TW201723978A - 移動式電池能源分配站管理系統與方法 - Google Patents

Abstract

一種移動式電池能源分配站管理系統與方法，係包含至少一個電動機車、至少一個移動式電池能源分配站、至少一個定點式電池能源分配站、至少一個手持裝置、一雲端後台管理平台，其中該電動機車更能夠透過該車載無線通訊介面將該電動機車之行駛歷史資料及該可攜式二次鋰離子電池組監控之數據傳輸至該雲端後台管理平台，而該雲端後台管理平台係能夠依據電動機車的行駛歷史資料判斷出該電動機車路徑密集交集點，並再依據該定點式電池能源分配站的位置進行佈設該移動式電池能源分配站，且更可隨時間變動移動式電池能源分配站位置以符合使用者需求，而該移動式電池能源分配站每日的行程路徑更會顯示於網路上以讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站以供電池交換。

Description

移動式電池能源分配站管理系統與方法

本發明是有關一種移動式電池能源分配站管理系統與方法，特別是一種能夠讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站以供電池交換之管理系統及其方法。

目前的汽機車排放的主要是由汽柴油燃燒後而產生的廢氣，這些排放的廢氣容易造成呼吸系統、心血管疾病、致癌等疾病風險提高，因而導致用藥人數增多、死亡率提升。相對的，電動機車輛的普及可減緩汽機車的排放汙染，尤其是在人口高密度的城市，因此目前全球正在積極開發低汙染能源以及推廣電動機車輛。

由於現今電動機車電池的行駛里程還遠不及燃油車輛且電動機車電池充電的時間仍長達數小時之久，因此有廠商開始發展出另外兩種的充電模式，分別為「分離式電池」及「電池交換」，「分離式電池」的推出主要是因為鋰電池開始成為主流，體積跟重量減少，因此可將電池與車輛以模組化的方式分離，讓消費者可將電池帶至居住或辦公空間充電，而「電池交換」則是當電池沒電時，使用者可將沒電的電池與廠商交換一顆有電的電池，故目前的廠商除了開發電動機車輛產品之外，還會積極佈設電池交換站及電池充電站，以方便使用者進行電池充電或更換電池。

而上述的電池交換站及電池充電站，皆為定點式電池交換站及定點式電池充電站，如以不浪費使用者時間的條件下，可讓使用者隨時更換電池也不耗費電池充電的時間來說，定點式電池交換站的方便、快速是優於定點式電池充電站的。

然而定點式電池交換站的佈設時間較長且機動性較差，另外當電動機車輛使用的密集區域的定點式電池交換站的電池充電不及、補充不及或使用者規劃的行程不具有定點式電池交換站時，使用者在車輛電池電量耗盡前都需要前往其他或特定鄰近的定點式電池交換站進行車輛電池的交換，如此不僅浪費使用者時間、也浪費使用者前往定點式電池交換站的電力損耗。

因此，若能夠設計出一能夠讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站之管理系統及方法，將可隨時間變動移動式電池能源分配站位置、以符合使用者需求，而該移動式電池能源分配站每日的行程路徑，將會顯示於網路上讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站供電池交換。因此，本發明應為一最佳解決方案。

本發明係關於一種能夠讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站以供電池交換之管理系統及方法。

本發明能夠將電動機車、可攜式二次鋰離子電池組、移動式電池能源分配站及車主手機安裝之應用程式視為電動機車物聯網組成單元，並以雲端技術架構之雲端後台管理平台對電動機車物聯網提供電池充電與交換分配管理服務。

一種移動式電池能源分配站管理系統，係包含：至少一個電動機車，係至少裝設有一個以上的可攜式二次鋰離子電池組及一車載無線通訊介面，該可攜式二次鋰離子電池組用以提供車用電力需求，而該可攜式二次鋰離子電池組係具備一藍芽無線通訊介面與一控制器區域網路通訊介面，另外該電動機車更能夠透過該車載無線通訊介面將該電動機車之行駛歷史資料及該可攜式二次鋰離子電池組監控之數據傳輸出去；至少一個移動式電池能源分配站，用以提供一顆或一顆以上的可攜式二次鋰離子電池組進行充電或交換服務，而該移動式電池能源分配站係具有一無線通訊介面；至少一個定點式電池能源分配站，用以提供一顆或一顆以上的可攜式二次鋰離子電池組進行充電與交換服務，而該定點式電池能源分配站係具有一無線通訊介面；至少一個手持裝置，內部係安裝有一應用程式，係與該電動機車之車載無線通訊介面進行連線，並能夠接收關於該移動式電池能源分配站之位置相關資訊；以及一雲端後台管理平台，係與該電動機車之車載無線通訊介面、該移動式電池能源分配站及該手持裝置之應用程式進行連線，而該雲端後台管理平台係能夠接收該電動機車之行駛歷史資料及該可攜式二次鋰離子電池組監控之數據，並依據電動機車的行駛歷史資料判斷出該電動機車路徑密集交集點，並再依據該定點式電池能源分配站的位置進行佈設該移動式電池能源分配站。

