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TWI470900B - 互動式充電管理系統及其方法 - Google Patents

互動式充電管理系統及其方法 Download PDF

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TWI470900B
TWI470900B TW99145259A TW99145259A TWI470900B TW I470900 B TWI470900 B TW I470900B TW 99145259 A TW99145259 A TW 99145259A TW 99145259 A TW99145259 A TW 99145259A TW I470900 B TWI470900 B TW I470900B
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electric vehicle
column
control unit
interactive
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TW99145259A
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江文書
簡金品
林安宏
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財團法人工業技術研究院
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Description

互動式充電管理系統及其方法
本發明是有關於一種充電管理方案，且特別是有關於一種適用於電動車的互動式充電管理系統及其方法。
自工業革命以來，以石化能源為發動基礎的發動機(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、環保與溫室效應的問題，並且隨著油價飆漲，全球科學家都極力在能源與交通上尋求解決之道。而電動車(electric vehicles)的研發則可解決一般汽、機車行進時排放之廢氣，所造成之空氣污染及溫室效應等問題。
一般而言，電動車(含插電式複合動力車)可在停車之場所(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)。而且，現今的充電柱內大多配置有漏電流斷路器(leakage current breaker)，以於電動車的充電過程中，當有漏電事件發生時(例如電動車發生漏電)，充電柱內的漏電流斷路器就會跳脫(trip)，藉以致使充電柱停止供應充電電力給電動車。然而，反應於漏電流斷路器的跳脫，充電柱即無法恢復至預備(待機)狀態，亦即充電柱已被癱瘓。而若以手動重置已癱瘓之充電柱的話，則會增加維修的成本。
有鑒於此，本發明提供一種互動式充電管理系統，其適於至少一電動車，且此電動車根據充電電力以進行充電，而所提之互動式充電管理系統包括：至少一充電柱，連接電動車，用以偵測漏電事件是否有發生，並於漏電事件未發生時，由預備狀態進入至充電狀態，藉以持續供應充電電力給電動車，直至電動車完成充電為止；反之，則停止供應充電電力給電動車，並指示電動車離線以進行漏電測試，從而決定是否恢復至預備狀態；以及一遠端控制中心，連接充電柱，用以於充電柱無法恢復至預備狀態時，發出維修通知以通知養護單位進行處理。
本發明另提供一種互動式充電管理方法，其包括：當電動車與充電柱連接時，偵測漏電事件是否有發生；當漏電事件未發生時，致使充電柱由預備狀態進入至充電狀態，藉以持續供應充電電力給電動車，直至電動車完成充電為止；反之，則致使充電柱停止供應充電電力給電動車，並指示電動車離線以進行漏電測試，從而決定是否恢復至預備狀態；以及當充電柱無法恢復至預備狀態時，發出維修通知以通知養護單位進行處理。
應瞭解的是，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，其並不能限制本發明所欲主張之範圍。
現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式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1繪示為本發明一示範性實施例之互動式充電管理系統(interactive charging management system)10的簡略示意圖。請參照圖1，互動式充電管理系統10適於至少一電動車(electric vehicle)101，且其包括至少一充電柱(charging post)103與遠端控制中心(far end control center)105。於本示範性實施例中，電動車101用以根據來自於充電柱103所供應的充電電力(charging power)P而進行充電。
