关于电动车辆及充电站的相互检测及识别的系统、方法及设备

摘要

本发明揭示用于与充电系统通信的系统、方法及设备，所述充电系统包括经配置以对电动车辆充电的多个充电站。在所述电动车辆与所述多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路将至少一第一信号发射到所述充电系统。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。在所述电动车辆与所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路从所述多个充电站中的所述至少一充电站接收至少一第二信号，所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符。

权利要求

1.一种用于电动车辆的通信系统，所述通信系统包括：

发射器，其经配置以在所述电动车辆与充电系统的多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路将至少一第一信号发射到所述充电系统，所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符，所述充电系统包括与所述多个充电站中的每一充电站通信的通信集线器，所述发射器经配置以将所述至少一第一信号发射到所述通信集线器；

及

至少一接收器，其经配置以在所述电动车辆与所述多个充电站中的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路自所述至少一充电站接收至少一第二信号，所述第二距离小于所述第一距离，所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符，所述至少一接收器经进一步配置以经由所述第一通信链路而从所述通信集线器接收至少一第三信号。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一接收器进一步包括第一接收器，其经配置以经由所述第二通信链路从所述多个充电站中的所述至少一充电站接收所述至少一第二信号；及第二接收器，其经配置以经由所述第一通信链路从所述通信集线器接收所述至少一第三信号。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其进一步包括收发器，所述收发器包括所述发射器及所述第二接收器。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一第三信号包括关于用于对所述电动车辆充电的所述多个充电站中的一或多个充电站的可用性的信息。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一第三信号指示所述充电站识别符。

6.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一第一信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：车辆特性、所述电动车辆的驾驶员，或预期使用的支付方法。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一第二信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：可用充电站的数目、充电站特性、充电成本的调度，或可用于使用所述可用充电站对所述电动车辆充电的选项的充电菜单。

8.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述多个充电站经配置以将无线电力提供到所述电动车辆。

9.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一充电站经配置以检测非电动车辆是否停放于所述至少一充电站处。

10.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述第二通信链路经配置以用于如下各者中的一或多者：电动车辆导引、电动车辆对准、充电控制、状况通信、授权、识别，或支付管理。

11.一种充电系统，其包括：

接收器，其经配置以在电动车辆与所述充电系统的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路从所述电动车辆接收至少一第一信号，所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符；

包括所述至少一充电站的多个充电站，所述多个充电站经配置以对所述电动车辆充电，所述多个充电站中的每一充电站包括第一发射器，所述第一发射器经配置以在所述电动车辆与所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路发射至少一第二信号，所述第二距离小于所述第一距离，所述至少一第二信号指示所述多个充电站中的所述至少一充电站的识别符；及与所述多个充电站中的每一充电站通信的通信集线器，所述通信集线器包括所述接收器及第二发射器，所述第二发射器经配置以经由所述第一通信链路将至少一第三信号发射到所述电动车辆。

12.根据权利要求11所述的充电系统，其中所述至少一充电站经配置以检测非电动车辆是否停放于所述至少一充电站处。

13.根据权利要求11所述的充电系统，其中所述至少一第三信号包括关于用于对所述电动车辆充电的所述至少一充电站中的一或多个充电站的可用性的信息。

14.根据权利要求11所述的充电系统，其中所述至少一第三信号指示所述充电站识别符。

15.根据权利要求11所述的充电系统，其中所述至少一第一信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：车辆特性、所述电动车辆的驾驶员，或预期使用的支付方法。

16.根据权利要求11所述的充电系统，其中所述至少一第二信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：可用充电站的数目、充电站特性、充电成本的调度，或可用于使用所述可用充电站对所述电动车辆充电的选项的充电菜单。

17.根据权利要求11所述的充电系统，其中所述至少一充电站经配置以将无线电力提供到所述电动车辆。

18.一种与充电系统通信的方法，所述充电系统包括多个充电站及与所述多个充电站中的每一充电站通信的通信集线器，所述充电系统经配置以对电动车辆充电，所述方法包括：在所述电动车辆与所述多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路而将至少一第一信号发射到所述充电系统的所述通信集线器，所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符；

在所述电动车辆与所述多个充电站中的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路从所述多个充电站中的所述至少一充电站接收至少一第二信号，所述第二距离小于所述第一距离，所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符；及经由所述第一通信链路从所述通信集线器接收至少一第三信号。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一第三信号包括关于用于对所述电动车辆充电的所述多个充电站中的一或多个充电站的可用性的信息。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一第一信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：车辆特性、所述电动车辆的驾驶员，及预期使用的支付方法。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一第二信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：可用充电站的数目、充电站特性、充电成本的调度，及可用于使用所述可用充电站对所述电动车辆充电的选项的充电菜单。

22.根据权利要求18所述的方法，其中所述多个充电站经配置以将无线电力提供到所述电动车辆。

23.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括经由所述第一通信链路将充电站识别符发射到所述充电系统。

24.根据权利要求18所述的方法，其中所述至少一充电站经配置以检测非电动车辆是否停放于所述至少一充电站处。

25.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括将所述至少一充电站分配到所述电动车辆的充电。

26.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括确定所述至少一充电站中的分配以对所述电动车辆充电的最佳充电站。

27.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括接通及关断所述电动车辆的发射器以避免在不需要发射所述至少一第一信号的时间期间进行此发射。

28.根据权利要求18所述的方法，其中在所述电动车辆处于定位有所述至少一充电站的停放空间内时且在所述电动车辆不能够自所述多个充电站中的其它充电站接收信号时，发生自所述至少一充电站接收所述至少一第二信号。

29.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括使用所述第二通信链路以用于如下各者中的一或多者：电动车辆导引、电动车辆对准、充电控制、状况通信、授权、识别，及支付管理。

30.一种用于与电动车辆通信的方法，所述方法包括：

在所述电动车辆与充电系统的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路从所述电动车辆接收至少一第一信号，所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符，所述充电系统包括与所述至少一充电站中的每一充电站通信的通信集线器，所述通信集线器接收所述至少一第一信号；

在所述电动车辆与所述充电系统的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路将至少一第二信号发射到所述电动车辆，所述第二距离小于所述第一距离，所述至少一第二信号指示所述充电系统的所述至少一充电站的识别符；及经由所述第一通信链路将至少一第三信号从所述通信集线器发射到所述电动车辆。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述至少一第三信号包括关于用于对所述电动车辆充电的所述至少一充电站中的一或多个充电站的可用性的信息。

32.根据权利要求30所述的方法，其中所述至少一第一信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：车辆特性、所述电动车辆的驾驶员，及预期使用的支付方法。

33.根据权利要求30所述的方法，其中所述至少一第二信号进一步包括关于如下各者中的至少一者的信息：可用充电站的数目、充电站特性、充电成本的调度，及可用于使用所述可用充电站对所述电动车辆充电的选项的充电菜单。

34.根据权利要求30所述的方法，其中所述至少一充电站经配置以将无线电力提供到所述电动车辆。

35.根据权利要求30所述的方法，其进一步包括经由所述第一通信链路自所述电动车辆接收充电站识别符。

36.根据权利要求30所述的方法，其中所述至少一充电站经配置以检测非电动车辆是否停放于所述至少一充电站处。

37.根据权利要求30所述的方法，其进一步包括确定所述至少一充电站中的分配以对所述电动车辆充电的最佳充电站。

说明书

关于电动车辆及充电站的相互检测及识别的系统、方法及

设备

技术领域

[0001] 本发明大体来说涉及无线电力传送，且更具体来说，涉及关于到例如包含电池组的车辆的远程系统的无线电力传送及远程系统之间的通信的装置、系统及方法。

背景技术

[0002] 已引入包含从例如电池组的能量存储装置接收的电导出的运转电力的远程系统，例如，车辆。举例来说，混合电动车辆包含使用来自车辆制动及传统马达的电力以对车辆充电的机载充电器。仅仅电动的车辆通常从其它源接收电以用于对电池组充电。常常提议经由例如家用或商业AC供应源的某类型的有线交流电(AC)而对电池组电动车辆(电动车辆)充电。有线充电连接需要物理地连接到电力供应器的缆线或其它相似连接器。缆线及相似连接器有时可能不方便或繁琐，且具有其它缺点。能够在自由空间中(例如，经由无线场)传送电力的待用以对电动车辆充电的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些缺陷。

[0003] 在具有可用的多个充电站的停放设施中，电动车辆通常在所述停放设施内导航以得知用于自其中的充电站接收充电的适当停放空间。电动车辆可在驾驶员试图使用具有多个充电垫的无线电力充电设施时试图与其通信范围内的一或多个充电站进行配对。因而，需要有效率地且有效地促进用于车辆的充电站的识别的无线充电系统及方法。

发明内容

[0004] 附加权利要求书的范畴内的系统、方法及装置的各种实施各自具有若干方面，所述方面中单一者并不仅仅负责本文所描述的理想属性。在不限制附加权利要求书的范畴的情况下，本文描述一些突出特征。

[0005] 此说明书中所描述的主题的一或多个实施的细节在随附图式及以下描述中予以阐述。其它特征、方面及优点将自所述描述、所述图式及所述权利要求书变得显而易见。应注意，以下诸图的相对尺寸可能未按比例绘制。

[0006] 本发明所描述的主题的一方面提供一种与充电系统通信的方法，所述充电系统包括经配置以对电动车辆充电的多个充电站。所述方法包括在所述电动车辆与所述多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路将至少一第一信号发射到所述充电系统。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述方法进一步包括在所述电动车辆与所述多个充电站中的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路从所述多个充电站中的所述至少一充电站接收至少一第二信号。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符。

[0007] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种与电动车辆通信的方法。所述方法包括在所述电动车辆与充电系统的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路从所述电动车辆接收至少一第一信号。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述方法进一步包括在所述电动车辆与所述充电系统的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路将至少一第二信号发射到所述电动车辆。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示充电系统的至少一充电站的识别符。

[0008] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种用于电动车辆的通信系统，所述通信系统包括发射器及第一接收器。所述发射器经配置以在所述电动车辆与充电系统的多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路将至少一第一信号发射到所述充电系统。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述第一接收器经配置以在所述电动车辆与所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路从所述多个充电站中的所述至少一充电站接收至少一第二信号。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符。

[0009] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种包括接收器及多个充电站的充电系统。所述接收器经配置以在电动车辆与所述充电系统的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路从所述电动车辆接收至少一第一信号。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述多个充电站包括所述至少一充电站，且所述多个充电站经配置以对所述电动车辆充电。所述多个充电站中的每一充电站包括第一发射器，所述第一发射器经配置以在所述电动车辆与所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路发射至少一第二信号。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述多个充电站中的所述至少一充电站识别符。

[0010] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种用于与充电系统通信的设备，所述充电系统包括经配置以对电动车辆充电的多个充电站。所述设备包括用于在所述电动车辆与所述多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路将至少一第一信号发射到所述充电系统的装置。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述设备进一步包括用于在所述电动车辆与所述多个充电站中的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路从所述至少一充电站接收至少一第二信号的装置。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符。

[0011] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种用于与电动车辆通信的设备。所述设备包括用于在所述电动车辆与充电系统的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路从所述电动车辆接收至少一第一信号的装置。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述设备进一步包括用于在所述电动车辆与所述充电系统的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路发射至少一第二信号的装置。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示充电系统的至少一充电站的识别符。