更具體的說，所述行駛歷史資料係為電動機車的總行駛里程、平均行駛里程、單程行駛最長里程、單程行駛最短里程、最高行車時速、平均行車時速、輸出最大扭力、輸出最大馬力、密集行駛區域、最常交換電池之區域、電池的最大續航力、平均續航力、充電次數、放電次數、可行駛距離、電池容量、電池電量或是溫度。

更具體的說，所述雲端後台管理平台能夠依據該電動機車的行駛歷史資料，進行計算出該移動式電池能源分配站之每次行駛起點、每次行駛終點、每次行駛里程、每次行駛路徑、每一時段停靠的位置、每一位置停留的時間、總交換電池數量、每站交換電池數量或該移動式電池能源分配站的分佈。

更具體的說，所述雲端後台管理平台能夠依據多位使用者之手持裝置所上傳的行駛歷史資料及該定點式電池能源分配站的位置，進行安排該移動式電池能源分配站於一固定路線上的路經時間與停靠位置。

更具體的說，所述固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一段時間區間內、經過最多的電動機車的路段與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計判斷出每一段時間區間內，哪一個小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派該移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個路段與應停靠之位置。

更具體的說，所述雲端後台管理平台更能夠將某一區域劃分為小範圍區域，因此該固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一小範圍區域內的每一段時間區間、經過最多電動機車的數量，與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計分析判斷出每一段時間區間內，哪一個或哪幾個小範圍區域對於移動式電池能源分配站需求最多，並藉此來指派移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間路經哪一個小範圍區域與停靠位置，或是應於哪幾個小範圍區域中進行載送可攜式二次鋰離子電池組。

更具體的說，所述手持裝置之應用程式能夠與該雲端後台管理平台進行連線，以查詢該定點式電池能源分配站或移動式電池能源分配站之資料。

更具體的說，所述移動式電池能源分配站之無線通訊介面能夠對一特定範圍內的電動機車進行推播公告，以告知該特定範圍內的電動機車可進行交換服務。

更具體的說，所述可攜式二次鋰離子電池組位於該移動式電池能源分配站時，該移動式電池能源分配站之電池內部參數能夠透過該移動式電池能源分配站之無線通訊介面上傳至雲端後台管理平台。

更具體的說，所述電動機車、移動式電池能源分配站、定點式電池能源分配站、手持裝置之應用程式能夠以無線網路或有線網路與雲端後台管理平台進行連線，以達資料交換或同步目的。

更具體的說，所述電動機車、移動式電池能源分配站、定點式電池能源分配站、手持裝置之應用程式之間能夠以藍芽無線網路進行連線，以達資料交換或同步目的。

而本發明之移動式電池能源分配站管理方法，其方法為： (1)  一電動機車將該電動機車之行駛歷史資料及該電動機車內部之可攜式二次鋰離子電池組監控之數據傳輸至一雲端後台管理平台，以由該記錄每一台電動機車之行駛歷史資料及可攜式二次鋰離子電池組監控之數據； (2)  而該雲端後台管理平台係能夠依據電動機車的行駛歷史資料判斷出該電動機車路徑密集交集點； (3)  搭配電動機車路徑密集交集點、並依據每一個定點式電池能源分配站的位置，進行配發每一個移動式電池能源分配站。

更具體的說，所述行駛歷史資料係為電動機車的總行駛里程、平均行駛里程、單程行駛最長里程、單程行駛最短里程、最高行車時速、平均行車時速、輸出最大扭力、輸出最大馬力、密集行駛區域、最常交換電池之區域、電池的最大續航力、平均續航力、充電次數、放電次數、可行駛距離、電池容量、電池溫度。

更具體的說，所述依據該電動機車的行駛歷史資料，能夠計算出該移動式電池能源分配站之每次行駛起點、每次行駛終點、每次行駛里程、每次行駛路徑、每一時段停靠的位置、每一位置停留的時間、總交換電池數量、每站交換電池數量或該移動式電池能源分配站的分佈。

更具體的說，所述能夠依據多位使用者之手持裝置所上傳的行駛歷史資料及該定點式電池能源分配站的位置，進行安排該移動式電池能源分配站於一固定路線上的路經時間與停靠位置。

更具體的說，所述固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一段時間區間內、經過最多的電動機車的路段與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計分析判斷出於每一段時間區間內，哪一個小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個路段與應停靠之位置。

更具體的說，更能夠將某一區域進行劃分為小範圍區域，因此該固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一個小範圍區域內的每一段時間區間、經過最多的電動機車數量，與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計分析判斷出每一段時間區間內，哪一個或哪幾個小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派該移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個小範圍區域與停靠位置，或是應於哪幾個小範圍區域中進行載送該可攜式二次鋰離子電池組。

更具體的說，所述移動式電池能源分配站能夠對一特定範圍內的電動機車進行推播公告，以告知該特定範圍內的電動機車可進行交換服務。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚呈現。

