專利名稱：互動式充電管理系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充電管理方案，特別是涉及一種適用于電動車的互動式充電管理系統(tǒng)及其方法。
背景技術：
自工業(yè)革命以來，以石化能源為發(fā)動基礎的發(fā)動機(引擎)解決了人類交通的問題，但卻造成了極為嚴重的空氣污染、環(huán)保與溫室效應的問題，并且隨著油價飆漲，全球科學家都極力在能源與交通上尋求解決的道。而電動車(electric vehicles)的研發(fā)則可解決一般汽、機車行進時排放的廢氣，所造成的空氣污染及溫室效應等問題。一般而言，電動車(含插電式復合動力車)可在停車的場所(如公私立停車場與公寓大樓等)所設置的充電柱(charging post)進行電力補充(或稱為充電)，而現(xiàn)有的停車場與公寓大樓需與電力公司訂定用電契約容量，藉以定義出一總電力消耗量(kVA)。一旦實際的用電量高于所定義的總電力消耗量的話，就會造成停電(亦即跳電)。由此可知，設置有關聯(lián)于電動車的充電設施的場所需要妥善管理充電電力整體的消耗量，藉以避免用電量過大所造成的停電的窘境。傳統(tǒng)的充電管理方式都是采用均勻分配的概念以解決用電量過大所造成的停電的問題。舉例來說，如圖1所示，假如某一場所與電力公司所訂定的用電契約容量為50kVA， 而且該場所設置有4個充電柱Cl C4的話，則當這4個充電柱Cl C4各別耦接/連接上對應的電動車EVl EV4時，則每一個充電柱Cl C4就只能提供12. 5kVA (50kVA/4) 的充電電力給對應的電動車EVl EV4?？梢姷?，傳統(tǒng)的充電管理方式是在固定交流電力 (110ACV或220ACV)的條件下，采用均流的手段來解決停電的問題。然而，由于每一臺電動車的充電需求不一(因為每一臺電動車的電池所殘余的電力可能都不盡相同)，所以傳統(tǒng)采用均流手段的充電管理方式并非是最佳的解決方案 (solution)(因為有些殘余電力較多的電動車并不需要那么多的充電電力)。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種互動式充電管理系統(tǒng)，其包括一第一充電柱，用以提供一第一可用電力信息與一第一充電電力；一第一電動車，耦接該第一充電柱，用以根據該第一充電柱所提供的該第一可用電力信息與該第一充電電力而進行充電；以及一遠端控制中心，耦接該第一充電柱，用以根據該第一電動車的一第一需用電力信息而動態(tài)地調整該第一可用電力信息，從而改變該第一充電電力。其中，該第一電動車通過該第一充電柱以傳送該第一需用電力信息給該遠端控制中心。本發(fā)明還提供一種適于多臺電動車的互動式充電管理方法，其包括根據這些電動車各別的一需用電力信息而動態(tài)地調整與這些電動車各別對應且耦接的多個充電柱所各別提供的一可用電力信息；以及根據這些已調整過的可用電力信息而致使這些充電柱非均勻地提供多個充電電力給各別的電動車。
應了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式
僅為例示性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。


下面的附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，其繪示了本發(fā)明的示例實施例，附圖與說明書的描述一起說明本發(fā)明的原理。圖1繪示為傳統(tǒng)關聯(lián)于電動車的充電管理方式示意圖。圖2繪示為本發(fā)明一示范性實施例的互動式充電管理系統(tǒng)的示意圖。圖3繪示為本發(fā)明一示范性實施例的有關電動車的充電架構示意圖。圖4繪示為本發(fā)明一示范性實施例的充電柱的硬件架構示意圖。圖5繪示為本發(fā)明一示范性實施例的遠端控制中心的架構示意圖。圖6繪示為本發(fā)明一示范性實施例的關聯(lián)于電動車的充電管理方式示意圖。圖7繪示為本發(fā)明一示范性實施例的互動式充電管理方法的流程圖。附圖符號說明20:互動式充電管理系統(tǒng)Cl Cn:充電柱EVl EVn:電動車F 遠端控制中心Pl Pn:充電電力DI_1 DI_n 需用電力信息UI_1 UI_n 可用電力信息CCS:充電控制訊號301:電池303 電池管理系統(tǒng)305:充電器307:充電控制器309、501 收發(fā)器401 充電柱控制器403 電源開關405 電表503 遠端控制器S70US703 本發(fā)明一示范性實施例的互動式充電管理方法的流程圖各步驟
