen Ladung der fahrzeugmontierten Batterie 66 und der Routine einen Schwellenladungspegel, um die Routine abzuschließen. Falls das Steuermodul 58 bei 420 ermittelt, dass das Fahrzeug 64 vollständig geladen ist oder eine ausreichende Ladung aufweist, um die Routine abzuschließen, sodass die fahrzeugmontierte Batterie 68 einen Ladungspegel aufweist, der einen mit einem zum Abschluss der Routine benötigten Ladungspegel verbundenen Schwellenwert überschreitet, bewegt sich das Steuermodul 58 bei 440 zum vollständig aufgeladenen Automobil. Bei 460 trennt das Steuermodul 58 die drahtlose Ladestation 22 vom Fahrzeug 64. Nach der Trennung kehrt das Steuermodul bei 300 zum Prüfen auf verfügbare drahtlose Ladestationen 22 zurück.
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Zu 400 zurückkehrend, sobald das Fahrzeug 64 aufgeladen wird, ermittelt das Steuermodul 58 bei 480, ob es weitere Ladeanforderungen gibt. Das Steuermodul 58 kann zum Beispiel bei 480 mehrere Ladeanforderungen von mehreren, innerhalb des Parkbereichs 20 geparkten Fahrzeugen 64, 152 empfangen. Falls das Steuermodul bei 480 mehrere Ladeanforderungen empfängt, kann das Steuermodul 58 eine Warteschlange erstellen. Die Warteschlange reiht und organisiert die Ladeanforderungen für jedes Fahrzeug auf Grundlage des Schwellenwerts. Falls eine erste fahrzeugmontierte Steuerung 66 zum Beispiel Routinendaten und einen Ladepegel an das Steuermodul 58 sendet und das Steuermodul ermittelt, dass das erste Fahrzeug 64 eine ausreichende Ladung aufweist, die den Schwellenwert überschreitet, bewegt das Steuermodul 58 das erste Fahrzeug an die niedrigste Priorität.
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Falls gleichermaßen eine zweite Ladeanforderung und Routinendaten bei 480 zusätzlich zur Ladeanforderung für das erste Fahrzeug 64 vorhanden sind und das Steuermodul 58 ermittelt, dass ein Ladungspegel für eine fahrzeugmontierte Batterie 68 für ein zweites Fahrzeug 152 unter einem Schwellenwert liegt, um eine Routine für das zweite Fahrzeug 152 abzuschließen, bewegt das Steuermodul das zweite Fahrzeug 152 vor das erste Fahrzeug 64 in der Warteschlange. Die Warteschlange kann nur durch eine Anzahl von Stellplätzen 34 im Parkbereich 20 eingeschränkt sein. Deshalb kann das Steuermodul 58 ausgelegt sein, die Warteschlange bei 480 auf Grundlage jedes individuellen Schwellenwerts für jedes Elektrofahrzeug innerhalb des Parkbereichs 20 zu organisieren. Das Steuermodul 58 verwendet die Warteschlange und die assoziierten Anforderungen nach einer Aufladung, um bei 300 verfügbare Ladestationen 22 zu ermitteln, um auf Grundlage der Warteschlange Fahrzeuge aufzuladen.
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Falls das Steuermodul 58 bei 480 ermittelt, dass es keine verbleibenden Ladeanforderungen in der Warteschlange gibt, bewegt das Steuermodul 58 bei 500 die drahtlose Ladestation 22 an einen Ausgangsstandort. Falls das Steuermodul 58 gleichermaßen bei 420 ermittelt, dass jedes Fahrzeug 64 vollständig aufgeladen ist oder eine ausreichende Ladung aufweist, um eine geplante tägliche Routine abzuschließen, sodass ein Ladungspegel der fahrzeugmontierten Battiere 66 für jedes Fahrzeug 64 einen aus Routinendaten von einem Navigationssystem jedes Fahrzeugs berechneten Schwellenwert überschreitet, um die Routine für jedes Fahrzeug abzuschließen, bewegt das Fahrzeug 58 die drahtlose Ladestation 22 bei 500 an einen Ausgangsstandort und wartet auf weitere Ladeanforderungen.
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Während oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende Ausdrücke anstatt einschränkender Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Ladesystem vorgesehen, das eine Ladestation aufweist, die unter einer Oberfläche angeordnet ist, die Markierungen enthält, um Stellplätze zum Parken von Fahrzeugen zu trennen, und ausgelegt ist, um jeder Fahrzeugbatterie für jedes der Fahrzeuge eine Ladung bereitzustellen; und ein Steuermodul, das ausgelegt ist, als Reaktion auf Fahrzeugladeanforderungen, die Routinendaten von einer Fahrzeugsteuerung enthalten, die Ladestation mit jedem, mit der jeweiligen Anforderung assoziierten Fahrzeug auf Grundlage einer Warteschlange zu verbinden, die nach einem Schwellenwert organisiert ist, der hinreichend ist, um eine Routine aus den Routinendaten für jedes Fahrzeug abzuschließen, und als Reaktion auf ein Überschreiten des Schwellenwerts für jedes Fahrzeug, die Warteschlange auf zusätzliche Ladeanforderungen von der Fahrzeugsteuerung zu prüfen.
