專利名稱：用于插入式電力傳動交通工具的鑒別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于插入式電力傳動交通工具的鑒別系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種用于插入式電力傳動交通工具的能量審核系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力傳動交通工具使用電動機(jī)以供給交通工具的全部或者部分機(jī)械傳動動力。電力傳動交通工具的類型包括從諸如氫等燃料產(chǎn)生車載電力的燃料電池、將來自電網(wǎng)的電力存儲在化學(xué)電池中的電池和從轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生車載電力的混合型。插入式電力傳動交通工具可以是以上類型的任何一種并且具有能夠從電網(wǎng)再充電的電網(wǎng)連接。隨著對環(huán)境的關(guān)切與礦物燃料逐步增加的成本，電動交通工具的普及穩(wěn)步增長。與礦物燃料交通工具的續(xù)加燃料不同，并且除了電池技術(shù)發(fā)展以外，電網(wǎng)充電的電力傳動交通工具會需要若干小時來完全充電。雖然在夜間再充電對于插入式電力傳動交通工具的某些擁有者來說是適合的，但不是全部擁有者都會在居住房屋附近安全停泊，并且如果這種交通工具大規(guī)模使用是可行的，則需要能夠從除了擁有者家之外的場所中的出口進(jìn)行再充電?？赡艿脑俪潆妶鏊ㄔ谵k公區(qū)域和商業(yè)中心與高層塔樓公寓附近的公共停車場。因此必須確保電力傳動交通工具的擁有者從隨后付費(fèi)的電網(wǎng)接收能量。還需要確保公共可使用區(qū)域的電源出口不對無法識別的和/或未經(jīng)授權(quán)的裝置輸送能量。

發(fā)明內(nèi)容
在第一主要方面，本發(fā)明提供一種用于插入式電力傳動交通工具的鑒別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一裝置，其能夠電連接到第一電力設(shè)備；電力連接器，其用于在第一裝置和遠(yuǎn)程裝置之間建立電力路徑，其中遠(yuǎn)程裝置能夠電連接到第二電力設(shè)備；第一裝置包括接收器，其配置成通過電力連接器從遠(yuǎn)程裝置接收包含獨(dú)特標(biāo)識符的請求；控制開關(guān)，其能夠配置成將第一裝置電連接到第一電力設(shè)備以及斷開連接；以及控制裝置，其與接收器通信以便控制第一裝置的操作，控制裝置能夠操作以響應(yīng)請求以便啟動鑒別程序來確定是否遠(yuǎn)程裝置是可靠的并且被授權(quán)與第一裝置交換電力，并且僅根據(jù)可靠的和授權(quán)的確定觸發(fā)控制開關(guān)使第一裝置電連接到第一電力設(shè)備。在優(yōu)選的實(shí)施例中，接收器是電力線收發(fā)器的接收器部分，以便能夠在電力路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該電力路徑包括導(dǎo)體，優(yōu)選地該導(dǎo)體適于在各裝置間傳送電力和數(shù)據(jù)。鑒別系統(tǒng)還可包括遠(yuǎn)程裝置。
第一和第二電力設(shè)備可以是電源或者電力負(fù)荷。應(yīng)該理解當(dāng)?shù)谝浑娏υO(shè)備是電源時，第二電力設(shè)備是電力負(fù)荷，反之亦然。在一個實(shí)施例中，各裝置配置成使得第一裝置能夠電連接到第一電力設(shè)備，該第一電力設(shè)備是地區(qū)電網(wǎng)(通過停泊場所的電網(wǎng)出口)且遠(yuǎn)程裝置能夠電連接到第二電力設(shè)備，該第二電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)，其中電網(wǎng)起到電源的作用且能量存儲系統(tǒng)起到電力負(fù)荷的作用。停泊場所可以是例如住宅或者商業(yè)區(qū)。在一個可選擇的實(shí)施例中，各裝置配置成使得第一裝置能夠電連接到第一電力設(shè)備，該第一電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)且遠(yuǎn)程裝置能夠電連接到第二電力設(shè)備，該第二電力設(shè)備是地區(qū)電網(wǎng)(通過停泊場所的電網(wǎng)出口)，其中電網(wǎng)起到電力負(fù)荷的作用且能量存儲系統(tǒng)起到電源的作用。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是可以將電力發(fā)送到電網(wǎng)，這減少了在具體出口上凈測量的電力。能量存儲系統(tǒng)可以是例如電力傳動交通工具中插頭的電池或者燃料電池。根據(jù)電力傳動交通工具處于再充電模式或者電源模式，系統(tǒng)可以配置成選擇性地根據(jù)上述每個實(shí)施例操作。在以上提及實(shí)施例的任何實(shí)施例中，第一裝置和/或遠(yuǎn)程裝置可以可拆卸地連接到各電力設(shè)備。任選地，第一裝置和/或遠(yuǎn)程裝置可以機(jī)械地集成到各電力設(shè)備中。例如第一裝置可以集成到停泊場所的插孔。第一電力連接器可以是標(biāo)準(zhǔn)電纜。第一裝置和遠(yuǎn)程裝置都可以包括插孔或者連接器，以便與所述電力連接器接合。插孔可以是標(biāo)準(zhǔn)的AC電插孔或者可以是SAE規(guī)格，諸如但不限于SAE J1772，或者可以是IEC62196規(guī)格。優(yōu)選地，插孔或者連接器配置成能夠進(jìn)行雙向電力流通。在以上提及實(shí)施例的任何實(shí)施例中，遠(yuǎn)程裝置可以包括發(fā)射器，其配置成通過電力連接器向第一裝置發(fā)送包含獨(dú)特標(biāo)識符的請求；以及控制器，其與遠(yuǎn)程裝置的發(fā)射器通信以便控制遠(yuǎn)程裝置的操作。