電感式的獲取或供應裝置及其監測方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于由電動車輛電感地獲取或供應電能/電的電感式的獲取或供應裝置。電感式的獲取或供應裝置具有：適合測量至少一個物理參數的測量裝置，該物理參數表征了通過相應的獲取或供應裝置電感地傳輸的電能；標識，該標識用于鑒定電感式的獲取或供應裝置的接口所有者的身份；和比較元件，該比較元件設置用于將在接口側測得的至少一個物理參數與在獲取側或供應側測得的至少一個物理參數進行比較。本發明還涉及一種用于對電動車輛與電感式的獲取或供應裝置的電感式耦合進行監測的方法。
【專利說明】
電感式的獲取或供應裝置及其監測方法
[0001 ] 本發明是基于申請日為2012年11月15日、申請號為2012800220544.3、發明名稱為 "用于對電能/電進行測量和計量的計量及測量點系統和方法"的中國專利申請(PCT國際申 請PCT/EP2012/072738進入中國國家階段)的母案的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明總的來說涉及一種用于對由消耗單元在某個固定的地理位置上從獲取裝 置中獲取的電能/電(有功工作和/或無功工作)進行測量和計量的計量和測量點系統。本發 明同樣涉及一種用于位置不固定地對電流進行測量、計量和結算的方法。
【背景技術】
[0003] 目前，最主要是通過連接固定屬于某塊地皮的電網實現電能/電的供應。這些電網 接口固定分配給某個接口用戶。為了對通過電網接口獲取的電能/電進行測量、計量和結 算，固定安裝了位置固定的電表。這樣就利用計電表算出了通過電網接口獲取的或者供應 的電能/電。沒有根據以下情況提出區分，即分別是何人或哪個消耗器在被測的接口上獲取 能量/電。
[0004] DE 695 09 529(EP 0 769 218)描述了一種配電網。其為此提供了一種解決方案， 艮P，能夠以參與者為基礎進行結算，并且不會例如像SE 425 123、US 4 352 992或EP 0 047 089提出的那樣限定于某個固定的地理點。
[0005] DE 695 09 529描述了一種配電網，其由電線、多個具有至少一個插座裝置的、用 于量取電流的量取裝置和與單個或者多個量取裝置通過電網通信的計算機單元組成。只要 能接通量取裝置，那么這些量取裝置就還在電網側配有所謂的調節及控制裝置，該調節及 控制裝置用于鑒定操作人員的身份并且接通插座裝置。
[0006] 將耗能單元與量取裝置連接在一起的操作人員由與量取裝置相連接的計算機單 元或調節裝置通過裝入耗能單元的微型處理器鑒定身份。于是，在描述的系統中，量取裝置 或者說與之相連接的計算機單元鑒定操作人員或消耗單元的身份。這只能通過以下方式實 現，即，在由DE 695 09 529描述的配電網中，將量取裝置與單獨為此安裝的計算機單元相 連接，因為在那里，根據該發明，量取裝置(在分別與為此安裝的計算機單元相連接的情況 下）除了量取裝置自身的信息以外，還必須有能力提供或讀取關于全部系統參與者的所有 信息。通過鑒定身份使得操作人員能夠通過接通控制裝置獲取電能，這個鑒定身份的過程 根據DE 695 09 529是通過本身為一個或者較少數量的量取裝置而安裝的計算機單元和量 取裝置之間進行的通信得以發生的，具體來說是關于與配電網重疊的信號。根據此發明的 配電網利用的是計算機單元和量取裝置之間的電力線通信。
