關於電動車輛及充電站的相互檢測及識別的系統、方法及設備與流程
2023-05-23 21:01:54
分案申請的相關信息
本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2014年07月08日、申請號為201480039693.3、發明名稱為「關於電動車輛及充電站的相互檢測及識別的系統、方法及設備」的發明專利申請案。
本發明大體來說涉及無線電力傳送，且更具體來說，涉及關於到例如包含電池組的車輛的遠程系統的無線電力傳送及遠程系統之間的通信的裝置、系統及方法。
背景技術：
已引入包含從例如電池組的能量存儲裝置接收的電導出的運轉電力的遠程系統，例如，車輛。舉例來說，混合電動車輛包含使用來自車輛制動及傳統馬達的電力以對車輛充電的機載充電器。僅僅電動的車輛通常從其它源接收電以用於對電池組充電。常常提議經由例如家用或商業ac供應源的某類型的有線交流電(ac)而對電池組電動車輛(電動車輛)充電。有線充電連接需要物理地連接到電力供應器的纜線或其它相似連接器。纜線及相似連接器有時可能不方便或繁瑣，且具有其它缺點。能夠在自由空間中(例如，經由無線場)傳送電力的待用以對電動車輛充電的無線充電系統可克服有線充電解決方案的一些缺陷。
在具有可用的多個充電站的停放設施中，電動車輛通常在所述停放設施內導航以得知用於自其中的充電站接收充電的適當停放空間。電動車輛可在駕駛員試圖使用具有多個充電墊的無線電力充電設施時試圖與其通信範圍內的一或多個充電站進行配對。因而，需要有效率地且有效地促進用於車輛的充電站的識別的無線充電系統及方法。
技術實現要素：
附加權利要求書的範疇內的系統、方法及裝置的各種實施各自具有若干方面，所述方面中單一者並不僅僅負責本文所描述的理想屬性。在不限制附加權利要求書的範疇的情況下，本文描述一些突出特徵。
此說明書中所描述的主題的一或多個實施的細節在隨附圖式及以下描述中予以闡述。其它特徵、方面及優點將自所述描述、所述圖式及所述權利要求書變得顯而易見。應注意，以下諸圖的相對尺寸可能未按比例繪製。
本發明所描述的主題的一方面提供一種與充電系統通信的方法，所述充電系統包括經配置以對電動車輛充電的多個充電站。所述方法包括在所述電動車輛與所述多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路將至少一第一信號發射到所述充電系統。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述方法進一步包括在所述電動車輛與所述多個充電站中的所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路從所述多個充電站中的所述至少一充電站接收至少一第二信號。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示所述至少一充電站的充電站識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種與電動車輛通信的方法。所述方法包括在所述電動車輛與充電系統的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路從所述電動車輛接收至少一第一信號。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述方法進一步包括在所述電動車輛與所述充電系統的所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路將至少一第二信號發射到所述電動車輛。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示充電系統的至少一充電站的識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種用於電動車輛的通信系統，所述通信系統包括發射器及第一接收器。所述發射器經配置以在所述電動車輛與充電系統的多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路將至少一第一信號發射到所述充電系統。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述第一接收器經配置以在所述電動車輛與所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路從所述多個充電站中的所述至少一充電站接收至少一第二信號。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示所述至少一充電站的充電站識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種包括接收器及多個充電站的充電系統。所述接收器經配置以在電動車輛與所述充電系統的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路從所述電動車輛接收至少一第一信號。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述多個充電站包括所述至少一充電站，且所述多個充電站經配置以對所述電動車輛充電。所述多個充電站中的每一充電站包括第一發射器，所述第一發射器經配置以在所述電動車輛與所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路發射至少一第二信號。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示所述多個充電站中的所述至少一充電站識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種用於與充電系統通信的設備，所述充電系統包括經配置以對電動車輛充電的多個充電站。所述設備包括用於在所述電動車輛與所述多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路將至少一第一信號發射到所述充電系統的裝置。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述設備進一步包括用於在所述電動車輛與所述多個充電站中的所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路從所述至少一充電站接收至少一第二信號的裝置。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示所述至少一充電站的充電站識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種用於與電動車輛通信的設備。所述設備包括用於在所述電動車輛與充電系統的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路從所述電動車輛接收至少一第一信號的裝置。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述設備進一步包括用於在所述電動車輛與所述充電系統的所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路發射至少一第二信號的裝置。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示充電系統的至少一充電站的識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種包括代碼的非暫時性計算機可讀媒體，所述代碼在經執行時使設備在電動車輛與多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路將至少一第一信號發射到充電系統。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述代碼在經執行時進一步使所述設備在所述電動車輛與所述多個充電站中的所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路從所述至少一充電站接收至少一第二信號。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示所述至少一充電站的充電站識別符。
本發明所描述的主題的另一方面提供一種包括代碼的非暫時性計算機可讀媒體，所述代碼在經執行時使設備在電動車輛與充電系統的至少一充電站相隔第一距離時經由第一通信鏈路從所述電動車輛接收至少一第一信號。所述至少一第一信號指示所述電動車輛的車輛識別符。所述代碼在經執行時進一步使所述設備在所述電動車輛與所述至少一充電站相隔第二距離時經由第二通信鏈路發射至少一第二信號。所述第二距離小於所述第一距離。所述至少一第二信號指示所述充電系統的所述至少一充電站的識別符。
附圖說明
圖1為根據本發明的例示性實施例的用於對電動車輛充電的例示性無線電力傳送系統的圖解。
圖2為圖1的無線電力傳送系統的例示性組件的示意圖。
圖3為展示圖1的無線電力傳送系統的例示性核心及輔助組件的另一功能塊圖。
圖4為根據本發明的例示性實施例的展示安置於電動車輛中的可更換無接觸式電池組的功能塊圖。
圖5a、5b、5c及5d為根據本發明的例示性實施例的用於感應線圈及鐵氧體材料相對於電池組的置放的例示性配置的圖解。
圖6為根據本發明的例示性實施例的展示可用於對電動車輛無線充電的例示性頻率的頻譜的圖表。
圖7為根據本發明的例示性實施例的展示可有用於對電動車輛無線充電的例示性頻率及發射距離的圖表。
圖8a為根據各種實施的例示性多車輛及多停放停放及充電系統的功能塊圖。
圖8b示意性地說明根據本文所描述的某些實施例的bcc、bcu與車輛之間的通信的實例序列。
圖9a為根據本文所描述的某些實施例的車輛的實例狀態圖，且圖9b至9e為對應於各種狀態的實例流程圖。
圖10為根據本文所描述的某些實施例的用於車輛與bcc之間的通信的實例流程圖。
圖11為根據本文所描述的某些實施例的在自動充電空間選擇過程中在車輛、bcc與bcu(例如，bcu1、bcu2、bcu3)當中發送的信號的實例圖解。
圖12為根據例示性實施例的用於在充電系統與電動車輛之間交換通信的例示性方法的流程圖。
圖13說明根據本文所描述的某些實施例的與充電系統通信的例示性方法的流程圖，所述充電系統包括經配置以對電動車輛充電的多個充電站。
圖14說明根據本文所描述的某些實施例的與電動車輛通信的例示性方法的流程圖。