遠(yuǎn)程裝置還可以包括控制開關(guān)，其能夠配置成將遠(yuǎn)程裝置電連接到第二電力設(shè)備以及斷開連接。遠(yuǎn)程裝置的發(fā)射器可以是電力線收發(fā)器的發(fā)射器部分，以便能夠在電力路徑上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該收發(fā)器或者每個收發(fā)器可以是電力線收發(fā)器，諸如C型總線、現(xiàn)場總線 (LonWorks)、或者其它可能在電力線上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的適合的收發(fā)器?？刂蒲b置還可以包括時鐘。該裝置或者每個裝置還可以包括附加的收發(fā)器，其可通信地耦合到裝置的各控制裝置以便能夠在無線網(wǎng)絡(luò)或者除了電力路徑之外的介質(zhì)上進(jìn)行雙向通信。在以上提及實(shí)施例的任何實(shí)施例中，第一裝置還可以包括第一傳感器，其與控制裝置通信以便測量第一裝置和第一電力設(shè)備之間傳送的能量數(shù)量。第一傳感器可以測量從第一電力設(shè)備接收的電力或者傳送到第一電力設(shè)備的電力。遠(yuǎn)程裝置還可以包括第二傳感器，其與遠(yuǎn)程裝置的控制器通信以便測量通過電力連接器傳送到第二電力設(shè)備或者從第二電力設(shè)備接收的能量數(shù)量。在實(shí)施例中，接收器是收發(fā)器的接收器部分，第一裝置可以配置成以任意給定的間隔傳送給遠(yuǎn)程裝置第一信號，第一信號表示傳送到第一電力設(shè)備或者從第一電力設(shè)備接收的能量數(shù)量。遠(yuǎn)程裝置可以配置成以任意給定的間隔傳送給第一裝置第二信號，第二信號表示通過電力連接器傳送的能量數(shù)量。優(yōu)選地，第一和第二信號分別包括識別在指定時間間隔中傳送的能量數(shù)量的時間戳。裝置或者每個裝置可以包括加密裝置，以便將各時間戳加密。在優(yōu)選的實(shí)施例中，第一和/或第二信號包括加密識別標(biāo)志。在該實(shí)施例中，第一裝置的控制裝置和/或第二裝置的控制器可以使用公鑰加密以鑒別加密識別標(biāo)志，并且在確定該識別標(biāo)志不是可靠的時候，操作控制開關(guān)使各裝置從每個電力設(shè)備斷開電連接。在可選擇的實(shí)施例中，第一裝置包括存儲器，其用于存儲獨(dú)特標(biāo)識符的記錄，每個標(biāo)識符表示被授權(quán)與第一裝置交換電力的遠(yuǎn)程裝置，且控制裝置能夠操作以找到接收到的獨(dú)特標(biāo)識符與存儲的記錄的匹配，以及當(dāng)找到匹配時觸發(fā)控制開關(guān)使得第一裝置電連接到第一電力設(shè)備。第一裝置的控制裝置和/或第二裝置的控制器可編程為對于對應(yīng)的時間戳將第一信號和第二信號進(jìn)行比較，并且當(dāng)?shù)谝恍盘柎篌w上不等于第二信號時，斷開裝置到各電力設(shè)備的電連接。

第一和/或第二傳感器可以是固態(tài)功率計。該功率計可以包括測量計和處理器。 該測量計可以接收之后由處理器處理的電壓和電流輸入以便計算獲得的電力。該功率計可以包括實(shí)時時鐘、存儲器和模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換器。各第一和第二信號可以在電力路徑上傳送。任選地，各第一和第二信號可以在除了電力路徑之外的介質(zhì)上通過附加收發(fā)器傳送。在該示例中，各裝置可以具有與各控制裝置通信的無線發(fā)射器和/或無線接收器。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，可以在管理裝置和接收裝置之間的電纜上交換數(shù)據(jù)以便建立接收裝置的身份并使其生效。在第二主要方面，本發(fā)明提供一種用于插入式電力傳動交通工具的能量審核系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一裝置，其能夠電連接到第一電力設(shè)備；電力連接器，其用于在第一裝置和遠(yuǎn)程裝置之間建立電力路徑，該遠(yuǎn)程裝置能夠電連接到第二電力設(shè)備；該第一裝置包括控制裝置，其控制第一裝置的操作；第一傳感器，其選擇性地測量傳送到第一電力設(shè)備或者從第一電力設(shè)備接收的能量數(shù)量并且產(chǎn)生表示所測量數(shù)量的第一信號；控制開關(guān)，其能夠配置成將第一裝置電連接到第一電力設(shè)備以及斷開連接；以及接收器，其配置成接收從遠(yuǎn)程裝置傳送的能量審核信號，該能量審核信號表示在指定的時間間隔內(nèi)，在電力路徑上傳送的能量數(shù)量；其中，第一裝置的控制裝置能夠操作以將第一信號與在同樣指定時間間隔內(nèi)接收的能量審核信號進(jìn)行比較，并且能夠操作以當(dāng)檢測到每個裝置之間的電力損失時使第一裝置從第一電力設(shè)備斷開電連接。當(dāng)?shù)谝恍盘柣旧喜坏扔谀芰繉徍诵盘枙r，控制裝置能夠操作以使第一裝置從第一電力設(shè)備斷開電連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，能量審核信號包括加密識別標(biāo)志。在該實(shí)施例中，裝置的控制裝置可以使用公鑰加密以鑒別加密識別標(biāo)志，并且在確定識別標(biāo)志不是可靠的時候，操作控制開關(guān)使第一裝置從第一電力設(shè)備斷開電連接。在優(yōu)選的或者可選的實(shí)施例中，如果在指定時間間隔內(nèi)沒有接收到能量審核信號，則控制裝置能夠操作以使第一裝置從第一電力設(shè)備斷開電連接。在本發(fā)明第二方面的一個實(shí)施例中，接收器是電力線收發(fā)器的接收器部分，以便能夠在電力路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在該實(shí)施例中，能量審核信號和電力可以加載到電力路徑的同樣的導(dǎo)體上。