[0012] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种包括代码的非暂时性计算机可读媒体，所述代码在经执行时使设备在电动车辆与多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路将至少一第一信号发射到充电系统。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述代码在经执行时进一步使所述设备在所述电动车辆与所述多个充电站中的所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路从所述至少一充电站接收至少一第二信号。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述至少一充电站的充电站识别符。

[0013] 本发明所描述的主题的另一方面提供一种包括代码的非暂时性计算机可读媒体，所述代码在经执行时使设备在电动车辆与充电系统的至少一充电站相隔第一距离时经由第一通信链路从所述电动车辆接收至少一第一信号。所述至少一第一信号指示所述电动车辆的车辆识别符。所述代码在经执行时进一步使所述设备在所述电动车辆与所述至少一充电站相隔第二距离时经由第二通信链路发射至少一第二信号。所述第二距离小于所述第一距离。所述至少一第二信号指示所述充电系统的所述至少一充电站的识别符。

附图说明

[0014] 图1为根据本发明的例示性实施例的用于对电动车辆充电的例示性无线电力传送系统的图解。

[0015] 图2为图1的无线电力传送系统的例示性组件的示意图。

[0016] 图3为展示图1的无线电力传送系统的例示性核心及辅助组件的另一功能块图。

[0017] 图4为根据本发明的例示性实施例的展示安置于电动车辆中的可更换无接触式电池组的功能块图。

[0018] 图5A、5B、5C及5D为根据本发明的例示性实施例的用于感应线圈及铁氧体材料相对于电池组的置放的例示性配置的图解。

[0019] 图6为根据本发明的例示性实施例的展示可用于对电动车辆无线充电的例示性频率的频谱的图表。

[0020] 图7为根据本发明的例示性实施例的展示可有用于对电动车辆无线充电的例示性频率及发射距离的图表。

[0021] 图8A为根据各种实施的例示性多车辆及多停放停放及充电系统的功能块图。

[0022] 图8B示意性地说明根据本文所描述的某些实施例的BCC、BCU与车辆之间的通信的实例序列。

[0023] 图9A为根据本文所描述的某些实施例的车辆的实例状态图，且图9B至9E为对应于各种状态的实例流程图。

[0024] 图10为根据本文所描述的某些实施例的用于车辆与BCC之间的通信的实例流程图。

[0025] 图11为根据本文所描述的某些实施例的在自动充电空间选择过程中在车辆、BCC与BCU(例如，BCU1、BCU2、BCU3)当中发送的信号的实例图解。

[0026] 图12为根据例示性实施例的用于在充电系统与电动车辆之间交换通信的例示性方法的流程图。

[0027] 图13说明根据本文所描述的某些实施例的与充电系统通信的例示性方法的流程图，所述充电系统包括经配置以对电动车辆充电的多个充电站。

[0028] 图14说明根据本文所描述的某些实施例的与电动车辆通信的例示性方法的流程图。

[0029] 图15为根据本文所描述的某些实施例的用于与充电系统通信的设备的功能块图，所述充电系统包括经配置以对电动车辆充电的多个充电站。

[0030] 图16为根据本文所描述的某些实施例的用于与电动车辆通信的设备的功能块图。

[0031] 图式中所说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为清楚起见，可任意扩展或缩减各种特征的尺寸。另外，一些图式可能未描绘给定系统、方法或装置的全部组件。最后，类似参考数字可用以贯穿本说明书及诸图表示类似特征。

具体实施方式

[0032] 下文结合附加图式所阐述的【具体实施方式】意欲作为本发明的例示性实施例的描述，且不意欲表示可供实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“例示性”意谓“充当实例、例子或说明”，且未必应被解释为相比其它例示性实施例较佳或有利。术语“第一”、“第二”及“第三”在本文中用以区分各种要素(例如，“第一信号”、“第二信号”及“第三信号”)，且不意欲表示对这些要素的任何特定次序(例如，不意欲表示到第一信号、第二信号或第三信号的发射或第一信号、第二信号或第三信号的接收的任何特定次序)。【具体实施方式】包含出于提供本发明的例示性实施例的透彻理解的目的的特定细节。在一些例子中，一些装置是以块图的形式予以展示。

[0033] 无线地传送电力可指在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器(例如，可经由自由空间传送电力)。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可由“接收线圈”接收、俘获或耦合以达成电力传送。

[0034] 电动车辆在本文中用以描述远程系统，远程系统的实例为包含从可充电能量存储装置(例如，一或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池组)导出的电力作为运转能力的部分的车辆。作为非限制性实例，一些电动车辆可为除了电动马达以外也包含用于直接运转或用以对车辆的电池组充电的传统燃烧发动机的混合电动车辆。其它电动车辆可从电力汲取所有运转能力。电动车辆不限于汽车，且可包含摩托车、手推车、电动机车，及其类似者。通过实例而非限制，远程系统在本文中被描述为呈电动车辆(EV)的形式。此外，也预期可使用可充电能量存储装置而至少部分地供电的其它远程系统(例如，例如个人计算装置及其类似者的电子装置等)。

[0035] 图1为根据本发明的例示性实施例的用于对电动车辆112充电的例示性无线电力传送系统100的图解。无线电力传送系统100使能够在电动车辆112停放于基地无线充电系统102a附近时对电动车辆112充电。用于两个电动车辆的空间被说明处于遍及对应基地无线充电系统102a及102b而停放的停放区域中。在一些实施例中，本地分配中心130可连接到电力基干132，且经配置以经由电力链路110而将交流电(AC)或直流电(DC)供应提供到基地无线充电系统102a。基地无线充电系统102a也包含用于无线地传送或接收电力的基地系统感应线圈104a，及天线136。电动车辆112可包含电池组单元118、电动车辆感应线圈116、电动车辆无线充电系统114，及天线140。电动车辆感应线圈116可(例如)经由由基座系统感应线圈104a产生的电磁场的区而与基座系统感应线圈104a互动。

[0036] 在一些例示性实施例中，电动车辆感应线圈116可在电动车辆感应线圈116位于由基座系统感应线圈104a产生的能量场中时接收电力。所述场对应于由基座系统感应线圈104a输出的能量可由电动车辆感应线圈116俘获的区。举例来说，由基座系统感应线圈104a输出的能量可处于足以对电动车辆112充电或供电(例如，足以对电池组单元118充电)的位准。在一些状况下，所述场可对应于基座系统感应线圈104a的“近场”。近场可对应于存在由基座系统感应线圈104a中的电流及电荷引起的并不将电力辐射远离基座系统感应线圈
104a的强反应性场的区。在一些状况下，近场可对应于处于基座系统感应线圈104a的波长的约1/2π内的区(且针对电动车辆感应线圈116，反之亦然)，如将在下文中进一步描述。

[0037] 本地分配中心130可经配置以经由通信回程134而与外部源(例如，电网)通信，且经由通信链路108而与基座无线充电系统102a通信。

[0038] 基座无线充电系统102a及102b可经配置以经由天线136及138而与电动车辆无线充电系统114通信。举例来说，无线充电系统102a可使用天线138与140之间的通信信道而与电动车辆无线充电系统114通信。通信信道可为任何类型的通信信道，例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝式、无线局域网(WLAN)，等等。

[0039] 在一些实施例中，电动车辆感应线圈116可与基座系统感应线圈104a对准，且因此由驾驶员简单地安置于近场区内，从而相对于基座系统感应线圈104a而正确地定位电动车辆112。在其它实施例中，可向驾驶员提供视觉反馈、听觉反馈或其组合，以确定电动车辆112何时被适当地置放以用于无线电力传送。在又其它实施例中，电动车辆112可由自动驾驶系统定位，所述自动驾驶系统可使电动车辆112来回移动(例如，呈锯齿形移动)直到对准误差已达到可容许值为止。此可由电动车辆112自动地且自主地执行，而不具有或仅具有最小驾驶员干预，其限制条件为：电动车辆112装备有用以调整车辆的伺服方向盘、超声波感应器及智能。在又其它实施例中，电动车辆感应线圈116、基座系统感应线圈104a或其组合可具有用于使感应线圈116及104a相对于彼此位移及移动以更准确地定向其且开发其之间的更有效率耦合的功能性。

[0040] 基座无线充电系统102a可位于多种位置中。作为非限制性实例，一些合适位置包含电动车辆112持有者的家处的停放区域、预订用于在常规以石油为基础的汽车加油站之后的电动车辆无线充电模型化的停放区域，及例如购物中心及工作地点的其它位置处的停车场。

[0041] 对电动车辆无线地充电可提供数个益处。举例来说，可自动地、实际上无驾驶员干预及操控的情况下来执行充电，借此改良对用户的便利性。也可无经曝露电接点且无机械磨损，借此改良无线电力传送系统100的可靠性。可无需对缆线及连接器的操控，且可不存在可在户外环境中曝露到湿气及水的缆线、插塞或插口，借此改良安全性。也可不存在可见或可接取的插口、缆线及插塞，借此缩减电力充电装置的可能破坏行为。另外，因为电动车辆112可用作用以稳定化电网的分散式存储装置，所以可使用衔接到电网解决方案以增加车辆用于车辆到电网(V2G)操作的可用性。

[0042] 如参看图1所描述的无线电力传送系统100也可提供审美及无阻碍优点。举例来说，可不存在可能阻碍车辆及/或行人的充电柱及缆线。

[0043] 作为车辆到电网能力的进一步解释，无线电力发射及接收能力可经配置成互逆的使得基座无线充电系统102a(例如，在能量不足时间内)将电力传送到电动车辆112且电动车辆112(例如，在能量不足时间内)将电力传送到基座无线充电系统102a。此能力可用以通过允许电动车辆在通过可再生能量生产(例如，风或太阳能)中的要求或不足造成的能量不足时间内将电力贡献于总分配系统而稳定化配电网。

[0044] 图2为图1的无线电力传送系统100的例示性组件的示意图。如图2所展示，无线电力传送系统200可包含基座系统发射电路206，所述基座系统发射电路206包含具有电感L1的基座系统感应线圈204。无线电力传送系统200进一步包含电动车辆接收电路222，所述电动车辆接收电路222包含具有电感L2的电动车辆感应线圈216。本文所描述的实施例可使用形成谐振结构的电容性负载电线回圈(亦即，多匝线圈)，所述谐振结构能够经由磁场或电磁近场而将能量自初级结构(发射器)有效率地耦合到次级结构(接收器)(如果初级结构及次级结构两者经调谐到共同谐振频率)。线圈可用于电动车辆感应线圈216及基座系统感应线圈204。使用用于耦合能量的谐振结构可被称作“磁性耦合谐振”、“电磁耦合谐振”，及/或“谐振感应”。将描述基于自基座无线电力充电系统202到电动车辆112的电力传送的无线电力传送系统200的操作，但无线电力传送系统200的操作不限于此。举例来说，如上文所论述，电动车辆112可将电力传送到基座无线充电系统102a。