請參閱第1~3圖，為本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之整體架構示意圖、可攜式二次鋰離子電池組之架構示意圖及雲端後台管理平台之架構示意圖，由圖中可知，該移動式電池能源分配站管理系統與方法係包含至少一個電動機車1、至少一個能夠裝設或分離於該電動機車1之可攜式二次鋰離子電池組11、至少一個移動式電池能源分配站2、至少一個手持裝置3、一雲端後台管理平台4及至少一個定點式電池能源分配站5；

其中該電動機車1內係具有一車載無線通訊介面12，而該可攜式二次鋰離子電池組11當設置於該電動機車1上時，該可攜式二次鋰離子電池組11能夠提供車用電力需求，另外該可攜式二次鋰離子電池組11內係具備一藍芽無線通訊介面111與一控制器區域網路通訊介面112（CAN BUS通訊介面），因此該可攜式二次鋰離子電池模組11處於電動機車1車體內時，其電池內部參數可透過電動機車1之車載無線通訊介面12或藉由車主之手持裝置3之應用程式（APP軟體）適時上傳該雲端後台管理平台4，而該車載無線通訊介面12或車主手持裝置3之應用程式（APP軟體）除了上傳電池內部參數之外，更能夠將該電動機車1之車體內部相關數據資料上傳至雲端後台管理平台4；

因此，該電動機車1之行駛歷史資料亦能夠透過該電動機車1之車載無線通訊介面12或藉由車主手持裝置3之應用程式（APP軟體）或是該雲端後台管理平台4之前端應用伺服模組41，以使該雲端後台管理平台4能夠紀錄該電動機車1的行駛歷史資料，而此處所提及之行駛歷史資料係為電動機車的總行駛里程、平均行駛里程、單程行駛最長里程、單程行駛最短里程、最高行車時速、平均行車時速、輸出最大扭力、輸出最大馬力、密集行駛區域、最常交換電池之區域、電池的最大續航力、平均續航力、充電次數、放電次數、可行駛距離、電池容量、電池溫度。

而該移動式電池能源分配站2與該定點式電池能源分配站5皆能夠用以提供該可攜式二次鋰離子電池組11進行充電與交換服務，而該移動式電池能源分配站2及該定點式電池能源分配站5，除了分別具有一無線通訊介面21,51之外，該移動式電池能源分配站2及該定點式電池能源分配站5內更設置至少一個充電站22,52或/及至少一個電池能源分配站23,53，而該移動式電池能源分配站2及該定點式電池能源分配站5能夠進行進出站之二次鋰離子電池組之效能檢查、充電站狀態管理或電池能源分配站安控機制。因此，當可攜式二次鋰離子電池組11處於移動式電池能源分配站或該定點式電池能源分配站5體內時，其電池內部參數可透過該移動式電池能源分配站2之無線通訊介面21適時上傳雲端後台管理平台4；

該移動式電池能源分配站2更有以下特點： (1)     移動式電池能源分配站2相似於該定點式電池能源分配站5為一電池充電站，或是僅有交換功能的電池交換站，並於統一收集至一處再進行電池充電； (2)     該移動式電池能源分配站2每一時間每一定點可推播公告（簡訊或APP提示）以告知一特定範圍內的電動機車1能夠進行交換電池； (3)     該移動式電池能源分配站2可每日、每星期、每月、每半年、每一年更換行駛路徑，所更換之路徑則是依據雲端後台管理平台4所紀錄的電動機車1的行駛歷史資料來規劃變更路徑。

移動式電池能源分配站2及定點式電池能源分配站5能夠為Kiosk一類的多媒體導覽機台，而該移動式電池能源分配站2能夠透過網路連線對雲端後台管理平台4提供電池充電與交換資訊更新及電池充電與交換站系統維護。

手持裝置3係為電動機車1之用戶端所使用，該手持裝置3內部係安裝有一應用程式31，該應用程式31係與該電動機車1之車載無線通訊介面12進行連線，並能夠接收移動式電池能源分配站2所推播之位置相關資訊，而該手持裝置3之應用程式31用以負責提供用戶端人機介面，並適時與前端應用伺服模組41、電動機車1及移動式電池能源分配站2連結溝通，以作為用戶、雲端後台管理平台4及物聯網終端裝置（電動機車1、可攜式二次鋰離子電池組11、移動式電池能源分配站2及車主手持裝置3之應用程式31）之溝通介面；

另外，應用程式31更能夠提供雲端後台管理平台4對用戶進行安全認證機制之操作介面、提供電動機車會員適地性（Location based）電池充電與交換站電池資訊更新推播、未來能源分配管理相關加值應用服務擴充等。

雲端後台管理平台4係與該電動機車1之車載無線通訊介面12、移動式電池能源分配站2之無線通訊介面21及手持裝置3之應用程式31進行連線，而該雲端後台管理平台4係包含至少一個前端應用伺服模組41（AP Server）、至少一個後台客服模組42（Customer Service System，CSS）、至少一個後台帳務模組43（Billing Support System，BSS）、至少一個後台電池管理模組44（Battery Management System，BMS）、至少一個後台電池能源分配站管理模組45（Kiosk Management System，KMS）、至少一個後台電動機車管理模組46（Vehicle Management System，VMS）及一負載平衡模組47；