圖15為根據本文所描述的某些實施例的用於與充電系統通信的設備的功能塊圖，所述充電系統包括經配置以對電動車輛充電的多個充電站。
圖16為根據本文所描述的某些實施例的用於與電動車輛通信的設備的功能塊圖。
圖式中所說明的各種特徵可能未按比例繪製。因此，為清楚起見，可任意擴展或縮減各種特徵的尺寸。另外，一些圖式可能未描繪給定系統、方法或裝置的全部組件。最後，類似參考數字可用以貫穿本說明書及諸圖表示類似特徵。
具體實施方式
下文結合附加圖式所闡述的【具體實施方式】意欲作為本發明的例示性實施例的描述，且不意欲表示可供實踐本發明的僅有實施例。貫穿此描述所使用的術語「例示性」意謂「充當實例、例子或說明」，且未必應被解釋為相比其它例示性實施例較佳或有利。術語「第一」、「第二」及「第三」在本文中用以區分各種要素(例如，「第一信號」、「第二信號」及「第三信號」)，且不意欲表示對這些要素的任何特定次序(例如，不意欲表示到第一信號、第二信號或第三信號的發射或第一信號、第二信號或第三信號的接收的任何特定次序)。【具體實施方式】包含出於提供本發明的例示性實施例的透徹理解的目的的特定細節。在一些例子中，一些裝置是以塊圖的形式予以展示。
無線地傳送電力可指在不使用物理電導體的情況下將與電場、磁場、電磁場或其它者相關聯的任何形式的能量從發射器傳送到接收器(例如，可經由自由空間傳送電力)。輸出到無線場(例如，磁場)中的電力可由「接收線圈」接收、俘獲或耦合以達成電力傳送。
電動車輛在本文中用以描述遠程系統，遠程系統的實例為包含從可充電能量存儲裝置(例如，一或多個可再充電電化學電池或其它類型的電池組)導出的電力作為運轉能力的部分的車輛。作為非限制性實例，一些電動車輛可為除了電動馬達以外也包含用於直接運轉或用以對車輛的電池組充電的傳統燃燒發動機的混合電動車輛。其它電動車輛可從電力汲取所有運轉能力。電動車輛不限於汽車，且可包含摩託車、手推車、電動機車，及其類似者。通過實例而非限制，遠程系統在本文中被描述為呈電動車輛(ev)的形式。此外，也預期可使用可充電能量存儲裝置而至少部分地供電的其它遠程系統(例如，例如個人計算裝置及其類似者的電子裝置等)。
圖1為根據本發明的例示性實施例的用於對電動車輛112充電的例示性無線電力傳送系統100的圖解。無線電力傳送系統100使能夠在電動車輛112停放於基地無線充電系統102a附近時對電動車輛112充電。用於兩個電動車輛的空間被說明處於遍及對應基地無線充電系統102a及102b而停放的停放區域中。在一些實施例中，本地分配中心130可連接到電力基幹132，且經配置以經由電力鏈路110而將交流電(ac)或直流電(dc)供應提供到基地無線充電系統102a。基地無線充電系統102a也包含用於無線地傳送或接收電力的基地系統感應線圈104a，及天線136。電動車輛112可包含電池組單元118、電動車輛感應線圈116、電動車輛無線充電系統114，及天線140。電動車輛感應線圈116可(例如)經由由基座系統感應線圈104a產生的電磁場的區而與基座系統感應線圈104a互動。
在一些例示性實施例中，電動車輛感應線圈116可在電動車輛感應線圈116位於由基座系統感應線圈104a產生的能量場中時接收電力。所述場對應於由基座系統感應線圈104a輸出的能量可由電動車輛感應線圈116俘獲的區。舉例來說，由基座系統感應線圈104a輸出的能量可處於足以對電動車輛112充電或供電(例如，足以對電池組單元118充電)的位準。在一些狀況下，所述場可對應於基座系統感應線圈104a的「近場」。近場可對應於存在由基座系統感應線圈104a中的電流及電荷引起的並不將電力輻射遠離基座系統感應線圈104a的強反應性場的區。在一些狀況下，近場可對應於處於基座系統感應線圈104a的波長的約1/2π內的區(且針對電動車輛感應線圈116，反之亦然)，如將在下文中進一步描述。
本地分配中心130可經配置以經由通信回程134而與外部源(例如，電網)通信，且經由通信鏈路108而與基座無線充電系統102a通信。
基座無線充電系統102a及102b可經配置以經由天線136及138而與電動車輛無線充電系統114通信。舉例來說，無線充電系統102a可使用天線138與140之間的通信信道而與電動車輛無線充電系統114通信。通信信道可為任何類型的通信信道，例如，藍牙、紫蜂(zigbee)、蜂窩式、無線區域網(wlan)，等等。
在一些實施例中，電動車輛感應線圈116可與基座系統感應線圈104a對準，且因此由駕駛員簡單地安置於近場區內，從而相對於基座系統感應線圈104a而正確地定位電動車輛112。在其它實施例中，可向駕駛員提供視覺反饋、聽覺反饋或其組合，以確定電動車輛112何時被適當地置放以用於無線電力傳送。在又其它實施例中，電動車輛112可由自動駕駛系統定位，所述自動駕駛系統可使電動車輛112來回移動(例如，呈鋸齒形移動)直到對準誤差已達到可容許值為止。此可由電動車輛112自動地且自主地執行，而不具有或僅具有最小駕駛員幹預，其限制條件為：電動車輛112裝備有用以調整車輛的伺服方向盤、超聲波感應器及智能。在又其它實施例中，電動車輛感應線圈116、基座系統感應線圈104a或其組合可具有用於使感應線圈116及104a相對於彼此位移及移動以更準確地定向其且開發其之間的更有效率耦合的功能性。
基座無線充電系統102a可位於多種位置中。作為非限制性實例，一些合適位置包含電動車輛112持有者的家處的停放區域、預訂用於在常規以石油為基礎的汽車加油站之後的電動車輛無線充電模型化的停放區域，及例如購物中心及工作地點的其它位置處的停車場。
對電動車輛無線地充電可提供數個益處。舉例來說，可自動地、實際上無駕駛員幹預及操控的情況下來執行充電，藉此改良對用戶的便利性。也可無經曝露電接點且無機械磨損，藉此改良無線電力傳送系統100的可靠性。可無需對纜線及連接器的操控，且可不存在可在戶外環境中曝露到溼氣及水的纜線、插塞或插口，藉此改良安全性。也可不存在可見或可接取的插口、纜線及插塞，藉此縮減電力充電裝置的可能破壞行為。另外，因為電動車輛112可用作用以穩定化電網的分散式存儲裝置，所以可使用銜接到電網解決方案以增加車輛用於車輛到電網(v2g)操作的可用性。
如參看圖1所描述的無線電力傳送系統100也可提供審美及無阻礙優點。舉例來說，可不存在可能阻礙車輛及/或行人的充電柱及纜線。
作為車輛到電網能力的進一步解釋，無線電力發射及接收能力可經配置成互逆的使得基座無線充電系統102a(例如，在能量不足時間內)將電力傳送到電動車輛112且電動車輛112(例如，在能量不足時間內)將電力傳送到基座無線充電系統102a。此能力可用以通過允許電動車輛在通過可再生能量生產(例如，風或太陽能)中的要求或不足造成的能量不足時間內將電力貢獻於總分配系統而穩定化配電網。
圖2為圖1的無線電力傳送系統100的例示性組件的示意圖。如圖2所展示，無線電力傳送系統200可包含基座系統發射電路206，所述基座系統發射電路206包含具有電感l1的基座系統感應線圈204。無線電力傳送系統200進一步包含電動車輛接收電路222，所述電動車輛接收電路222包含具有電感l2的電動車輛感應線圈216。本文所描述的實施例可使用形成諧振結構的電容性負載電線迴圈(亦即，多匝線圈)，所述諧振結構能夠經由磁場或電磁近場而將能量自初級結構(發射器)有效率地耦合到次級結構(接收器)(如果初級結構及次級結構兩者經調諧到共同諧振頻率)。線圈可用於電動車輛感應線圈216及基座系統感應線圈204。使用用於耦合能量的諧振結構可被稱作「磁性耦合諧振」、「電磁耦合諧振」，及/或「諧振感應」。將描述基於自基座無線電力充電系統202到電動車輛112的電力傳送的無線電力傳送系統200的操作，但無線電力傳送系統200的操作不限於此。舉例來說，如上文所論述，電動車輛112可將電力傳送到基座無線充電系統102a。
參看圖2，電力供應器208(例如，ac或dc)將電力psdc供應到基座無線電力充電系統202以將能量傳送到電動車輛112。基座無線電力充電系統202包含基座充電系統電力轉換器236。基座充電系統電力轉換器236可包含電路，例如ac/dc轉換器，其經配置以在合適電壓電平下將電力自標準域ac轉換到dc電力；及dc/低頻(lf)轉換器，其經配置以將dc電力轉換成處於適於無線高電力傳送的操作頻率的電力。基座充電系統電力轉換器236將電力p1供應到基座系統發射電路206，基座系統發射電路206包含與基座系統感應線圈204串聯的電容器c1以在所要頻率下發射電磁場。可提供電容器c1以與基座系統感應線圈204形成在所要頻率下諧振的諧振電路。基座系統感應線圈204接收電力p1且在足以對電動車輛112充電或供電的位準下無線地發射電力。舉例來說，由基座系統感應線圈204無線地提供的功率電平可為大約數千瓦特(kw)(例如，自1kw至110kw的任何數，或更高或更低)。
包含基座系統感應線圈204的基座系統發射電路206及包含電動車輛感應線圈216的電動車輛接收電路222可經調諧到實質上相同的頻率，且可定位於由基座系統感應線圈204及電動車輛感應線圈116中的一者發射的電磁場的近場內。在此狀況下，基座系統感應線圈204及電動車輛感應線圈116可變得彼此耦合，使得電力可傳送到包含電容器c2及電動車輛感應線圈116的電動車輛接收電路222。可提供電容器c2以與電動車輛感應線圈216形成在所要頻率下諧振的諧振電路。要素k(d)表示在線圈分離下所得的相互耦合係數。等效電阻req,1及req,2表示可為感應線圈204及216以及反電抗電容器c1及c2所固有的損耗。包含電動車輛感應線圈316及電容器c2的電動車輛接收電路222接收電力p2且將電力p2提供到電動車輛充電系統214的電動車輛電力轉換器238。
電動車輛電力轉換器238可包含(連同其它者)lf/dc轉換器，所述lf/dc轉換器經配置以將處於操作頻率的電力轉換回到處於與電動車輛電池組單元218的電壓電平匹配的電壓電平的dc電力。電動車輛電力轉換器238可提供經轉換電力pldc以對電動車輛電池組單元218充電。電力供應器208、基座充電系統電力轉換器236及基座系統感應線圈204可靜止且位於多種位置處，如上文所論述。電池組單元218、電動車輛電力轉換器238及電動車輛感應線圈216可包含於為電動車輛112的部分或電池組(未圖示)的部分的電動車輛充電系統214中。電動車輛充電系統214也可經配置以經由電動車輛感應線圈216而將電力無線地提供到基座無線電力充電系統202以將電力饋送回到電網。基於操作模式，電動車輛感應線圈216及基座系統感應線圈204中的每一者可充當發射或接收感應線圈。