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，能量審核系統(tǒng)還可以包括遠(yuǎn)程裝置。在本發(fā)明第二方面的一個實(shí)施例中，各裝置可以配置成使得第一裝置能夠電連接到第一電力設(shè)備，該第一電力設(shè)備是地區(qū)電網(wǎng)(通過停泊場所的電網(wǎng)出口，或者通過位于具體場所的的公共測量計)，且遠(yuǎn)程裝置可電連接到第二電力設(shè)備，該第二電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)。停泊場所可以是例如住宅或者商業(yè)區(qū)。在本發(fā)明第二方面的可選實(shí)施例中，各裝置可以配置成使得第一裝置可電連接到第一電力設(shè)備，該第一電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)，且可電連接到第二電力設(shè)備的該第二電力設(shè)備是地區(qū)電網(wǎng)(通過停泊場所的電網(wǎng)出口)。根據(jù)電力傳動交通工具是在再充電模式或者在電源模式，能量審核系統(tǒng)可以配置成根據(jù)本發(fā)明第二方面的任一實(shí)施例而可選擇地操作。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，第一裝置和/或遠(yuǎn)程裝置可以可拆卸地連接到各電力設(shè)備。任選地，第一裝置和/或遠(yuǎn)程裝置可以機(jī)械地集成在各電力設(shè)備中。例如，第一裝置可以集成在停泊場所的電網(wǎng)出口。電力連接器可以是標(biāo)準(zhǔn)電纜。第一裝置和遠(yuǎn)程裝置都可以包括接合裝置，諸如插孔或者連接器，以便接合電力連接器。該接合裝置可以是標(biāo)準(zhǔn)的AC 電插孔。優(yōu)選地，該接合裝置配置成能夠進(jìn)行雙向電力流通。根據(jù)本發(fā)明第二方面的任一前述實(shí)施例，該遠(yuǎn)程裝置可以包括控制器，其控制遠(yuǎn)程裝置的操作；第二傳感器，其與控制裝置通信以測量傳送到第二電力設(shè)備或者從第二電力設(shè)備接收的能量數(shù)量；發(fā)射器，其發(fā)送能量審核信號；以及接收器，其接收表示在指定時間間隔內(nèi)在電力路徑上傳送的能量數(shù)量的能量審核信號。優(yōu)選地，該遠(yuǎn)程裝置還包括控制開關(guān)，其能夠配置成將遠(yuǎn)程裝置電連接到第二電力設(shè)備以及斷開連接。接收器可以是無線接收器和電力線接收器之一。發(fā)射器可以是無線發(fā)射器或者電力線發(fā)射器之一。任選地，接收器可以是收發(fā)器的接收器部分，且發(fā)射器可以是收發(fā)器的發(fā)射器部分。該收發(fā)器或者每個收發(fā)器可以是電力線收發(fā)器。通過使用該電力線收發(fā)器，可以通過電力連接器發(fā)送能量審核信號。該控制裝置和控制器可以包括時鐘。第一和/或第二傳感器可以是固態(tài)功率計。該功率計可以包括測量計和處理器。 該測量計可以接收之后由處理器處理的電壓和電流輸入以便計算獲得的電力。該功率計可以包括實(shí)時時鐘、存儲器和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。


現(xiàn)在僅通過示例，并參考附圖，將描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，在附圖中圖1說明鑒別和能量審核系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖2說明圖1中示出的能量審核系統(tǒng)的總體操作環(huán)境；以及圖3說明鑒別和能量審核系統(tǒng)的又一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式參考說明用于插入式電力傳動交通工具12的鑒別和能量審核系統(tǒng)10的圖1和圖 2，描述以下示例。系統(tǒng)10包括以下稱為管理裝置14的第一裝置和遠(yuǎn)程裝置18。管理裝置14包含在充電終端19中并且電耦合到該終端19的出口 22。該充電終端19位于商業(yè)中心的停車場對中。電力從形式為電網(wǎng)16的第一電源供給到管理裝置14， 該電網(wǎng)16由各種發(fā)電機(jī)沈供給電力。應(yīng)該理解本文使用的術(shù)語電網(wǎng)涉及連接電力生產(chǎn)者與電力消費(fèi)者的電力分配系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)可以包括作為傳送系統(tǒng)或者分配系統(tǒng)之一或兩者的一部分的發(fā)電機(jī)、變壓器、交換站、測量設(shè)備和安全設(shè)備。遠(yuǎn)程裝置18預(yù)安裝到電力傳動交通工具12(第二電力設(shè)備)中。該遠(yuǎn)程裝置18 電耦合到該交通工具12的充電電路21。在圖2中，僅出于說明的目的，充電電路和遠(yuǎn)程裝置被示出為位于交通工具的外部。該交通工具12包括作為其主要能量源的一個或者多個電池Ola)，用于對連接到輪的電動機(jī)供電以推進(jìn)交通工具12。電池的類型包括鉛酸電池、 鎳金屬氫化物、鋰離子和鋰金屬聚合物電池。電池和充電電路組成交通工具的能量存儲系統(tǒng)。設(shè)置電纜20形式的電力連接器，其一端插入充電終端19的出口 22，另一端插入交通工具12的插座以便建立管理裝置14和遠(yuǎn)程裝置18之間的電力路徑。應(yīng)該理解插孔必需與單相和三相電網(wǎng)兼容。它們應(yīng)該是低成本的、具有耐用的設(shè)計并且能夠經(jīng)受持續(xù)戶外使用的嚴(yán)格條件。重要的是它們必需具有不止一個冗余的安全特性以便保護(hù)用戶，并且應(yīng)該鎖定在適合的位置以防止損害和盜竊。