СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАРЯДНЫМИ СТАНЦИЯМИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING CHARGING STATIONS FOR ELECTRIC VEHICLES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу и устройству для управления зарядными станциями для электрических транспортных средств.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу и устройству для управления зарядными станциями для электрических транспортных средств посредством использования обмена сообщениями между устройством управления зарядными станциями и устройствами, которые соответственно связаны с электрическим транспортным средством или его водителем и способны к мобильной связи, согласно преамбулам независимых пунктов формулы изобретения.
Электрические транспортные средства, которые доступны в настоящее время, на практике, подвержены некоторым ограничениям исходя из своего запаса хода и своих возможностей зарядки по сравнению с транспортными средствами, эксплуатируемыми с использованием традиционных двигателей внутреннего сгорания. В качестве примера, водителю электрического транспортного средства возможно необходимо планировать относительно длинный маршрут с пунктом назначения вне существующего запаса хода батареи так, чтобы он мог повторно заряжать транспортное средство на общественных пунктах зарядки; в качестве альтернативы, непредвиденные проблемы могут подразумевать, что водитель вынужден осуществлять повторную зарядку неожиданно, например, вследствие неисправности, или так как была забыта своевременная операция зарядки. Общественные пункты зарядки для электрических транспортных средств, однако, редки, и это, вероятно, не изменится по меньшей мере в среднесрочной перспективе. Поэтому, является естественным, чтобы общественный пункт зарядки уже был занят, когда электрическое транспортное средство прибывает на него.
EP 2 362 362 A1 раскрывает обсуждаемый способ для управления зарядными станциями для электрических транспортных средств, в котором пользователи способны быстро находить свободные зарядные станции на основании запросов зарядки, являющихся способными отправляться во время текущей поездки, и уведомлений доступности, являющихся способными приниматься своевременным образом. Однако, этот способ малопригоден, если нет вообще свободных зарядных станций в зоне пункта назначения.
DE 10 2008 055 881 A1 раскрывает способ для автоматической зарядки самоуправляемых электрических транспортных средств. Самоуправление предоставляет полностью заряженному транспортному средству возможность также перемещаться к месту без зарядного устройства, когда требуется, для того чтобы избежать перегрузок на зарядных станциях.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение основано на цели предоставления способа и устройства для управления зарядными станциями для управляемых человеком электрических транспортных средств, которые могут использоваться, как для лучшего удовлетворения потребностей пользователя, так и для повышения коэффициента использования зарядных станций.
Эта цель достигается способом и устройством, имеющими признаки независимых пунктов формулы изобретения. Полезные усовершенствования изобретения обозначены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Таким образом, в соответствии с первым аспектом изобретения обеспечен способ для управления зарядными станциями для электрических транспортных средств посредством использования обмена сообщениями между устройством управления зарядными станциями и устройствами, которые соответственно связаны с электрическим транспортным средством или его водителем, в котором, когда устройство управления зарядными станциями принимает запрос зарядки, который не может быть удовлетворен в текущей ситуации занятости, устройство управления зарядными станциями берет текущее состояние заряда каждого электрического транспортного средства, занимающего зарядную станцию в качестве основы для отправки устройству, которое связано с занимающим электрическим транспортным средством или его водителем, сообщения, которое содержит запрос освободить зарядную станцию, которая заряжает соответствующее электрическое транспортное средство, сейчас или к конкретному времени, и для отправки устройству, с которого устройство управления зарядными станциями приняло запрос зарядки, сообщения, которое содержит информацию касательно того, станет ли, и, если уместно, когда вероятно зарядная станция станет свободной.
Предпочтительно, чтобы в вышеуказанном способе устройство управления зарядными станциями, после приема запроса зарядки, проверяло, есть ли занимающее электрическое транспортное средство, которое полностью заряжено, и, если так, отправляло устройству, связанному с электрическим транспортным средством, запрос освободить зарядную станцию, которая заряжает это электрическое транспортное средство, сейчас.