雖然未圖示，但無線電力傳送系統200可包含負載斷開單元(ldu)以自無線電力傳送系統200安全地斷開電動車輛電池組單元218或電力供應器208。舉例來說，在緊急或系統故障的狀況下，ldu可經觸發以自無線電力傳送系統200斷開負載。除了用於管理對電池組的充電的電池組管理系統外，也可提供ldu，或ldu可為電池組管理系統的部分。
另外，電動車輛充電系統214可包含切換電路(未圖示)以用於選擇性地將電動車輛感應線圈216連接到電動車輛電力轉換器238及斷開電動車輛感應線圈216。斷開電動車輛感應線圈216可暫時中止充電且也可調整如由基座無線充電系統102a(充當發射器)「看到」的「負載」，其可用以從基座無線充電系統102a「掩蔽」電動車輛充電系統114(充當接收器)。可在發射器包含負載感應電路的情況下檢測負載改變。因此，例如基座無線充電系統202的發射器可具有用於確定例如電動車輛充電系統114的接收器何時存在於基座系統感應線圈204的近場中的機制。
如上文所描述，在操作中，假定能量傳送朝向車輛或電池組，則從電力供應器208提供輸入電力使得基座系統感應線圈204產生用於提供能量傳送的場。電動車輛感應線圈216耦合到輻射場且產生供電動車輛112存儲或消耗的輸出電力。如上文所描述，在一些實施例中，基座系統感應線圈204及電動車輛感應線圈116是根據相互諧振關係而配置，使得電動車輛感應線圈116的諧振頻率及基座系統感應線圈204的諧振頻率極接近或實質上相同。當電動車輛感應線圈216位於基座系統感應線圈204的近場中時，基座無線電力充電系統202與電動車輛充電系統214之間的發射損耗最小。
如所陳述，通過將發射感應線圈的近場中的能量的大部分耦合到接收感應線圈而非將呈電磁波的形式的大多數能量傳播到遠場而發生有效率能量傳送。當在近場中時，可在發射感應線圈與接收感應線圈之間建立耦合模式。其中可發生此近場耦合的在感應線圈周圍的區域在本文中被稱作近場耦合模式區。
雖然未圖示，但基座充電系統電力轉換器236及電動車輛電力轉換器238兩者可包含振蕩器、例如功率放大器的驅動器電路、濾波器，及用於與無線電力感應線圈有效率地耦合的匹配電路。振蕩器可經配置以產生所要頻率，可響應於調整信號來調整所述頻率。可由功率放大器以響應於控制信號的放大量來放大振蕩器信號。可包含濾波器及匹配電路以濾除諧波或其它非想要頻率且將電力轉換模塊的阻抗與無線電力感應線圈匹配。電力轉換器236及238也可包含整流器及切換電路以產生合適電力輸出以對電池組充電。
如貫穿所揭示實施例所描述的電動車輛感應線圈216及基座系統感應線圈204可被稱作或經配置為「迴圈」天線，且更具體言之，多匝迴圈天線。感應線圈204及216在本文中也可被稱作或經配置為「磁性」天線。術語「線圈」意欲指可無線地輸出或接收用於耦合到另一「線圈」的能量的組件。線圈也可被稱作經配置以無線地輸出或接收電力的類型的「天線」。如本文所使用，線圈204及216為經配置以無線地輸出、無線地接收及/或無線地中繼電力的類型的「電力傳送組件」。迴圈(例如，多匝迴圈)天線可經配置為包含空心或物理核心，例如，鐵氧體核心。空心迴圈天線可允許將其它組件置放於核心區域內。包含鐵磁體或鐵磁性材料的物理核心天線可允許開發較強電磁場且改良耦合。
如上文所論述，在發射器與接收器之間的匹配或接近匹配的諧振期間發生發射器與接收器之間的能量的有效率傳送。然而，即使發射器與接收器之間的諧振不匹配，也可在較低效率下傳送能量。通過將來自發射感應線圈的近場的能量耦合到駐留於其中建立有此近場的區內(例如，在諧振頻率的預定頻率範圍內，或在近場區的預定距離內)的接收感應線圈而非將能量自發射感應線圈傳播到自由空間中而發生能量的傳送。
諧振頻率可基於包含感應線圈(例如，基座系統感應線圈204)的發射電路的電感及電容，如上文所描述。如圖2所展示，電感通常可為感應線圈的電感，而電容可加至感應線圈以創建處於所要諧振頻率的諧振結構。作為非限制性實例，如圖2所展示，電容器可與感應線圈串聯地予以添加以創建產生電磁場的諧振電路(例如，基座系統發射電路206)。因此，對於較大直徑感應線圈，誘發諧振所需的電容的值可隨著線圈的直徑或電感增加而減低。電感也可取決於感應線圈的數個匝。此外，隨著感應線圈的直徑增加，近場的有效率能量傳送區域可增加。其它諧振電路為可能的。作為另一非限制性實例，電容器可在感應線圈的兩個端子之間並聯地置放(例如，並聯諧振電路)。此外，感應線圈可經設計成具有高品質(q)因數以改良感應線圈的諧振。舉例來說，q因數可為300或更大。
如上文所描述，根據一些實施例，揭示在處於彼此的近場中的兩個感應線圈之間耦合電力。如上文所描述，近場可對應於其中存在電磁場但電磁場不可傳播或輻射遠離感應線圈的感應線圈周圍的區。近場耦合模式區可對應於接近感應線圈的物理體積(通常在波長的小分數內)的體積。根據一些實施例，例如單匝及多匝迴圈天線的電磁感應線圈是用於發射及接收兩者，此是因為實務實施例中的磁性近場振幅傾於針對磁性類型線圈較高(相比於電類型天線(例如，小偶極)的電近場)。此允許所述對天線之間的潛在較高耦合。此外，可使用「電」天線(例如，偶極及單極)或磁性天線與電天線的組合。
圖3為展示圖1的無線電力傳送系統100的例示性核心及輔助組件的另一功能塊圖。無線電力傳送系統300說明用於基座系統感應線圈304及電動車輛感應線圈316的通信鏈路376、導引鏈路366，及對準系統352、354。如上文參看圖2所描述且在假定能量朝向電動車輛112流動的情況下，在圖3中，基座充電系統電力接口360可經配置以將電力自例如ac或dc電力供應器126的電源提供到充電系統電力轉換器336。基座充電系統電力轉換器336可從基座充電系統電力接口360接收ac或dc電力，以在或接近基座系統感應線圈304的諧振頻率下激發基座系統感應線圈304。電動車輛感應線圈316當在近場耦合模式區中時可從所述近場耦合模式區接收能量以在或接近諧振頻率下振蕩。電動車輛電力轉換器338將來自電動車輛感應線圈316的振蕩信號轉換成適於經由電動車輛電力接口對電池組充電的電力信號。
基座無線充電系統302包含基座充電系統控制器342且電動車輛充電系統314包含電動車輛控制器344。基座充電系統控制器342可包含到其它系統(未圖示)的基座充電系統通信接口，其它系統例如，計算機、無線裝置及電力分配中心，或智能型電力電網。電動車輛控制器344可包含到其它系統(未圖示)的電動車輛通信接口，其它系統例如車輛上的機載計算機、其它電池組充電控制器、車輛內的其它電子系統，及遠程電子系統。
基座充電系統控制器342及電動車輛控制器344可包含用於具有分離通信信道的特定應用的子系統或模塊。這些通信信道可為分離物理信道或分離邏輯信道。作為非限制性實例，基座充電對準系統352可經由通信鏈路356而與電動車輛對準系統354通信，以提供用於自主地或在操作員輔助下將基座系統感應線圈304與電動車輛感應線圈316更緊密地對準的反饋機制。相似地，基座充電導引系統362可經由導引鏈路366而與電動車輛導引系統364通信，以提供用以導引操作員以將基座系統感應線圈304與電動車輛感應線圈316對準的反饋機制。另外，可存在例如通信鏈路376的分離通用通信鏈路(例如，信道)，其是由基座充電通信系統372及電動車輛通信系統374支持以用於在基座無線電力充電系統302與電動車輛充電系統314之間傳達其它信息。此信息可包含關於電動車輛特性、電池組特性、充電狀況及基座無線電力充電系統302及電動車輛充電系統314兩者的電力能力以及電動車輛112的維修及診斷數據的信息。這些通信鏈路或信道可為分離物理通信信道，例如，專用短程通信(dsrc)、ieee802.11(例如，wifi)、藍牙、紫蜂、蜂窩式等等。
電動車輛控制器344也可包含管理電動車輛主電池組的充電及放電的電池組管理系統(bms)(未圖示)、基於微波或超聲波雷達原理的停放輔助系統、經配置以執行半自動停放操作的剎車系統，及經配置以輔助很大程度上自動化停放「線控停放」的方向盤伺服系統，其可提供較高停放準確度，因此縮減基座無線充電系統102a及電動車輛充電系統114中任一者中的機械水平感應線圈對準的需要。另外，電動車輛控制器344可經配置以與電動車輛112的電子件通信。舉例來說，電動車輛控制器344可經配置以與視覺輸出裝置(例如，儀錶板顯示器)、聲波/音頻輸出裝置(例如，蜂鳴器、揚聲器)、機械輸入裝置(例如，鍵盤、觸控螢幕，及指標裝置，例如，操縱杆、軌跡球等等)及音頻輸入裝置(例如，具有電子語音辨識的麥克風)通信。
此外，無線電力傳送系統300可包含檢測及感應器系統。舉例來說，無線電力傳送系統300可包含用於供系統使用以將駕駛員或車輛適當地導引到充電地點的感應器、用以將具有所需分離度/耦合的感應線圈相互對準的感應器、用以檢測可阻礙電動車輛感應線圈316移動到特定高度及/或位置以達成耦合的物件的感應器，及供系統使用以執行系統的可靠、無損害及安全操作的安全感應器。舉例來說，安全感應器可包含用於檢測超出安全半徑的接近無線電力感應線圈104a、116的動物或兒童的存在、檢測基座系統感應線圈304附近的可被加熱(感應加熱)的金屬物件、檢測例如基座系統感應線圈304上的白熾物件的危險事件及溫度監視基座無線電力充電系統302及電動車輛充電系統314組件的感應器。
無線電力傳送系統300也可支持經由有線連接的插入式充電。有線充電埠可在將電力傳送到電動車輛112或自電動車輛112傳送電力之前將兩個不同充電器的輸出集成。切換電路可按需要提供用以支持無線充電及經由有線充電埠的充電兩者的功能性。
為了在基座無線充電系統302與電動車輛充電系統314之間進行通信，無線電力傳送系統300可使用頻帶內傳信及rf數據數據機(例如，經由無執照頻帶中的無線電的乙太網)兩者。頻帶外通信可提供足夠頻寬以用於將增值服務分配給車輛用戶/持有者。無線電力載波的低深度振幅或調相可充當具有最小幹擾的頻帶內傳信系統。
另外，可在不使用特定通信天線的情況下經由無線電力鏈路來執行一些通信。舉例來說，無線電力感應線圈304及316也可經配置以充當無線通信發射器。因此，基座無線電力充電系統302的一些實施例可包含用於在無線電力路徑上啟用鍵控類型協議的控制器(未圖示)。通過在使用預定義協議的情況下在預定義時間間隔下鍵控發射功率電平(振幅移位鍵控，接收器可檢測自發射器的串列通信。基座充電系統電力轉換器336可包含用於檢測在由基座系統感應線圈304產生的近場附近作用中電動車輛接收器的存在或不存在的負載感應電路(未圖示)。通過實例，負載感應電路監視受到在由基座系統感應線圈104a產生的近場附近作用中接收器的存在或不存在影響的流動到功率放大器的電流。功率放大器上的負載的改變的檢測可由基座充電系統控制器342監視以用於確定是否啟用振蕩器以用於發射能量、是否與作用中接收器通信，或其組合。