最后，電纜20必需與交通工具和電網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)和通信兼容。通過雙向連接器(未示出)進(jìn)行管理裝置14和出口 22與交通工具12的遠(yuǎn)程裝置和充電電路21之間的電連接，以便當(dāng)在電纜20上形成連接時，允許電力通過交通工具12 的電池從電網(wǎng)16被選擇性地接收或者從交通工具12的電池被選擇性地傳送到電網(wǎng)16。具體參考圖1，系統(tǒng)被配置成從電網(wǎng)16到交通工具12傳送能量。管理裝置14包括形式為常規(guī)微處理器30的控制裝置，以控制裝置的操作。遠(yuǎn)程裝置18的中央是形式為常規(guī)微處理器40的控制器。微處理器30包括存儲器(未示出)。管理裝置14和遠(yuǎn)程裝置18都包括電力線收發(fā)器32、42。通過收發(fā)器32和42建立電力線通信鏈接Li，通信鏈路Ll使用電纜20的電力路徑以便在管理裝置14和遠(yuǎn)程裝置 18之間以任一方向通信數(shù)據(jù)。形式為接觸器34的控制開關(guān)可被配置成，基于微處理器30 指令，將管理裝置電連接到電網(wǎng)16以及斷開連接。管理裝置14包括形式為能量計36的傳感器，以便測量從電網(wǎng)16接收的或者傳送到電網(wǎng)16的能量數(shù)量。能量計36感測通過管理裝置14接收的能量的電學(xué)特征，例如電壓電平、電流電平、電力消耗、供給頻率等等。
遠(yuǎn)程裝置18還包括形式為能量計44的傳感器，以便測量在電纜20上接收的能量數(shù)量。能量計36感測遠(yuǎn)程裝置18中的能量的電學(xué)特征，例如電壓電平、電流電平、電力消
耗、供給頻率等等。以下的說明詳述了系統(tǒng)10的使用，該系統(tǒng)10允許在無需服務(wù)人員或者擁有者監(jiān)控交易的情況下對電力傳動交通工具12安全充電。用戶艾麗斯購買具有預(yù)安裝遠(yuǎn)程裝置18的插入式電動交通工具12。當(dāng)艾麗斯向管理系統(tǒng)10的組織(在下文中表示為關(guān)鍵充電(KeyCharge))登記時，為艾麗斯建立賬戶， 其存在于KeyCharge的記賬和管理系統(tǒng)38內(nèi)。將獨(dú)特的數(shù)字證書和私鑰編程到處理器40 的存儲器中，以允許艾麗斯證明其身份。通過將艾麗斯的公鑰綁定到她的賬戶標(biāo)識符并且通過證明權(quán)限使其被標(biāo)記，形成獨(dú)特的數(shù)字證書。該證書可以使用X. 509格式或者任何其它合適的格式。在起初的空閑狀態(tài)中，接觸器34處于打開狀態(tài)，且因此管理裝置14不直接電連接到遠(yuǎn)程裝置18。在該狀態(tài)中，管理裝置的測量計36指示微處理器30是否有可用的電壓以及沒有能量流過管理單元14。接觸器是打開的，因此是斷電的。微處理器30通過其電力線收發(fā)器32持續(xù)從遠(yuǎn)程裝置檢查請求。艾麗斯將她的插入式電力傳動交通工具12靠近位于商業(yè)中心M的終端19停泊。 艾麗斯將接附到終端19的出口 22的充電電纜20連接到其交通工具22的充電插頭(未示出)。該電纜20是其中電力線還額外用于信道的標(biāo)準(zhǔn)三插針電源出口插頭。系統(tǒng)進(jìn)入經(jīng)過初始階段、鑒別階段，然后經(jīng)過能量傳送階段，以便在管理裝置14 和遠(yuǎn)程裝置18之間安全地傳送能量。首先，在電力線電纜20上建立數(shù)據(jù)信道。通過使用其各自的收發(fā)器，裝置的各微處理器30、40在互相連接的電纜20上建立互相的通信鏈接Li。管理裝置的收發(fā)器32周期性地發(fā)送信號通過充電電纜20并且等待遠(yuǎn)程裝置的收發(fā)器42的響應(yīng)。 如果不能建立信道，則微處理器30將信號傳送到終端19上的顯示器(66)，該顯示器(66)通過紅色錯誤光向艾麗斯提供可視指示。在故障暫時出現(xiàn)時，管理裝置14將持續(xù)嘗試建立連接。在建立信道后，使用鑒別程序自動地向管理裝置14證明艾麗斯(遠(yuǎn)程裝置18)的身份。遠(yuǎn)程裝置18的微處理器40從存儲器檢索數(shù)字證書，并且通過通信鏈接Ll將其在電纜20上傳送。在接收到電纜20上的數(shù)字證書時，管理裝置14則通過使用存儲在管理裝置14 的存儲器中的證明許可公鑰，嘗試通過使證書中的證明許可識別標(biāo)志生效而將數(shù)字證書生效。如果識別標(biāo)志生效失敗，則認(rèn)為數(shù)字證書無效。然后微處理器30將信號傳送到終端19 上的顯示器，該顯示器通過紅色錯誤光向艾麗斯提供可視指示。一旦證書中的數(shù)字識別標(biāo)志生效(證明證書中的公鑰與艾麗斯的賬戶標(biāo)識符有關(guān))，則管理裝置14必需確保遠(yuǎn)程裝置18知道艾麗斯的密鑰。為了做到這點(diǎn)，管理裝置14 向遠(yuǎn)程裝置18發(fā)出包含用艾麗斯公鑰(從生效的證書獲得)加密的隨機(jī)數(shù)據(jù)的質(zhì)問信息。 遠(yuǎn)程裝置18通過使用存儲在處理器存儲器40中的艾麗斯的私鑰將質(zhì)問數(shù)據(jù)解密。遠(yuǎn)程裝置18隨后對數(shù)據(jù)執(zhí)行散列函數(shù)并將其返回到管理裝置40。裝置40隨后將返回的數(shù)據(jù)與其起初傳送的數(shù)據(jù)(在對其執(zhí)行了同樣的散列函數(shù)之后)進(jìn)行比較，如果它們是相同的，則裝置18證明其知道艾麗斯的密鑰，則她的身份被建立。管理裝置14還要求艾麗斯將PIN號或者其它密碼鍵入終端19的鍵盤作為對建立艾麗斯身份的額外的檢查。在該情況下，在數(shù)字證書中，艾麗斯的密碼的散列會提供給管理裝置14。如果數(shù)字證書有效且質(zhì)問/響應(yīng)成功(且密碼檢查有效)，則管理裝置14已經(jīng)建立了遠(yuǎn)程裝置的身份。