Кроме того, предпочтительно, чтобы в вышеуказанном способе устройство управления зарядными станциями, после приема запроса зарядки, проверяло, есть ли занимающее электрическое транспортное средство (A), которое будет полностью заряжено раньше в пределах периода времени, который указан вместе с запросом зарядки, и, если так, использовало запрос зарядки для определения времени, к которому зарядная станция, которая заряжает это электрическое транспортное средство, должна быть освобождена, для того чтобы быть способной удовлетворить запрос зарядки, который был только что принят, и отправляет запрос освободить зарядную станцию, которая заряжает это электрическое транспортное средство, к конкретному времени.
Кроме того, предпочтительно, чтобы в вышеуказанном способе устройство управления зарядными станциями не отправляло сообщение, которое содержит информацию касательно станет ли, и, если уместно, когда зарядная станция вероятно станет свободной, до тех пор, пока оно не получило подтверждение с устройства, на которое оно отправило запрос на удаление соответствующего электрического транспортного средства с зарядной станции сейчас или к конкретному времени, что зарядная станция, которая заряжает соответствующее электрическое транспортное средство, освобождается, как требуется.
Кроме того, предпочтительно, чтобы в вышеуказанном способе устройство, с которого подразумевается, что должен быть отправлен запрос зарядки, было настроено, чтобы побуждаться отправлять запрос зарядки на основании предоставления ему возможности идентифицировать оптический образ или символ, который прикреплен к зарядной станции, в частности, логотип, или код QR, или графическая репродукция зарядной колонки, и/или было настроено, чтобы устанавливать беспроводное соединение ближнего действия, для того чтобы использовать его для отправки упомянутого запрашивания зарядки, и/или было настроено, чтобы использовать свое собственное положение, которое известно устройству, для автоматической идентификации, куда должен быть отправлен запрос зарядки.
В соответствии со вторым аспектом изобретения обеспечено устройство управления зарядными станциями для электрических транспортных средств посредством использования обмена сообщениями между устройством управления зарядными станциями и устройствами, которые соответственно связаны с электрическим транспортным средством или его водителем, при этом, устройство предназначено для выполнения одного способа из указанных выше по тексту способов первого аспекта изобретения.
Предпочтительно, чтобы устройство управления зарядными станциями являлось контроллером для отдельной зарядной станции.
Кроме того, предпочтительно, чтобы устройство управления зарядными станциями являлось центральным контроллером для множества зарядных станций.
Кроме того, предпочтительно, чтобы устройства, которые соответственно связаны с электрическим транспортным средством или его водителем, являлись мобильными радиостанциями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примерные варианты осуществления описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг 1a-1e показывают схематические иллюстрации примера ситуаций, которые возникают на зарядной станции;
фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций для способа для управления зарядными станциями для электрических транспортных средств в соответствии с примером с фиг. 1a-1e;
фиг. 3a-3e показывают схематические иллюстрации еще одного примера ситуаций, которые возникают на зарядной станции; и
фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций для способа для управления зарядными станциями для электрических транспортных средств в соответствии с примером с фиг. 3a-3e.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В случае изобретения, водитель электрического транспортного средства, который прибывает на зарядную станцию или группу зарядных станций в привычном ожидании свободной зарядной станции или вследствие непредвиденных обстоятельств, и обнаруживает, что, в настоящее время, не свободна ни одна зарядная станция, также по-прежнему способен отправлять запрос зарядки, который, в этом случае, обрабатывается в качестве желания иметь свободную зарядную станцию не позже чем когда она больше не будет нужна.