前端應用伺服模組41用以接收移動式電池能源分配站2、手持裝置3之應用程式31或電動機車1所上傳之服務請求，並會先針對服務請求者進行身份驗證程序，以確認合法使用者，而該前端應用伺服模組41能夠於完成身份驗證程序後，將通過驗證程序之服務流依據相關工作屬性進行分派作業及後台資料庫更新處理作業。另外，基於資訊安全靠量，該前端應用伺服模組41與各後台模組之間，需具備系統日誌核對機制以防範可能遭受之DoD攻擊；

其中該後台客服模組42於該前端應用伺服模組完成身份驗證程序後，該後台客服系統42用以負責受理由該前端應用伺服模組41所分配之客服相關任務，並提供會員管理、會員交易及各項線上售後服務之後台資料庫更新處理作業，另外，基於資訊安全考量，該後台客服系統42需具備系統日誌核對機制以防範可能遭受之DoD攻擊；而該後台客服系統42受理該前端應用伺服模組41任務時，亦需能對其他資料庫相關後台模組，包括：BSS、BMS、KMS、VMS發動資料庫更新處理；

其中該後台帳務模組43於該前端應用伺服模組41完成身份驗證程序後，該後台帳務模組43用以負責受理由該前端應用伺服模組41所分配之帳務相關任務，並提供各項帳務資料庫處理作業，另外，基於資訊安全考量，該後台帳務模組43需具備系統日誌核對機制以防範可能遭受之DoD攻擊；而該後台帳務模組43受理該前端應用伺服模組41任務時，亦需能對其他資料庫相關後台模組，包括：CSS、BMS、KMS、VMS發動資料庫更新處理；

其中該後台電池管理模組44於該前端應用伺服模組41完成身份驗證程序後，該後台電池管理模組44用以負責受理由該前端應用伺服模組41所分配之電池相關任務，並紀錄所有充電電池與交換電池之狀態及交易、預約等紀錄，另外，基於資訊安全考量，該後台電池管理模組44需具備系統日誌核對機制以防範可能遭受之DoD攻擊；而該後台電池管理模組44受理該前端應用伺服模組41任務時，亦需能對其他資料庫相關後台模組，包括：CSS、BSS、KMS、VMS發動資料庫更新處理；

其中該後台電動機車管理模組46於該前端應用伺服模組41完成身份驗證程序後，該後台電動機車管理模組46用以負責受理由該前端應用伺服模組41所分配之電動機車相關任務，並紀錄所有電動機車1之狀態及交易、預約等紀錄，另外，基於資訊安全考量，該後台電動機車管理模組46需具備系統日誌核對機制以防範可能遭受之DoD攻擊；而該後台電動機車管理模組46受理該前端應用伺服模組41任務時，亦需能對其他資料庫相關後台模組，包括：CSS、BSS、BMS、KMS發動資料庫更新處理；

其中該負載平衡模組47則是用以監控該雲端後台管理平台4內部各模組的服務流負荷狀態，並能夠自動或手動分割與擴展該雲端後台管理平台4內部各模組所使用的虛擬機或伺服器配置數量，因此本發明能夠運用虛擬主機（Virtual Machine）架構及負載平衡（Load Balance）技術以實現雲端後台管理系統之動態擴展彈性；

其中該後台電池能源分配站管理模組45於該前端應用伺服模組41完成身份驗證程序後，該後台電池能源分配站管理模組45用以負責受理由該前端應用伺服模組所分配之交換站相關任務，並紀錄所有移動式電池能源分配站之狀態及交易、預約等紀錄，另外，基於資訊安全考量，該後台電池能源分配站管理模組45需具備系統日誌核對機制以防範可能遭受之DoD攻擊；而該後台電池能源分配站管理模組45受理該前端應用伺服模組41任務時，亦需能對其他資料庫相關後台模組，包括：CSS、BSS、BMS、VMS發動資料庫更新處理；

而該後台電池能源分配站管理模組45於本發明中更重要的是能夠依據該電動機車1的行駛歷史資料，判斷出該電動機車1路徑密集交集點，並再依據該定點式電池能源分配站5的位置計算出該移動式電池能源分配站2之每次行駛起點、每次行駛終點、每次行駛里程、每次行駛路徑、每一時段停靠的位置、每一位置停留的時間、總交換電池數量、每站交換電池數量、該移動式電池能源分配站的分佈等，而該後台電池能源分配站管理模組45能夠根據上述統計數據派出該移動式電池能源分配站2以提供電動機車更換電池。例如，該後台電池能源分配站管理模組45能夠統計電動機車的行駛歷史資料，以進行判斷每一移動式電池能源分配站2何時何地停靠，並且統計每一移動式電池能源分配站2的路徑及避免停靠時間與位置的重覆等。