然后管理裝置的微處理器30與記賬和管理系統(tǒng)38通信，以嘗試使艾麗斯被授權(quán)從終端接收能量生效。該鑒別可以是檢查確定艾麗斯的賬戶有足夠的款項(xiàng)， 或者僅檢查艾麗斯處于對終端授權(quán)部分的“白名單”。如果終端19實(shí)際上安裝在艾麗斯的私人住宅，則后者是特別有用的。如果艾麗斯沒有被授權(quán)，則在終端19的顯示屏上，同樣地將可視指示提供給艾麗斯。任意地，艾麗斯可以將待傳送的能量數(shù)量預(yù)置為貨幣(美元)、時間(充電分鐘)， 或者能量(瓦時)測量。根據(jù)該特點(diǎn)，當(dāng)傳送的能量數(shù)量已經(jīng)滿足時，管理裝置的微處理器 30將觸發(fā)接觸器34打開，以促使管理裝置至電網(wǎng)16的電連接斷開，因此使至交通工具12 的電連接斷開。一旦艾麗斯的身份已建立并給出授權(quán)，則建立對話，且管理裝置開始向艾麗斯的交通工具12傳送能量。在能量傳送狀態(tài)，管理裝置的微處理器30觸發(fā)接觸器34閉合。這促使能量從AC干線電源16流過管理裝置14、流過電纜20、流過遠(yuǎn)程裝置18并流到交通工具12的充電電路。在傳送期間，遠(yuǎn)程裝置的收發(fā)器42周期性地(例如每秒4次)傳送加密的能量傳送審核信號。使用存儲在微處理器40存儲器內(nèi)的艾麗斯的私鑰，對該信息進(jìn)行標(biāo)記并加密。由于當(dāng)對話時從艾麗斯的交通工具12發(fā)送之前的審核信號，信號包含積累的能量數(shù)量。通過通信鏈接Li，能量審核信號發(fā)送通過電纜20。管理裝置的處理器30將信號解密、使識別標(biāo)志生效，然后將由測量計44記錄的要求通過艾麗斯的裝置18的傳送的能量數(shù)量，與由測量計36記錄的從電網(wǎng)16傳送的實(shí)際數(shù)量進(jìn)行比較。如果值不相比(慮及測量精度)，則微處理器30觸發(fā)接觸器34使遠(yuǎn)程裝置 18與充電終端19的電連接斷開。可視指示通過終端19上的可視顯示屏提供給艾麗斯。應(yīng)該理解，在能量傳送期間的任何時刻，如果識別標(biāo)志生效失敗(例如第三方企圖使艾麗斯的車從電纜斷開連接并插入其本身的交通工具中)，則微處理器30會觸發(fā)接觸器；34打開，以促使遠(yuǎn)程裝置18從電網(wǎng)16斷開電連接。假設(shè)查理想通過拔出艾麗斯交通工具的插頭并插入他自己的交通工具(或者任何其它的電力傳動裝置)來偷竊能量。由于查理不知道艾麗斯的私鑰，因此他不能創(chuàng)建有效的審核信息。管理裝置的處理器會觸發(fā)接觸器34，并且一旦收到無效的審核信息或者沒有收到期望的審核信息(允許再嘗試從暫時的通信故障中恢復(fù))，則使能量供給斷開電連接。沒有被制止，查理企圖通過將他的交通工具連接到給艾麗斯的交通工具充電的電纜20而偷竊能量(沒有拔下艾麗斯交通工具的插頭)。查理將他的交通工具連接到電纜 20并開始接收能量。然而，當(dāng)下一能量審核信號從遠(yuǎn)程裝置傳送到管理裝置14且微處理器確定能量記錄不對照時(由于查理的交通工具已經(jīng)接收了一些能量)，則管理裝置的微處理器30觸發(fā)接觸器34打開以使遠(yuǎn)程裝置18從電網(wǎng)16斷開電連接。因此查理也被斷開連接。由于查理不知道艾麗斯的要求創(chuàng)建有效識別標(biāo)志的私鑰，所以他還是不能欺騙審核信肩、ο如果艾麗斯將她的車插入未裝配管理裝置14的標(biāo)準(zhǔn)插座，則她的車仍可充電。如果查理偷竊遠(yuǎn)程裝置18，則艾麗斯可以使她的賬戶失效或者從“白名單”刪除她的密鑰，以致使她的遠(yuǎn)程裝置18對查理不可用。另外如果查理已經(jīng)偷竊、安裝了遠(yuǎn)程裝置18并且在艾麗斯使其賬戶失效前進(jìn)行使用，則查理的實(shí)際位置為系統(tǒng)所知，則可以通知當(dāng)局。有利地，系統(tǒng)10對公共可用的、無人監(jiān)督的電源插座，提供兩方面能量傳送的確定。第一是僅授權(quán)的交通工具可以從裝配了管理裝置的電源插座獲得電力。第二是從裝配了管理裝置的電源插座傳送給每個授權(quán)交通工具的能量的計時和數(shù)量對于交通工具擁有者和能量供應(yīng)商都是確定的。已經(jīng)關(guān)于對交通工具再充電描述了系統(tǒng)，即能量從連接到電網(wǎng)(第一電力設(shè)備) 的充電電路流過，通過管理裝置、通過遠(yuǎn)程裝置并到達(dá)交通工具(第二電力設(shè)備)。系統(tǒng)還可以配置成不僅能夠?qū)⒛芰繌碾娋W(wǎng)傳送到交通工具，而且在交通工具不活動期間，還能夠?qū)㈦娏慕煌üぞ甙l(fā)送到電網(wǎng)，以便減少對終端19的凈測量的電力，并且允許傳送能夠的交通工具的擁有者償還賒賬。圖3說明這種實(shí)施例。同樣的數(shù)字指代在圖1中描述的同樣的部分。鑒別和能量審核以同樣的方式發(fā)生。然而，在該示例中，管理裝置的觸發(fā)器34保持閉合狀態(tài)，并且遠(yuǎn)程裝置還包括開關(guān)或者觸發(fā)器48，該開關(guān)或者觸發(fā)器48可配置成將遠(yuǎn)程裝置電連接至交通工具的充電電路21以及斷開連接，以便對電網(wǎng)16供給能量。另外，管理裝置包括形式為無線收發(fā)器39的附加收發(fā)器，并且遠(yuǎn)程裝置包括形式為無線收發(fā)器46的附加收發(fā)器。在該實(shí)施例中，的遠(yuǎn)程裝置的無線收發(fā)器39將數(shù)字標(biāo)記的能量傳送審核信號傳送到管理裝置的收發(fā)器46。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離概括描述的本發(fā)明范圍的情況下，可以對以具體實(shí)施例示出的本發(fā)明進(jìn)行多種變化和/或改型。