[0045] 参看图2，电力供应器208(例如，AC或DC)将电力PSDC供应到基座无线电力充电系统202以将能量传送到电动车辆112。基座无线电力充电系统202包含基座充电系统电力转换器236。基座充电系统电力转换器236可包含电路，例如AC/DC转换器，其经配置以在合适电压电平下将电力自标准域AC转换到DC电力；及DC/低频(LF)转换器，其经配置以将DC电力转换成处于适于无线高电力传送的操作频率的电力。基座充电系统电力转换器236将电力P1供应到基座系统发射电路206，基座系统发射电路206包含与基座系统感应线圈204串联的电容器C1以在所要频率下发射电磁场。可提供电容器C1以与基座系统感应线圈204形成在所要频率下谐振的谐振电路。基座系统感应线圈204接收电力P1且在足以对电动车辆112充电或供电的位准下无线地发射电力。举例来说，由基座系统感应线圈204无线地提供的功率电平可为大约数千瓦特(kW)(例如，自1kW至110kW的任何数，或更高或更低)。

[0046] 包含基座系统感应线圈204的基座系统发射电路206及包含电动车辆感应线圈216的电动车辆接收电路222可经调谐到实质上相同的频率，且可定位于由基座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116中的一者发射的电磁场的近场内。在此状况下，基座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116可变得彼此耦合，使得电力可传送到包含电容器C2及电动车辆感应线圈116的电动车辆接收电路222。可提供电容器C2以与电动车辆感应线圈216形成在所要频率下谐振的谐振电路。要素k(d)表示在线圈分离下所得的相互耦合系数。等效电阻Req,1及Req,2表示可为感应线圈204及216以及反电抗电容器C1及C2所固有的损耗。包含电动车辆感应线圈316及电容器C2的电动车辆接收电路222接收电力P2且将电力P2提供到电动车辆充电系统214的电动车辆电力转换器238。

[0047] 电动车辆电力转换器238可包含(连同其它者)LF/DC转换器，所述LF/DC转换器经配置以将处于操作频率的电力转换回到处于与电动车辆电池组单元218的电压电平匹配的电压电平的DC电力。电动车辆电力转换器238可提供经转换电力PLDC以对电动车辆电池组单元218充电。电力供应器208、基座充电系统电力转换器236及基座系统感应线圈204可静止且位于多种位置处，如上文所论述。电池组单元218、电动车辆电力转换器238及电动车辆感应线圈216可包含于为电动车辆112的部分或电池组(未图示)的部分的电动车辆充电系统214中。电动车辆充电系统214也可经配置以经由电动车辆感应线圈216而将电力无线地提供到基座无线电力充电系统202以将电力馈送回到电网。基于操作模式，电动车辆感应线圈
216及基座系统感应线圈204中的每一者可充当发射或接收感应线圈。

[0048] 虽然未图示，但无线电力传送系统200可包含负载断开单元(LDU)以自无线电力传送系统200安全地断开电动车辆电池组单元218或电力供应器208。举例来说，在紧急或系统故障的状况下，LDU可经触发以自无线电力传送系统200断开负载。除了用于管理对电池组的充电的电池组管理系统外，也可提供LDU，或LDU可为电池组管理系统的部分。

[0049] 另外，电动车辆充电系统214可包含切换电路(未图示)以用于选择性地将电动车辆感应线圈216连接到电动车辆电力转换器238及断开电动车辆感应线圈216。断开电动车辆感应线圈216可暂时中止充电且也可调整如由基座无线充电系统102a(充当发射器)“看到”的“负载”，其可用以从基座无线充电系统102a“掩蔽”电动车辆充电系统114(充当接收器)。可在发射器包含负载感应电路的情况下检测负载改变。因此，例如基座无线充电系统202的发射器可具有用于确定例如电动车辆充电系统114的接收器何时存在于基座系统感应线圈204的近场中的机制。

[0050] 如上文所描述，在操作中，假定能量传送朝向车辆或电池组，则从电力供应器208提供输入电力使得基座系统感应线圈204产生用于提供能量传送的场。电动车辆感应线圈216耦合到辐射场且产生供电动车辆112存储或消耗的输出电力。如上文所描述，在一些实施例中，基座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116是根据相互谐振关系而配置，使得电动车辆感应线圈116的谐振频率及基座系统感应线圈204的谐振频率极接近或实质上相同。当电动车辆感应线圈216位于基座系统感应线圈204的近场中时，基座无线电力充电系统202与电动车辆充电系统214之间的发射损耗最小。

[0051] 如所陈述，通过将发射感应线圈的近场中的能量的大部分耦合到接收感应线圈而非将呈电磁波的形式的大多数能量传播到远场而发生有效率能量传送。当在近场中时，可在发射感应线圈与接收感应线圈之间建立耦合模式。其中可发生此近场耦合的在感应线圈周围的区域在本文中被称作近场耦合模式区。

[0052] 虽然未图示，但基座充电系统电力转换器236及电动车辆电力转换器238两者可包含振荡器、例如功率放大器的驱动器电路、滤波器，及用于与无线电力感应线圈有效率地耦合的匹配电路。振荡器可经配置以产生所要频率，可响应于调整信号来调整所述频率。可由功率放大器以响应于控制信号的放大量来放大振荡器信号。可包含滤波器及匹配电路以滤除谐波或其它非想要频率且将电力转换模块的阻抗与无线电力感应线圈匹配。电力转换器236及238也可包含整流器及切换电路以产生合适电力输出以对电池组充电。

[0053] 如贯穿所揭示实施例所描述的电动车辆感应线圈216及基座系统感应线圈204可被称作或经配置为“回圈”天线，且更具体言之，多匝回圈天线。感应线圈204及216在本文中也可被称作或经配置为“磁性”天线。术语“线圈”意欲指可无线地输出或接收用于耦合到另一“线圈”的能量的组件。线圈也可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的“天线”。如本文所使用，线圈204及216为经配置以无线地输出、无线地接收及/或无线地中继电力的类型的“电力传送组件”。回圈(例如，多匝回圈)天线可经配置为包含空心或物理核心，例如，铁氧体核心。空心回圈天线可允许将其它组件置放于核心区域内。包含铁磁体或铁磁性材料的物理核心天线可允许开发较强电磁场且改良耦合。

[0054] 如上文所论述，在发射器与接收器之间的匹配或接近匹配的谐振期间发生发射器与接收器之间的能量的有效率传送。然而，即使发射器与接收器之间的谐振不匹配，也可在较低效率下传送能量。通过将来自发射感应线圈的近场的能量耦合到驻留于其中建立有此近场的区内(例如，在谐振频率的预定频率范围内，或在近场区的预定距离内)的接收感应线圈而非将能量自发射感应线圈传播到自由空间中而发生能量的传送。

[0055] 谐振频率可基于包含感应线圈(例如，基座系统感应线圈204)的发射电路的电感及电容，如上文所描述。如图2所展示，电感通常可为感应线圈的电感，而电容可加至感应线圈以创建处于所要谐振频率的谐振结构。作为非限制性实例，如图2所展示，电容器可与感应线圈串联地予以添加以创建产生电磁场的谐振电路(例如，基座系统发射电路206)。因此，对于较大直径感应线圈，诱发谐振所需的电容的值可随着线圈的直径或电感增加而减低。电感也可取决于感应线圈的数个匝。此外，随着感应线圈的直径增加，近场的有效率能量传送区域可增加。其它谐振电路为可能的。作为另一非限制性实例，电容器可在感应线圈的两个端子之间并联地置放(例如，并联谐振电路)。此外，感应线圈可经设计成具有高品质(Q)因数以改良感应线圈的谐振。举例来说，Q因数可为300或更大。

[0056] 如上文所描述，根据一些实施例，揭示在处于彼此的近场中的两个感应线圈之间耦合电力。如上文所描述，近场可对应于其中存在电磁场但电磁场不可传播或辐射远离感应线圈的感应线圈周围的区。近场耦合模式区可对应于接近感应线圈的物理体积(通常在波长的小分数内)的体积。根据一些实施例，例如单匝及多匝回圈天线的电磁感应线圈是用于发射及接收两者，此是因为实务实施例中的磁性近场振幅倾于针对磁性类型线圈较高(相比于电类型天线(例如，小偶极)的电近场)。此允许所述对天线之间的潜在较高耦合。此外，可使用“电”天线(例如，偶极及单极)或磁性天线与电天线的组合。

[0057] 图3为展示图1的无线电力传送系统100的例示性核心及辅助组件的另一功能块图。无线电力传送系统300说明用于基座系统感应线圈304及电动车辆感应线圈316的通信链路376、导引链路366，及对准系统352、354。如上文参看图2所描述且在假定能量朝向电动车辆112流动的情况下，在图3中，基座充电系统电力接口360可经配置以将电力自例如AC或DC电力供应器126的电源提供到充电系统电力转换器336。基座充电系统电力转换器336可从基座充电系统电力接口360接收AC或DC电力，以在或接近基座系统感应线圈304的谐振频率下激发基座系统感应线圈304。电动车辆感应线圈316当在近场耦合模式区中时可从所述近场耦合模式区接收能量以在或接近谐振频率下振荡。电动车辆电力转换器338将来自电动车辆感应线圈316的振荡信号转换成适于经由电动车辆电力接口对电池组充电的电力信号。

[0058] 基座无线充电系统302包含基座充电系统控制器342且电动车辆充电系统314包含电动车辆控制器344。基座充电系统控制器342可包含到其它系统(未图示)的基座充电系统通信接口，其它系统例如，计算机、无线装置及电力分配中心，或智能型电力电网。电动车辆控制器344可包含到其它系统(未图示)的电动车辆通信接口，其它系统例如车辆上的机载计算机、其它电池组充电控制器、车辆内的其它电子系统，及远程电子系统。

[0059] 基座充电系统控制器342及电动车辆控制器344可包含用于具有分离通信信道的特定应用的子系统或模块。这些通信信道可为分离物理信道或分离逻辑信道。作为非限制性实例，基座充电对准系统352可经由通信链路356而与电动车辆对准系统354通信，以提供用于自主地或在操作员辅助下将基座系统感应线圈304与电动车辆感应线圈316更紧密地对准的反馈机制。相似地，基座充电导引系统362可经由导引链路366而与电动车辆导引系统364通信，以提供用以导引操作员以将基座系统感应线圈304与电动车辆感应线圈316对准的反馈机制。另外，可存在例如通信链路376的分离通用通信链路(例如，信道)，其是由基座充电通信系统372及电动车辆通信系统374支持以用于在基座无线电力充电系统302与电动车辆充电系统314之间传达其它信息。此信息可包含关于电动车辆特性、电池组特性、充电状况及基座无线电力充电系统302及电动车辆充电系统314两者的电力能力以及电动车辆112的维修及诊断数据的信息。这些通信链路或信道可为分离物理通信信道，例如，专用短程通信(DSRC)、IEEE 802.11(例如，WiFi)、蓝牙、紫蜂、蜂窝式等等。

[0060] 电动车辆控制器344也可包含管理电动车辆主电池组的充电及放电的电池组管理系统(BMS)(未图示)、基于微波或超声波雷达原理的停放辅助系统、经配置以执行半自动停放操作的刹车系统，及经配置以辅助很大程度上自动化停放“线控停放”的方向盘伺服系统，其可提供较高停放准确度，因此缩减基座无线充电系统102a及电动车辆充电系统114中任一者中的机械水平感应线圈对准的需要。另外，电动车辆控制器344可经配置以与电动车辆112的电子件通信。举例来说，电动车辆控制器344可经配置以与视觉输出装置(例如，仪表板显示器)、声波/音频输出装置(例如，蜂鸣器、扬声器)、机械输入装置(例如，键盘、触控萤幕，及指标装置，例如，操纵杆、轨迹球等等)及音频输入装置(例如，具有电子语音辨识的麦克风)通信。