[0007] EP-A-2 192 386描述了一種用于對電能的消耗或產生進行計量和測得的計量及 測量點系統。該系統具有一定數量的位置固定的、與電網相連接的、并且適合通過消耗和/ 或產生單元獲取或供應電能的獲取裝置。這些獲取裝置配有標識，借助該標識能夠鑒定接 口所有人的身份。該系統還具有至少一個能夠鑒定身份的、位置不固定的功能性單元，用于 對由消耗和/或產生單元在一個或者多個位置固定的獲取裝置上通過電導體獲取的或者說 供應的電能進行測量和計量。位置不固定的功能性單元包括用于檢測獲取裝置的標識的裝 置、用于對從進行檢測的獲取裝置中獲取和/或供應到該獲取裝置中的電能進行計量和測 得的可鑒定身份的裝置、用于存儲測定的計量及測量數據以及獲取分別使用的獲取裝置的 標識的裝置、和用于讀取被存儲的數據的裝置。
[0008] 在EP-A-2 192 386中描述的計量及測量點系統還有以下特征，即，計量技術不是 靜態的，而是移動式的。除了這種布置方式在接口位置成本和進而基礎設施的總成本方面 提供的大量優點以外，然而移動地布置該計量技術-例如在車輛中-也導致可考慮某種特定 的攻擊情景：
[0009] 系統的攻擊者不是僅僅將注冊為系統參與者的消耗器連接在不導電的（即首先針 對偷電采取了安全保障措施的）獲取裝置上。而是-例如借助Y電纜或者其他的裝置-將多個 消耗器與獲取裝置相連接。如果隨后由已注冊的消耗器成功地實現了授權，那么導電地接 通獲取裝置。然后就從所有連接著的消耗器上獲取電流，但是由于計量器是移動地安置的， 所以只對已注冊的消耗器通過與之相連接的導線分支獲取的電流進行計量。其它的消耗器 就例如通過"背負(Huckepack)"通過合法消耗器也有效地自由接通，而不用對它們獲取或 供應的電進行計量。于是就可能通過這種人為的操縱行為避開對消耗器的正確歸屬的確定 和對所獲取電流的結算。
【發明內容】
[0010] 因此，本發明的基本目的在于，特別是為公知的計量和測量點系統提供一種偷電 防護機構。
[0011] 還有一個對移動式計量和測量點系統的要求是，降低用于充電設施的成本。因此， 需要如下地構造該針對攻擊行為的防護機構，即，不違背讓系統特別有成本效益的設計。根 據本發明的系統的特征在于，剛好在基礎設施這方面不需要第二個、靜態安裝的、被校準的 電表。
[0012] 本發明從一種測量及計量點系統出發，即，其由與電網固定相連的（位置固定的） 獲取和/或供應裝置和能夠鑒定身份的、位置不固定的功能性單元組成，功能性單元用于對 通過消耗單元在位置固定的獲取和/或供應裝置上獲取的或供應的電能/電進行測量和計 量。
[0013] 根據本發明的系統具有一個或者多個位置固定的、與電網相連接的并且適于通過 消耗/產生單元獲取電能/電的獲取和/或供應裝置。此外，該系統還具有至少一個能夠鑒定 身份的、位置不固定的、用于對通過消耗/產生單元在一個或者多個位置固定的獲取和/或 供應裝置上傳導地獲取或供應的電能/電進行測量和計量的功能性單元。
[0014] 這些位置固定的獲取和/或供應裝置分別配有一個用于測量至少一個物理參數的 測量裝置，其中，這個或者這些物理參數表征了通過相應的獲取和/或供應裝置獲取或供應 的電能。這根據要求可以是對電流、電壓、相應的相位、功率等等或有效工或無用工的測量。
[0015] 位置不固定的功能性單元同樣配有用于測量至少一個物理參數的測量裝置，其表 征著在相應的獲取和/或供應裝置和配有位置不固定的功能性單元的消耗/產生單元之間 傳輸的電能。它們根據要求可以是對電流、電壓、各個相位、功率等或者有效工或無用工的 測量或者其中的多個參量。測量裝置可以是位置不固定的功能性單元的特別裝置，但或者 也可以是在EP-A-2 192 386中被描述為位置不固定的功能性單元的一部分的裝置，其自身 用于對電能/電進行測量和計量。