Устройство управления зарядными станциями, которое управляет одной или более зарядными станциями и принимает такой запрос зарядки, который в настоящее время не может быть удовлетворен, проверяет текущее состояние заряда электрического транспортного средства или всех электрических транспортных средств, которые в настоящее время являются занимающими одну или более зарядных станций. Если устройство управления зарядными станциями обнаруживает, что запрос зарядки может быть удовлетворен в чистом виде немедленно или в течение периода времени, который указан запросом зарядки, так как занимающее электрическое транспортное средство уже полностью заряжено, или так как оно будет полностью заряжено своевременно, оно незамедлительно или в заданное время отправляет устройству, которое связано с занимающим электрическим транспортным средством, сообщение, которое содержит запрос на освобождение зарядной станции, которая заряжает соответствующее электрическое транспортное средство сейчас или к конкретному времени. Более того, устройство управления зарядными станциями возвращает устройству, с которого оно приняло запрос зарядки, сообщение, которое содержит информацию касательно того может ли, и, если уместно, когда может ожидаться свободная зарядная станция.
Таким образом, общественные зарядные станции не обязательно блокируются электрическими транспортными средствами, которые закончили заряжаться, и могут лучше использоваться. Водители прибывающих электрических транспортных средств имеют лучшие шансы способности использовать зарядную станцию, и более высокая достижимая степень использования зарядных станций повышает желание операторов устанавливать зарядные станции.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, устройство управления зарядными станциями, после приема запроса зарядки, проверяет, есть ли занимающее электрическое транспортное средство, которое полностью заряжено, и, если так, оно отправляет, устройству, связанному с этим электрическим транспортным средством, запрос на освобождение зарядной станции, которая заряжает это электрическое транспортное средство, сейчас или к конкретному времени.
Если в настоящее время нет полностью заряженного электрического транспортного средства на зарядной станции, устройство управления зарядными станциями, кроме того, может проверять, есть ли электрическое транспортное средство, которое в настоящее время все еще заряжается, но которое, в течение некоторое периода времени, который указывается вместе с запросом зарядки, и который соответствует вероятной длительности стоянки электрического транспортного средства, для которого был принят запрос зарядки, будет заряжено достаточно рано, чтобы электрическое транспортное средство, для которого был принят запрос зарядки, все же было способным тоже зарядиться впоследствии. Если есть такое электрическое транспортное средство на зарядной станции, устройство управления зарядными станциями отправляет на связанное устройство запрос на освобождение зарядной станции, которая заряжает соответствующее электрическое транспортное средство, ко времени, которое оно определило. Более того, оно отправляет информацию касательно того, когда зарядная станция вероятно станет свободной, устройству, с которого был принят запрос зарядки. Водитель электрического транспортного средства, который запрашивает операцию зарядки, затем может, прежде всего, припарковать упомянутое электрическое транспортное средство в другом месте парковки. Как только зарядная станция освободилась, например, так как полностью заряженное электрическое транспортное средство было убрано с нее, водитель электрического транспортного средства, который запрашивает операцию зарядки, например, может переместить транспортное средство на зарядную станцию, которая освободилась.
Зарядная станция, однако, также может освобождаться и впоследствии использоваться другим электрическим транспортным средством некоторым иным образом, чем на основании того, что одно электрическое транспортное средство, уезжает прочь, и другое электрическое транспортное средство, подвергается перемещению. Например, во многих случаях, также можно, чтобы зарядная станция использовалась с более чем одного места парковки. В таких случаях, достаточно, чтобы надлежащее электрическое соединение, посредством ли зарядного кабеля, или бесконтактным образом, например, индуктивно, разрывалось, а отсюда, становилось доступным для использования другим электрическим транспортным средством.
Если запрос зарядки не может быть удовлетворен или не может удовлетворен так, как требуется, в требуемом местоположении, устройство управления зарядными станциями также может проверять, может ли оно предложить другую зарядную станцию поблизости. Если это также невозможно, устройство управления зарядными станциями отправляет надлежащее сообщение устройству, с которого был принят запрос зарядки.