[0061] 此外，无线电力传送系统300可包含检测及感应器系统。举例来说，无线电力传送系统300可包含用于供系统使用以将驾驶员或车辆适当地导引到充电地点的感应器、用以将具有所需分离度/耦合的感应线圈相互对准的感应器、用以检测可阻碍电动车辆感应线圈316移动到特定高度及/或位置以达成耦合的物件的感应器，及供系统使用以执行系统的可靠、无损害及安全操作的安全感应器。举例来说，安全感应器可包含用于检测超出安全半径的接近无线电力感应线圈104a、116的动物或儿童的存在、检测基座系统感应线圈304附近的可被加热(感应加热)的金属物件、检测例如基座系统感应线圈304上的白炽物件的危险事件及温度监视基座无线电力充电系统302及电动车辆充电系统314组件的感应器。

[0062] 无线电力传送系统300也可支持经由有线连接的插入式充电。有线充电端口可在将电力传送到电动车辆112或自电动车辆112传送电力之前将两个不同充电器的输出集成。切换电路可按需要提供用以支持无线充电及经由有线充电端口的充电两者的功能性。

[0063] 为了在基座无线充电系统302与电动车辆充电系统314之间进行通信，无线电力传送系统300可使用频带内传信及RF数据调制解调器(例如，经由无执照频带中的无线电的以太网)两者。频带外通信可提供足够频宽以用于将增值服务分配给车辆用户/持有者。无线电力载波的低深度振幅或调相可充当具有最小干扰的频带内传信系统。

[0064] 另外，可在不使用特定通信天线的情况下经由无线电力链路来执行一些通信。举例来说，无线电力感应线圈304及316也可经配置以充当无线通信发射器。因此，基座无线电力充电系统302的一些实施例可包含用于在无线电力路径上启用键控类型协议的控制器(未图示)。通过在使用预定义协议的情况下在预定义时间间隔下键控发射功率电平(振幅移位键控，接收器可检测自发射器的串列通信。基座充电系统电力转换器336可包含用于检测在由基座系统感应线圈304产生的近场附近作用中电动车辆接收器的存在或不存在的负载感应电路(未图示)。通过实例，负载感应电路监视受到在由基座系统感应线圈104a产生的近场附近作用中接收器的存在或不存在影响的流动到功率放大器的电流。功率放大器上的负载的改变的检测可由基座充电系统控制器342监视以用于确定是否启用振荡器以用于发射能量、是否与作用中接收器通信，或其组合。

[0065] 为了实现无线高电力传送，一些实施例可经配置以在从10kHz到60kHz的范围内的频率下传送电力。此低频耦合可允许可使用固态装置来达成的高效率电力转换。另外，相比于其它频带，可存在关于无线电系统的较少共存问题。

[0066] 所描述的无线电力传送系统100可供包含可再充电或可更换电池组的多种电动车辆102使用。

[0067] 图4为根据本发明的例示性实施例的展示安置于电动车辆412中的可更换无接触式电池组的功能块图。在此实施例中，低电池组位置可用于集成无线电力接口(例如，充电器到电池组无线接口426)且可从嵌入于接地端中的充电器(未图示)接收电力的电动车辆电池组单元。在图4中，电动车辆电池组单元可为可再充电电池组单元，且可容纳于电池组隔室424中。电动车辆电池组单元也提供无线电力接口426，所述无线电力接口426可按需要集成整个电动车辆无线电力子系统(包含谐振感应线圈、电力转换电路，及其它控制及通信功能)以用于在以接地为基础的无线充电单元与电动车辆电池组单元之间进行有效率且安全的无线能量传送。

[0068] 使电动车辆感应线圈集成成与电动车辆电池组单元或车辆本体的底部侧齐平使得不存在突出部件且使得可维持经指定接地到车辆本体间隙可有用。此配置可要求电动车辆电池组单元中的一些空间专用于电动车辆无线电力子系统。电动车辆电池组单元422也可包含电池组到EV无线接口422，及充电器到电池组无线接口426，其提供电动车辆412与如图1所展示的基座无线充电系统102a之间的无接触电力及通信。

[0069] 在一些实施例中且参看图1，基座系统感应线圈104a及电动车辆感应线圈116可处于固定位置，且所述感应线圈通过电动车辆感应线圈116相对于基座无线充电系统102a的总置放而被带入近场耦合区内。然而，为了快速、有效率且安全地执行能量传送，可需要缩减基座系统感应线圈104a与电动车辆感应线圈116之间的距离以改良耦合。因此，在一些实施例中，基座系统感应线圈104a及/或电动车辆感应线圈116可为可部署及/或可移动以将其带到较好对准中。

[0070] 图5A、5B、5C及5D为根据本发明的例示性实施例的用于感应线圈及铁氧体材料相对于电池组的置放的例示性配置的图解。图5A展示完全铁氧体嵌入式感应线圈536a。所述无线电力感应线圈可包含铁氧体材料538a及围绕铁氧体材料538a而卷绕的线圈536a。线圈536a自身可由多股绞合漆包线制成。可提供导电屏蔽层532a以保护车辆的乘客免于过度EMF发射。导电屏蔽可尤其有用于由塑料或复合材料制成的车辆。

[0071] 图5B展示用以增强耦合且缩减导电屏蔽件532b中的涡电流(热耗散)的经最佳设定尺寸铁氧体板(亦即，铁氧体衬底)。线圈536b可完全嵌入于非传导非磁性(例如，塑料)材料中。举例来说，如图5A到5D所说明，线圈536b可嵌入于保护性外壳534b中。在线圈536b与铁氧体材料538b之间由于磁性耦合与铁氧体磁滞损耗之间的取舍而可存在分离度。

[0072] 图5C说明其中线圈536c(例如，铜绞合漆包线多匝线圈)可在横向(“X”)方向上可移动的另一实施例。图5D说明其中感应线圈模块在向下方向上予以部署的另一实施例。在一些实施例中，电池组单元包含可部署电动车辆感应线圈模块及不可部署电动车辆感应线圈模块542d中的一者作为无线电力接口的部分。为了防止磁场穿透到电池组空间530d中且穿透到车辆的内部中，在电池组空间530d与车辆之间可存在导电层屏蔽件532d(例如，铜薄片)。此外，非导电(例如，塑料)保护层534d可用以保护导电层屏蔽件532d、线圈536d及铁氧体材料538d不受环境影响(例如，机械损害、氧化等等)。此外，线圈536d可在横向X及/或Y方向上可移动。图5D说明其中电动车辆感应线圈模块540d相对于电池组单元本体在向下Z方向上予以部署的实施例。

[0073] 此可部署电动车辆感应线圈模块542d的设计相似于图5B的电动车辆感应线圈模块的设计，惟在电动车辆感应线圈模块542d处不存在导电屏蔽件除外。导电屏蔽件532d与电池组单元本体留在一起。当电动车辆感应线圈模块542d未处于经部署状态中时，保护层534d(例如，塑料层)提供于导电屏蔽件532d与电动车辆感应线圈模块542d之间。电动车辆感应线圈模块542d自电池组单元本体的物理分离可对感应线圈的效能有积极影响。

[0074] 如上文所论述，经部署的电动车辆感应线圈模块542d可仅含有线圈536d(例如，绞合漆包线)及铁氧体材料538d。可提供铁氧体衬底以增强耦合且防止车辆的底部中或导电层屏蔽件532d中的过度涡电流损耗。此外，电动车辆感应线圈模块542d可包含用以对转换电子件及感应器电子件供电的可挠性电线连接件。此电线束可集成到机械齿轮中以用于部署电动车辆感应线圈模块542d。

[0075] 参看图1，上文所描述的充电系统可用于多种位置中以用于对电动车辆112充电或将电力传送回至电力电网。举例来说，可在停车场环境中出现电力的传送。应注意，“停放区域”在本文中也可被称作“停放空间”。为了增强车辆无线电力传送系统100的效率，电动车辆112可沿着X方向及Y方向而对准以使电动车辆112内的电动车辆感应线圈116能够与关联停放区域内的基座无线充电系统102a适当地对准。

[0076] 此外，所揭示实施例适用于具有一个或多个停放空间或停放区域的停车场，其中停车场内的至少一停放空间可包括基座无线充电系统102a。导引系统(未图示)可用以辅助车辆操作员将电动车辆112定位于停放区域中，以将电动车辆112内的电动车辆感应线圈116与基座无线充电系统102a对准。导引系统可包含用于辅助电动车辆操作员定位电动车辆112以使电动车辆112内的感应线圈116能够与充电站(例如，基座无线充电系统102a)内的充电感应线圈适当地对准的以电子为基础的途径(例如，无线电定位、测向原理，及/或光学感应方法、准光学感应方法及/或超声波感应方法)或以机械为基础的途径(例如，车辆车轮导引、追踪或停止)，或其任何组合。举例来说，导引系统可向车辆操作员呈现有助于定位电动车辆112的信息(例如，通过向车辆操作员呈现指示牌、方向或其它信息(例如通过扩充实境地显示于驾驶员的驾驶舱中)。此信息可包含自信标导引子系统(例如，磁性的或电磁的)导出的信息(例如，驾驶角度、距离值)。

[0077] 如上文所论述，电动车辆充电系统114可置放于电动车辆112的底侧上以用于从基座无线充电系统102a发射电力及接收电力。举例来说，电动车辆感应线圈116可集成到较佳接近中心位置的车辆底部中，从而提供关于EM曝露的最大安全距离且准许电动车辆之前向及反向停放。

[0078] 图6为根据本发明的例示性实施例的展示可用于对电动车辆无线充电的例示性频率的频谱的图表。如图6所展示，用于到电动车辆的无线高电力传送的可能频率范围可包含：在3kHz到30kHz频带中的VLF、在30kHz到150kHz频带中的较低LF(对于类似ISM的应用)，其具有一些排除：HF 6.78MHz(ITU-R ISM频带6.765MHz到6.795MHz)、HF 13.56MHz(ITU-R ISM频带13.553到13.567)，及HF 27.12MHz(ITU-R ISM频带26.957到27.283)。

[0079] 图7为根据本发明的例示性实施例的展示可有用于对电动车辆无线充电的例示性频率及发射距离的图表。可有用于电动车辆无线充电的一些实例发射距离为约30mm、约75mm，及约150mm。一些例示性频率可为VLF频带中的约27kHz及LF频带中的约135kHz。

[0080] 在电动车辆的充电循环期间，无线电力传送系统的基座充电单元(BCU)可经历各种操作状态。无线电力传送系统可被称作“充电系统”。BCU可包含图1的基座无线充电系统102a及/或102b。BCU也可包含控制器及/或电力转换单元，例如，如图2所说明的电力转换器
236。另外，BCU可包含一或多个基座充电垫，所述一或多个基座充电垫包含感应线圈，例如，如图1所说明的感应线圈104a及104b。随着BCU经历各种状态，BCU与充电站互动。充电站可包含如图1所说明的本地分配中心130，且可进一步包含控制器、图形用户接口、通信模块及至远程伺服器或伺服器的群组的网路连接。