[0016]此外，在根據本發明的系統中設置了比較元件，其將在接口側測定的測量值（即優 選地是被測電流和/或功率)與在獲取側或供應側測定的測量值（即優選地是電流和/或功 率)進行比較。優選地，在接口側測得的物理參數和在獲取側或供應側測得的物理參數是一 致的（即分別是電流、或者分別都是功率等等）。作為代替，在接口側測得的物理參數和在獲 取側或供應側測得的物理參數是不同的，并且比較元件設置用于將測得的物理參數換算成 能夠相互比較的參量。
[0017] 此外，本發明提供一種用于監測在位置固定的獲取和/或供應裝置上對獲取或供 應電的情況的裝置。該裝置可以優選地用在根據本發明的計量和測量點系統中，但是不限 于此。該裝置具有用于測量至少一個物理參數的測量裝置，這個/這些參數表征了在相應的 獲取和/或供應裝置和配有位置不固定的功能性單元的消耗/產生單元之間傳輸的電能。這 按照要求可以是對電流、電壓、各個相位、功率等等或者是有效工或無用工的測量。該測量 裝置配屬于位置不固定的功能性單元。
[0018] 優選地實現測量值的存儲。此外還設置了比較元件，它將在獲取/供應側、即例如 在電動車中測得的電流和/或功率(或者其他合適的比較值)與已經提供的、在接口側(位置 固定的）測得的電流和/或功率的測量值(或者其他合適的測量值)進行比較。也可以考慮的 是，為了顧及例如無功功率和有功功率，或者為了顧及是用不同的測量方法和/或技術測定 要進行比較的值，從測量值中獲得特殊比較值，正如上面已經闡述過的那樣。
[0019] 優選地，該裝置用于監測并防止在非授權的情況下獲取電。
[0020] 在一種可選的構造方案中，根據本發明的系統具有多個位置固定的、與電網相連 的、并且適于通過消耗/產生單元電感地獲取或供應電能/電的獲取裝置或供應裝置。此外， 該系統還具有至少一個能夠鑒定身份的位置不固定的功能性單元，其用于對通過消耗/產 生單元在一個或者多個位置固定的獲取裝置上電感地獲取或供應的電能/電進行測量和計 量。
[0021] 獲取和/或供應裝置分別配有一個用于測量物理參數的測量裝置，其中，該物理參 數表征了流過相應的獲取和/或供應裝置的電流。這根據要求可以是對電流、電壓、各個相 位、功率等等或者是有效工或無用工的測量。
[0022] 位置不固定的功能性單元同樣配有用于測量物理參數的測量裝置，該物理參數表 征了在相應的獲取和/或供應裝置和配有位置不固定的功能性單元的消耗/產生單元之間 流動的電流。該測量裝置可以是位置不固定的功能性單元的特別的裝置，但是或者也可以 是在EP-A-2 192 386中被描述為位置不固定的功能性單元的一部分的裝置，其自身對電 能/電進行測量和計量。此外，在根據本發明的系統中設置了比較元件，它將在接口側測得 的電流和/或功率與在獲取側測得的電流和/或電流進行比較，在有些情況下還與額外的計 量進行比較。
[0023] 在這種作為代替的構造方案中，上述監測獲取/供應電的裝置用于對獲取裝置/供 應裝置和進行獲取/供應的裝置，即位置不固定的功能性單元，之間的電感式耦合進行監 測 。
[0024] 獲取和/或供應裝置
[0025] 首先闡述了位置固定的獲取和/或供應裝置。在與電網固定相連的（位置固定的） 獲取和/或供應裝置的幫助下，消耗和/或產生單元連接在電網上。這一般都傳導地實現。因 此基本上是指插座，其中，構造方式并不重要。不同類型的傳導連接都有可能，無論是對于 單相或多相的交流電、強電流、直流電等等。
[0026] 在電感式獲取和/或供應裝置的情況下，這例如可以構造成能夠導入地下的導體 回線。
[0027] 獲取和/或供應裝置配有用于對流經相應的獲取裝置的電流進行電流和/或功率 測量的裝置。在接口側的測量裝置設置用于以相同或不同的時間間隔進行測量和/或以預 設的或隨機的時間間隔進行隨機測量。此外，在接口側的測量裝置設置用于提供測量值作 為瞬間值和/或作為任意地保持不變或變化的長度的時間區間內的平均值。