為了實現無線高電力傳送，一些實施例可經配置以在從10khz到60khz的範圍內的頻率下傳送電力。此低頻耦合可允許可使用固態裝置來達成的高效率電力轉換。另外，相比於其它頻帶，可存在關於無線電系統的較少共存問題。
所描述的無線電力傳送系統100可供包含可再充電或可更換電池組的多種電動車輛102使用。
圖4為根據本發明的例示性實施例的展示安置於電動車輛412中的可更換無接觸式電池組的功能塊圖。在此實施例中，低電池組位置可用於集成無線電力接口(例如，充電器到電池組無線接口426)且可從嵌入於接地端中的充電器(未圖示)接收電力的電動車輛電池組單元。在圖4中，電動車輛電池組單元可為可再充電電池組單元，且可容納於電池組隔室424中。電動車輛電池組單元也提供無線電力接口426，所述無線電力接口426可按需要集成整個電動車輛無線電力子系統(包含諧振感應線圈、電力轉換電路，及其它控制及通信功能)以用於在以接地為基礎的無線充電單元與電動車輛電池組單元之間進行有效率且安全的無線能量傳送。
使電動車輛感應線圈集成成與電動車輛電池組單元或車輛本體的底部側齊平使得不存在突出部件且使得可維持經指定接地到車輛本體間隙可有用。此配置可要求電動車輛電池組單元中的一些空間專用於電動車輛無線電力子系統。電動車輛電池組單元422也可包含電池組到ev無線接口422，及充電器到電池組無線接口426，其提供電動車輛412與如圖1所展示的基座無線充電系統102a之間的無接觸電力及通信。
在一些實施例中且參看圖1，基座系統感應線圈104a及電動車輛感應線圈116可處於固定位置，且所述感應線圈通過電動車輛感應線圈116相對於基座無線充電系統102a的總置放而被帶入近場耦合區內。然而，為了快速、有效率且安全地執行能量傳送，可需要縮減基座系統感應線圈104a與電動車輛感應線圈116之間的距離以改良耦合。因此，在一些實施例中，基座系統感應線圈104a及/或電動車輛感應線圈116可為可部署及/或可移動以將其帶到較好對準中。
圖5a、5b、5c及5d為根據本發明的例示性實施例的用於感應線圈及鐵氧體材料相對於電池組的置放的例示性配置的圖解。圖5a展示完全鐵氧體嵌入式感應線圈536a。所述無線電力感應線圈可包含鐵氧體材料538a及圍繞鐵氧體材料538a而卷繞的線圈536a。線圈536a自身可由多股絞合漆包線製成。可提供導電屏蔽層532a以保護車輛的乘客免於過度emf發射。導電屏蔽可尤其有用於由塑料或複合材料製成的車輛。
圖5b展示用以增強耦合且縮減導電屏蔽件532b中的渦電流(熱耗散)的經最佳設定尺寸鐵氧體板(亦即，鐵氧體襯底)。線圈536b可完全嵌入於非傳導非磁性(例如，塑料)材料中。舉例來說，如圖5a到5d所說明，線圈536b可嵌入於保護性外殼534b中。在線圈536b與鐵氧體材料538b之間由於磁性耦合與鐵氧體磁滯損耗之間的取捨而可存在分離度。
圖5c說明其中線圈536c(例如，銅絞合漆包線多匝線圈)可在橫向(「x」)方向上可移動的另一實施例。圖5d說明其中感應線圈模塊在向下方向上予以部署的另一實施例。在一些實施例中，電池組單元包含可部署電動車輛感應線圈模塊及不可部署電動車輛感應線圈模塊542d中的一者作為無線電力接口的部分。為了防止磁場穿透到電池組空間530d中且穿透到車輛的內部中，在電池組空間530d與車輛之間可存在導電層屏蔽件532d(例如，銅薄片)。此外，非導電(例如，塑料)保護層534d可用以保護導電層屏蔽件532d、線圈536d及鐵氧體材料538d不受環境影響(例如，機械損害、氧化等等)。此外，線圈536d可在橫向x及/或y方向上可移動。圖5d說明其中電動車輛感應線圈模塊540d相對於電池組單元本體在向下z方向上予以部署的實施例。
此可部署電動車輛感應線圈模塊542d的設計相似於圖5b的電動車輛感應線圈模塊的設計，惟在電動車輛感應線圈模塊542d處不存在導電屏蔽件除外。導電屏蔽件532d與電池組單元本體留在一起。當電動車輛感應線圈模塊542d未處於經部署狀態中時，保護層534d(例如，塑料層)提供於導電屏蔽件532d與電動車輛感應線圈模塊542d之間。電動車輛感應線圈模塊542d自電池組單元本體的物理分離可對感應線圈的效能有積極影響。
如上文所論述，經部署的電動車輛感應線圈模塊542d可僅含有線圈536d(例如，絞合漆包線)及鐵氧體材料538d。可提供鐵氧體襯底以增強耦合且防止車輛的底部中或導電層屏蔽件532d中的過度渦電流損耗。此外，電動車輛感應線圈模塊542d可包含用以對轉換電子件及感應器電子件供電的可撓性電線連接件。此電線束可集成到機械齒輪中以用於部署電動車輛感應線圈模塊542d。
參看圖1，上文所描述的充電系統可用於多種位置中以用於對電動車輛112充電或將電力傳送回至電力電網。舉例來說，可在停車場環境中出現電力的傳送。應注意，「停放區域」在本文中也可被稱作「停放空間」。為了增強車輛無線電力傳送系統100的效率，電動車輛112可沿著x方向及y方向而對準以使電動車輛112內的電動車輛感應線圈116能夠與關聯停放區域內的基座無線充電系統102a適當地對準。
此外，所揭示實施例適用於具有一個或多個停放空間或停放區域的停車場，其中停車場內的至少一停放空間可包括基座無線充電系統102a。導引系統(未圖示)可用以輔助車輛操作員將電動車輛112定位於停放區域中，以將電動車輛112內的電動車輛感應線圈116與基座無線充電系統102a對準。導引系統可包含用於輔助電動車輛操作員定位電動車輛112以使電動車輛112內的感應線圈116能夠與充電站(例如，基座無線充電系統102a)內的充電感應線圈適當地對準的以電子為基礎的途徑(例如，無線電定位、測向原理，及/或光學感應方法、準光學感應方法及/或超聲波感應方法)或以機械為基礎的途徑(例如，車輛車輪導引、追蹤或停止)，或其任何組合。舉例來說，導引系統可向車輛操作員呈現有助於定位電動車輛112的信息(例如，通過向車輛操作員呈現指示牌、方向或其它信息(例如通過擴充實境地顯示於駕駛員的駕駛艙中)。此信息可包含自信標導引子系統(例如，磁性的或電磁的)導出的信息(例如，駕駛角度、距離值)。
如上文所論述，電動車輛充電系統114可置放於電動車輛112的底側上以用於從基座無線充電系統102a發射電力及接收電力。舉例來說，電動車輛感應線圈116可集成到較佳接近中心位置的車輛底部中，從而提供關於em曝露的最大安全距離且準許電動車輛之前向及反向停放。
圖6為根據本發明的例示性實施例的展示可用於對電動車輛無線充電的例示性頻率的頻譜的圖表。如圖6所展示，用於到電動車輛的無線高電力傳送的可能頻率範圍可包含：在3khz到30khz頻帶中的vlf、在30khz到150khz頻帶中的較低lf(對於類似ism的應用)，其具有一些排除：hf6.78mhz(itu-rism頻帶6.765mhz到6.795mhz)、hf13.56mhz(itu-rism頻帶13.553到13.567)，及hf27.12mhz(itu-rism頻帶26.957到27.283)。
圖7為根據本發明的例示性實施例的展示可有用於對電動車輛無線充電的例示性頻率及發射距離的圖表。可有用於電動車輛無線充電的一些實例發射距離為約30mm、約75mm，及約150mm。一些例示性頻率可為vlf頻帶中的約27khz及lf頻帶中的約135khz。
在電動車輛的充電循環期間，無線電力傳送系統的基座充電單元(bcu)可經歷各種操作狀態。無線電力傳送系統可被稱作「充電系統」。bcu可包含圖1的基座無線充電系統102a及/或102b。bcu也可包含控制器及/或電力轉換單元，例如，如圖2所說明的電力轉換器236。另外，bcu可包含一或多個基座充電墊，所述一或多個基座充電墊包含感應線圈，例如，如圖1所說明的感應線圈104a及104b。隨著bcu經歷各種狀態，bcu與充電站互動。充電站可包含如圖1所說明的本地分配中心130，且可進一步包含控制器、圖形用戶接口、通信模塊及至遠程伺服器或伺服器的群組的網路連接。
參看圖1，上文所描述的充電系統可用於多種位置中以用於對電動車輛112充電或將電力傳送回到電力電網。舉例來說，可在停車場環境中出現電力的傳送。應注意，「停放區域」在本文中也可被稱作「停放空間」。為了增強車輛無線電力傳送系統100的效率，電動車輛112可沿著x方向及y方向而對準(例如，使用感應電流)以使電動車輛112內的電動車輛感應線圈116能夠與關聯停放區域內的基座無線充電系統102a適當地對準。
此外，所揭示實施例適用於具有一個或多個停放空間或停放區域的停車場，其中停車場內的至少一停放空間可包括基座無線充電系統102a。導引系統(例如，上文關於圖3所描述的導引系統362及364)可用以輔助車輛操作員將電動車輛112定位於停放區域中，以將電動車輛112內的電動車輛感應線圈116與基座無線充電系統102a對準。導引系統可包含用於輔助電動車輛操作員定位電動車輛112以使電動車輛112內的感應線圈116能夠與充電站(例如，基座無線充電系統102a)內的充電感應線圈適當地對準的以電子為基礎的途徑(例如，無線電定位、測向原理，及/或光學感應方法、準光學感應方法及/或超聲波感應方法)或以機械為基礎的途徑(例如，車輛車輪導引、追蹤或停止)，或其任何組合。舉例來說，導引系統可向車輛操作員呈現有助於定位電動車輛112的信息(例如，通過向車輛操作員呈現指示牌、方向或其它信息(例如通過擴充實境地顯示於駕駛員的駕駛艙中)。此信息可包含從信標導引子系統(例如，磁性的或電磁的)導出的信息(例如，駕駛角度、距離值)。
圖8a為根據各種實施的實例多車輛及多停放停放及充電系統800的功能塊圖。圖8a中所說明的組件可用於根據各種實施例的圖1的無線電力傳送系統100中。在實施例中，停放及充電系統800可包含多個充電站801a到801c，每一充電站對應於多個停放空間806a到806c中的一者，所述多個充電站801a到801c允許系統800對多個車輛(例如，電動車輛808)同時充電。在一些實施例中，每一充電站801a到801c可包含基座控制器單元(bcu)(例如，bcu804a到804c)、基座墊(例如，基座墊802a到802c)，及發射器803(例如，發射器803a到803c)。