[0081] 参看图1，上文所描述的充电系统可用于多种位置中以用于对电动车辆112充电或将电力传送回到电力电网。举例来说，可在停车场环境中出现电力的传送。应注意，“停放区域”在本文中也可被称作“停放空间”。为了增强车辆无线电力传送系统100的效率，电动车辆112可沿着X方向及Y方向而对准(例如，使用感应电流)以使电动车辆112内的电动车辆感应线圈116能够与关联停放区域内的基座无线充电系统102a适当地对准。

[0082] 此外，所揭示实施例适用于具有一个或多个停放空间或停放区域的停车场，其中停车场内的至少一停放空间可包括基座无线充电系统102a。导引系统(例如，上文关于图3所描述的导引系统362及364)可用以辅助车辆操作员将电动车辆112定位于停放区域中，以将电动车辆112内的电动车辆感应线圈116与基座无线充电系统102a对准。导引系统可包含用于辅助电动车辆操作员定位电动车辆112以使电动车辆112内的感应线圈116能够与充电站(例如，基座无线充电系统102a)内的充电感应线圈适当地对准的以电子为基础的途径(例如，无线电定位、测向原理，及/或光学感应方法、准光学感应方法及/或超声波感应方法)或以机械为基础的途径(例如，车辆车轮导引、追踪或停止)，或其任何组合。举例来说，导引系统可向车辆操作员呈现有助于定位电动车辆112的信息(例如，通过向车辆操作员呈现指示牌、方向或其它信息(例如通过扩充实境地显示于驾驶员的驾驶舱中)。此信息可包含从信标导引子系统(例如，磁性的或电磁的)导出的信息(例如，驾驶角度、距离值)。

[0083] 图8A为根据各种实施的实例多车辆及多停放停放及充电系统800的功能块图。图8A中所说明的组件可用于根据各种实施例的图1的无线电力传送系统100中。在实施例中，停放及充电系统800可包含多个充电站801a到801c，每一充电站对应于多个停放空间806a到806c中的一者，所述多个充电站801a到801c允许系统800对多个车辆(例如，电动车辆
808)同时充电。在一些实施例中，每一充电站801a到801c可包含基座控制器单元(BCU)(例如，BCU 804a到804c)、基座垫(例如，基座垫802a到802c)，及发射器803(例如，发射器803a到803c)。

[0084] 发射器803可经配置以在车辆808处于与使用对应于发射器803的BCU对车辆808充电相容的位置中时将在接收范围内的BCU识别发射到车辆808(例如，由车辆808的接收器812接收)。举例来说，发射器803a到803c可各自发射包括BCU识别且经配置以由车辆808的接收器812接收的信号(例如，信标信号)。在一些方面中，发射器803a到803c可经配置成使得由第一发射器803a发射的充电站识别符可仅由定位成实质上处于经定位有发射器803a的停放空间内的车辆808接收。举例来说，定位成实质上处于经定位有充电站801a的停放空间内的车辆808可仅能够自发射器803a接收充电站识别符，但可不能够接收用于充电站
801b及801c的充电站标识符。在非限制性实例中，自发射器803a发射的信号的强度可处于足以将充电站识别符成功发射到位于单一停放空间中的车辆808的位准。在其它方面中，车辆808可能能够自多个邻近充电站801a、801b及801c接收发射，但车辆808经配置以基于发射的一或多个特性(例如，基于信号强度或基于能够确定发射的方向分量)而具体地识别发射起源自的充电站801a、801b或801c。此情形可使车辆808能够从车辆808经定位成无线地接收电力所自的特定充电站801a、801b或801c的发射来确定充电站识别符。各种通信格式(例如，RFID、蓝牙LE、短程近接检测技术)是与根据本文所描述的某些实施例的发射器803a到803c及接收器812的使用相容。BCU 804a到804c与车辆808之间的此通信信道在一方面中可被认为某类型的近接检测器。在BCU 804也直接从车辆808接收信息的某些实施例中，可使用适当收发器来代替发射器803及接收器812。

[0085] 根据实施例，充电站801a到801c可与通信集线器通信，所述通信集线器例如，经配置以与基座充电站801a到801c中的每一者通信且经配置以经由网路816与一或多个停放及充电后端伺服器814通信的基座共同通信(BCC)系统815。网路816可为任何类型的通信网路，例如，因特网、广域网(WAN)、无线局域网(WLAN)，等等。各种通信格式(例如，HomePlug、以太网、RS-485、CAN)根据本文所描述的某些实施例针对BCC系统815与BCU 804a到804c之间的通信相容。通信集线器可与多个充电站801a到801c分离或可为多个充电站801a到801c的部分。

[0086] BCC 815可包括接收器817，所述接收器817经配置以与车辆808的发射器819通信，如下文更充分地予以描述。各种通信格式(例如，DSRC、蓝牙LE、WiFi)根据本文所描述的某些实施例针对BCC系统815与车辆808之间的通信(经由接收器817及发射器819)相容。在BCC 815也将信息发射到车辆808的某些实施例中，可使用适当收发器来代替接收器817，且可使用适当收发器来代替发射器819。

[0087] 在一些实施例中，每一充电站801a到801c可对应于上文关于图3所论述的基座无线充电系统302。举例来说，BCU 801a到801c可对应于基座充电系统控制器342；基座垫802a到802c可对应于基座系统感应线圈304；且每一充电站801a到801c可包含基座充电通信系统372。在其它实施例中，充电系统800可包含一或多个基座无线充电系统302(其可各自包含多个每系统组件，例如，基座充电系统控制器342)及基座系统感应线圈304。在各种实施例中，发射器803a到803c可置放于接近基座垫802a到802c的接地端上的路边缘，及/或直接集成到基座垫802a中。充电站801a到801c可包含多个发射器。

[0088] 在一些实施例中，多个停放空间806a到806c各自是用空间指示符(例如，字母或数字)标记。举例来说，充电站的指示牌可提供于停放空间上以便允许驾驶员识别对应充电站801。如图8A所展示，对应于充电站801a、BCU 804a及基座垫802a的停放空间806a可用空间指示符“A”来标记。对应于充电站801b、BCU 804b及基座垫802b的停放空间806b可用空间指示符“B”来标记。对应于充电站801c、BCU 804c及基座垫802c的停放空间806c可用空间指示符“C”来标记。空间指示符可辅助用户识别停放及充电系统800中的可用充电站801a到
801c。

[0089] 电动车辆808可包含车辆控制器单元(VCU)810、接收器812，及发射器819。在实施例中，电动车辆808可为车辆112(图1)。电动车辆808可包含上文关于图3所描述的电动车辆充电系统314。举例来说，VCU 810可对应于电动车辆控制器344，且电动车辆808可包含电动车辆通信系统374。电动车辆808可包含多个接收器、发射器，及/或收发器。

[0090] 电动车辆通信系统374可用以与位于停放及充电系统800中的充电站801a到801c中的每一者内的多个基座充电通信系统372中的一或多者通信。如上文关于图3所论述，电动车辆通信系统374可通过例如专用短程通信(DSRC)、IEEE 802.11(例如，WiFi)、蓝牙、紫蜂、蜂窝式等等的任何无线通信系统而与基座充电通信系统372通信。因此，在一些实施例中，电动车辆通信系统374可充当基座充电通信系统372可连接到的基地台。在其它实施例中，每一基座充电通信系统372可充当电动车辆通信系统可连接到的基地台。

[0091] 图8B示意性地说明根据本文所描述的某些实施例的在BCC 815、BCU 804与车辆808之间具有通信的实例布置。在电动车辆808(例如，车辆808a)定位于停放地点上之前(例如，在进入具有多个BCU 804a到804c的停放及充电系统800时或之后)，可在车辆808与BCC 
815之间建立第一通信链路(由图8B中被标注为“1”的菱形表示)(例如，使用发射器819及接收器817)。车辆808可经由所述第一通信链路而将至少一第一信号发射到BCC 815(例如，当车辆808a与至少一充电站801相隔第一距离时)。至少一第一信号可包括信息，所述信息的实例包含(但不限于)车辆识别、车辆特性、驾驶员信息、关于预期使用的支付方法的信息，或可有助于指派、调度或预订BCU 804中的一者以用于对车辆808充电的其它信息。

[0092] 在某些实施例中，BCC 815也可经由第一通信链路将信息发射(例如，通过发射至少一第三信号)到车辆808(例如，在使用收发器来代替发射器819及接收器817的配置中)。由BCC 815发射到车辆808的信息可包含(但不限于)：可用于对车辆808充电的BCU 804的数目、可用于对车辆808充电的BCU 804的身份、充电成本的调度、可用于使用可用BCU 804而对车辆808充电的选项的充电菜单，及可有助于指派、调度或预订BCU 804中的一者以用于对车辆808充电的其它信息。举例来说，在电动车辆808进入停放及充电系统800之前，BCC 
815可向车辆808告知BCU 804b、804c可用(其中用于BCU 804a的停放空间是由另一车辆
808b占据)。在做出对车辆808充电的指派、调度或预订之后，BCC 815可经由第一通信链路将关于可用以对车辆808充电的一或多个BCU 804的身份(例如，经指派、经调度或经预订用于对车辆808充电的一个BCU 804的身份)的信息发射到车辆808。

[0093] BCC 815也可与各种BCU 804通信(例如，经由有线连接，由图8B中被标记为“2”的菱形表示)。举例来说，BCC 815可与BCU 804a到804c通信以得知BCU 804a到804c中的哪些可用于对车辆808充电。在某些实施例中，在对车辆808充电的指派、调度或预订之后，BCC 815可将信息发射到可用于对车辆808充电的一或多个BCU 804(例如，待充电的车辆808的身份)。

[0094] 在某些实施例中，BCC 815可保持追踪哪些BCU 804当前不可用于对进来的车辆808充电。举例来说，BCC 815可保持追踪哪些BCU 804是用以对另一车辆充电(例如，BCU 
804a是用以对图8B中的车辆808b充电)。在某些实施例中，非电动车辆也可在BCU 804中的一或多者上停放，使得这些BCU 804也不可用于对车辆808充电(即使其当前不用以对车辆
808充电)。在某些这些实施例中，BCU 804经配置以检测在BCU 804处(例如，BCU 804上方)是否存在非电动车辆。举例来说，BCU 804可经配置以周期性地或间歇地将低电流注入到充电垫802中且测量归因于充电垫802上的大金属物件的电感改变。在检测到指示非电动车辆的电感改变之后，BCU 804可将BCU 804不可用于对车辆808充电传达到BCC 815(例如，将BCU 804标记为不可用于对电动车辆充电)。

[0095] 当电动车辆808进入具有多个可用充电站801a到801c的停放及充电系统800时，车辆808的驾驶员能够识别充电站801中的一或多者(例如，包括经调度以对车辆808充电的BCU 804的充电站801)。在实施例中，车辆808的驾驶员可使用(例如)如上文所描述的空间指示符来视觉上识别停放空间806。因此，车辆808的驾驶员可在停放设施内导航以得知用于提供能量以对电动车辆808充电的可用(例如，经指派、经调度或经预订)充电站801。如上文所描述，BCC 815可将充电系统808针对车辆808已预订的特定充电站804传达到车辆808。可经由用户接口将关于充电站804的信息提供给用户。当车辆808接近停放空间806时或一旦车辆808停放于停放空间806中，充电站801就可试图与现在处于通信范围内的车辆808配对。