[0028] 然而在獲取和/或供應裝置上卻沒有設置電表。
[0029] 獲取和/或供應裝置還優選地具有通信單元，它向比較單元傳輸測定的測量值。這 可以自動實現，或者根據要求通過比較單元或者通過位置不固定的功能性單元實現。
[0030] 獲取和/或供應裝置優選地具有標識，以便能夠為了結算的目的鑒定獲取和/或供 應裝置的所有者的身份。該標識可以是一次性的（可能給一個人配有多個獲取裝置）。在最 簡單的情況下，獲取和/或供應裝置具有一個編號作為標識就足夠了，這個編號例如壓印在 獲取和/或供應裝置上，并且借助它能夠鑒定該獲取和/或供應裝置的身份。任何其他形式 的標識（例如可視的或電子的）也同樣可以。通過微型處理器對取電獲取和/或供應裝置進 行標識也是可以的。
[0031] 在標識的幫助下能夠將每個獲取和/或供應裝置明確地配屬給一個結算伙伴，即 其所有人，從而使結算成為可能。這里如通過將標識與存儲在數據庫或其他裝置中的關于 接口所有者的信息進行比較來實現。可能的是，存儲關于獲取和/或供應裝置的其他信息。 [0032]位置不固定的功能性單元
[0033]除了該獲取裝置/供應裝置，計量和測量點系統的另一個組成部分是與電網固定 相連并且位置不固定的功能性單元，它基本上由電表和其他(公知的）用于獲取獲取裝置/ 供應裝置的標識的、用于存儲測量和計量數據的裝置以及使用的獲取裝置/供應裝置和用 于讀取存儲的數據的裝置組成。
[0034]根據本發明，為位置不固定的功能性單元配置了用于對從相應的獲取和/或供應 裝置流向配有功能性單元的消耗/產生單元的電進行電流和/或功率測量的裝置。該測量裝 置可以是位置不固定的功能性單元的一部分。然而，作為代替該測量單元可以從構造上并 且可能也在空間上與位置不固定的功能性單元分隔開。該測量單元也可以是在EP-A-2 192 386中描述為位置不固定的功能性單元的一部分的、用于對電能/電進行測量和計量的裝 置。在獲取側的測量單元設置或者說適合用于以相同或不同的時間間隔進行測量和/或以 預設的或隨機的時間間隔進行隨機測量。在獲取側的測量單元還優選地設置用于提供測量 值作為瞬間值和/或作為任意地保持不變或變化的長度的時間區間的平均值。
[0035]位置不固定的功能性單元連同能夠基于標識鑒定身份的獲取和/或供應裝置構成 計量和測量點系統。位置不固定的功能性單元在其自身方面能夠清楚地鑒定身份。在此有 可能的是，為這個單元持久地分配一個固定的身份(例如通過使用僅一次性分配的電表編 號）。除了固定的計量器編號以外或者作為它的代替，這個單元還可以通過其相應的使用者 配有一個身份（以類似的方式，如同手機要在放入SIM卡以后才成為能夠清楚鑒定身份的系 統參與者)或者修改這個固定的身份。
[0036]據此，位置不固定的功能性單元優選地由以下的技術裝置構成，它們的空間布局 和/或技術實施形式可以發生變化：
[0037] (1)用于檢測獲取和/或供應裝置的標識的裝置
[0038] 需要用于檢測獲取和/或供應裝置的標識的裝置，其能夠有區別地構造。例如通過 操作人員實現手動地檢測該標識，例如通過讀取獲取裝置上的標識，并且將該標識記錄、輸 入等等到于此適合的裝置中（例如輸入到為此設計的儀器中）。優選自動地檢測該標識。這 不僅能夠通過使用者實現(為此，該人員持有為此設計的用于讀入并存儲獲取和/或供應裝 置上的標識的儀器，并且將標識讀入該儀器中），也能夠自動化地實現(為此在使用相應的 技術方法、例如無線電的情況下自動地讀取獲取和/或供應裝置的標識）。優選地，這通過條 形碼識別器和相應的讀取器實現，或者通過RFID標簽和RFID讀取器實現。