發射器803可經配置以在車輛808處於與使用對應於發射器803的bcu對車輛808充電相容的位置中時將在接收範圍內的bcu識別發射到車輛808(例如，由車輛808的接收器812接收)。舉例來說，發射器803a到803c可各自發射包括bcu識別且經配置以由車輛808的接收器812接收的信號(例如，信標信號)。在一些方面中，發射器803a到803c可經配置成使得由第一發射器803a發射的充電站識別符可僅由定位成實質上處於經定位有發射器803a的停放空間內的車輛808接收。舉例來說，定位成實質上處於經定位有充電站801a的停放空間內的車輛808可僅能夠自發射器803a接收充電站識別符，但可不能夠接收用於充電站801b及801c的充電站標識符。在非限制性實例中，自發射器803a發射的信號的強度可處於足以將充電站識別符成功發射到位於單一停放空間中的車輛808的位準。在其它方面中，車輛808可能能夠自多個鄰近充電站801a、801b及801c接收發射，但車輛808經配置以基於發射的一或多個特性(例如，基於信號強度或基於能夠確定發射的方向分量)而具體地識別發射起源自的充電站801a、801b或801c。此情形可使車輛808能夠從車輛808經定位成無線地接收電力所自的特定充電站801a、801b或801c的發射來確定充電站識別符。各種通信格式(例如，rfid、藍牙le、短程近接檢測技術)是與根據本文所描述的某些實施例的發射器803a到803c及接收器812的使用相容。bcu804a到804c與車輛808之間的此通信信道在一方面中可被認為某類型的近接檢測器。在bcu804也直接從車輛808接收信息的某些實施例中，可使用適當收發器來代替發射器803及接收器812。
根據實施例，充電站801a到801c可與通信集線器通信，所述通信集線器例如，經配置以與基座充電站801a到801c中的每一者通信且經配置以經由網路816與一或多個停放及充電後端伺服器814通信的基座共同通信(bcc)系統815。網路816可為任何類型的通信網路，例如，網際網路、廣域網(wan)、無線區域網(wlan)，等等。各種通信格式(例如，homeplug、乙太網、rs-485、can)根據本文所描述的某些實施例針對bcc系統815與bcu804a到804c之間的通信相容。通信集線器可與多個充電站801a到801c分離或可為多個充電站801a到801c的部分。
bcc815可包括接收器817，所述接收器817經配置以與車輛808的發射器819通信，如下文更充分地予以描述。各種通信格式(例如，dsrc、藍牙le、wifi)根據本文所描述的某些實施例針對bcc系統815與車輛808之間的通信(經由接收器817及發射器819)相容。在bcc815也將信息發射到車輛808的某些實施例中，可使用適當收發器來代替接收器817，且可使用適當收發器來代替發射器819。
在一些實施例中，每一充電站801a到801c可對應於上文關於圖3所論述的基座無線充電系統302。舉例來說，bcu801a到801c可對應於基座充電系統控制器342；基座墊802a到802c可對應於基座系統感應線圈304；且每一充電站801a到801c可包含基座充電通信系統372。在其它實施例中，充電系統800可包含一或多個基座無線充電系統302(其可各自包含多個每系統組件，例如，基座充電系統控制器342)及基座系統感應線圈304。在各種實施例中，發射器803a到803c可置放於接近基座墊802a到802c的接地端上的路邊緣，及/或直接集成到基座墊802a中。充電站801a到801c可包含多個發射器。
在一些實施例中，多個停放空間806a到806c各自是用空間指示符(例如，字母或數字)標記。舉例來說，充電站的指示牌可提供於停放空間上以便允許駕駛員識別對應充電站801。如圖8a所展示，對應於充電站801a、bcu804a及基座墊802a的停放空間806a可用空間指示符「a」來標記。對應於充電站801b、bcu804b及基座墊802b的停放空間806b可用空間指示符「b」來標記。對應於充電站801c、bcu804c及基座墊802c的停放空間806c可用空間指示符「c」來標記。空間指示符可輔助用戶識別停放及充電系統800中的可用充電站801a到801c。
電動車輛808可包含車輛控制器單元(vcu)810、接收器812，及發射器819。在實施例中，電動車輛808可為車輛112(圖1)。電動車輛808可包含上文關於圖3所描述的電動車輛充電系統314。舉例來說，vcu810可對應於電動車輛控制器344，且電動車輛808可包含電動車輛通信系統374。電動車輛808可包含多個接收器、發射器，及/或收發器。
電動車輛通信系統374可用以與位於停放及充電系統800中的充電站801a到801c中的每一者內的多個基座充電通信系統372中的一或多者通信。如上文關於圖3所論述，電動車輛通信系統374可通過例如專用短程通信(dsrc)、ieee802.11(例如，wifi)、藍牙、紫蜂、蜂窩式等等的任何無線通信系統而與基座充電通信系統372通信。因此，在一些實施例中，電動車輛通信系統374可充當基座充電通信系統372可連接到的基地臺。在其它實施例中，每一基座充電通信系統372可充當電動車輛通信系統可連接到的基地臺。
圖8b示意性地說明根據本文所描述的某些實施例的在bcc815、bcu804與車輛808之間具有通信的實例布置。在電動車輛808(例如，車輛808a)定位於停放地點上之前(例如，在進入具有多個bcu804a到804c的停放及充電系統800時或之後)，可在車輛808與bcc815之間建立第一通信鏈路(由圖8b中被標註為「1」的菱形表示)(例如，使用發射器819及接收器817)。車輛808可經由所述第一通信鏈路而將至少一第一信號發射到bcc815(例如，當車輛808a與至少一充電站801相隔第一距離時)。至少一第一信號可包括信息，所述信息的實例包含(但不限於)車輛識別、車輛特性、駕駛員信息、關於預期使用的支付方法的信息，或可有助於指派、調度或預訂bcu804中的一者以用於對車輛808充電的其它信息。
在某些實施例中，bcc815也可經由第一通信鏈路將信息發射(例如，通過發射至少一第三信號)到車輛808(例如，在使用收發器來代替發射器819及接收器817的配置中)。由bcc815發射到車輛808的信息可包含(但不限於)：可用於對車輛808充電的bcu804的數目、可用於對車輛808充電的bcu804的身份、充電成本的調度、可用於使用可用bcu804而對車輛808充電的選項的充電菜單，及可有助於指派、調度或預訂bcu804中的一者以用於對車輛808充電的其它信息。舉例來說，在電動車輛808進入停放及充電系統800之前，bcc815可向車輛808告知bcu804b、804c可用(其中用於bcu804a的停放空間是由另一車輛808b佔據)。在做出對車輛808充電的指派、調度或預訂之後，bcc815可經由第一通信鏈路將關於可用以對車輛808充電的一或多個bcu804的身份(例如，經指派、經調度或經預訂用於對車輛808充電的一個bcu804的身份)的信息發射到車輛808。
bcc815也可與各種bcu804通信(例如，經由有線連接，由圖8b中被標記為「2」的菱形表示)。舉例來說，bcc815可與bcu804a到804c通信以得知bcu804a到804c中的哪些可用於對車輛808充電。在某些實施例中，在對車輛808充電的指派、調度或預訂之後，bcc815可將信息發射到可用於對車輛808充電的一或多個bcu804(例如，待充電的車輛808的身份)。
在某些實施例中，bcc815可保持追蹤哪些bcu804當前不可用於對進來的車輛808充電。舉例來說，bcc815可保持追蹤哪些bcu804是用以對另一車輛充電(例如，bcu804a是用以對圖8b中的車輛808b充電)。在某些實施例中，非電動車輛也可在bcu804中的一或多者上停放，使得這些bcu804也不可用於對車輛808充電(即使其當前不用以對車輛808充電)。在某些這些實施例中，bcu804經配置以檢測在bcu804處(例如，bcu804上方)是否存在非電動車輛。舉例來說，bcu804可經配置以周期性地或間歇地將低電流注入到充電墊802中且測量歸因於充電墊802上的大金屬物件的電感改變。在檢測到指示非電動車輛的電感改變之後，bcu804可將bcu804不可用於對車輛808充電傳達到bcc815(例如，將bcu804標記為不可用於對電動車輛充電)。
當電動車輛808進入具有多個可用充電站801a到801c的停放及充電系統800時，車輛808的駕駛員能夠識別充電站801中的一或多者(例如，包括經調度以對車輛808充電的bcu804的充電站801)。在實施例中，車輛808的駕駛員可使用(例如)如上文所描述的空間指示符來視覺上識別停放空間806。因此，車輛808的駕駛員可在停放設施內導航以得知用於提供能量以對電動車輛808充電的可用(例如，經指派、經調度或經預訂)充電站801。如上文所描述，bcc815可將充電系統808針對車輛808已預訂的特定充電站804傳達到車輛808。可經由用戶接口將關於充電站804的信息提供給用戶。當車輛808接近停放空間806時或一旦車輛808停放於停放空間806中，充電站801就可試圖與現在處於通信範圍內的車輛808配對。
充電站801的發射器803可經配置以經由第二通信鏈路發射至少一第二信號(例如，信標信號)(例如，當車輛808與至少一充電站801相隔第二距離時，其中第二距離小於第一距離)。至少一第二信號可包括bcu804的識別，且電動車輛808的接收器812可經配置以接收至少一第二信號。每一基座充電通信系統372可充當電動車輛通信系統374可連接到的基地臺。每一bcu804可具有基座通信系統372可廣播的全域或局域唯一識別符(例如，「bcu1」)。舉例來說，在使用dsrc標準的實施例中，基座充電通信系統372可廣播「bcu1」的wbssid。充電站801的發射器803可經配置以指示bcu804的id，及/或廣播識別符(例如「bcu1」)。因此，當電動車輛808進入例如停放空間806a的停放空間時，所述車輛808上的接收器812可接收bcu804的識別符。
因為電動車輛808上的接收器812可具有短於電動車輛通信系統374的通信範圍的通信範圍(例如，第一通信鏈路具有比第二通信鏈路長的範圍)，所以接收器812可在處於停放空間806a中時僅能夠接收至少一第二信號。vcu810可從接收器812獲得bcu804a的識別符，且可造成電動車輛通信系統374連接到適當基座充電通信系統372。在某些實施例中，充電站801可開始使用基座墊802處的感應電流以在電動車輛808接收充電站801的識別且經由基座充電通信系統372而連接時幫助將電動車輛808與基座墊802對準。
如果駕駛員已將車輛808定位成接近於不同於先前經指派、經調度或經預訂以用於對所述車輛808充電的bcu的bcu804，則bcc815可再指派、再調度或再預訂接近於所述車輛808的所述bcu804以對所述車輛808充電。如果駕駛員已將車輛808定位於兩個鄰近bcu804之間，則bcc815可作出所述兩個bcu804中的一者的適當指派以對車輛808充電(例如，最接近車輛808的bcu804)，即使此指派包括重新指派支持不同bcu804的經先前調度bcu804。
一旦在電動車輛808與對應於適當停放空間806的充電站801之間建立通信鏈路，所述通信鏈路就可用於如下各者中的一或多者：電動車輛導引、電動車輛對準、充電控制、狀況傳達、授權、識別、支付管理等等。