具體實施例方式現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的示范性實施例，在附圖中說明所述示范性實施例的實例。 另外，凡可能之處，在附圖及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。圖2繪示為本發(fā)明一示范性實施例的互動式充電管理系統(tǒng) (interactivecharging management system) 20的示意圖。請參照圖2，互動式充電管理系統(tǒng)20可以包括多臺電動車(electric vehicles) EVl EVn、多個充電柱(chargingposts)Cl Cn，以及遠端控制中心(far end control center) F。其中，第i臺電動車EVi (i = 1 η)根據可用電力信息(usable power information) UI_i 與充電電力(charging power) P_ i而進行充電。舉例來說，第1臺電動車EVl根據可用電力信息UI_1與充電電力P_1而進行充電；請依此類推，故不再贅述的。另外，第i個充電柱Ci耦接第i臺電動車EVi，用以提供可用電力信息UI_i與充電電力P_i給第i臺電動車EVi。舉例來說，第1個充電柱Cl耦接第1臺電動車EV1，用以提供可用電力信息UI_1與充電電力P_1給第1臺電動車EVl ；請依此類推，故不再贅述。再者，遠端控制中心F耦接所有的充電柱Cl Cn，用以根據電動車EVl EVn各別的需用電力信息(demand power information)DI_1 DI_n而動態(tài)地調整充電柱Cl Cn各別所提供的可用電力信息UI_1 UI_n，從而改變充電柱Cl Cn各別所提供的充電電力P_1 P_n。舉例來說，遠端控制中心F可以根據電動車EVl的需用電力信息DI_1而動態(tài)地調整充電柱Cl所提供的可用電力信息UI_1，從而改變充電柱Cl所提供的充電電力 P_1 ；請依此類推，故不再贅述。于本示范性實施例中，由于每一臺電動車EVl EVn的充電架構類似，而且每一個充電柱Cl Cn的硬件架構也類似。因此，以下先針對單一電動車EVl與單一充電柱Cl來進行說明，而其他的電動車EV2 EVn與其他的充電柱C2 Cn請依此類推，故不再贅述。圖3繪示為本發(fā)明一示范性實施例的電動車EVl的充電架構示意圖。請參照圖 3,電動車EVl可以包括電池(battery) 301、電池管理系統(tǒng)(batterymanagement system, BMS) 303、充電器(charger) 305、充電控制器(chargingcontroller) 307，以及收發(fā)器 (transceiver) 309o其中，電池管理系統(tǒng)303耦接電池301，用以檢測電池301的殘余電力，并且根據所檢測的殘余電力與充電柱Cl所提供的可用電力信息UI_1(其對應一個上限值)，而決定充電策略(charging strategy)以及產生與所決定的充電策略相關聯(lián)的需用電力信息DI_1。充電器305耦接電池301，用以接收充電柱Cl所提供的充電電力P_1，并且反應于充電控制器307所產生的充電控制訊號(charging control signal)CCS而傳輸所接收的充電電力P_l，藉以對電池301進行充電。充電控制器307耦接電池管理系統(tǒng)303與充電器305，用以根據電池管理系統(tǒng)303所決定的充電策略而產生充電控制訊號CCS，藉以控制充電器305傳輸至電池301的充電電力P_l。換言之，充電控制器307會根據電池管理系統(tǒng) 303所決定的充電策略來調整充電器305對電池301進行充電時的充電功率。