[0039] (2)用于計量和測量的能夠鑒定身份的裝置
[0040]此外還在位置不固定的功能性單元中設置了用于對由消耗和/或產生單元從先前 已識別的獲取和/或供應裝置中獲取和/或供應到獲取裝置或供應裝置中的電能/電進行計 量和測得的裝置。該裝置是一種電表(優選地是用于單相或多相交流電的雙向的負載間檔 儀），其中，它的功能在細節上可以顯著變化，并且與位置不固定的計量及測量點的使用環 境相關。
[0041] (3)用于存儲數據的裝置
[0042] 此外還設置了用于存儲由功能性單元測定的計量及測量數據以及分別使用的獲 取和/或供應裝置的測定的標識的裝置。這例如是存儲芯片、硬盤或其他的存儲元件，其中 存儲著或者至少緩存了用于繼續使用的數據。
[0043] (4)用于讀取存儲的數據的裝置
[0044] 最后還設置了用于讀取被儲存數據的裝置。不僅測量數據，還有分別使用的獲取 和/或供應裝置的標識都必須能夠從存儲器中讀取出來，以能夠進一步處理。在此，數據的 讀取在技術上能夠以不同的方式實現。通常涉及數據接口，通過它能夠以不同的方式手動 地或者說完全或部分自動化地讀取這些數據(視接口類型而定）。例如可能是全自動地遠程 讀取的接口，其中，數據例如無線地傳輸到中央計量機單元上。同樣也可能是用于半自動地 進行讀取的接口（例如為此操作人員將存儲媒介借助接口連接到用于傳輸數據的裝置上， 并且將數據傳輸給中央計量機單元）。也有可能是一種手動地/可視地讀取數據的裝置(例 如顯示器，它能夠手工操作地或用其他方式容納可視的數據，并且緊接著進行傳輸）。
[0045]先前闡述的功能性單元的裝置的布置方式可以變化。特別是不需要在空間上緊密 地連接，例如讓所有的裝置都布置在一個位置上，例如在一個儀器中。至關重要的是，前述 裝置要以描述的方式和方法作為位置不固定的功能性單元共同起作用。功能性單元的裝置 或組件不是獲取裝置的一部分，而是特別地總體上或者至少部分地布置在獲取和/或供應 裝置以外，優選地總體上布置在消耗和/或產生單元中。通過這種布置方式確保了針對每一 個移動式消耗和/或產生單元只需要一次根據（1)至(4)描述的裝置。與在DE 695 09 529中 不同的是，不需要附加的計量機單元與獲取和/或供應裝置進行通信或者對其進行控制， 和/或不需要關于與電網重疊的信號的通信。因此，除了簡單地安裝獲取和/或供應裝置以 外，不需要在電網基礎設施方面的工作。
[0046]在一種實施方式中，位置不固定的功能性單元總體上或者部分地設置在耗電和/ 或供電單元以外，并且在作為一個單獨模塊的意義上完全地或者絕大部分設置在獲取和/ 或供應裝置以外。在這種情況下，這些技術裝置或組件都完全或部分地集成到連接在耗電 和/或供電單元和獲取和/或供應裝置之間的儀器中。由此使得即使其中沒有完全集成裝置 (1)至(4)的耗電和/或供電單元也能夠利用位置不固定的計量及測量點的所有功能。
[0047]比較元件
[0048]此外還設置了物理比較單元或相應軟件形式的比較元件，它將在獲取側測得的電 流和/或功率與已經提供的、在接口側測得的電流和/或功率的測量值進行比較，其中，為了 比較的目的會需要進行計量。該比較元件優選地設置用于當被比較的測量值以如下方式相 互偏差、即超過預設的相差閾值時，就引發行為。例如，該比較元件例如通過相應的控制單 元使得無電壓地斷開獲取裝置，或者通知位置不固定的功能性單元。
[0049] 優選地，比較元件或者說比較單元是位置不固定的功能性單元的一部分。作為一 種代替，比較元件或者說比較單元是位置固定的裝置的一部分。