圖9a為根據本文所描述的某些實施例的車輛的實例狀態圖，且圖9b至9e為對應於各種狀態的實例流程圖。在「經斷開」狀態(參見(例如)圖9d)中，車輛808尚未與停放及充電系統800通信，且車輛808掃描(例如，連續地、周期性地、間歇地)與之通信的bcc815。在「經連接」狀態(參見(例如)圖9d)中，在已檢測到與之通信的bcc815之後，車輛808可建立與所述bcc815的通信信道(例如，安全或不安全)，且可與所述bcc815交換適當信息(例如，車輛識別)。
圖9b為根據本文所描述的某些實施例的「經檢測」狀態的實例流程圖。在「經檢測」狀態中，車輛808的接收器812檢測來自bcu804的發射器803的信號，因此車輛808處於與繼續進行充電過程相容的位置中。舉例來說，車輛808可自bcc815接收用於對車輛808充電的可用bcu804的列表，且可掃描所述可用bcu804中的一者。在檢測到可用bcu804之後，車輛808可將bcu識別發送到bcc815，所述bcc815接著將經檢測bcu804分配給車輛808的充電且進入「開始對準」狀態。如果未檢測到可用bcu804，則車輛808再進入「經連接」狀態。
車輛808的接收器812可貫穿對準過程及/或充電過程而不斷地、周期性地或間歇地掃描bcu識別。如果檢測到新bcu識別(例如，歸因於車輛808移動成較接近另一可用bcu)，則車輛808確定車輛808是否已經與另一bcu相關聯。如果否，則車輛808將bcu識別發送到bcc815，所述bcc815接著將經檢測bcu804分配給車輛808的充電且進入「開始對準」狀態。bcu804到車輛808的充電的分配可由車輛808執行、由bcc815執行，或由其兩者執行。如果車輛808已經與另一bcu804相關聯，則車輛808確定所述bcu804是否處於對準模式中，且如果是，則停止對準模式。如果車輛808檢測多個bcu，則車輛808可(例如)基於所接收信號強度指示(rssi)及/或飛行時間及bcu讀數來確定為進行充電使用更佳bcu(例如，最接近bcu)。用於充電的更佳bcu的確定可由車輛808執行、由bcc815執行，或由其兩者執行。車輛808可接著自較不佳bcu斷開，且可將更佳bcu的識別發送到bcc以用於分配給充電過程。在將bcu分配給充電過程之後，開始對準過程。
圖9c為根據本文所描述的某些實施例的「對準」狀態的實例流程圖。在「對準」狀態中，對準過程繼續進行以將充電墊802與車輛808的vcu810的線圈對準，其中檢查對準程度的計分或其它測量(例如，不斷地、周期性地、間歇地)以確定是否達成所要對準位準。舉例來說，如果對準計分大於或等於預定位準，則充電墊802及vcu810被視為對準，且車輛808進入「經對準/就緒」狀態。「經對準/就緒」狀態(參見(例如)圖9d)為完成對準之後的靜止狀態，直到接收開始充電的用戶動作或車輛動作為止。
一旦接收開始充電的用戶動作或車輛動作，車輛808就處於「準備充電」狀態(參見(例如)圖9e)，其中對準被驗證。如果有效對準，則充電過程繼續進行，且如果並非有效對準，則車輛再進入「對準」狀態。
在「充電」狀態(參見(例如)圖9e)中，將動態車輛充電參數發送到bcu，且充電過程繼續進行以對車輛808充電。在「充電停止/完成」狀態中(參看(例如)圖9e)，由於檢測到的疵點條件或因為車輛808被完全充電，所以已暫停充電過程。如果歸因於檢測到疵點條件而暫停充電過程，則一旦解析疵點條件，則可重新開始充電過程。舉例來說，如果疵點條件為：對準不足以繼續進行充電過程，則車輛808可再次被置於「對準」狀態中。
圖10為根據本文所描述的某些實施例的用於車輛808與bcc815之間的通信的實例流程圖。圖10的流程圖可應用於與bcc815通信的每一車輛808。一旦在車輛808與bcc815之間建立通信信道(例如，安全或不安全)，車輛808可將信息(例如，車輛識別、車輛的充電特性)發送到bcc815，且車輛808可經授權待由充電系統800充電。bcc815可將關於可用充電空間、這些可用空間的位置及這些可用空間的數目的列表的信息發送到車輛808。bcc815也可將車輛識別及/或自車輛808接收的其它信息發送到可用bcu804。
一旦接近於bcu804，車輛808就可檢測來自充電站801的發射器803的信號，且可將充電墊識別符發送到bcc815，所述bcc815接著可預訂經檢測bcu以用於車輛808的車輛識別。在起始並完成用以將車輛808的vcu810與bcu804的充電墊對準的對準過程之後，bcu804可將充電器特性發送到車輛808，且充電過程可繼續進行。一旦完成充電且車輛808自bcu804及bcc815斷開，bcc可移除現有預訂且將所述bcu815標記為再次可用。如果在圖10的過程流程期間，車輛808檢測另一bcu識別，則bcc815可檢查以查看車輛808是否已經被指派具有另一bcu804的另一充電空間及對準電流是否接通。取決於這些條件，bcc815可改變為車輛808預訂的bcu804。
在某些實施例中，bcu804也可檢測車輛識別且可測量bcu804與車輛808之間的信號的rssi及/或飛行時間(例如，往返延遲)以確定哪一bcu804最接近車輛808，其可被視為用於對車輛808充電的最好bcu804。用於充電的最好bcu的確定可由車輛808執行、由bcc815執行，或由其兩者執行。以與由bcu將其識別發射到車輛808相似的方式，某些實施例的車輛808可將其識別發射到bcu。舉例來說，車輛808可使用具有滾動車輛識別的算法以處理隱私問題。在某些實施例中，電動車輛808經配置以接通及關斷髮射器819(例如，自動地或由駕駛員)，以避免在無需或不需要發射的時間期間進行此發射至少一第一信號(例如，以保護隱私)。
圖11為根據本文所描述的某些實施例的在自動充電空間選擇過程中在車輛808、bcc815與bcu804(例如，bcu1、bcu2、bcu3)當中發送的信號的實例圖解。在連接狀態中，車輛808可連接到bcc815且將車輛信息發射到bcc815(例如，以至少一第一信號經由第一通信鏈路)(例如，當車輛808與至少一充電站801相隔第一距離時)。在車輛接近狀態中，bcc815可將關於接近的車輛808的信息發射到bcu804。並非閒置的bcu(例如，不可用於對接近的車輛808充電的bcu；圖11中的bcu1及bcu2)可逾時且在預定時間周期之後捨棄車輛信息(例如，車輛識別)。在bcu檢測狀態中，閒置bcu(例如，bcu3)可將其bcu識別(例如，以至少一第二信號經由第二通信鏈路，例如，藍牙le廣告)(例如，當車輛808與至少一充電站801相隔小於第一距離的第二距離時)發射到車輛808，且車輛808可將所接收bcu識別發射到bcc815。
在bcu車輛配對狀態中，bcc815可預訂具有已在連接狀態中接收的車輛識別的bcu(例如，bcu3)以對車輛808充電，且bcc815可將將車輛識別與bcu配對的對應信號發送到bcu(例如，bcu3)。在對準狀態中，車輛808可將信號發送到bcc815，所述bcc815將信號發送到bcu804，從而開始對準過程，且bcu804可通過經由其充電墊發射對準電流來做出響應。一旦已完成對準，車輛808就可將信號發送到bcc815，bcc815將信號發送到bcu804，從而停止對準過程。在充電狀態中，車輛808可將信號發送到bcc815，所述bcc815將信號發送到bcu804，從而開始對準過程，且bcu804可通過經由其充電墊發射充電電流來做出響應。一旦已完成充電，車輛就可將信號發送到bcc815，bcc815將信號發送到bcu804，從而停止充電過程。在斷開狀態中，車輛808自bcc815斷開，且bcc815註解：bcu804再次可用於對進來的車輛充電。
根據上文的某些實施例，信息的交換可使用兩種不同信道以用於進行關於不同目的的通信。以下的實施例的某些方面是有關可根據上文所描述的實施例發生於不同信道上的不同類型的通信。雖然以下的實施例可關於圖1至3的電動車輛無線充電系統114及基座無線充電系統102a予以描述，但所述實施例適用於本文尤其關於圖8a及8b(例如，關於bcu804與vcu810之間的通信的描述)所描述的通信控制器的配置中任一者。舉例來說，下文所描述的通信控制器可在某些方面中根據圖8a予以配置。
電動車輛基礎設施通信接口可包含經配置以有效地管理充電過程的兩種不同信道(例如，第一通信鏈路及第二通信鏈路)。在某些實施例中，提供用於與包含經配置以對電動車輛808充電的充電站801的無線電動車輛充電系統800通信的方法。所述方法包含在電動車輛808與充電系統800的通信控制器(例如，bcc815)之間建立第一通信鏈路。所述方法包含經由第一通信鏈路與充電系統800的通信控制器(例如，bcc815)交換一或多個服務消息，所述服務消息指示電動車輛808或充電系統800的一或多個能力、用於自充電站無線地接收電力的授權或鑑認中的至少一者。所述方法進一步包含經由第一通信鏈路響應於交換一或多個服務消息而發送指示用於將電動車輛808導引到充電站801的請求的導引請求消息。所述方法進一步包含自充電站801接收一或多個導引信標以用於執行導引操作或與充電站801的對準操作中的至少一者，所述導引信標至少部分地地形成第二通信信道。所述方法進一步包含自導引信標提取充電站801的識別符。所述方法進一步包含將指示電動車輛808與充電站801之間的對準的消息發送到通信控制器，所述消息進一步包括充電站801的識別符及電動車輛808的識別符。所述方法進一步包含響應於經由第一通信信道發送指示對準的消息而將充電請求消息發送到通信控制器。與本文所描述的某些實施例相容的導引信標的實例包含(但不限於)磁性導引信標及電磁導引信標。
在某些實施例中，所述方法進一步包含建立與充電站801的第二通信鏈路，其中所述第二通信鏈路經配置以經由用於將電力傳送到電動車輛808的無線電力場的調製而傳達數據。第二通信鏈路可經配置以經由用於將電力傳送到電動車輛808的無線電力場的負載調製或角調製中的一者來傳達數據。在某些實施例中，第二通信鏈路經配置以經由負載調製或角調製中的一者來傳達與電動車輛808與充電系統800之間的電力控制、安全傳信、充電站的識別符、導引信息或對準信息中的至少一者相關的數據。第二通信鏈路可經配置以經由處於或實質上處於無線電力場的頻率下的調製而進行通信。第二通信鏈路可經配置以經由用於傳送電力的無線電力場的調製而廣播充電站的裝置識別符(id)。