收發(fā)器309耦接電池管理系統(tǒng)303與充電控制器307，用以接收并傳送充電柱Cl 所提供的可用電力信息ui_l至充電控制器307。如此一來，電池管理系統(tǒng)303即可通過充電控制器307而得知充電柱Cl所提供的可用電力信息UI_1。而且，電池管理系統(tǒng)303還可以通過收發(fā)器309以傳送所產生的需用電力信息DI_1至充電柱Cl?？梢姷?，電動車EVl 與充電柱Cl之間具備有雙向通訊的機制。另一方面，圖4繪示為本發(fā)明一示范性實施例的充電柱Cl的硬件架構示意圖。請合并參照圖3與圖4，充電柱Cl可以包括充電柱控制器(chargingpost controller)401, 電源開關(power switch)403，以及電表(electric meter)405 其中，充電柱控制器401 用以提供可用電力信息UI_1給收發(fā)器309，以及接收并傳送收發(fā)器309所傳送的需用電力信息DI_1至遠端控制中心F。
電源開關403耦接于充電柱控制器401與充電器305之間。而且，充電柱控制器 401還用以控制電源開關403的運作(亦即導通(turn on)或關閉(turn off))，藉以決定是否提供充電電力P_1給充電器305。電表405耦接電源開關403，用以接收市電電力(city power)，并且于充電柱控制器401控制電源開關403導通時，傳送與量測提供至充電器305 的充電電力P_l。于本示范性實施例中，當充電柱Cl傳送至充電器305的充電電力P_1過載時，則充電柱控制器401還可以控制電源開關403關閉，從而致使充電柱Cl停止供電，進而保護電池301和/或充電器305 ；反之，則致使充電柱Cl持續(xù)供電以對電池301進行充電。一旦充電柱Cl因過載緣故而停止供電時，則電池管理系統(tǒng)303就會調整其先前所決定的充電策略，直至充電柱Cl傳送至充電器305的充電電力P_1不過載為止。再者，圖5繪示為本發(fā)明一示范性實施例的遠端控制中心F的架構示意圖。請合并參照圖3 圖5，遠端控制中心F可以包括收發(fā)器501與遠端控制器(far end controller) 503。其中，由于充電柱Cl Cn會各別接收與傳送電動車EVl EVn各別的需用電力信息DI_1 DI_n給遠端控制中心F。因此，收發(fā)器501便可通過有線或無線的方式(包含網絡的型式)以接收充電柱Cl Cn所各別傳送的需用電力信息DI_1 DI_n 給遠端控制器503，從而使得遠端控制器503可以根據收發(fā)器501所接收的需用電力信息 DI_1 DI_n，而通過收發(fā)器501以動態(tài)地調整充電柱Cl Cn所各別提供的可用電力信息 UI_1 UI_n?？梢姷茫h端控制中心F與充電柱Cl之間也具備有雙向通訊的機制。于本示范性實施例中，充電柱Cl Cn所各別提供的充電電力P_1 P_n的總和可以小于等于一總電力消耗量，且此總電力消耗量是由與電力公司所訂定的用電契約容量所決定。由此可知，遠端控制器503會在總電力消耗量內動態(tài)地調整充電柱Cl Cn所各別提供的可用電力信息UI_1 UI_n，藉以避免用電量過大而停電的問題。另外，充電柱Cl Cn所各別提供的充電電力P_1 P_n可以相異。換言之，當所有的充電柱Cl Cn各別耦接/連接上對應的電動車EVl EVn時，每一個充電柱Cl Cn可以提供相異的(亦即非均勻的)充電電力P_1 P_n給對應的電動車EVl EVn。更清楚來說，圖6繪示為本發(fā)明一示范性實施例的關聯(lián)于電動車的充電管理方式示意圖。請參照圖6，假如某一場合與電力公司所訂定的用電契約容量為50kVA，而且該場所設置有4個充電柱Cl C4的話，則當這4個充電柱Cl C4各別耦接/連接上對應的電動車EVl EV4時，則這4個充電柱Cl C4可以反應于電動車EVl EV4各別的需求用電信息DI_1 DI_4，而非均勻地提供例如為7kVA、lkVA、25kVA、17kVA的充電電力P_1 P_4給對應的電動車EVl EV4。顯然地，本示范性實施例是采用非均流的充電管理方式來分配相異的充電電力給各別的電動車。如此一來，即可滿足每一臺電動車的實際充電需求。