例如，雖然在圖1示出實(shí)施例中的能量審核信號已描述為通過通信鏈接Ll在電力線電纜20傳送，但信號可以例如是無線電信號，或者通過移動網(wǎng)絡(luò)傳送或者在互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接上傳送。應(yīng)該理解當(dāng)每個裝置包括開關(guān)時，如果例如檢測到未授權(quán)的交易，則每個或者兩者可以配置成結(jié)束裝置之間的能量傳送。 以上的示例使用標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)問-響應(yīng)鑒別。應(yīng)該理解可以使用其中一方提出質(zhì)問且另一方必須提供待鑒定的有效響應(yīng)的其它協(xié)議。因此，上述實(shí)施例在全部方面應(yīng)認(rèn)為是說明性的且非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于插入式電力傳動交通工具的鑒別系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 第一裝置，其能夠電連接到第一電力設(shè)備；以及電力連接器，其用于在所述第一裝置和遠(yuǎn)程裝置之間建立電力路徑，其中所述遠(yuǎn)程裝置能夠電連接到第二電力設(shè)備；所述第一裝置包括接收器，其配置成通過所述電力連接器從所述遠(yuǎn)程裝置接收包含獨(dú)特標(biāo)識符的請求； 控制開關(guān)，其能夠配置成將所述第一裝置電連接到所述第一電力設(shè)備以及斷開連接；以及控制裝置，其與所述接收器通信以便控制所述第一裝置的操作，所述控制裝置能夠操作以響應(yīng)所述請求以便啟動鑒別程序來確定是否所述遠(yuǎn)程裝置是可靠的并且被授權(quán)與所述第一裝置交換電力，并且僅根據(jù)可靠的和授權(quán)的確定來觸發(fā)所述控制開關(guān)以使所述第一裝置電連接到所述第一電力設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述接收器是電力線收發(fā)器的接收器部分， 以便能夠在所述電力路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑒別系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)加載到也用于電力傳送的所述電力路徑的導(dǎo)體上。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述獨(dú)特的標(biāo)識符包括加密識別標(biāo)志。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述控制裝置使用公鑰加密來確定所述加密識別標(biāo)志是否為可靠的，并因此確定所述遠(yuǎn)程裝置是否為可靠的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鑒別系統(tǒng)，還包括用于存儲獨(dú)特標(biāo)識符的記錄的存儲器， 每個所述標(biāo)識符表示被授權(quán)與所述第一裝置交換電力的遠(yuǎn)程裝置，其中所述控制裝置能夠操作以找到接收到的獨(dú)特標(biāo)識符與存儲的記錄的匹配，以及當(dāng)找到匹配時觸發(fā)所述控制開關(guān)以將所述第一裝置電連接到所述第一電力設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，還包括遠(yuǎn)程裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一電力設(shè)備是電網(wǎng)，所述第一裝置通過出口能夠電連接到所述電網(wǎng)且所述第二電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)；其中所述電網(wǎng)起到電源的作用且所述能量存儲系統(tǒng)起到電力負(fù)荷的作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一電力設(shè)備是電網(wǎng)，所述第一裝置通過出口能夠電連接到所述電網(wǎng)且所述第二電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)；其中所述電網(wǎng)起到電力負(fù)荷的作用且所述能量存儲系統(tǒng)起到電源的作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一裝置和/或所述遠(yuǎn)程裝置能夠可拆卸地連接到各電力設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一裝置和所述遠(yuǎn)程裝置都包括插孔或者連接器，以便與所述電力連接器接合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述插孔或者連接器配置成能夠進(jìn)行雙向電力傳送。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置包括發(fā)射器，其配置成通過所述電力連接器向第一裝置發(fā)送包含獨(dú)特標(biāo)識符的請求；以及控制器，其與所述遠(yuǎn)程裝置的發(fā)射器通信以便控制所述遠(yuǎn)程裝置的操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置還包括控制開關(guān)，其能夠配置成將所述遠(yuǎn)程裝置電連接到所述第二電力設(shè)備以及斷開連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置的發(fā)射器是收發(fā)器的發(fā)射器部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鑒別系統(tǒng)，其中每個收發(fā)器是能夠在所