在某些實施例中，提供用於在電動車輛808處自充電站801無線地接收電力的設備。所述設備包含無線電力接收電路，所述無線電力接收電路包含電力傳送組件，所述電力傳送組件經配置以在足以對電動車輛的電池組充電的位準下自充電站801無線地接收電力。所述設備進一步包含通信控制器(例如，vcu810)，所述通信控制器可操作地與無線電力接收電路連接。所述通信控制器經配置以建立與經配置以控制充電站801的充電系統的基座通信控制器815的第一通信鏈路。通信控制器經進一步配置以經由第一通信鏈路而與充電系統的基座通信控制器815交換一或多個服務消息，所述服務消息指示電動車輛808或充電系統800的一或多個能力、用於自充電站801無線地接收電力的鑑認或授權中的至少一者。通信控制器經進一步配置以經由第一通信鏈路響應於交換一或多個服務消息而發送指示用於將電動車輛808導引到充電站801的請求的導引請求消息。無線電力接收電路經配置以自充電站801接收一或多個導引信標以用於執行導引操作或與充電站801的對準操作中的至少一者，所述導引信標至少部分地形成第二通信信道。無線電力接收電路經配置以自導引信標進一步抽取充電站801的識別符。通信控制器經進一步配置以將指示電動車輛808與充電站801之間的對準的消息發送到基座通信控制器815，所述消息進一步包括充電站801的識別符及電動車輛808的識別符。通信控制器經進一步配置以響應於經由第一通信信道發送指示對準的消息而將充電請求消息發送到基座通信控制器815。與本文所描述的某些實施例相容的導引信標的實例包含(但不限於)磁性導引信標及電磁導引信標。
在某些實施例中，提供用於與包含經配置以對電動車輛808充電的充電站801的無線電動車輛充電系統800通信的設備。所述設備包含用於在電動車輛808與充電系統800的通信控制器之間建立第一通信鏈路的裝置。所述設備進一步包含用於經由第一通信鏈路與充電系統800的通信控制器交換一或多個服務消息的裝置，所述服務消息指示電動車輛808或充電系統800的一或多個能力、用於自充電站801無線地接收電力的授權或鑑認。所述設備進一步包含用於經由第一通信鏈路響應於交換一或多個服務消息而發送指示用於將電動車輛808導引到充電站801的請求的導引請求消息的裝置。所述設備進一步包含用於自充電站801接收一或多個導引信標以用於執行導引操作或與充電站801的對準操作中的至少一者的裝置，所述導引信標至少部分地形成第二通信信道。所述設備進一步包含用於自導引信標提取充電站801的識別符的裝置。所述設備進一步包含用於將指示電動車輛808與充電站801之間的對準的消息發送到通信控制器的裝置，所述消息進一步包括充電站801的識別符及電動車輛808的識別符。所述設備進一步包含用於響應於經由第一通信信道發送指示對準的消息而將充電請求消息發送到通信控制器的裝置。與本文所描述的某些實施例相容的導引信標的實例包含(但不限於)磁性導引信標及電磁導引信標。
在某些實施例中，提供用於與包含經配置以對電動車輛808充電的充電站801的無線電動車輛充電系統通信的方法。所述方法包含在電動車輛808與充電系統800的通信控制器之間建立第一通信鏈路。所述方法進一步包含經由第一通信鏈路與電動車輛808的通信控制器交換一或多個服務消息，所述服務消息指示電動車輛808或充電系統800的一或多個能力、用於自充電站801無線地接收電力的鑑認或授權中的至少一者。所述方法進一步包含經由第一通信鏈路響應於交換一或多個服務消息而接收指示用於將電動車輛808導引到充電站801的請求的導引請求消息。所述方法進一步包含將用以自充電站801發射一或多個導引信標的消息發送到充電站以用於執行導引操作或與電動車輛808的對準操作中的至少一者。所述方法進一步包含自電動車輛808的通信控制器(例如，vcu810)接收指示電動車輛808與充電站801之間的對準的消息，所述消息進一步包括充電站801的識別符及電動車輛808的識別符。所述方法進一步包含響應於經由第一通信信道接收指示對準的消息而自電動車輛808的通信控制器接收充電請求消息。所述方法進一步包含將消息發送到充電站801以起始電力傳送。在某些實施例中，所述方法進一步包含建立與電動車輛的第二通信鏈路，其中所述第二通信鏈路經配置以經由用於將電力傳送到電動車輛的無線電力場的調製而傳達數據。與本文所描述的某些實施例相容的導引信標的實例包含(但不限於)磁性導引信標及電磁導引信標。
第一通信鏈路可為基於(例如)ieee802.11或其類似者的「頻帶外」信道。第二通信鏈路可為使用磁性頻帶內通信(例如，用於電動車輛充電的頻帶內命令及控制通信)的信道。頻帶內信道可(例如)通過調製來自基座無線充電系統102a(例如，初級)的電力載波場且通過調製處於電動車輛無線充電系統114(例如，次級的)處的負載來再使用現有電力充電特徵及組件。調製基座無線充電系統102a處的電力載波(例如，調製用於電力傳送的無線場)可包含多種類型的調製技術，例如，振幅調製及角調製。角調製可包含任何類型的調相、調頻，及類似者。此外，調製可包含為實現通信的在基座無線充電系統102a處的磁性向量角的調製。在一些方面中，此調製可不添加任何額外硬體成本，此是因為基座無線充電系統的現有組件是用於實現頻帶內傳信。
使用磁性頻帶內通信的第二信道可用於局域化安全及電力控制傳信。使用第二頻帶內信道可提供保護免於信號幹擾、人為幹擾，或提供黑客的縮減的機會。可經由第一頻帶外信道發生其它通信。
基座無線充電系統102a及電動車輛無線充電系統114二者可實施無線信道以用於通信。每一系統可具有對應通信控制器。
在實施例中，第二頻帶內信道可用於確保電動車輛無線充電系統114保持呈對準狀態且未損害安全性(歸因於專用安全/功率控制信道)。另外，在載波頻率或電力傳送下或附近調製的第二頻帶內信道可廣播基座無線充電系統102a的裝置識別符(id)。id的此廣播允許電動車輛與無線充電系統114通信以確定在對準時基座無線充電系統102a的id，如上文所描述。在對準結束時，電動車輛無線充電系統114可經由第一頻帶外信道將「對準完成」消息發送到基座無線充電系統通信控制器，所述消息包含車輛的id及基座無線充電系統102a的id。舉例來說，通信控制器可協調針對若干基地充電站的通信(如上文關於圖8a所描述)，且因此接收車輛的id及供定位車輛的用於無線電力傳送的關聯基座無線充電系統102a(例如，經定位有車輛的關聯基座無線充電系統102a)的id。也可使用磁性向量化，從而允許車輛導引到停放地點中，繼之以與基座無線充電系統對準。
在某些實施例中，第二頻帶內信道也可(例如)通過調製負載來傳達來自電動車輛無線充電系統114的功率電平請求。可通過改變功率電平且也經由頻帶內通信來傳達回來自基座無線充電系統102a的響應。
在實施例中，當針對預定時間周期尚未在電動車輛無線充電系統114與基座無線充電系統之間(例如)經由第二頻帶內通信信道發送命令時，電動車輛無線充電系統114將「心跳(heartbeat)」消息發送到基座無線充電系統102a。如果未傳迴響應，則電動車輛無線充電系統114開始緊急關機過程。如果在預定時間周期內尚未自電動車輛無線充電系統114接收到消息，則基座無線充電系統102a開始緊急關機過程。
在實施例中，如果活物件是由電動車輛無線充電系統114檢測到，則發送電力暫息命令。
在實施例中，第一頻帶外通信信道(例如，經由ieee802.11或其類似者)可用於其它特徵，例如用於高位準命令。舉例來說，這些特徵可包含可選增值服務、充電及計量。第一頻帶外信道也可用於導引信息、配對、開始電力傳送，及重新開始電力傳送。通常經由第二頻帶內信道發送的各種電力控制消息也可經由第一頻帶外通信信道而發送。
此外，當針對預定時間量尚未在電動車輛無線充電系統114的通信控制器與基座無線充電系統102a的通信控制器之間發送命令時，基座無線充電系統可終止電力傳送。可經由第二頻帶內信道發送用以終止電力傳送的命令，但也可經由第一頻帶外信道發送用以終止電力傳送的命令。如果計費參數及要求為充電的部分，則可經由第一頻帶外通信信道來發送適當命令。
在已配對且發生電力傳送之前，可在電動車輛無線充電系統通信控制器與基座無線充電系統通信控制器之間建立經由第一頻帶外信道的通信。在實施例中，一旦完成對準及配對且電力傳送已開始，則經由第二頻帶內信道來交換安全及電力控制消息。
如上文所描述，在一方面中，經由第二頻帶內信道而自電動車輛無線充電系統至基座無線充電系統的通信可通過場的調製(例如，變化電動車輛無線充電系統114的負載)來實現。
如上文進一步所描述，經由第二頻帶內信道而自基座無線充電系統102a與電動車輛無線充電系統114的通信可通過供應到車輛的電力載波的調製(例如，供應到車輛的電力載波的角調製)來實現。
在實施例中，為了形成/使用第二磁性頻帶內通信信道，在第一頻帶外信道上發生初始通信。可根據實施例來使用以下例示性信息交換序列，但下文所描述的交換的任何組合或次序被預期為是根據本文所描述的原理。首先，在與基座無線充電系統相關聯的通信控制器及與電動車輛無線充電系統相關聯的通信控制器之間可存在經由第一頻帶外信道的關聯。可經由所述第一信道發生服務發現及服務細節的進一步交換。服務發現可包含經由第一信道的硬體能力的交換。另外，視情況可經由第一信道發生與服務及支付選擇、支付細節及合同鑑認有關可其它交換。
如果硬體或計費方法不相容，則序列可終止。基座無線充電系統102a可確定硬體相容性，且電動車輛無線充電系統可確定計費相容性。
在初始關聯及其它序列之後，電動車輛無線充電系統的通信控制器可經由第一信道將導引請求發送到基座無線充電系統的通信控制器。基座無線充電系統接著可啟動充電系統的導引信標。電動車輛112可接著移動到可發生導引及對準的停放地點。
在導引及對準期間，電動車輛無線充電系統114可檢測導引信標且可讀取發射於導引信標中的用於基座無線充電系統102a的id，且可(視情況)向駕駛員提供導引。經由導引信標的id在一些方面中可被認為是經由第二頻帶內信道。
隨著電動車輛移動到停放地點中，電動車輛無線充電系統114可自導引切換到對準。電動車輛無線充電系統114可繼續檢測磁性信標，且可向駕駛員提供對準信息。電動車輛無線充電系統可再次自導引信標讀取基座無線充電系統102a的id。
一旦電動車輛112停下來，電動車輛無線充電系統114及基座無線充電系統可經由磁性信標確認對準。
在實施例中，電動車輛無線充電系統114的通信控制器經由第一頻帶外信道發送指示已完成對準且可包含電動車輛無線充電系統114的id及基座無線充電系統的id的消息。可在基座無線充電系統102s的通信控制器已連接且管理用於若干基座無線充電系統102a、102b的通信，且基座無線充電系統102a的通信控制器可需要知曉電動車輛112定位於哪一特定基座無線充電系統102a上以起始無線電力傳送(例如，電動車輛112停放於哪一特定基座無線充電系統102a上)時使用此通信，如參考圖8a至8b所描述。同樣地，如果通信控制器經配置以支持單基座無線充電系統102a，則所述基座無線充電系統可利用電動車輛實際上經定位成用於與特定基座無線充電系統102a的電力傳送(例如，停放於所述特定基座無線充電系統102a上方)的確認。