由於該後台電池能源分配站管理模組45可根據每位使用者手機APP上傳機車之行駛歷史資料以及定點式電池能源分配站5的位置，安排移動式電池能源分配站2可以在一條路線（能夠為單一條路或是多條路串連成一條路線）上進行時間安排與停靠，舉例說明如下： (1)     假如由電動機車1之行駛歷史資料之統計數據中可知，約有600輛電動機車固定會在每週一至週五早上7:30~10:00之間行經承德路，而該後台電池能源分配站管理模組45紀錄有承德路沿線的定點式電池交換站的位置（加油站），而該後台電池能源分配站管理模組45進一步依據電動機車1之行駛歷史資料之統計數據以及該定點式電池能源分配站5的位置，進行安排移動式電池能源分配站2之移動路線，而移動路線配置如下： (a)      設定早上7:30~10:00間沿承德路往台北方向與其他路交叉口附近各停靠10分鐘，例如：承德路與公館路交叉口、承德路與石牌路交叉口、承德路與中正路交叉口、承德路與劍潭路交叉口、承德路與民族西路交叉口、承德路與民權西路交叉口、承德路與民生西路交叉口、承德路與南京西路交叉口、承德路與長安西路交叉口、承德路與市民大道交叉口； (b)     由於承德路與石牌路交叉口已有一加油站（設置有定點式電池能源分配站5)，因此該後台電池能源分配站管理模組45能夠排除該移動式電池能源分配站2設置於承德路與石牌路交叉口； (c)      之後，開始派出該移動式電池能源分配站2，該移動式電池能源分配站2的時間與地點在7:30~7:40承德路與公館路交叉口、7:55~8:05承德路與中正路交叉口、8:15~8:25承德路與劍潭路交叉口、8:35~8:45承德路與民族西路交叉口、8:50~9:00承德路與民權西路交叉口、9:05~9:15承德路與民生西路交叉口、9:20~9:30承德路與南京西路交叉口、9:35~9:45承德路與長安西路交叉口、9:50~10:00承德路與市民大道交叉口； (2)     上述例子為該後台電池能源分配站管理模組45根據每輛電動機車的特定時間（每週一至週五早上7:30~10:00）、特定行駛區域（承德路往台北方向）來規劃移動式電池能源分配站2的位置；而當此特定時間一過去，後台管理系統可再根據每輛電動機車的其他行駛歷史資料之統計數據來安排該後台電池能源分配站管理模組45的停靠時間與停靠地點； (3)     因此該實施例中，則是於某一個特定時間，進行判斷哪一個或哪多個特定行駛區域經過最多的電動機車，以此為基準進行派發該移動式電池能源分配站2，例如A、B、C、D四個區域於早上10:00~12:00經過或停留的電動機車之數量分別為100、50、80、5，而D區域中具有一個定點式電池能源分配站5，因此在派發該移動式電池能源分配站2時，能夠於早上10:00~12:00的時間內，於A區域中停留時間較久、C區域中停留時間次之、B區域中停留時間更少，而由於D區域中已具有一個定點式電池能源分配站5，再加上經過或停留的電動機車之數量又少，故能夠不經過D區域，直接繞於回A區域繼續循環移動； (4)     而路線移動的順序則能夠參考每輛電動機車的其他行駛歷史資料之移動路線，除了特定時間、特定地點經過最多的電動機車之外，更會取每輛電動機車最常移動之路線做為該移動式電池能源分配站2要移動之路線與順序； (5)     而上述提到進行判斷哪一個或哪多個特定行駛區域經過最多的電動機車，除了上述提到的行駛歷史資料之外，亦能夠透過統計交通顛峰與離峰、車輛密集與稀疏、使用者行程（出遊、工作）、移動式電池交換站電池數量等條件，來判斷移動式電池交換站應於何時何地停靠。

而除了上述舉例之外，如第4圖所示，該後台電池能源分配站管理模組45亦能夠選定一地區（如台北市），並能夠先將台北市劃分為矩陣形式，其中矩形的長與寬可任意設置，該後台電池能源分配站管理模組45可根據每位使用者手機APP上傳機車之行駛歷史資料以及定點式電池能源分配站5的位置，以安排該移動式電池能源分配站2在每一矩形內的停靠時間與停靠地點，可以按時間與地點規劃一路線（該移動式電池能源分配站2可在同一矩形內移動或可跨矩形移動）、亦可以類似宅配或快遞機車在單一矩形內載送電池，舉例說明如下： (1)     如第4圖所示，將一市區劃分為13x3的矩陣，每一矩形為長與寬皆為2公里的區域，而該移動式電池能源分配站2可在單一矩形內載送電池； (2)     例如：在矩形(6,2)區域內，後台管理系統可依據行駛歷史資料（如特定時間、特定地點等）安排移動式電池交換站於某時間某地點停靠；這一部份能夠統計判斷哪一個或哪多個區域經過最多的電動機車（電動機車經過密集度或是停留密集度），以此為基準進行派發移動式電池能源分配站2； (3)     例如該移動式電池能源分配站2可在多個矩形內載送電池，如果分析後得到矩形(5,1)、(5,2)、(6,2)、(7,2)、(8,2)、(9,2)、(9,3)、(10,3)之電動機車經過密集度或是停留密集度為所有矩形中高者，則能夠從矩形(5,1)、(5,2)、(6,2)、(7,2)、(8,2)、(9,2)、(9,3)、(10,3)進行派發移動式電池能源分配站2，而矩形數目並不限定，於一地區內能夠劃分為多個小矩形區域； (4)     若是某一個或是某多個矩形區域內的電動機車經過密集度或是停留密集度高於其他區域，則能夠除了一定路線的移動式電池能源分配站2之外，更能夠額外載送更多電池前往該區域。