述電力路徑上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的電力線收發(fā)器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一裝置還包括第一傳感器，其與所述控制裝置通信以便測量在所述第一裝置和所述第一電力設(shè)備之間流動的能量數(shù)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一傳感器周期性地測量傳送到所述第一電力設(shè)備或者從所述第一電力設(shè)備接收的能量數(shù)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置還包括第二傳感器，其與所述遠(yuǎn)程裝置的控制器通信，以便可選擇地測量通過所述電力連接器傳送到所述遠(yuǎn)程裝置或者從所述遠(yuǎn)程裝置接收的能量數(shù)量。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一裝置配置成以任意給定的間隔傳送給所述遠(yuǎn)程裝置第一信號，所述第一信號表示傳送到所述第一電力設(shè)備或者從所述第一電力設(shè)備接收的能量數(shù)量。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置配置成以任意給定的間隔傳送給所述第一裝置第二信號，所述第二信號表示通過所述電力連接器傳送的能量數(shù)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一和/或第二信號包括加密識另Ij標(biāo)志。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一裝置的控制裝置和/或所述第二裝置的控制器使用公鑰加密以鑒別所述加密識別標(biāo)志，并且在確定所述識別標(biāo)志不是可靠的時候，操作所述控制開關(guān)使各裝置從各電力設(shè)備斷開電連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一和第二信號分別包括識別在指定時間間隔中傳送的能量數(shù)量的時間戳。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述裝置或者每個裝置包括加密裝置，以便將各時間戳加密。
26.根據(jù)權(quán)利要求M或25所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述第一裝置的控制裝置和/或所述第二裝置的控制器可編程為對于對應(yīng)的時間戳將所述第一信號和所述第二信號進(jìn)行比較， 并且當(dāng)所述第一信號大體上不等于所述第二信號時，操作所述控制開關(guān)使各裝置從各電力設(shè)備斷開電連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求21至沈中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中各第一和第二信號能夠在所述電力路徑上傳送。
28.根據(jù)權(quán)利要求7至沈中任一項(xiàng)所述的鑒別系統(tǒng)，其中所述裝置或者每個裝置還包括附加的收發(fā)器，其可通信地耦合到所述裝置或者每個裝置的各控制裝置，以便能夠在無線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行雙向通信。
29.根據(jù)當(dāng)引用權(quán)利要求21時的權(quán)利要求觀所述的鑒別系統(tǒng)，其中各第一和第二信號能夠通過所述附加收發(fā)器在除了所述電力連接器的介質(zhì)上傳送。
30.一種用于插入式電力傳動交通工具的能量審核系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一裝置，其能夠電連接到第一電力設(shè)備；電力連接器，其用于在所述第一裝置和遠(yuǎn)程裝置之間建立電力路徑，所述遠(yuǎn)程裝置能夠電連接到第二電力設(shè)備；所述第一裝置包括控制裝置，其控制所述第一裝置的操作；第一傳感器，其選擇性地測量傳送到所述第一電力設(shè)備或者從所述第一電力設(shè)備接收的能量數(shù)量并且產(chǎn)生表示所測量數(shù)量的第一信號；控制開關(guān)，其能夠配置成將所述第一裝置電連接到所述第一電力設(shè)備以及斷開連接；以及接收器，其配置成接收從遠(yuǎn)程裝置傳送的能量審核信號，所述能量審核信號表示在指定的時間間隔內(nèi)，在所述電力路徑上傳送的能量數(shù)量；其中，所述第一裝置的控制裝置能夠操作以將所述第一信號與在同樣指定時間間隔內(nèi)接收的能量審核信號進(jìn)行比較，并且能夠操作以當(dāng)檢測到每個裝置之間的電力損失時使所述第一裝置從所述第一電力設(shè)備斷開電連接。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的能量審核系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一信號基本上不等于所述能量審核信號時，所述控制裝置能夠操作以使所述第一裝置從所述第一電力設(shè)備斷開電連接。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的能量審核系統(tǒng)，其中如果在指定時間間隔內(nèi)沒有接收到能量審核信號，則所述控制裝置能夠操作以使所述第一裝置從所述第一電力設(shè)備斷開電連接。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項(xiàng)所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述能量審核信號包括加密識別標(biāo)志。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述第一裝置的控制裝置使用公鑰加密以鑒別所述加密識別標(biāo)志，并且在確定識別標(biāo)志不是可靠的時候，操作所述控制開關(guān)使所述第一裝置從所述第一電力設(shè)備斷開電連接。