充電柱103連接電動車101，用以偵測漏電事件(leakage event)是否有發生，並於漏電事件未發生時，由預備狀態(ready state)進入至充電狀態(charging state)，藉以持續供應充電電力P給電動車101，直至電動車101完成充電為止；反之(即有發生漏電事件，無論是電動車101還是充電柱103發生漏電)，則(充電柱103)停止供應充電電力P給電動車101，並指示電動車101離線(offline，亦即要求電動車101的連接器離開充電柱103的插座)以進行漏電測試(leakage test)，從而決定是否恢復至預備狀態。
遠端控制中心105可以利用有線(wire)或無線(wireless)的方式而與充電柱103進行連接，用以於充電柱103無法恢復至預備狀態時(亦即充電柱103已癱瘓而無法發揮其原先的功效)，發出維修通知(service notice)SE_N以通知養護單位(curing unit)107進行處理，例如對充電柱103進行維修或檢查。
更清楚來說，圖2繪示為圖1之互動式充電管理系統10的詳細示意圖。請參照圖2，於本示範性實施例中，充電柱103可以包括有漏電流感應器(leakage current detector)201、充電開關(charging switch)203、充電開關控制單元(charging switch control unit)205、充電柱控制單元(charging post control unit)207，以及指示單元209。其中，漏電流感應器201用以接收由電力公司(power company)所提供的市電電力(ψ,N)，並且偵測漏電事件是否有發生。
充電開關203連接漏電流感應器201，用以反應於漏電事件的發生而停止傳導充電電力P至電動車101的負載211(例如電動車101的電池系統)；反之(亦即漏電事件未發生)，則傳導充電電力P至電動車101的負載211。充電開關控制單元205連接漏電流感應器201與充電開關203，用以反應於漏電事件的發生而控制充電開關203跳脫(trip)以停止傳導充電電力P給電動車101；反之(亦即漏電事件未發生)，則控制充電開關203導通(turn on)以傳導充電電力P至電動車101，直至電動車101完成充電為止。
充電柱控制單元207連接充電開關控制單元205，用以反應於漏電事件的發生而發出警示通知(alarm notice)ALM_N與自測試命令(self-test command)ST_CMD，藉以致使充電開關控制單元207反應於自測試命令ST_CMD而進行漏電測試。指示單元209(例如為液晶顯示模組(liquid crystal display module,LCM))連接充電柱控制單元207，用以反應於警示通知ALM_N而指示電動車101離線(亦即要求電動車101的連接器離開充電柱103的插座)。
於本示範性實施例中，充電柱控制單元207可以各別與遠端控制中心105以及電動車101的控制單元(control unit，亦即行車控制器)213進行雙向溝通(bi-communication)。基此，當電動車101之連接器插入至充電柱103的插座時，漏電流感應器201即會偵測是否有漏電事件的發生。當偵測出有漏電事件發生時，亦即電動車101與充電柱103之至少其一會漏電，則充電開關控制單元205即會反應於漏電事件的發生而控制充電開關203跳脫，並且發出關聯於充電開關203已跳脫的開關狀態SW_ST給充電柱控制單元207。
如此一來，充電柱控制單元207即可各別地發出警示通知ALM_N與自測試命令ST_CMD給指示單元209與充電開關控制單元205。更清楚來說，一旦指示單元209接獲警示通知ALM_N，指示單元209就會指示電動車101離線，亦即要求電動車101的連接器離開充電柱103的插座。
倘若電動車101的車主在指示單元209的指示下還未將電動車101的連接器拔離充電柱103之插座的話，則充電柱控制單元207就會發出關聯於跳脫的開關命令(switch command)SW_CMD給充電開關控制單元205，藉以致使充電開關控制單元205控制充電開關203維持跳脫。更甚者，於一段預定時間過後，倘若電動車101的連接器還是沒有拔離充電柱103之插座的話，則充電柱控制單元207就會傳達給遠端控制中心105知曉，藉以讓遠端控制中心105通知養護單位107以派員來瞭解(處理)實際的情況。
另外，倘若電動車101的車主在指示單元209的指示下就立即將電動車101的連接器拔離充電柱103之插座的話，則充電柱控制單元207就會發出自測試命令ST_CMD給充電開關控制單元205。如此一來，充電開關控制單元205就會進行漏電測試。若充電開關控制單元205進行完漏電測試後而得知漏電事件並非由充電柱103本身所引發的話，則致使充電柱103恢復至預備狀態；反之(亦即漏電事件係由充電柱103本身所引發)，則控制充電開關203維持跳脫，並且透過充電柱控制單元207而傳達給遠端控制中心105知曉，藉以讓遠端控制中心105發出維修通知SE_N以通知養護單位107派員來維修/檢查充電柱103。