Предпочтительно, устройство управления зарядными станциями не отправляет сообщение, которое содержит информацию касательно освободится ли, и, если уместно, когда освободится зарядная станция, до тех пор пока оно не получило подтверждение с устройства, на которое оно отправило запрос на освобождение зарядной станции, которая заряжает соответствующее электрическое транспортное средство, сейчас или к конкретному времени, что зарядная станция освобождается, как требуется.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, устройство, с которого подразумевается, что должен быть отправлен запрос зарядки, может приглашаться особенно простым образом отправить запрос зарядки посредством предоставления идентификации оптического образа или символа, например, который прикреплен к зарядной станции, и который может быть логотипом, кодом QR, формой зарядной колонки или другой особенностью. Код QR является двухмерным оптическим кодом, который способны считывать большинство смартфонов. В качестве альтернативы, устройство может устанавливать беспроводное соединение ближнего действия (например, посредством NFC, RFID (радиочастотной идентификации) или технологии Bluetooth), которое либо побуждает устройство отправлять упомянутое запрашивание зарядки посредством своей мобильной связи, либо непосредственно обменивается необходимыми данными для упомянутого запрашивания зарядки с зарядной станцией. В качестве дополнительной альтернативы, свое собственное положение, которое известно устройству, могло бы использоваться для автоматической идентификации, куда необходимо, чтобы был отправлен запрос зарядки. Это экономит пользователю усилия по выяснению того, каким образом и куда необходимо, чтобы был отправлен запрос зарядки.
Однако, изобретение не ограничено случаями, в которых запрос зарядки не отправляется до прибытия на зарядную станцию, но скорее, также можно, чтобы запросы зарядки отправлялись по дороге, или даже раньше, по существу, как осознается, а затем, обрабатываться согласно изобретению. Таким образом, можно, чтобы мобильный телефон или автомобильный телефон хранил ссылку, содержащую в себе номер телефона для устройства управления зарядными станциями, которая, когда активизирована водителем, отправляет запрос зарядки.
Устройство управления зарядными станциями может быть контроллером для отдельной зарядной станции, или оно может быть центральным контроллером или системой управления для множества зарядных станций.
Устройства, которые соответственно связаны с электрическим транспортным средством или его водителем, предпочтительно являются мобильными радиостанциями, понятно, что таковые будут подразумевать не только мобильные телефоны и смартфоны, но также другие мобильные устройства и устройства, способные к удаленной связи, такие как автомобильные навигационные системы и планшетные компьютеры. В качестве примера, таким образом, можно, чтобы автомобильная навигационная система автоматически отправляла запрос зарядки устройству управления зарядными станциями, когда оно устанавливает, что поездка ведет к зарядной станции, и что желательна повторная зарядка.
Сообщения, обмениваемые между различными устройствами, например, могут быть сообщениями SMS (службы коротких сообщений) или электронной почты, или могут иметь другой пригодный формат.
Изобретение не ограничено транспортными средствами с чисто электрическим приводом, но скорее, электрические транспортные средства также могут пониматься в данном документе подразумевающими транспортные средства с отчасти электрическим приводом.
На фиг. 1a, электрическое транспортное средство A с водителем a прибывает утром в здание 6, в котором расположено рабочее место водителя a. Водитель a паркует электрическое транспортное средство A на место 2 парковки или в здании 6 и осуществляет электрическое соединение между электрическим транспортным средством A и зарядным устройством 8, для того чтобы зарядить батареи электрического транспортного средства A, которые почти пусты в это время, как схематично указано.
На фиг. 1b, дополнительное электрическое транспортное средство B прибывает в здание 6 днем, батареи этого электрического транспортного средства, подобным образом, нуждаются в том, чтобы заряжаться. Электрическое транспортное средство A теперь полностью заряжено, но по-прежнему занимает зарядную станцию 2, 8.