[0050] 作為代替，"Remote(遠程)"執行比較任務，也就是說，比較元件既不是位置固定的 也不是位置不固定的單元的一部分，而是中央處或中央計算機單元的一部分。此外，比較不 必同時與獲取或供應一起進行，而是也可以隨后進行。
[0051]獲取裝置和比較元件/比較單元和/或位置不固定的、功能性單元之間的通信無線 地實現或者通過電纜實現。
[0052]計量及測量點系統的擴展的優選構造方案
[0053]根據本發明的計量及測量點系統的功能可以擴展出以下的優選構造方案。
[0054] 優選地可以使通過位置不固定的功能性單元檢測獲取和/或供應裝置的標識的過 程自動化，為此電子地(例如借助于微型處理器)標記出該獲取裝置，并且位置不固定的功 能性單元(在其自身方面使用微型處理器的情況下)讀取該標識。在這里也可以考慮應用加 密技術，也就是說編碼的數據傳輸。必要的通信可以無線地(例如用藍牙、WLAN、NFC等)實 現，或者通過電纜實現，其中，該電纜也可以集成到獲取和/或供應裝置和位置不固定的功 能性單元之間的連接導線中。只要位置不固定的功能性單元定位在消耗和/或產生單元內， "數據導線"就也可以是消耗和/或產生單元的連接電纜的一部分。
[0055] 位置不固定的功能性單元可以額外地配有這樣一種裝置，它允許測量/檢查與獲 取和/或供應裝置的電連接的繼續存在的情況和持續時間，也就是說以一定的時間間隔或 持久進行。測定的電連接的持續時間可以存儲在相應地修改的存儲裝置中。
[0056] 還優選地如下裝配該位置不固定的功能性單元，即，使得它只有當某個消耗和/或 產生單元(或者說它的使用者)是授權的系統參與者時，才讓其獲取/供應電能/電。為此，該 獲取裝置可以配有開關，其（出于運行、操作和權利安全的原因）只有當位置不固定的功能 性單元證明了該消耗和/或產生單元或者說它的使用者有權向獲取和/或供應裝置獲取/供 應時，才允許電流動。
[0057]根據這種優選的實施方式，位置不固定的功能性單元讀取獲取和/或供應裝置的 標識。緊接著，位置不固定的功能性單元或與該單元進行通信的計量機單元檢查該單元是 否有權在獲取裝置上進行獲取/供應。如果結果是肯定的，那么位置不固定的功能新單元向 獲取裝置的電子鎖傳輸相應的信號(在一定程度上是電子密鑰），該信號使得屬于獲取和/ 或供應裝置的開關合閉。
[0058] 獲取和/或供應裝置最后可以借助電子鎖根據位置不固定的功能性單元的要求， 或者在位置不固定的功能性單元和獲取和/或供應裝置之間的電連接分隔開時，再次打開 開關(例如在收到保持開關合閉的信號之后)并且中斷電壓和電流。
[0059] 位置不固定的功能性單元還可以與用于通信和遠程讀取的裝置組合在一起。對在 位置不固定的計量及測量點上測定的、并且存儲在位置不固定的功能性單元中的數據的處 理結果必須進行傳輸，用于進一步處理，特別是用于結算。被存儲的數據(計量及測量數據 以及獲取和/或供應裝置的標識以及可能還有連接持續時間）的傳輸是每個測量及結算系 統的中央組成部分。此外也可能在朝位置不固定的功能性單元的方向上進行通信，例如用 于使獲取和/或供應裝置的接通自動化，或者用于傳輸可能用于控制的其他數據。
[0060] 這些數據在該裝置的幫助下被傳輸給對其進行處理的計算機單元。數據處理形成 用于由相應的位置不固定的功能性單元測定的、在獲取裝置上的獲取/供應行為進行結算 的基礎。數據的傳輸在此通過不同的傳輸技術得以實現。特別是可以通過相應的通信裝置 (持久地或者以一定的間隔)無線自動地傳輸數據。這種通信裝置例如可以利用現有的移動 無線電網（具有不同的數據傳輸協議）、無線局域網(WLAN)或者其他的（移動)無線電技術。 這些數據在此可以不加密地或者-理想地并且有利于必要的數據安全性地-加密傳輸。