另一方面，當都沒有漏電事件發生時，亦即電動車101與充電柱103都不會漏電，則充電柱控制單元207更可以透過控制導引(control pilot)PILOT而進一步地判斷是否可以與電動車101的控制單元213(行車控制器)進行溝通。若充電柱控制單元207判斷出無法與電動車101之控制單元213進行溝通的話，則充電柱控制單元207就會發 出錯誤診斷命令(error diagnosis command)ED_CMD給充電開關控制單元205，藉以讓充電開關控制單元205進行錯誤診斷以發出診斷通知DIA_N。
如此一來，指示單元209便會反應於診斷通知DIA_N而指示電動車101重新上線(亦即要求電動車101的連接器重新插入充電柱103的插座)。若指示單元209在電動車101的連接器重新插入充電柱103之插座後仍舊指示電動車101重新上線的話，則充電柱控制單元207就會傳達給遠端控制中心105知曉，藉以讓遠端控制中心105通知養護單位107以派員來瞭解(處理)實際的情況。
另外，若充電柱控制單元207判斷出可以與電動車101之控制單元213進行溝通的話，則充電柱控制單元207就會發出關聯於導通的開關命令SW_CMD給充電開關控制單元205。如此一來，充電開關控制單元205就會控制充電開關203導通，藉以致使充電開關203開始/持續傳導充電電力P給電動車101的負載211。與此同時，漏電流感應器201也會持續地偵測漏電事件是否有發生，直至電動車101完成充電為止。換言之，只要是在電動車101之充電過程有發生漏電事件的話，充電開關控制單元205就會控制充電開關203跳脫，藉以致使充電柱103停止供應充電電力P給電動車101。
當電動車101完成充電時，充電柱控制單元207就會發出關聯於跳脫的開關命令SW_CMD給充電開關控制單元205，藉以致使充電開關控制單元205控制充電開關203跳脫，並且透過指示單元209的指示以要求電動車101離線。在電動車101完成充電且離線時，充電柱控制單元207可以進一步地發出自重置命令SR_CMD(self-reset command)以致使/確保充電柱103從原先的充電狀態恢復至預備狀態。
於本示範性實施中，所有的命令ST_CMD、SR_CMD、ED_CMD與SW_CMD皆可以由充電柱控制單元207本身發出，或者是充電柱控制單元207反應於遠端控制中心105的操控而發出，一切端視實際設計需求而論。除此之外，充電開關控制單元205也可以反應於手動測試命令(manual-test command)MT_CMD而進行漏電測試，例如按壓設置在充電柱103的測試按鈕(test button，未繪示)。相似地，充電開關控制單元205也可以反應於手動重置命令(manual-reset command)MR_CMD而致使充電柱103恢復至預備狀態，例如按壓設置在充電柱103的重置按鈕(reset button，未繪示)。
於此，雖然上述示範性實施例係以單一台電動車、單一個充電柱與遠端控制中心之間的互動方式來進說明與解釋，但是基於上述示範性實施例所揭示/教示的內容，本領域具有通常知識者應不難類推出多台電動車、多個充電柱與遠端控制中心之間的互動方式，故而在此並不再加以贅述之。
另外，基於上述示範性實施例所揭示/教示的內容，圖3繪示為本發明一示範性實施例之互動式充電管理方法的流程圖。請參照圖3，本示範性實施例之互動式充電管理方法(可理解為前述示範性實施例之互動式充電管理系統經配置(configured)後的結果)包括以下步驟。
當電動車與充電柱連接時(步驟S301)，偵測漏電事件是否有發生(步驟S303)。
當漏電事件未發生時(亦即步驟S303之“否”的路徑)，判斷充電柱與電動車是否可以進行溝通(步驟S305)(亦即透過控制導引(control pilot)而得知)。
當充電柱與電動車無法進行溝通時(亦即步驟S305之“否”的路徑)，則進行錯誤診斷(步驟S307)，藉以指示電動車重新上線(亦即要求電動車的連接器重新插入充電柱的插座)，或者通知養護單位進行處理(亦即在電動車之連接器重新插入充電柱之插座還是不可以進行溝通的話)(步驟S309)。
當充電柱與電動車可以進行溝通時(亦即步驟S305之“是”的路徑)，則致使充電柱由預備狀態進入至充電狀態，藉以持續供應充電電力給電動車，並且持續偵測漏電事件是否有發生，直至電動車完成充電為止(步驟S311)。
在電動車完成充電時，要求電動車離線(亦即要求電動車的連接器離開充電柱的插座)(步驟S313)，並且重置(reset)充電柱(步驟S315)以使充電柱從充電狀態進入至預備狀態，從而得以服務下一台電動車。