На фиг. 1c, водитель электрического транспортного средства B в настоящий момент использует свой мобильный телефон или любое другое устройство, способное к мобильной связи, для отправки запроса зарядки устройству управления зарядными станциями, как схематично указано пунктирной стрелкой. Устройство управления зарядными станциями устанавливает, что занимающее электрическое транспортное средство A полностью заряжено, и отправляет на мобильный телефон водителя a, который находится в здании 6, сообщение, которое содержит запрос убрать сейчас его электрическое транспортное средство A от зарядной станции 2, 8.
На фиг. 1d, водитель a затем перемещает свое электрическое транспортное средство A, убирая его с места 2 парковки на свободное место 4 парковки автомобилей без зарядного устройства, как указано контурной стрелкой.
Электрическое транспортное средство B теперь может быть отведено на место 2 парковки и заряжаться посредством зарядного устройства 8, как показано на фиг. 1c. Водитель a электрического транспортного средства A может вновь возвращаться в здание 6.
При условии надлежащих обстоятельств на месте, может быть достаточно, чтобы зарядный кабель, или тому подобное, были переключены между двумя электрическими транспортными средствами.
Фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций для способа для управления зарядными станциями в соответствии с примером с фиг. 1a-1e, но с множеством мест парковки, которые могут быть предоставлены, которые оборудованы зарядными станциями.
В начале способа, на этапе S1, электрическое транспортное средство B прибывает на автомобильную парковку, имеющую места парковки, некоторые из которых обустроены в качестве зарядных станций. В зависимости от того, свободна или нет зарядная станция (этап S2), электрическое транспортное средство B использует свободную зарядную станцию (этап S3), и затем ожидается прибытие следующего электрического транспортного средства (этап S1), или устройство управления зарядными станциями проверяет состояние заряда электрических транспортных средств, занимающих зарядные станции (этап S4). Если на этапе S5 обнаружено, что ни одно из электрических транспортных средств не заряжено полностью, электрическому транспортному средству B не может быть предложена зарядная станция, и это затем сообщается водителю упомянутого транспортного средства (этап S6), и ожидается прибытие следующего электрического транспортного средства (этап S1). Если на этапе S5 обнаружено, что электрическое транспортное средство A полностью заряжено, устройство управления зарядными станциями просит водителя упомянутого транспортного средства на этапе S7 убрать электрическое транспортное средство A с его зарядной станции. Если этот водитель подтверждает, на этапе S8, что он подчинится этому требованию, устройство управления зарядными станциями отправляет водителю электрического транспортного средства B сообщение, что следует подождать несколько минут до тех пор, пока электрическое транспортное средство A не было убрано от зарядной станции 2, 8 (этап S9), после чего, электрическое транспортное средство B может использовать зарядную станцию (этап S3).
Если водитель электрического транспортного средства A отклоняет или не отвечает на запрос на этапе S8, электрическому транспортному средству B не может быть предложена зарядная станция в этом месте (этап S6).
Со ссылкой на фиг. с 3a по 3e и 4, далее будет описан альтернативный или дополнительный подход, в котором время, в течение которого электрическому транспортному средству A еще нужно заряжаться, когда прибывает электрическое транспортное средство B, сравнивается с временем, которое займет электрическое транспортное средство B, и временем, на которое последнее вероятно будет припарковано. Если достаточное количество времени остается для зарядки электрического транспортного средства B после того, как электрическое транспортное средство A полностью заряжено, водителя электрического транспортного средства B, прежде всего просят припарковаться на обычном месте парковки без зарядной станции. Когда электрическое транспортное средство A полностью заряжено, водителей электрических транспортных средств A и B информируют и они меняются местами парковки.
На фиг. 3a, электрическое транспортное средство A с водителем a прибывает утром в здание 6, в котором расположено рабочее место водителя a. Водитель ставит электрическое транспортное средство A на место 2 парковки и осуществляет электрическое соединение между электрическим транспортным средством A и зарядным устройством 8, для того чтобы зарядить батареи электрического транспортного средства A. Водитель также информирует устройство управления зарядными станциями о том, когда он вероятно снова уедет вечером.