而除了上述舉例之外，如第5圖所示，該後台電池能源分配站管理模組45亦能夠選定一地區（如台北市），並先將台北市劃分為一同心圓並分別劃分半徑為2公里（圓1）、4公里（圓2）、8公里（圓3）的圓，圓心則為台北市中心點，該後台電池能源分配站管理模組45可根據每位使用者手機APP上傳機車之行駛歷史資料以及定點式電池交換站的位置，安排在距圓心半徑2公里圓內的移動式電池能源分配站2密集的移動分布，距圓心半徑2公里至半徑4公里圓內的移動式電池能源分配站2次之，距圓心半徑4公里至半徑8公里圓內的移動式電池能源分配站2則最稀疏，舉例說明如下： (1)     假如半徑2公里的同心圓屬於電動機車行駛最密集的區域，半徑2公里至半徑4公里的同心圓次之，半徑4公里至半徑8公里的同心圓最稀疏，該後台電池能源分配站管理模組45可依據行駛歷史資料（如特定時間、特定地點等）安排移動式電池交換站2在半徑2公里的同心圓內密集行駛、半徑2公里至半徑4公里的同心圓次之、半徑4公里至半徑8公里的同心圓最稀疏； (2)     而本實施例中則是偏向分散式分佈的方式來派發該移動式電池能源分配站2（電動機車最密集，則派發越多移動式電池能源分配站2），因此不一定需要延一定路線移動，但亦能夠於圓1、圓2及圓3內各別再區隔出多個小區域，例如在圓1內在區分出10個小區域，並統計10小區域內的電動機車密集率，以此再進一步決定每一個小區域內需要多少移動式電池能源分配站2； (3)     雖然本實施例中沒有提到路線規劃，但搭配前兩個實施例，除了移動式電池交換站2分配的數量之外，更能夠進一步規劃於圓1、圓2及圓3內移動的移動式電池能源分配站2如何移動，這一部份的路線規劃可以參考前兩個實施例，故不再重覆贅述。

另外，當雲端後台管理平台4運作初期，相關物聯網終端服務流處於低負荷狀態。此時，該雲端後台管理平台4之虛擬主機可以共用單一伺服器設備，並透過負載平衡模組47監控各後台管理系統虛擬主機（前端應用伺服模組41、後台客服模組42、後台帳務模組43、後台電池管理模組44、後台電池能源分配站管理模組45、後台電動機車管理模組46之服務流負荷狀態；而未來隨著各虛擬主機服務流日益成長，透過負載平衡模組47之監控機制將能自動或手動分割與擴展相關虛擬機或伺服器配置數量以因應服務流負荷快速成長需求。

另外，該雲端後台管理平台4及物聯網終端裝置各成員（電動機車1、可攜式二次鋰離子電池組11、移動式電池能源分配站2及車主手持裝置3之應用程式31）皆可依據服務流需求作為Server端或Client端配置，以發揮本系統最大可適應性特點，並滿足相關服務流之發動可源自雲端後台管理系統成員或物聯網終端裝置各成員。

另外，該雲端後台管理平台4及物聯網終端裝置各成員（電動機車1、可攜式二次鋰離子電池組11、移動式電池能源分配站2及車主手持裝置3之應用程式31）可藉由無線或有線網路（無線網路包含3G/4G/LTE行動通訊網路、有線網路包含固網運營商所提供之數據專線電路服務），進行系統連線以達資料交換或同步之目的。同時，物聯網終端裝置之間亦可藉藍芽無線網路進行連線以達資料交換或同步之目的。

另外，該物聯網終端裝置除了上述提供之外，亦能夠使用可連上網路之電子裝置（例如平板電腦、筆記型電腦等），而用戶端則能夠使用該電子裝置之瀏覽器（Browser）與該電動機車1、移動式電池能源分配站2及雲端後台管理平台4進行連線，以對該雲端後台管理平台4提出服務請求。

而本發明之移動式電池能源分配站管理方法，如第6圖所示，其流程如下： (1)   一電動機車將該電動機車之行駛歷史資料及該電動機車內部之可攜式二次鋰離子電池組監控之數據傳輸至一雲端後台管理平台，以該記錄每一台電動機車之行駛歷史資料及可攜式二次鋰離子電池組監控之數據601； (2)  該雲端後台管理平台係能夠依據電動機車的行駛歷史資料判斷出該電動機車路徑密集交集點602；以及 (3)  搭配電動機車路徑密集交集點，並依據每一個定點式電池能源分配站的位置，進行配發每一個移動式電池能源分配站603。