換言之，由于每一臺電動車EVl EV4的電池301所殘余的電力不盡相同，所以遠端控制中心F就會在總電力消耗量(亦即50kVA)內，非均勻地分配充電電力P_1 P_4給各別的電動車EVl EV4，亦即分配較多的充電電力給殘余電力較少的電動車(例如電動車EV3與EV4)，而分配較少的充電電力給殘余電力較多的電動車(例如電動車EVl與EV2)?；谏鲜龈魇痉缎詫嵤├沂?教示的內容，圖7繪示為本發(fā)明一示范性實施例的互動式充電管理方法的流程圖。請參照圖7，本示范性實施例的互動式充電管理方法適于多臺電動車，且其包括根據這些電動車各別的需用電力信息而動態(tài)地調整與這些電動車各別對應且耦接的多個充電柱所各別提供的可用電力信息(步驟S701)；以及根據這些已調整過的可用電力信息而致使這些充電柱非均勻地提供多個充電電力給各別的電動車 (步驟S703)。于本示范性實施例中，所有充電柱各別提供的充電電力的總和可以小于等于一總電力消耗量，且此總電力消耗量是由與電力公司所訂定的用電契約容量所決定。綜上所述，上述示范性實施例所提的互動式充電管理系統(tǒng)與方法可以在總電力消耗量內非均勻地分配充電電力給各別的電動車。如此一來，不但可以滿足每一臺電動車的實際充電需求，而且還可以避免用電量過大所造成的停電的窘境與問題。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領域的技術人員， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍是以本發(fā)明的權利要求為準。另外，本發(fā)明的任一實施例或權利要求不須達成本發(fā)明所揭示的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明的權利要求的范圍。
權利要求
1.一種互動式充電管理系統(tǒng)，包括一第一充電柱，用以提供一第一可用電力信息與一第一充電電力； 一第一電動車，耦接該第一充電柱，用以根據該第一充電柱所提供的該第一可用電力信息與該第一充電電力而進行充電；以及一遠端控制中心，耦接該第一充電柱，用以根據該第一電動車的一第一需用電力信息而動態(tài)地調整該第一可用電力信息，從而改變該第一充電電力，其中，該第一電動車通過該第一充電柱以傳送該第一需用電力信息給該遠端控制中心。
2.如權利要求1所述的互動式充電管理系統(tǒng)，還包括一第二充電柱，用以提供一第二可用電力信息與一第二充電電力；以及一第二電動車，耦接該第二充電柱，用以根據該第二充電柱所提供的該第二可用電力信息與該第二充電電力而進行充電，其中，該遠端控制中心還耦接該第二充電柱，用以根據該第二電動車的一第二需用電力信息而動態(tài)地調整該第二可用電力信息，從而改變該第二充電電力；以及其中，該第二電動車通過該第二充電柱以傳送該第二需用電力信息給該遠端控制中心。
3.如權利要求2所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第一電動車包括 一電池；一電池管理系統(tǒng)，耦接該電池，用以檢測該電池的一殘余電力，并且根據該殘余電力與該第一可用電力信息，而決定一充電策略以及產生與該充電策略相關聯(lián)的該第一需用電力 fn息；一充電器，耦接該電池，用以接收該第一充電電力，并且反應于一充電控制訊號而傳輸該第一充電電力以對該電池進行充電；一充電控制器，耦接該電池管理系統(tǒng)與該充電器，用以根據該充電策略而產生該充電控制訊號，藉以控制該充電器傳輸至該電池的該第一充電電力；以及一第一收發(fā)器，耦接該電池管理系統(tǒng)與該充電控制器，用以接收并傳送該第一可用電力信息至該充電控制器，其中，該電池管理系統(tǒng)通過該充電控制器以得知該第一可用電力信息，且該電池管理系統(tǒng)還通過該第一收發(fā)器以傳送該第一需用電力信息。