另一方面，當漏電事件有發生時(亦即步驟S303之“是”的路徑)，或者在電動車之充電過程中(亦即步驟S311)有發生漏電事件的話，則致使充電柱停止供應充電電力給電動車(步驟S317)，並且指示並判斷電動車是否離線(亦即電動車的連接器是否拔離充電柱的插座)(步驟S319)。
倘若電動車的連接器尚未拔離充電柱之插座的話(亦即步驟S319之“否”的路徑)，則致使充電柱持續停止供應充電電力給電動車(步驟S321)，並且於一段預定時間過後，發出維修通知(步驟S323)以通知養護單位進行處理(亦即派員來瞭解(處理)實際的情況)(步驟S309)。然而，若電動車的連接器已拔離充電柱之插座的話(亦即步驟S319之“是”的路徑)，則進行漏電測試(leakage test)以判斷是否為充電柱本身引發漏電事件(步驟S325)。
若進行完漏電測試後而判斷得知漏電事件並非由充電柱本身所引發的話(亦即步驟S325之“否”的路徑)，則致使充電柱恢復至預備狀態(步驟S327)，而且還可以進一步地重置充電柱(步驟S315)以致使/確保充電柱恢復至預備狀態。然而，若進行完漏電測試後而判斷得知漏電事件係由充電柱本身所引發的話(亦即步驟S325之“是”的路徑)，則致使充電柱持續停止供應充電電力給電動車(步驟S321)(亦即充電柱無法恢復至預備狀態)，並且發出維修通知(步驟S323)以通知養護單位進行處理(例如對充電柱進行維修或檢查)(步驟S309)。
綜上可知，上述各示範性實施例所揭示的互動式充電管理系統與方法可在漏電事件發生時(無論是電動車還是充電柱發生漏電)，致使充電柱之充電開關跳脫以停止供應充電電力給電動車，並且可根據遠端控制中心或充電柱本身所發出的命令以恢復本身沒有漏電狀態之充電柱的功效(亦即充電柱不會因有漏電狀態之電動車的緣故而從此癱瘓)。如此一來，即可大大地降低維修的成本。除此之外，上述各示範性實施例所揭示的互動式充電管理系統與方法更可遠端同時監控漏電事件與電動車的充電狀態，從而得以大大地提升關聯於電動車的充電管理效能。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，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，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
10．．．互動式充電管理系統
101．．．電動車
103．．．充電柱
105．．．遠端控制中心
107．．．養護單位
201．．．漏電流感應器
203．．．充電開關
205．．．充電開關控制單元
207．．．充電柱控制單元
209．．．指示單元
211．．．電動車的負載(電池系統)
213．．．電動車的控制單元(行車控制器)
P．．．充電電力
PILOT．．．控制導引
ALM_N．．．警示通知
DIA_N．．．診斷通知
SE_N．．．維修通知
ST_CMD．．．自測試命令
SR_CMD．．．自重置命令
MT_CMD．．．手動測試命令
MR_CMD．．．手動重置命令
ED_CMD．．．錯誤診斷命令
SW_CMD．．．開關命令
SW_ST．．．開關狀態
S301~S327．．．本發明一示範性實施例之互動式充電管理方法的流程圖各步驟
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之互動式充電管理系統的簡略示意圖。
圖2繪示為圖1之互動式充電管理系統的詳細示意圖。
圖3繪示為本發明一示範性實施例之互動式充電管理方法的流程圖。
10．．．互動式充電管理系統
101．．．電動車
103．．．充電柱
105．．．遠端控制中心
107．．．養護單位
201．．．漏電流感應器
203．．．充電開關
205．．．充電開關控制單元
207．．．充電柱控制單元
209．．．指示單元
211．．．電動車的負載(電池系統)
213．．．電動車的控制單元(行車控制器)
P．．．充電電力
PILOT．．．控制導引
ALM_N．．．警示通知
DIA_N．．．診斷通知
SE_N．．．維修通知
ST_CMD．．．自測試命令
SR_CMD．．．自重置命令
MT_CMD．．．手動測試命令
MR_CMD．．．手動重置命令
ED_CMD．．．錯誤診斷命令
SW_CMD．．．開關命令
SW_ST．．．開關狀態

Claims (15)