[0061] 也有可能將位置不固定的計量及測量點與半自動化的數據傳輸進行組合，例如為 此由操作人員在位置不固定的功能性單元的幫助下通過接口（在使用無線或有線技術的情 況下)手動啟動數據傳輸。
[0062] 位置不固定的功能性單元可以與數據庫組合起來，數據庫中存有要用于單個的或 者成組的獲取和/或供應裝置(能夠通過其標識鑒定身份)的信息，這些信息是從對于獲取 和/或供應裝置及其所有人進行身份鑒定所需的數據中推導出來的。例如是分配給獲取裝 置的電網接口的電費、獲取和/或供應裝置的功率特征值(利用什么樣的功率能夠從獲取 和/或供應裝置中取出或者說供應電能），或者有可能是獲取裝置的個性化的負載間檔，消 耗和/或產生單元能夠以這樣的負載間檔(Lastprofile)在那里獲取/供應電能/電。
[0063]借助這些信息可以檢測獲取和/或供應裝置的所有想要的參數，并且使其可供使 用。由此就能夠在技術上特別簡單地構造該獲取裝置，并且在進行通信時僅傳輸最小數量 的數據(具體來說就是接口標識）。
[0064] 在先前描述的實施方式的一種轉化方案中，該數據庫可以完全地或者部分地存儲 在數據存儲器的與位置不固定的功能性單元進行組合的數據庫中。通過位置不固定的功能 性單元的通信接口就能夠持續不斷地或者以一定的間隔更新數據庫。
[0065] 位置不固定的功能性單元還可以額外地設計帶有這樣一種裝置，它使得能夠對連 接著消耗和/或產生單元的電能/電的消耗或產生進行調節。背景條件是能夠對消耗和/或 產生單元在電網中的集成情況進行調節。用于進行調節的裝置優選地布置在消耗和/或產 生單元內，并且通過位置不固定的功能性單元的通信裝置進行控制。可以如下地構造該裝 置，即，使它從中央計算機單元無線地向消耗和/或產生單元傳輸用于啟動或結束或任何其 他對獲取/供應過程進行修改的信號，并且相應地調節當前負載間檔(Lastgang)。
【具體實施方式】
[0066]本發明可以用于電動車領域中。以下優選實施例描述了這個領域的典型應用情 況。為了以下的表述，選擇了電動車輛作為消耗及產生單元，其中集成了根據本發明的位置 不固定的功能性單元。位置不固定的功能性單元和獲取和/或供應裝置共同形成根據本發 明的計量及測量點系統的前提。
[0067] 接口識別
[0068]在電動車輛連接在獲取和/或供應裝置的情況下，裝入獲取裝置的開關首先是打 開的。沒有電流通過。電動車輛內的讀取器可以在電動車輛和獲取裝置之間形成連接之后 讀取獲取和/或供應裝置的標識。讀取過程可以無線地或有線地實現，例如借助電纜，借助 它使電動車輛連接在獲取和/或供應裝置上。讀取的標識被存儲在存儲器中。
[0069]位置不固定的功能性單元的授權
[0070]然后使用該標識啟動用于對裝入獲取裝置內的開關進行授權的開關流程。可以如 下地實現，即，讓電動車輛借助它的通信模塊將獲取和/或供應裝置的標識發送給中央計算 機單元，并且該中央計算機單元在對于獲取和/或供應裝置和電動車輛的使用者所存儲的 數據的基礎之上向電動車輛發送信號，該信號確定電動車輛或其使用者是否被授權在相應 的連接點上獲取/供應電能/電。其中例如可以在中央計算機單元這一方考慮，使用者對先 前獲取的電進行的計量是否拖欠，以及它的電動車輛是否能夠/應該在相應的獲取和/或供 應裝置上獲取電流。
[0071] 控制/調節參數的通信
[0072] 此外可以通過中央計算機單元向電動車傳輸其他的、確定以后的獲取過程的數 據。于是例如可以傳輸存儲的關于獲取裝置的最大充電功率、特定的充電情況或類似信息。 這可以在考慮其他的數據(例如關于蓄電池的充電狀態)的情況下實現，這些數據是先前通 過通信單元傳輸給中央計算機的，并且這些數據與存儲的關于消耗和/或產生單元的數據 保持一致。