На фиг. 3b, недостаточно заряженное электрическое транспортное средство B с водителем b, который тоже работает там, прибывает в здание 6 позже и обнаруживает зарядную станцию 2, 8 занятой. Водитель b затем использует свой мобильный телефон для отправки запроса зарядки, включающего в себя запланированное время парковки, устройству управления зарядными станциями. Устройство управления зарядными станциями вычисляет, что электрическое транспортное средство B останется на месте достаточно долго, чтобы быть способным зарядить оба электрических транспортных средства A и B. Устройство управления зарядными станциями спрашивает водителя a электрического транспортного средства A, не мог бы он произвести смену зарядной станции в заданное время, и, если он согласен, сообщает водителю b электрического транспортного средства B посредством его мобильного телефона, что его запрос зарядки может быть удовлетворен позже, и просит его, прежде всего, заехать на место 4 парковки.
Как только электрическое транспортное средство A полностью заряжено в этой ситуации, как показано на фиг. 3c, устройство управления зарядными станциями отправляет надлежащую информацию на мобильные телефоны водителей a и b в здании 6.
На фиг. 3d, водители a и b меняются местами парковки для своих электрических транспортных средств A и B, и электрическое транспортное средство B теперь может полностью заряжаться посредством зарядного устройства 8 на месте 2 парковки, как проиллюстрировано на фиг. 3e, в то время как водители a и b вернулись в здание 6.
Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций для способа для управления зарядными станциями в соответствии с примером с фиг. 3a-3e, но с множеством мест парковки, которые могут быть предоставлены, которые оборудованы зарядными станциями.
В начале способа, на этапе S11, электрическое транспортное средство B прибывает на автомобильную стоянку, имеющую места парковки, некоторые из которых обустроены в качестве зарядных станций. В зависимости от того, свободна или нет зарядная станция (этап S12), электрическое транспортное средство B использует свободную зарядную станцию (этап S13), и ожидается прибытие следующего электрического транспортного средства (этап S11), или электрическое транспортное средство B отправляет свои энергетические потребности и запланированное время парковки устройству управления зарядными станциями (этап S14). На этапе S15, устройство управления зарядными станциями проверяет состояние заряда электрических транспортных средств, занимающих зарядные станции, и вычисляет, будет ли одно из электрических транспортных средств полностью заряжено таким своевременным образом, чтобы электрическое транспортное средство B также было способным полностью заряжаться в течение запланированного времени парковки. Если на этапе S16 установлено, что ни одно из электрических транспортных средств не удовлетворяет этому условию, электрическому транспортному средству B не может быть предложена зарядная станция, и это сообщается его водителю (этап S17), и ожидается прибытие следующего электрического транспортного средства (этап S1). Если на этапе S16 установлено, что электрическое транспортное средство A удовлетворяет этому условию, устройство управления зарядными станциями просит его водителя, на этапе S18, убрать электрическое транспортное средство A с его зарядной станции в конкретное время.
Если водитель электрического транспортного средства A отклоняет или не отвечает на этот запрос (этап S19), электрическому транспортному средству B не может быть предложена зарядная станция в этом месте (этап S17), и это сообщается его водителю. Если водитель электрического транспортного средства A подтверждает на этапе S19, в ответ на запрос, что отгонит электрическое транспортное средство A позже, устройство управления зарядными станциями просит водителя электрического транспортного средства B, прежде всего, припарковаться на обычном месте парковки без зарядной станции (этап S20). Как только электрическое транспортное средство A полностью заряжено, водители электрических транспортных средств A и B информируются устройством управления зарядными станциями соответствующим образом на этапе S21 и, на этапе S22, меняются местами парковки для своих электрических транспортных средств A и B, так что электрическое транспортное средство B тоже может полностью заряжаться.