  1. 一種互動式充電管理系統，適於至少一電動車，且該電動車根據一充電電力以進行充電，而該互動式充電管理系統包括：至少一充電柱，連接該電動車，用以偵測一漏電事件是否有發生，並於該漏電事件未發生時，由一預備狀態進入至一充電狀態，藉以持續供應該充電電力給該電動車，直至該電動車完成充電為止；反之，則停止供應該充電電力給該電動車，並指示該電動車離線以進行一漏電測試，從而決定是否恢復至該預備狀態；以及一遠端控制中心，連接該充電柱，用以於該充電柱無法恢復至該預備狀態時，發出一維修通知以通知一養護單位進行處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之互動式充電管理系統，其中該充電柱包括：一漏電流感應器，用以接收一市電電力，並且偵測該漏電事件是否有發生；一充電開關，連接該漏電流感應器，用以反應於該漏電事件的發生而停止傳導該充電電力至該電動車；反之，則傳導該充電電力至該電動車；一充電開關控制單元，連接該漏電流感應器與該充電開關，用以反應於該漏電事件的發生而控制該充電開關跳脫以停止傳導該充電電力給該電動車；反之，則控制該充電開關導通以傳導該充電電力至該電動車，直至該電動車完成充電為止；一充電柱控制單元，連接該充電開關控制單元，用以反應於該漏電事件的發生而發出一警示通知與一自測試命令，藉以致使該充電開關控制單元反應於該自測試命令而進行該漏電測試；以及一指示單元，連接該充電柱控制單元，用以反應於該警示通知而指示該電動車離線。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之互動式充電管理系統，其中該充電開關控制單元更反應於一自重置命令而致使該充電柱恢復至該預備狀態。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之互動式充電管理系統，其中該充電開關控制單元更反應於一錯誤診斷命令而發出一診斷通知，藉以致使該指示單元反應於該診斷通知而指示該電動車重新上線，或者透過該遠端控制中心以通知該養護單位進行處理。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之互動式充電管理系統，其中該充電開關控制單元更反應於一開關命令而控制該充電開關導通或跳脫。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之互動式充電管理系統，其中該些命令由該充電柱控制單元本身發出，或者反應於該遠端控制中心的操控而發出。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之互動式充電管理系統，其中該充電開關控制單元更反應於一手動測試命令而進行該漏電測試。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之互動式充電管理系統，其中若該充電開關控制單元進行完該漏電測試後而得知該漏電事件並非由該充電柱本身所引發的話，則致使該充電柱恢復至該預備狀態；反之，則控制該充電開關維持跳脫。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之互動式充電管理系統，其中該充電開關控制單元更反應於一手動重置命令而致使該充電柱恢復至該預備狀態。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之互動式充電管理系統，其中該充電柱控制單元各別與該遠端控制中心以及該電動車進行雙向溝通。
  11. 一種互動式充電管理方法，包括：當一電動車與一充電柱連接時，偵測一漏電事件是否有發生；當該漏電事件未發生時，致使該充電柱由一預備狀態進入至一充電狀態，藉以持續供應一充電電力給該電動車，直至該電動車完成充電為止；反之，則致使該充電柱停止供應該充電電力給該電動車，並指示該電動車離線以進行一漏電測試，從而決定是否恢復至該預備狀態；以及當該充電柱無法恢復至該預備狀態時，發出一維修通知以通知一養護單位進行處理。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之互動式充電管理方法，其中在該漏電事件未發生的條件下，更包括：判斷該充電柱與該電動車是否可以進行溝通。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之互動式充電管理方法，其中當該充電柱與該電動車無法進行溝通時，則進行一錯誤診斷，藉以指示該電動車重新上線，或者通知該養護單位進行處理；以及當該充電柱與該電動車可以進行溝通時，則持續供應該充電電力給該電動車，並且持續偵測該漏電事件是否有發生，直至該電動車完成充電為止。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之互動式充電管理方法，其中於該電動車完成充電時，更包括：要求該電動車離線，並且重置該充電柱以使該充電柱從該充電狀態進入至該預備狀態。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之互動式充電管理方法，其中若進行完該漏電測試後而得知該漏電事件並非由該充電柱本身所引發的話，則致使該充電柱恢復至該預備狀態；反之，則致使該充電柱持續停止供應該充電電力給該電動車。
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