[0096] 充电站801的发射器803可经配置以经由第二通信链路发射至少一第二信号(例如，信标信号)(例如，当车辆808与至少一充电站801相隔第二距离时，其中第二距离小于第一距离)。至少一第二信号可包括BCU 804的识别，且电动车辆808的接收器812可经配置以接收至少一第二信号。每一基座充电通信系统372可充当电动车辆通信系统374可连接到的基地台。每一BCU 804可具有基座通信系统372可广播的全域或局域唯一识别符(例如，“BCU1”)。举例来说，在使用DSRC标准的实施例中，基座充电通信系统372可广播“BCU1”的WBSS ID。充电站801的发射器803可经配置以指示BCU 804的ID，及/或广播识别符(例如“BCU1”)。因此，当电动车辆808进入例如停放空间806a的停放空间时，所述车辆808上的接收器812可接收BCU 804的识别符。

[0097] 因为电动车辆808上的接收器812可具有短于电动车辆通信系统374的通信范围的通信范围(例如，第一通信链路具有比第二通信链路长的范围)，所以接收器812可在处于停放空间806a中时仅能够接收至少一第二信号。VCU 810可从接收器812获得BCU804a的识别符，且可造成电动车辆通信系统374连接到适当基座充电通信系统372。在某些实施例中，充电站801可开始使用基座垫802处的感应电流以在电动车辆808接收充电站801的识别且经由基座充电通信系统372而连接时帮助将电动车辆808与基座垫802对准。

[0098] 如果驾驶员已将车辆808定位成接近于不同于先前经指派、经调度或经预订以用于对所述车辆808充电的BCU的BCU 804，则BCC 815可再指派、再调度或再预订接近于所述车辆808的所述BCU 804以对所述车辆808充电。如果驾驶员已将车辆808定位于两个邻近BCU 804之间，则BCC 815可作出所述两个BCU 804中的一者的适当指派以对车辆808充电(例如，最接近车辆808的BCU 804)，即使此指派包括重新指派支持不同BCU 804的经先前调度BCU 804。

[0099] 一旦在电动车辆808与对应于适当停放空间806的充电站801之间建立通信链路，所述通信链路就可用于如下各者中的一或多者：电动车辆导引、电动车辆对准、充电控制、状况传达、授权、识别、支付管理等等。

[0100] 图9A为根据本文所描述的某些实施例的车辆的实例状态图，且图9B至9E为对应于各种状态的实例流程图。在“经断开”状态(参见(例如)图9D)中，车辆808尚未与停放及充电系统800通信，且车辆808扫描(例如，连续地、周期性地、间歇地)与之通信的BCC 815。在“经连接”状态(参见(例如)图9D)中，在已检测到与之通信的BCC 815之后，车辆808可建立与所述BCC 815的通信信道(例如，安全或不安全)，且可与所述BCC 815交换适当信息(例如，车辆识别)。

[0101] 图9B为根据本文所描述的某些实施例的“经检测”状态的实例流程图。在“经检测”状态中，车辆808的接收器812检测来自BCU 804的发射器803的信号，因此车辆808处于与继续进行充电过程相容的位置中。举例来说，车辆808可自BCC 815接收用于对车辆808充电的可用BCU 804的列表，且可扫描所述可用BCU 804中的一者。在检测到可用BCU 804之后，车辆808可将BCU识别发送到BCC 815，所述BCC 815接着将经检测BCU 804分配给车辆808的充电且进入“开始对准”状态。如果未检测到可用BCU 804，则车辆808再进入“经连接”状态。

[0102] 车辆808的接收器812可贯穿对准过程及/或充电过程而不断地、周期性地或间歇地扫描BCU识别。如果检测到新BCU识别(例如，归因于车辆808移动成较接近另一可用BCU)，则车辆808确定车辆808是否已经与另一BCU相关联。如果否，则车辆808将BCU识别发送到BCC 815，所述BCC 815接着将经检测BCU 804分配给车辆808的充电且进入“开始对准”状态。BCU 804到车辆808的充电的分配可由车辆808执行、由BCC 815执行，或由其两者执行。如果车辆808已经与另一BCU 804相关联，则车辆808确定所述BCU 804是否处于对准模式中，且如果是，则停止对准模式。如果车辆808检测多个BCU，则车辆808可(例如)基于所接收信号强度指示(RSSI)及/或飞行时间及BCU读数来确定为进行充电使用更佳BCU(例如，最接近BCU)。用于充电的更佳BCU的确定可由车辆808执行、由BCC 815执行，或由其两者执行。车辆808可接着自较不佳BCU断开，且可将更佳BCU的识别发送到BCC以用于分配给充电过程。
在将BCU分配给充电过程之后，开始对准过程。

[0103] 图9C为根据本文所描述的某些实施例的“对准”状态的实例流程图。在“对准”状态中，对准过程继续进行以将充电垫802与车辆808的VCU 810的线圈对准，其中检查对准程度的计分或其它测量(例如，不断地、周期性地、间歇地)以确定是否达成所要对准位准。举例来说，如果对准计分大于或等于预定位准，则充电垫802及VCU 810被视为对准，且车辆808进入“经对准/就绪”状态。“经对准/就绪”状态(参见(例如)图9D)为完成对准之后的静止状态，直到接收开始充电的用户动作或车辆动作为止。

[0104] 一旦接收开始充电的用户动作或车辆动作，车辆808就处于“准备充电”状态(参见(例如)图9E)，其中对准被验证。如果有效对准，则充电过程继续进行，且如果并非有效对准，则车辆再进入“对准”状态。

[0105] 在“充电”状态(参见(例如)图9E)中，将动态车辆充电参数发送到BCU，且充电过程继续进行以对车辆808充电。在“充电停止/完成”状态中(参看(例如)图9E)，由于检测到的疵点条件或因为车辆808被完全充电，所以已暂停充电过程。如果归因于检测到疵点条件而暂停充电过程，则一旦解析疵点条件，则可重新开始充电过程。举例来说，如果疵点条件为：对准不足以继续进行充电过程，则车辆808可再次被置于“对准”状态中。

[0106] 图10为根据本文所描述的某些实施例的用于车辆808与BCC 815之间的通信的实例流程图。图10的流程图可应用于与BCC 815通信的每一车辆808。一旦在车辆808与BCC 815之间建立通信信道(例如，安全或不安全)，车辆808可将信息(例如，车辆识别、车辆的充电特性)发送到BCC 815，且车辆808可经授权待由充电系统800充电。BCC 815可将关于可用充电空间、这些可用空间的位置及这些可用空间的数目的列表的信息发送到车辆808。BCC 
815也可将车辆识别及/或自车辆808接收的其它信息发送到可用BCU 804。

[0107] 一旦接近于BCU 804，车辆808就可检测来自充电站801的发射器803的信号，且可将充电垫识别符发送到BCC 815，所述BCC 815接着可预订经检测BCU以用于车辆808的车辆识别。在起始并完成用以将车辆808的VCU 810与BCU 804的充电垫对准的对准过程之后，BCU 804可将充电器特性发送到车辆808，且充电过程可继续进行。一旦完成充电且车辆808自BCU 804及BCC 815断开，BCC可移除现有预订且将所述BCU815标记为再次可用。如果在图10的过程流程期间，车辆808检测另一BCU识别，则BCC 815可检查以查看车辆808是否已经被指派具有另一BCU 804的另一充电空间及对准电流是否接通。取决于这些条件，BCC 815可改变为车辆808预订的BCU 804。

[0108] 在某些实施例中，BCU 804也可检测车辆识别且可测量BCU 804与车辆808之间的信号的RSSI及/或飞行时间(例如，往返延迟)以确定哪一BCU 804最接近车辆808，其可被视为用于对车辆808充电的最好BCU 804。用于充电的最好BCU的确定可由车辆808执行、由BCC 815执行，或由其两者执行。以与由BCU将其识别发射到车辆808相似的方式，某些实施例的车辆808可将其识别发射到BCU。举例来说，车辆808可使用具有滚动车辆识别的算法以处理隐私问题。在某些实施例中，电动车辆808经配置以接通及关断发射器819(例如，自动地或由驾驶员)，以避免在无需或不需要发射的时间期间进行此发射至少一第一信号(例如，以保护隐私)。

[0109] 图11为根据本文所描述的某些实施例的在自动充电空间选择过程中在车辆808、BCC 815与BCU 804(例如，BCU1、BCU2、BCU3)当中发送的信号的实例图解。在连接状态中，车辆808可连接到BCC 815且将车辆信息发射到BCC 815(例如，以至少一第一信号经由第一通信链路)(例如，当车辆808与至少一充电站801相隔第一距离时)。在车辆接近状态中，BCC 815可将关于接近的车辆808的信息发射到BCU 804。并非闲置的BCU(例如，不可用于对接近的车辆808充电的BCU；图11中的BCU1及BCU2)可逾时且在预定时间周期之后舍弃车辆信息(例如，车辆识别)。在BCU检测状态中，闲置BCU(例如，BCU3)可将其BCU识别(例如，以至少一第二信号经由第二通信链路，例如，蓝牙LE广告)(例如，当车辆808与至少一充电站801相隔小于第一距离的第二距离时)发射到车辆808，且车辆808可将所接收BCU识别发射到BCC 
815。

[0110] 在BCU车辆配对状态中，BCC 815可预订具有已在连接状态中接收的车辆识别的BCU(例如，BCU3)以对车辆808充电，且BCC 815可将将车辆识别与BCU配对的对应信号发送到BCU(例如，BCU3)。在对准状态中，车辆808可将信号发送到BCC 815，所述BCC 815将信号发送到BCU 804，从而开始对准过程，且BCU 804可通过经由其充电垫发射对准电流来做出响应。一旦已完成对准，车辆808就可将信号发送到BCC815，BCC 815将信号发送到BCU 804，从而停止对准过程。在充电状态中，车辆808可将信号发送到BCC 815，所述BCC 815将信号发送到BCU 804，从而开始对准过程，且BCU 804可通过经由其充电垫发射充电电流来做出响应。一旦已完成充电，车辆就可将信号发送到BCC 815，BCC 815将信号发送到BCU 804，从而停止充电过程。在断开状态中，车辆808自BCC 815断开，且BCC 815注解：BCU 804再次可用于对进来的车辆充电。

[0111] 根据上文的某些实施例，信息的交换可使用两种不同信道以用于进行关于不同目的的通信。以下的实施例的某些方面是有关可根据上文所描述的实施例发生于不同信道上的不同类型的通信。虽然以下的实施例可关于图1至3的电动车辆无线充电系统114及基座无线充电系统102a予以描述，但所述实施例适用于本文尤其关于图8A及8B(例如，关于BCU 804与VCU 810之间的通信的描述)所描述的通信控制器的配置中任一者。举例来说，下文所描述的通信控制器可在某些方面中根据图8A予以配置。