4.如權利要求3所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第一充電柱包括一充電柱控制器，用以提供該第一可用電力信息給該第一收發(fā)器，以及接收并傳送該第一收發(fā)器所傳送的該第一需用電力信息至該遠端控制中心；一電源開關，耦接于該充電柱控制器與該充電器之間，其中該充電柱控制器還用以控制該電源開關的運作，藉以決定是否提供該第一充電電力給該充電器；以及一電表，耦接該電源開關，用以接收一市電電力，并且于該充電柱控制器控制該電源開關導通時，傳送與量測提供至該充電器的該第一充電電力。
5.如權利要求2所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第二電動車包括 一電池；一電池管理系統(tǒng)，耦接該電池，用以檢測該電池的一殘余電力，并且根據該殘余電力與該第二可用電力信息，而決定一充電策略以及產生與該充電策略相關聯(lián)的該第二需用電力 fn息；一充電器，耦接該電池，用以接收該第二充電電力，并且反應于一充電控制訊號而傳輸該第二充電電力以對該電池進行充電；一充電控制器，耦接該電池管理系統(tǒng)與該充電器，用以根據該充電策略而產生該充電控制訊號，藉以控制該充電器傳輸至該電池的該第二充電電力；以及一第一收發(fā)器，耦接該電池管理系統(tǒng)與該充電控制器，用以接收并傳送該第二可用電力信息至該充電控制器，其中，該電池管理系統(tǒng)通過該充電控制器以得知該第二可用電力信息，且該電池管理系統(tǒng)更通過該第一收發(fā)器以傳送該第二需用電力信息。
6.如權利要求5所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第二充電柱包括一充電柱控制器，用以提供該第二可用電力信息給該第一收發(fā)器，以及接收并傳送該第一收發(fā)器所傳送的該第二需用電力信息至該遠端控制中心；一電源開關，耦接于該充電柱控制器與該充電器之間，其中該充電柱控制器更用以控制該電源開關的運作，藉以決定是否提供該第一充電電力給該充電器；以及一電表，耦接該電源開關，用以接收一市電電力，并且于該充電柱控制器控制該電源開關導通時，傳送與量測提供至該充電器的該第二充電電力。
7.如權利要求2所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第一與該第二充電柱還用以各別接收與傳送該第一與該第二需用電力信息給該遠端控制中心，而該遠端控制中心包括一第二收發(fā)器，用以接收該第一與該第二充電柱所各別傳送的該第一與該第二需用電力信息；以及一遠端控制器，耦接該第二收發(fā)器，其中該遠端控制器根據該第二收發(fā)器所接收的該第一與該第二需用電力信息，而通過該第二收發(fā)器以動態(tài)地調整該第一與該第二充電柱所各別提供的該第一與該第二可用電力信息。
8.如權利要求2所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第一與該第二充電柱各別所提供的該第一與該第二充電電力的總和小于等于一總電力消耗量。
9.如權利要求2所述的互動式充電管理系統(tǒng)，其中該第一與該第二充電柱各別所提供的該第一與該第二充電電力相異。
10.一種互動式充電管理方法，適于多臺電動車，而該互動式充電管理方法包括 根據這些電動車各別的一需用電力信息而動態(tài)地調整與這些電動車各別對應且耦接的多個充電柱所各別提供的一可用電力信息；以及根據這些已調整過的可用電力信息而致使這些充電柱非均勻地提供多個充電電力給各別的電動車。
11.如權利要求10所述的互動式充電管理方法，其中這些充電電力的總和小于等于一總電力消耗量。
全文摘要
一種互動式充電管理系統(tǒng)及其方法。該方法適于多臺電動車，且其包括根據這些電動車各別的需用電力信息而動態(tài)地調整與這些電動車各別對應且耦接的多個充電柱所各別提供的可用電力信息；以及根據這些已調整過的可用電力信息而致使這些充電柱非均勻地提供多個充電電力給各別的電動車。
文檔編號H02J7/02GK102545298SQ20111002758
公開日2012年7月4日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者林安宏, 江文書, 簡金品 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院