在配對過程期間，電動車輛無線充電系統114可擷取(例如)編碼於磁性信標中的基座無線充電系統102a的id，且可接著將指示完成對準的消息發送到基座無線充電系統的通信控制器。如所描述，消息可包含基座無線充電系統102a的id及電動車輛無線充電系統114的id。如果基座無線充電系統102a的通信控制器不與具那個id的基座無線充電系統相關，則基座無線充電系統的通信控制器可拒絕指示完成對準的消息，此情形暗示電動車輛無線充電系統與基座無線充電系統的錯誤通信控制器通信。
如果基座無線充電系統的通信控制器接受指示完成對準的消息，則可起始電力傳送。
在建立第一頻帶外通信信道之後(例如，在傳達指示完成對準的消息之後)，如果實施可選計費特徵，則電動車輛無線充電系統114及基座無線充電系統102a的通信控制器可出於計費/計量目的而經由第一頻帶外通信信道來交換消息。
在實施例中，為了起始電力傳送，電動車輛無線充電系統114經由第一頻帶外信道將充電起始消息發送到基座無線充電系統102a的通信控制器。基座無線充電系統102a的通信控制器在設備適當地運行的情況下發送確認，否則基座無線充電系統102a的通信控制器將拒絕發送到電動車輛無線充電系統114的通信控制器且終止電力傳送。一旦電力已開始傳送，則第二頻帶內信道經啟動以用於交換其它電力控制消息等。
根據上文所描述的通信交換，圖12為根據例示性實施例的用於在充電系統與電動車輛之間交換通信的例示性方法的流程圖。
在實施例中，由電動車輛無線充電系統114經由第一頻帶外信道發送到基座無線充電系統102a的請求的實例包含(但不限於)：
·將功率電平設定到指定功率電平(例如，設定到xkw，其中x為指定千瓦數)。
·將電流設定到指定電流電平(例如，設定到y安培，其中y為指定安培數)。
·將電壓設定到指定電壓電平(例如，設定到z伏特，其中z為指定伏特數)。
·暫息電力傳送(待經由第一信道而重新開始)。
·停止電力傳送(車輛無需更多電力)。
在實施例中，由電動車輛無線充電系統114經由第二頻帶內信道發送到基座無線充電系統102a的請求的實例包含(但不限於)：
·改變電力設定。
·快速停止充電。
基座無線充電系統可經由第二頻帶內信道發送回應答消息，或可不經由第二頻帶內信道發送回應答消息。在實施例中，經由第一頻帶外信道發送所有其它命令及響應。
在實施例中，電動車輛無線充電系統114可終止經由第一頻帶外信道或第二頻帶內信道的電力傳送。
因為第二磁性頻帶內通信的波特率在某些實施例中可較低(例如，相比於第一信道)，所以可使用小二進位命令及響應。
在一些實施例中，也可使用第一頻帶外信道來代替第二頻帶內信道，而作為到第二頻帶內通信的備份。
在方面中，消息的可能次序可實質上包含：服務發現、服務細節、服務及支付選擇、支付細節、合同鑑認、充電參數發現、電力遞送、計量狀況、計量接收，及終止充電。應了解，此次序為一個可能的次序，且根據本文所描述的實施例應預期上述的任何其它次序或某些消息的排除。
圖13說明根據本文所描述的某些實施例的與充電系統800通信的例示性方法900的流程圖，所述充電系統800包括經配置以對電動車輛808充電的多個充電站。圖14說明根據本文所描述的某些實施例的與電動車輛808通信的例示性方法1000的流程圖。儘管方法900及方法1000在本文中參看上文關於圖8a及8b所論述的電動車輛808及多車輛及多停放停放及充電系統800予以描述，但所屬領域的一般技術人員將了解，方法900及方法1000可由其它合適裝置及系統來實施。舉例來說，方法900可由例如vcu810(圖8a)的處理器或控制器來執行。對於另一實例，方法1000可由例如bcc815(圖8a)的處理器或控制器來執行。儘管方法900及方法1000各自在本文中參看特定次序予以描述，但在各種實施例中，本文中的塊可以不同次序來執行，或可省略，且可添加額外塊。
在方法900的操作塊910中，經由第一通信鏈路將至少一第一信號發射到充電系統800(例如，當電動車輛與多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時)。所述至少一第一信號指示電動車輛808的車輛識別符。在方法900的操作塊920中，經由第二通信鏈路自多個充電站中的至少一充電站接收至少一第二信號(例如，當電動車輛與至少一充電站相隔第二距離時，其中第二距離小於第一距離)。所述至少一第二信號指示至少一充電站的充電站識別符。
在方法1000的操作塊1010中，經由第一通信鏈路自電動車輛808接收至少一第一信號(例如，當電動車輛與多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時)。所述至少一第一信號指示電動車輛808的車輛識別符。在方法1000的操作塊1020中，經由第二通信鏈路將至少一第二信號發射到電動車輛(例如，當電動車輛與至少一充電站相隔第二距離時，其中第二距離小於第一距離)。所述至少一第二信號指示充電站800中的至少一充電站的識別符。
圖15為根據本文所描述的某些實施例的用於與充電系統通信的設備1100的功能塊圖，所述充電系統包括經配置以對電動車輛充電的多個充電站。圖16為根據本文所描述的某些實施例的用於與電動車輛通信的設備1200的功能塊圖。所屬領域的技術人員將了解，設備1100及設備1200可具有多於圖15及16所展示的簡化塊圖的組件。圖15及16僅包含有用於描述權利要求書的範疇內的實施的一些突出特徵的那些組件。
設備1100包括用於經由第一通信鏈路將至少一第一信號發射到充電系統(例如，當電動車輛與多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時)的裝置1110，其中所述至少一第一信號指示電動車輛的車輛識別符。在某些實施例中，用於發射的裝置1110可由發射器819(圖8a)實施。設備1100進一步包括用於經由第二通信鏈路自多個充電站中的至少一充電站接收至少一第二信號(例如，當電動車輛與至少一充電站相隔第二距離時，其中第二距離小於第一距離)的裝置1120，其中所述至少一第二信號指示至少一充電站的充電站識別符。在某些實施例中，用於接收的裝置1120包括接收器812(圖8a)。
設備1200包含用於經由第一通信鏈路自電動車輛接收至少一第一信號(例如，當電動車輛與多個充電站中的至少一充電站相隔第一距離時)的裝置1210，其中所述至少一第一信號指示電動車輛的車輛識別符。在某些實施例中，用於接收的裝置1210可由接收器817(圖8a)實施。設備1200進一步包括用於經由第二通信鏈路發射至少一第二信號(例如，當電動車輛與至少一充電站相隔第二距離時，其中第二距離小於第一距離)的裝置1220，其中所述至少一第二信號指示充電系統的至少一充電站的識別符。在某些實施例中，用於發射的裝置1220包括發射器803a到803c。
上文所描述的方法的各種操作可由能夠執行所述操作的任何適當裝置(例如，各種硬體及/或軟體組件、電路及/或模塊)來執行。通常，諸圖中所說明的任何操作可由能夠執行所述操作的對應功能裝置來執行。
可使用多種不同技術中的任一者來表示信息及信號。舉例來說，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示可貫穿以上描述所引用的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號及晶片。
結合本文所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可被實施為電子硬體、計算機軟體或兩者的組合。為了清楚地說明硬體與軟體的此可互換性，各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟在上文大體上已按功能性予以描述。此功能性是實施為硬體抑或軟體視特定應用及強加於整個系統的設計約束而定。可針對每一特定應用以變化的方式來實施所描述功能性，但這些實施決策不應被解釋為會導致脫離本發明的實施例的範疇。
可用通用處理器、數位訊號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)或經設計以執行本文所描述的功能的其它可編程邏輯裝置、離散門或電晶體邏輯、離散硬體組件，或其任何組合來實施或執行結合本文所揭示的實施例而描述的各種說明性塊、模塊及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代例中，處理器可為任何常規處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器也可經實施為計算裝置的組合，例如，dsp與微處理器的組合、多個微處理器、結合dsp核心的一或多個微處理器，或任何其它此配置。
結合本文所揭示的實施例而描述的方法或算法的步驟及功能可直接以硬體、以由處理器執行的軟體模塊或以所述兩者的組合體現。如果以軟體實施，則所述功能可作為一或多個指令或代碼而存儲於有形非暫時性計算機可讀媒體上或經由有形非暫時性計算機可讀媒體而發射。軟體模塊可駐留於隨機存取存儲器(ram)、快閃記憶體、只讀存儲器(rom)、電可編程rom(eprom)、電可抹除可編程rom(eeprom)、寄存器、硬碟、抽取式磁碟、cdrom，或此項技術中已知的任何其它形式的存儲媒體中。存儲媒體耦接到處理器使得處理器可自存儲媒體讀取信息及將信息寫入到存儲媒體。在替代例中，存儲媒體可與處理器成一體。如本文中所使用的磁碟及光碟包含緊密光碟(cd)、雷射光碟、光碟、數字影音光碟(dvd)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生數據，而光碟通過雷射以光學方式再生數據。以上各者的組合也應包含於計算機可讀媒體的範疇內。處理器及存儲媒體可駐留於asic中。所述asic可駐留於用戶終端機中。在替代例中，處理器及存儲媒體可作為離散組件而駐留於用戶終端機中。
出於概述本發明的目的，已在本文中描述本發明的某些方面、優點及新穎特徵。應理解，根據本發明的任何特定實施例，可未必達成所有這些優點。因此，可以達成或最佳化如本文所教示的一個優點或優點的群組而未必達成如可在本文中教示或建議的其它優點的方式來體現或進行本發明。
上述實施例的各種修改將易於顯而易見，且本文所定義的通用原理可在不脫離本發明的精神或範疇的情況下應用於其它實施例。因此，本發明不意欲限於本文所展示的實施例，而應符合與本文所揭示的原理及新穎特徵一致的最廣範疇。