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Nach einer Ausführungsform werden die Fahrzeugladeanforderungen als Reaktion auf eine Eingabe auf einem Berührungsbildschirm gesendet.
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Nach einer Ausführungsform ist das Steuermodul ferner ausgelegt, als Reaktion auf einen Abschluss der Warteschlange die Ladestation an eine Ausgangsposition zu bewegen.
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Nach einer Ausführungsform definiert die Warteschlange eine Ladereihenfolge für jedes Fahrzeug auf Grundlage des Schwellenwerts.
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Nach einer Ausführungsform ist das Steuermodul ausgelegt, als Reaktion auf ein Erkennen eines geparkten Fahrzeugs durch einen Näherungssensor eine Kommunikation mit der Fahrzeugsteuerung zu initiieren, um eine Ladeanforderung zu ermitteln.
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Nach einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugladeanforderungen über ein Smartphone gesendet werden.
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Nach der vorliegenden Erfindung enthält ein Steuerverfahren durch eine Steuerung, als Reaktion auf Ladeanforderungen von jedem Fahrzeug innerhalb eines Bereichs, die Routinendaten von jeder Fahrzeugsteuerung enthalten, Verbinden einer Ladestation mit jedem, mit der jeweiligen Anforderung assoziierten Fahrzeug auf Grundlage einer Warteschlange, die nach einem Schwellenwert organisiert ist, der hinreichend ist, um eine Routine aus den Routinendaten jedes Fahrzeugs abzuschließen; und als Reaktion auf ein Überschreiten des Schwellenwerts für jedes Fahrzeug Prüfen der Warteschlange auf zusätzliche Ladeanforderungen.
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Nach einer Ausführungsform werden die Ladeanforderungen über eine App eingegeben.
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Nach einer Ausführungsform, als Reaktion auf einen Abschluss der Warteschlange, Bewegen der Ladestation an eine Ausgangsposition.
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Nach einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Warteschlange eine Ladereihenfolge für jedes Fahrzeug auf Grundlage des Schwellenwerts definiert.
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Nach einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner, als Reaktion auf ein Erkennen eines geparkten Fahrzeugs durch einen Näherungssensor, durch ein Initiieren einer Kommunikation mit einer Fahrzeugsteuerung des geparkten Fahrzeugs gekennzeichnet, um eine Ladeanforderung zu ermitteln.
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Nach einer Ausführungsform, als Reaktion auf eine Ladeanforderung vom geparkten Fahrzeug, Aktualisieren der Ladereihenfolge auf Grundlage des Schwellenwerts für das geparkte Fahrzeug.
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Nach einer Ausführungsform wird die Ladereihenfolge drahtlos aktualisiert.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Parkinfrastruktur vorgesehen, die eine Ladeeinrichtung aufweist, die unter Parkstellplätzen angeordnet ist und eine Ladung für Batterien für jedes von einer Vielzahl von Fahrzeugen bereitstellt; und ein Steuermodul, das ausgelegt ist, als Reaktion auf Fahrzeugladeanforderungen, die Routinendaten von jeder, mit jedem Fahrzeug assoziierten Fahrzeugsteuerung enthalten, die Ladeeinrichtung mit jedem, mit der jeweiligen Anforderung assoziierten Fahrzeug auf Grundlage einer Warteschlange zu verbinden, die nach einem Schwellenwert organisiert ist, der hinreichend ist, um eine Routine aus den Routinendaten für jedes Fahrzeug abzuschließen, und als Reaktion auf ein Überschreiten des Schwellenwerts für jedes Fahrzeug, die Warteschlange auf zusätzliche Ladeanforderungen zu prüfen.
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Nach einer Ausführungsform werden die Fahrzeugladeanforderungen über jede Fahrzeugsteuerung auf Grundlage von Ladungsdaten von einem Energieverwaltungssystem für ein Fahrzeug gesendet.
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Nach einer Ausführungsform ist das Steuermodul ferner ausgelegt, als Reaktion auf einen Abschluss der Warteschlange die Ladeeinrichtung an einen Ausgangsstandort zu bewegen.
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Nach einer Ausführungsform definiert die Warteschlange eine Ladereihenfolge für jedes Fahrzeug auf Grundlage des Schwellenwerts.
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Nach einer Ausführungsform ist das Steuermodul ausgelegt, als Reaktion auf ein Erkennen eines geparkten Fahrzeugs durch einen Näherungssensor eine Kommunikation mit der Fahrzeugsteuerung zu initiieren, um eine Ladeanforderung zu ermitteln.
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Nach einer Ausführungsform ist das Steuermodul ferner ausgelegt, die Ladereihenfolge auf Grundlage eines Schwellenwerts für das geparkte Fahrzeug als Reaktion auf ein Erkennen einer Ladeanforderung zu aktualisieren.
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Nach einer Ausführungsform wird die Ladereihenfolge in Echtzeit aktualisiert.