本發明所提供之移動式電池能源分配站管理系統與方法，與其他習用技術相互比較時，其優點如下： (1)     本發明能夠讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站，將可隨時間變動移動式電池能源分配站位置，以符合使用者需求，而該移動式電池能源分配站每日的行程路徑會顯示於網路上，讓使用者知道何時何地會有移動式電池能源分配站以供電池交換。 (2)     本發明為一運用雲端技術架構以實現電動機車電池充電與分配管理服務的電池能源分配管理系統，能夠將電動機車、可攜式二次鋰離子電池組、電池能源分配站及車主手機安裝之應用程式視為電動機車物聯網組成單元，並以雲端技術架構之雲端後台管理平台對電動機車物聯網提供電池充電與交換分配管理服務。 (3)     本發明能夠滿足物聯網未來快速終端裝置數量成長所衍生之服務流與高效能需求，並能適時按客戶需求導入相關加值應用服務以維持產業競爭能力。 (4)     本發明能夠透過負載平衡監控機制，能自動或手動分割與擴展相關虛擬機或伺服器配置數量以因應服務流負荷快速成長需求。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1‧‧‧電動機車
11‧‧‧可攜式二次鋰離子電池組
111‧‧‧藍芽無線通訊介面
112‧‧‧控制器區域網路通訊介面
12‧‧‧車載無線通訊介面
2‧‧‧移動式電池能源分配站
21‧‧‧無線通訊介面
22‧‧‧充電站
23‧‧‧電池能源分配站
3‧‧‧手持裝置
31‧‧‧應用程式
4‧‧‧雲端後台管理平台
41‧‧‧前端應用伺服模組
42‧‧‧後台客服模組
43‧‧‧後台帳務模組
44‧‧‧後台電池管理模組
45‧‧‧後台電池能源分配站管理模組
46‧‧‧後台電動機車管理模組
47‧‧‧負載平衡模組
5‧‧‧定點式電池能源分配站
51‧‧‧無線通訊介面
52‧‧‧充電站
53‧‧‧電池能源分配站

[第1圖]係本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之整體架構示意圖。        [第2圖]係本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之可攜式二次鋰離子電池組之架構示意圖。        [第3圖]係本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之雲端後台管理平台之架構示意圖。        [第4圖]係本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之第二實施示意圖。        [第5圖]係本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之第三實施示意圖。        [第6圖]係本發明移動式電池能源分配站管理系統與方法之流程示意圖。

1‧‧‧電動機車

11‧‧‧可攜式二次鋰離子電池組

12‧‧‧車載無線通訊介面

2‧‧‧移動式電池能源分配站

21‧‧‧無線通訊介面

22‧‧‧充電站

23‧‧‧電池能源分配站

3‧‧‧手持裝置

31‧‧‧應用程式

4‧‧‧雲端後台管理平台

5‧‧‧定點式電池能源分配站

51‧‧‧無線通訊介面

52‧‧‧充電站

53‧‧‧電池能源分配站

Claims (18)