[0112] 电动车辆基础设施通信接口可包含经配置以有效地管理充电过程的两种不同信道(例如，第一通信链路及第二通信链路)。在某些实施例中，提供用于与包含经配置以对电动车辆808充电的充电站801的无线电动车辆充电系统800通信的方法。所述方法包含在电动车辆808与充电系统800的通信控制器(例如，BCC 815)之间建立第一通信链路。所述方法包含经由第一通信链路与充电系统800的通信控制器(例如，BCC 815)交换一或多个服务消息，所述服务消息指示电动车辆808或充电系统800的一或多个能力、用于自充电站无线地接收电力的授权或鉴认中的至少一者。所述方法进一步包含经由第一通信链路响应于交换一或多个服务消息而发送指示用于将电动车辆808导引到充电站801的请求的导引请求消息。所述方法进一步包含自充电站801接收一或多个导引信标以用于执行导引操作或与充电站801的对准操作中的至少一者，所述导引信标至少部分地地形成第二通信信道。所述方法进一步包含自导引信标提取充电站801的识别符。所述方法进一步包含将指示电动车辆808与充电站801之间的对准的消息发送到通信控制器，所述消息进一步包括充电站801的识别符及电动车辆808的识别符。所述方法进一步包含响应于经由第一通信信道发送指示对准的消息而将充电请求消息发送到通信控制器。与本文所描述的某些实施例相容的导引信标的实例包含(但不限于)磁性导引信标及电磁导引信标。

[0113] 在某些实施例中，所述方法进一步包含建立与充电站801的第二通信链路，其中所述第二通信链路经配置以经由用于将电力传送到电动车辆808的无线电力场的调制而传达数据。第二通信链路可经配置以经由用于将电力传送到电动车辆808的无线电力场的负载调制或角调制中的一者来传达数据。在某些实施例中，第二通信链路经配置以经由负载调制或角调制中的一者来传达与电动车辆808与充电系统800之间的电力控制、安全传信、充电站的识别符、导引信息或对准信息中的至少一者相关的数据。第二通信链路可经配置以经由处于或实质上处于无线电力场的频率下的调制而进行通信。第二通信链路可经配置以经由用于传送电力的无线电力场的调制而广播充电站的装置识别符(ID)。

[0114] 在某些实施例中，提供用于在电动车辆808处自充电站801无线地接收电力的设备。所述设备包含无线电力接收电路，所述无线电力接收电路包含电力传送组件，所述电力传送组件经配置以在足以对电动车辆的电池组充电的位准下自充电站801无线地接收电力。所述设备进一步包含通信控制器(例如，VCU 810)，所述通信控制器可操作地与无线电力接收电路连接。所述通信控制器经配置以建立与经配置以控制充电站801的充电系统的基座通信控制器815的第一通信链路。通信控制器经进一步配置以经由第一通信链路而与充电系统的基座通信控制器815交换一或多个服务消息，所述服务消息指示电动车辆808或充电系统800的一或多个能力、用于自充电站801无线地接收电力的鉴认或授权中的至少一者。通信控制器经进一步配置以经由第一通信链路响应于交换一或多个服务消息而发送指示用于将电动车辆808导引到充电站801的请求的导引请求消息。无线电力接收电路经配置以自充电站801接收一或多个导引信标以用于执行导引操作或与充电站801的对准操作中的至少一者，所述导引信标至少部分地形成第二通信信道。无线电力接收电路经配置以自导引信标进一步抽取充电站801的识别符。通信控制器经进一步配置以将指示电动车辆808与充电站801之间的对准的消息发送到基座通信控制器815，所述消息进一步包括充电站801的识别符及电动车辆808的识别符。通信控制器经进一步配置以响应于经由第一通信信道发送指示对准的消息而将充电请求消息发送到基座通信控制器815。与本文所描述的某些实施例相容的导引信标的实例包含(但不限于)磁性导引信标及电磁导引信标。

[0115] 在某些实施例中，提供用于与包含经配置以对电动车辆808充电的充电站801的无线电动车辆充电系统800通信的设备。所述设备包含用于在电动车辆808与充电系统800的通信控制器之间建立第一通信链路的装置。所述设备进一步包含用于经由第一通信链路与充电系统800的通信控制器交换一或多个服务消息的装置，所述服务消息指示电动车辆808或充电系统800的一或多个能力、用于自充电站801无线地接收电力的授权或鉴认。所述设备进一步包含用于经由第一通信链路响应于交换一或多个服务消息而发送指示用于将电动车辆808导引到充电站801的请求的导引请求消息的装置。所述设备进一步包含用于自充电站801接收一或多个导引信标以用于执行导引操作或与充电站801的对准操作中的至少一者的装置，所述导引信标至少部分地形成第二通信信道。所述设备进一步包含用于自导引信标提取充电站801的识别符的装置。所述设备进一步包含用于将指示电动车辆808与充电站801之间的对准的消息发送到通信控制器的装置，所述消息进一步包括充电站801的识别符及电动车辆808的识别符。所述设备进一步包含用于响应于经由第一通信信道发送指示对准的消息而将充电请求消息发送到通信控制器的装置。与本文所描述的某些实施例相容的导引信标的实例包含(但不限于)磁性导引信标及电磁导引信标。

[0116] 在某些实施例中，提供用于与包含经配置以对电动车辆808充电的充电站801的无线电动车辆充电系统通信的方法。所述方法包含在电动车辆808与充电系统800的通信控制器之间建立第一通信链路。所述方法进一步包含经由第一通信链路与电动车辆808的通信控制器交换一或多个服务消息，所述服务消息指示电动车辆808或充电系统800的一或多个能力、用于自充电站801无线地接收电力的鉴认或授权中的至少一者。所述方法进一步包含经由第一通信链路响应于交换一或多个服务消息而接收指示用于将电动车辆808导引到充电站801的请求的导引请求消息。所述方法进一步包含将用以自充电站801发射一或多个导引信标的消息发送到充电站以用于执行导引操作或与电动车辆808的对准操作中的至少一者。所述方法进一步包含自电动车辆808的通信控制器(例如，VCU 810)接收指示电动车辆808与充电站801之间的对准的消息，所述消息进一步包括充电站801的识别符及电动车辆
808的识别符。所述方法进一步包含响应于经由第一通信信道接收指示对准的消息而自电动车辆808的通信控制器接收充电请求消息。所述方法进一步包含将消息发送到充电站801以起始电力传送。在某些实施例中，所述方法进一步包含建立与电动车辆的第二通信链路，其中所述第二通信链路经配置以经由用于将电力传送到电动车辆的无线电力场的调制而传达数据。与本文所描述的某些实施例相容的导引信标的实例包含(但不限于)磁性导引信标及电磁导引信标。

[0117] 第一通信链路可为基于(例如)IEEE 802.11或其类似者的“频带外”信道。第二通信链路可为使用磁性频带内通信(例如，用于电动车辆充电的频带内命令及控制通信)的信道。频带内信道可(例如)通过调制来自基座无线充电系统102a(例如，初级)的电力载波场且通过调制处于电动车辆无线充电系统114(例如，次级的)处的负载来再使用现有电力充电特征及组件。调制基座无线充电系统102a处的电力载波(例如，调制用于电力传送的无线场)可包含多种类型的调制技术，例如，振幅调制及角调制。角调制可包含任何类型的调相、调频，及类似者。此外，调制可包含为实现通信的在基座无线充电系统102a处的磁性向量角的调制。在一些方面中，此调制可不添加任何额外硬件成本，此是因为基座无线充电系统的现有组件是用于实现频带内传信。

[0118] 使用磁性频带内通信的第二信道可用于局域化安全及电力控制传信。使用第二频带内信道可提供保护免于信号干扰、人为干扰，或提供黑客的缩减的机会。可经由第一频带外信道发生其它通信。

[0119] 基座无线充电系统102a及电动车辆无线充电系统114二者可实施无线信道以用于通信。每一系统可具有对应通信控制器。

[0120] 在实施例中，第二频带内信道可用于确保电动车辆无线充电系统114保持呈对准状态且未损害安全性(归因于专用安全/功率控制信道)。另外，在载波频率或电力传送下或附近调制的第二频带内信道可广播基座无线充电系统102a的装置识别符(ID)。ID的此广播允许电动车辆与无线充电系统114通信以确定在对准时基座无线充电系统102a的ID，如上文所描述。在对准结束时，电动车辆无线充电系统114可经由第一频带外信道将“对准完成”消息发送到基座无线充电系统通信控制器，所述消息包含车辆的ID及基座无线充电系统102a的ID。举例来说，通信控制器可协调针对若干基地充电站的通信(如上文关于图8A所描述)，且因此接收车辆的ID及供定位车辆的用于无线电力传送的关联基座无线充电系统
102a(例如，经定位有车辆的关联基座无线充电系统102a)的ID。也可使用磁性向量化，从而允许车辆导引到停放地点中，继之以与基座无线充电系统对准。

[0121] 在某些实施例中，第二频带内信道也可(例如)通过调制负载来传达来自电动车辆无线充电系统114的功率电平请求。可通过改变功率电平且也经由频带内通信来传达回来自基座无线充电系统102a的响应。

[0122] 在实施例中，当针对预定时间周期尚未在电动车辆无线充电系统114与基座无线充电系统之间(例如)经由第二频带内通信信道发送命令时，电动车辆无线充电系统114将“心跳(heartbeat)”消息发送到基座无线充电系统102a。如果未传回响应，则电动车辆无线充电系统114开始紧急关机过程。如果在预定时间周期内尚未自电动车辆无线充电系统114接收到消息，则基座无线充电系统102a开始紧急关机过程。

[0123] 在实施例中，如果活物件是由电动车辆无线充电系统114检测到，则发送电力暂息命令。

[0124] 在实施例中，第一频带外通信信道(例如，经由IEEE 802.11或其类似者)可用于其它特征，例如用于高位准命令。举例来说，这些特征可包含可选增值服务、充电及计量。第一频带外信道也可用于导引信息、配对、开始电力传送，及重新开始电力传送。通常经由第二频带内信道发送的各种电力控制消息也可经由第一频带外通信信道而发送。

[0125] 此外，当针对预定时间量尚未在电动车辆无线充电系统114的通信控制器与基座无线充电系统102a的通信控制器之间发送命令时，基座无线充电系统可终止电力传送。可经由第二频带内信道发送用以终止电力传送的命令，但也可经由第一频带外信道发送用以终止电力传送的命令。如果计费参数及要求为充电的部分，则可经由第一频带外通信信道来发送适当命令。

[0126] 在已配对且发生电力传送之前，可在电动车辆无线充电系统通信控制器与基座无线充电系统通信控制器之间建立经由第一频带外信道的通信。在实施例中，一旦完成对准及配对且电力传送已开始，则经由第二频带内信道来交换安全及电力控制消息。

[0127] 如上文所描述，在一方面中，经由第二频带内信道而自电动车辆无线充电系统至基座无线充电系统的通信可通过场的调制(例如，变化电动车辆无线充电系统114的负载)来实现。

[0128] 如上文进一步所描述，经由第二频带内信道而自基座无线充电系统102a与电动车辆无线充电系统114的通信可通过供应到车辆的电力载波的调制(例如，供应到车辆的电力载波的角调制)来实现。