35.根據(jù)權(quán)利要求30至34中任一項(xiàng)所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述接收器是電力線收發(fā)器的接收器部分，以便能夠在所述電力路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述能量審核信號加載到也用于電力傳送的所述電力路徑的導(dǎo)體上。
37.根據(jù)權(quán)利要求30至36中任一項(xiàng)所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述能量審核系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述第一電力設(shè)備是電網(wǎng)，所述第一裝置通過出口能夠電連接到所述電網(wǎng)且所述第二電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)；其中所述電網(wǎng)起到電源的作用且所述能量存儲系統(tǒng)起到電力負(fù)荷的作用。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述第一電力設(shè)備是電網(wǎng)，所述第一裝置通過出口能夠電連接到所述電網(wǎng)且所述第二電力設(shè)備是能量存儲系統(tǒng)；其中所述電網(wǎng)起到電力負(fù)荷的作用且所述能量存儲系統(tǒng)起到電源的作用。
40.根據(jù)權(quán)利要求37至39中任一項(xiàng)所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述第一裝置和所述遠(yuǎn)程裝置都包括接合裝置，以便與各電力連接器接合。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述接合裝置配置成能夠進(jìn)行雙向電力傳送。
42.根據(jù)權(quán)利要求37至41中任一項(xiàng)所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置還包括 控制器，其控制所述遠(yuǎn)程裝置的操作；第二傳感器，其與所述控制裝置通信以測量在所述電力路徑上接收的能量數(shù)量； 發(fā)射器，其發(fā)射能量審核信號；以及接收器，其接收表示在指定時間間隔內(nèi)在所述電力路徑上傳送的能量數(shù)量的能量審核信號。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程裝置還包括控制開關(guān)，其能夠配置成將所述遠(yuǎn)程裝置電連接到所述第二電力設(shè)備以及斷開連接。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的能量審核系統(tǒng)，其中各第一和第二裝置的所述接收器是無線接收器，且各第一和第二裝置的所述發(fā)射器是無線發(fā)射器。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的能量審核系統(tǒng)，其中各第一和第二裝置的所述接收器是電力線接收器，且各第一和第二裝置的所述發(fā)射器是電力線發(fā)射器。
46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的能量審核系統(tǒng)，其中各第一和第二裝置的所述接收器是收發(fā)器的接收器部分，且各第一和第二裝置的所述發(fā)射器是收發(fā)器的發(fā)射器部分。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的能量審核系統(tǒng)，其中每個收發(fā)器是電力線收發(fā)器，且通過使用所述電力線收發(fā)器，所述能量審核信號能夠通過所述電力線連接器發(fā)送。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述能量審核信號加載到也用于電力傳送的所述電力路徑的導(dǎo)體上。
49.根據(jù)權(quán)利要求37至48中任一項(xiàng)所述的能量審核系統(tǒng)，其中所述控制裝置和所述裝置或者每個裝置的所述控制器包括時鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于插入式電力傳動交通工具的鑒別和/或能量審核系統(tǒng)。第一裝置連接到第一電力設(shè)備并在第一和遠(yuǎn)程裝置間建立電力路徑。遠(yuǎn)程裝置能夠連接到第二電力設(shè)備。優(yōu)選地，鑒別系統(tǒng)包括電力線收發(fā)器，用于在電力路徑上從遠(yuǎn)程裝置接收包含標(biāo)識符的請求?？刂蒲b置控制第一裝置的操作并響應(yīng)請求以便啟動鑒別程序來確定是否遠(yuǎn)程裝置是可靠的且被授權(quán)與第一裝置交換電力，并且僅根據(jù)可靠的和授權(quán)的確定來觸發(fā)控制開關(guān)使第一裝置電連接到第一電力設(shè)備。能量審核系統(tǒng)測量在指定時間間隔內(nèi)由每個裝置接收的能量，并且當(dāng)檢測到每個裝置間的電力損失時使第一裝置從第一電力設(shè)備斷開電連接。
文檔編號H02J7/00GK102160327SQ200980137071
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者保羅·斯道格艾蒂斯, 馬克·安德森 申請人:迪尤斯計算有限公司