1. 一種移動式電池能源分配站管理系統，係包含： 至少一個電動機車，係至少裝設有一個以上的可攜式二次鋰離子電池組及一車載無線通訊介面，該可攜式二次鋰離子電池組用以提供車用電力需求，而該可攜式二次鋰離子電池組係具備一藍芽無線通訊介面與一控制器區域網路通訊介面，另外該電動機車更能夠透過該車載無線通訊介面將該電動機車之行駛歷史資料及該可攜式二次鋰離子電池組監控之數據傳輸出去； 至少一個移動式電池能源分配站，用以提供一顆或一顆以上的可攜式二次鋰離子電池組進行充電或交換服務，而該移動式電池能源分配站係具有一無線通訊介面； 至少一個定點式電池能源分配站，用以提供一顆或一顆以上的可攜式二次鋰離子電池組進行充電與交換服務，而該定點式電池能源分配站係具有一無線通訊介面； 至少一個手持裝置，內部係安裝有一應用程式，係與該電動機車之車載無線通訊介面進行連線，並能夠接收關於該移動式電池能源分配站之位置相關資訊；以及 一雲端後台管理平台，係與該電動機車之車載無線通訊介面、該移動式電池能源分配站及該手持裝置之應用程式進行連線，而該雲端後台管理平台係能夠接收該電動機車之行駛歷史資料及該可攜式二次鋰離子電池組監控之數據，並依據電動機車的行駛歷史資料判斷出該電動機車路徑密集交集點，再依據該定點式電池能源分配站的位置進行佈設該移動式電池能源分配站。
2. 如請求項1所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該行駛歷史資料係為電動機車的總行駛里程、平均行駛里程、單程行駛最長里程、單程行駛最短里程、最高行車時速、平均行車時速、輸出最大扭力、輸出最大馬力、密集行駛區域、最常交換電池之區域、電池的最大續航力、平均續航力、充電次數、放電次數、可行駛距離、電池容量、電池溫度。
3. 如請求項1或2所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該雲端後台管理平台能夠依據該電動機車的行駛歷史資料，進行計算出該移動式電池能源分配站之每次行駛起點、每次行駛終點、每次行駛里程、每次行駛路徑、每一時段停靠的位置、每一位置停留時間、總交換電池數量、每站交換電池數量或該移動式電池能源分配站的分佈。
4. 如請求項3所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該雲端後台管理平台能夠依據多位使用者之手持裝置所上傳的行駛歷史資料及該定點式電池能源分配站的位置，進行安排該移動式電池能源分配站於一固定路線上的路經時間與停靠位置。
5. 如請求項4所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一段時間區間內、經過最多電動機車路段與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計判斷出每一段時間區間內，哪一個小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派該移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個路段與應停靠之位置。
6. 如請求項4所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該雲端後台管理平台更能夠將某一區域劃分為小範圍區域，因此該固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一個小範圍區域內每一段時間區間內、經過最多的電動機車數量，與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計分析判斷出每一段時間區間內，哪一個或哪幾個的小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派該移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個小範圍區域與停靠之位置，或是應於哪幾個小範圍區域中進行載送該可攜式二次鋰離子電池組。
7. 如請求項1所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該手持裝置之應用程式能夠與該雲端後台管理平台進行連線，以查詢該定點式電池能源分配站或移動式電池能源分配站之資料。
8. 如請求項1所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該移動式電池能源分配站之無線通訊介面能夠對一特定範圍內的電動機車進行推播公告，以告知該特定範圍內的電動機車可進行電池交換服務。
9. 如請求項1所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該可攜式二次鋰離子電池組位於該移動式電池能源分配站時，該移動式電池能源分配站之電池內部參數能夠透過該移動式電池能源分配站之無線通訊介面上傳至該雲端後台管理平台。
10. 如請求項1所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該電動機車、移動式電池能源分配站、定點式電池能源分配站、手持裝置之應用程式能夠以無線網路或有線網路與該雲端後台管理平台進行連線，以達資料交換或同步之目的。
11. 如請求項1所述之移動式電池能源分配站管理系統，其中該電動機車、移動式電池能源分配站、定點式電池能源分配站、手持裝置之應用程式間能夠以藍芽無線網路進行連線，以達資料交換或同步目的。
12. 一種移動式電池能源分配站管理方法，其方法為： 一電動機車將該電動機車之行駛歷史資料及該電動機車內部之可攜式二次鋰離子電池組監控之數據傳輸至一雲端後台管理平台，以該記錄每一台電動機車之行駛歷史資料及可攜式二次鋰離子電池組監控之數據； 該雲端後台管理平台係能夠依據電動機車的行駛歷史資料判斷出該電動機車路徑密集交集點； 搭配電動機車路徑密集交集點、並依據每一個定點式電池能源分配站的位置，進行配發每一個移動式電池能源分配站。
13. 如請求項12所述之移動式電池能源分配站管理方法，其中該行駛歷史資料係為電動機車的總行駛里程、平均行駛里程、單程行駛最長里程、單程行駛最短里程、最高行車時速、平均行車時速、輸出最大扭力、輸出最大馬力、密集行駛區域、最常交換電池之區域、電池的最大續航力、平均續航力、充電次數、放電次數、可行駛距離、電池容量、電池溫度。
14. 如請求項12或13所述之移動式電池能源分配站管理方法，其中依據該電動機車的行駛歷史資料，能夠進行計算出該移動式電池能源分配站之每次行駛起點、每次行駛終點、每次行駛里程、每次行駛路徑、每一時段停靠的位置、每一位置停留的時間、總交換電池數量、每站交換電池數量或該移動式電池能源分配站的分佈。
15. 如請求項14所述之移動式電池能源分配站管理方法，其中能夠依據多位使用者手持裝置所上傳的行駛歷史資料及該定點式電池能源分配站的位置，進行安排該移動式電池能源分配站於一固定路線上的路經時間與停靠位置。
16. 如請求項15所述之移動式電池能源分配站管理方法，其中該固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一段時間區間內、經過最多的電動機車路段與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計分析判斷出每一段時間區間內，哪一個小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派該移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個路段與應停靠之位置。
17. 如請求項15所述之移動式電池能源分配站管理方法，其中更能夠將某一區域劃分為小範圍區域，因此該固定路線上的路經時間與停靠位置，係能夠依據每一個小範圍區域內之每一段時間區間內、經過最多電動機車的數量，與該定點式電池能源分配站的位置，進行統計判斷出於每一段時間區間內，哪一個或哪幾個小範圍區域對於移動式電池能源分配站的需求最多，並藉此來指派該移動式電池能源分配站應於哪一段時間區間內路經哪一個小範圍區域與停靠之位置，或是應於哪幾個小範圍區域中進行載送該可攜式二次鋰離子電池組。
18. 如請求項12所述之移動式電池能源分配站管理方法，其中該移動式電池能源分配站能夠對一特定範圍內的電動機車進行推播公告，以告知該特定範圍內的電動機車可進行電池交換服務。