[0129] 在实施例中，为了形成/使用第二磁性频带内通信信道，在第一频带外信道上发生初始通信。可根据实施例来使用以下例示性信息交换序列，但下文所描述的交换的任何组合或次序被预期为是根据本文所描述的原理。首先，在与基座无线充电系统相关联的通信控制器及与电动车辆无线充电系统相关联的通信控制器之间可存在经由第一频带外信道的关联。可经由所述第一信道发生服务发现及服务细节的进一步交换。服务发现可包含经由第一信道的硬件能力的交换。另外，视情况可经由第一信道发生与服务及支付选择、支付细节及合同鉴认有关可其它交换。

[0130] 如果硬件或计费方法不相容，则序列可终止。基座无线充电系统102a可确定硬件相容性，且电动车辆无线充电系统可确定计费相容性。

[0131] 在初始关联及其它序列之后，电动车辆无线充电系统的通信控制器可经由第一信道将导引请求发送到基座无线充电系统的通信控制器。基座无线充电系统接着可启动充电系统的导引信标。电动车辆112可接着移动到可发生导引及对准的停放地点。

[0132] 在导引及对准期间，电动车辆无线充电系统114可检测导引信标且可读取发射于导引信标中的用于基座无线充电系统102a的ID，且可(视情况)向驾驶员提供导引。经由导引信标的ID在一些方面中可被认为是经由第二频带内信道。

[0133] 随着电动车辆移动到停放地点中，电动车辆无线充电系统114可自导引切换到对准。电动车辆无线充电系统114可继续检测磁性信标，且可向驾驶员提供对准信息。电动车辆无线充电系统可再次自导引信标读取基座无线充电系统102a的ID。

[0134] 一旦电动车辆112停下来，电动车辆无线充电系统114及基座无线充电系统可经由磁性信标确认对准。

[0135] 在实施例中，电动车辆无线充电系统114的通信控制器经由第一频带外信道发送指示已完成对准且可包含电动车辆无线充电系统114的ID及基座无线充电系统的ID的消息。可在基座无线充电系统102s的通信控制器已连接且管理用于若干基座无线充电系统102a、102b的通信，且基座无线充电系统102a的通信控制器可需要知晓电动车辆112定位于哪一特定基座无线充电系统102a上以起始无线电力传送(例如，电动车辆112停放于哪一特定基座无线充电系统102a上)时使用此通信，如参考图8A至8B所描述。同样地，如果通信控制器经配置以支持单基座无线充电系统102a，则所述基座无线充电系统可利用电动车辆实际上经定位成用于与特定基座无线充电系统102a的电力传送(例如，停放于所述特定基座无线充电系统102a上方)的确认。

[0136] 在配对过程期间，电动车辆无线充电系统114可撷取(例如)编码于磁性信标中的基座无线充电系统102a的ID，且可接着将指示完成对准的消息发送到基座无线充电系统的通信控制器。如所描述，消息可包含基座无线充电系统102a的ID及电动车辆无线充电系统114的ID。如果基座无线充电系统102a的通信控制器不与具那个ID的基座无线充电系统相关，则基座无线充电系统的通信控制器可拒绝指示完成对准的消息，此情形暗示电动车辆无线充电系统与基座无线充电系统的错误通信控制器通信。

[0137] 如果基座无线充电系统的通信控制器接受指示完成对准的消息，则可起始电力传送。

[0138] 在建立第一频带外通信信道之后(例如，在传达指示完成对准的消息之后)，如果实施可选计费特征，则电动车辆无线充电系统114及基座无线充电系统102a的通信控制器可出于计费/计量目的而经由第一频带外通信信道来交换消息。

[0139] 在实施例中，为了起始电力传送，电动车辆无线充电系统114经由第一频带外信道将充电起始消息发送到基座无线充电系统102a的通信控制器。基座无线充电系统102a的通信控制器在设备适当地运行的情况下发送确认，否则基座无线充电系统102a的通信控制器将拒绝发送到电动车辆无线充电系统114的通信控制器且终止电力传送。一旦电力已开始传送，则第二频带内信道经启动以用于交换其它电力控制消息等。

[0140] 根据上文所描述的通信交换，图12为根据例示性实施例的用于在充电系统与电动车辆之间交换通信的例示性方法的流程图。

[0141] 在实施例中，由电动车辆无线充电系统114经由第一频带外信道发送到基座无线充电系统102a的请求的实例包含(但不限于)：

[0142] ·将功率电平设定到指定功率电平(例如，设定到X KW，其中X为指定千瓦数)。

[0143] ·将电流设定到指定电流电平(例如，设定到Y安培，其中Y为指定安培数)。

[0144] ·将电压设定到指定电压电平(例如，设定到Z伏特，其中Z为指定伏特数)。

[0145] ·暂息电力传送(待经由第一信道而重新开始)。

[0146] ·停止电力传送(车辆无需更多电力)。

[0147] 在实施例中，由电动车辆无线充电系统114经由第二频带内信道发送到基座无线充电系统102a的请求的实例包含(但不限于)：

[0148] ·改变电力设定。

[0149] ·快速停止充电。

[0150] 基座无线充电系统可经由第二频带内信道发送回应答消息，或可不经由第二频带内信道发送回应答消息。在实施例中，经由第一频带外信道发送所有其它命令及响应。

[0151] 在实施例中，电动车辆无线充电系统114可终止经由第一频带外信道或第二频带内信道的电力传送。

[0152] 因为第二磁性频带内通信的波特率在某些实施例中可较低(例如，相比于第一信道)，所以可使用小二进位命令及响应。

[0153] 在一些实施例中，也可使用第一频带外信道来代替第二频带内信道，而作为到第二频带内通信的备份。

[0154] 在方面中，消息的可能次序可实质上包含：服务发现、服务细节、服务及支付选择、支付细节、合同鉴认、充电参数发现、电力递送、计量状况、计量接收，及终止充电。应了解，此次序为一个可能的次序，且根据本文所描述的实施例应预期上述的任何其它次序或某些消息的排除。

[0155] 图13说明根据本文所描述的某些实施例的与充电系统800通信的例示性方法900的流程图，所述充电系统800包括经配置以对电动车辆808充电的多个充电站。图14说明根据本文所描述的某些实施例的与电动车辆808通信的例示性方法1000的流程图。尽管方法900及方法1000在本文中参看上文关于图8A及8B所论述的电动车辆808及多车辆及多停放停放及充电系统800予以描述，但所属领域的一般技术人员将了解，方法900及方法1000可由其它合适装置及系统来实施。举例来说，方法900可由例如VCU810(图8A)的处理器或控制器来执行。对于另一实例，方法1000可由例如BCC 815(图8A)的处理器或控制器来执行。尽管方法900及方法1000各自在本文中参看特定次序予以描述，但在各种实施例中，本文中的块可以不同次序来执行，或可省略，且可添加额外块。

[0156] 在方法900的操作块910中，经由第一通信链路将至少一第一信号发射到充电系统800(例如，当电动车辆与多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时)。所述至少一第一信号指示电动车辆808的车辆识别符。在方法900的操作块920中，经由第二通信链路自多个充电站中的至少一充电站接收至少一第二信号(例如，当电动车辆与至少一充电站相隔第二距离时，其中第二距离小于第一距离)。所述至少一第二信号指示至少一充电站的充电站识别符。

[0157] 在方法1000的操作块1010中，经由第一通信链路自电动车辆808接收至少一第一信号(例如，当电动车辆与多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时)。所述至少一第一信号指示电动车辆808的车辆识别符。在方法1000的操作块1020中，经由第二通信链路将至少一第二信号发射到电动车辆(例如，当电动车辆与至少一充电站相隔第二距离时，其中第二距离小于第一距离)。所述至少一第二信号指示充电站800中的至少一充电站的识别符。

[0158] 图15为根据本文所描述的某些实施例的用于与充电系统通信的设备1100的功能块图，所述充电系统包括经配置以对电动车辆充电的多个充电站。图16为根据本文所描述的某些实施例的用于与电动车辆通信的设备1200的功能块图。所属领域的技术人员将了解，设备1100及设备1200可具有多于图15及16所展示的简化块图的组件。图15及16仅包含有用于描述权利要求书的范畴内的实施的一些突出特征的那些组件。

[0159] 设备1100包括用于经由第一通信链路将至少一第一信号发射到充电系统(例如，当电动车辆与多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时)的装置1110，其中所述至少一第一信号指示电动车辆的车辆识别符。在某些实施例中，用于发射的装置1110可由发射器819(图8A)实施。设备1100进一步包括用于经由第二通信链路自多个充电站中的至少一充电站接收至少一第二信号(例如，当电动车辆与至少一充电站相隔第二距离时，其中第二距离小于第一距离)的装置1120，其中所述至少一第二信号指示至少一充电站的充电站识别符。在某些实施例中，用于接收的装置1120包括接收器812(图8A)。

[0160] 设备1200包含用于经由第一通信链路自电动车辆接收至少一第一信号(例如，当电动车辆与多个充电站中的至少一充电站相隔第一距离时)的装置1210，其中所述至少一第一信号指示电动车辆的车辆识别符。在某些实施例中，用于接收的装置1210可由接收器817(图8A)实施。设备1200进一步包括用于经由第二通信链路发射至少一第二信号(例如，当电动车辆与至少一充电站相隔第二距离时，其中第二距离小于第一距离)的装置1220，其中所述至少一第二信号指示充电系统的至少一充电站的识别符。在某些实施例中，用于发射的装置1220包括发射器803a到803c。

[0161] 上文所描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何适当装置(例如，各种硬件及/或软件组件、电路及/或模块)来执行。通常，诸图中所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置来执行。

[0162] 可使用多种不同技术中的任一者来表示信息及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示可贯穿以上描述所引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及芯片。

[0163] 结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路及步骤在上文大体上已按功能性予以描述。此功能性是实施为硬件抑或软件视特定应用及强加于整个系统的设计约束而定。可针对每一特定应用以变化的方式来实施所描述功能性，但这些实施决策不应被解释为会导致脱离本发明的实施例的范畴。

[0164] 可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或经设计以执行本文所描述的功能的其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其任何组合来实施或执行结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性块、模块及电路。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可经实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一或多个微处理器，或任何其它此配置。

[0165] 结合本文所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤及功能可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以所述两者的组合体现。如果以软件实施，则所述功能可作为一或多个指令或代码而存储于有形非暂时性计算机可读媒体上或经由有形非暂时性计算机可读媒体而发射。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可抹除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、抽取式磁盘、CD ROM，或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。存储媒体耦接到处理器使得处理器可自存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代例中，存储媒体可与处理器成一体。如本文中所使用的磁盘及光盘包含紧密光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字影音光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘通过激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范畴内。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。所述ASIC可驻留于用户终端机中。在替代例中，处理器及存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端机中。

[0166] 出于概述本发明的目的，已在本文中描述本发明的某些方面、优点及新颖特征。应理解，根据本发明的任何特定实施例，可未必达成所有这些优点。因此，可以达成或最佳化如本文所教示的一个优点或优点的群组而未必达成如可在本文中教示或建议的其它优点的方式来体现或进行本发明。

[0167] 上述实施例的各种修改将易于显而易见，且本文所定义的通用原理可在不脱离本发明的精神或范畴的情况下应用于其它实施例。因此，本发明不意欲限于本文所展示的实施例，而应符合与本文所揭示的原理及新颖特征一致的最广范畴。