[0073]獲取和/或供應裝置的接通
[0074] 如果電動車輛收到授權信號，那么它借助使用的電子方法向獲取和/或供應裝置 的電子鎖發送電子密鑰。如果授權信號（例如特定的編碼)符合電子鎖的要求，該信號就能 合閉開關，并且能夠(可能在考慮到由中央計算機單元為該獲取裝置和這個參與者傳輸的 限制條件的情況下)獲取或供應電能/電。
[0075] 在一種轉化方案中也可以考慮的是，關于各個獲取和/或供應裝置、接通/解鎖流 程、電動車輛及其使用者的所有數據并不存儲或并不僅僅存儲在中央計算機單元上，而是 存儲在電動車自身的存儲單元上。這樣一來，在形成連接時一開始可以省去與中央計算機 單元的通信工作。在這種變化方案中，存儲在存儲器上的數據以有規律的或無規律的間隔 (自動地或通過手動引導)與存儲在中央計算機單元上的數據進行比較。
[0076] 測量負載間檔/計量
[0077] 在電動車輛中作為位置不固定的功能性單元的一部分裝入的電表(例如負載間檔 計量器（Lastgangz紐iler))對獲取的/供應的能量/電進行計量。獲取/供應流程會一直繼 續，直到它（i)由電動車輛的使用者(例如在傳導情況下拔出插頭，或者在電感式的情況下 開走車輛由消耗和/或產生單元本身(近似不需要時，例如在蓄電池充滿時)或者-只 要存在-(iii)由調節裝置終止。調節裝置的干涉是以相應的請求為前提的，g卩，優選地由中 央計算機單元向位置不固定的功能性單元發送該請求，并且由它轉發給調節裝置。這并不 排除通過電動車的電池管理系統自主調節消耗的情況。測量儀將測得的負載間檔-可能連 同測得的時間框架數據(開始/結束)-傳輸給存儲裝置，該存儲裝置將這些數據連同關于獲 取裝置的標識的信息一起存儲在電子存儲器中。
[0078] 此外，-一旦開啟用于授權的系統參與者（即消耗和/或產生單元）的充電過程-就 測量(布置在車輛中、電纜中等等的）獲取裝置和移動的位置不固定的功能性單元中的電流 和/或功率。這以電容、電感或電阻的形式實現，并且例如可以分別通過測量電阻、霍爾傳感 器或者通過其他的測量裝置實現。在這里至關重要的是電流測量和電流計量之間的差別。 在位置不固定的功能性單元中進行、并且正好在獲取裝置中沒有進行電流計量期間，根據 本發明在雙方、即在獲取和/或供應裝置和在功能性單元中進行電流測量，其中，在位置不 固定的單元中優選地由計量器的測量技術承擔測量任務。
[0079] 優選地在雙方持續地并且經過相同的時間間隔進行電流測量。然而不必以特定的 時間間隔進行測量。統計法在避免數據的意義上是優選的。例如處理瞬間值或者對一個時 間段求積分并比較。本發明同樣包括由瞬間值和積分或一步步的方法(Stuf enansatz)構成 的組合方式。
[0080] 然后就通過完全或部分地位于獲取裝置和/或移動單元中的比較單元(其可能包 含測量技術)對在獲取裝置和移動單元中測得的值進行比較。當比較裝置只存在于獲取和/ 或供應裝置或只存在于功能性單元中時，就將分別在另一個位置上檢測的測量值傳輸給比 較裝置。
[0081] 比較是持續地和/或周期性地和/或以變化的（隨機或不隨機）、優選地能夠參數化 的時間間隔進行的。
[0082] 測量值優選地在控制單元中被電子評估，或者借助可參數化的預定值得以闡明。 在此，通過合適的方法相應于確定的因素觸發某個行為。
[0083 ]在傳導充電的情況下，例如可以通過合適的接口接入、前接另一個機構（I n s tanz) (例如向汽車駕駛員自動打電話、向控制中心反饋、向基礎設施合作伙伴提供消息），和/或 在該行為發生之前、期間或之后向其報告。如果這些值的偏差量超過一定的公差極限，就可 以由此出發，即此時或曾經在獲取和/或供應裝置上不僅連接著合法的消耗器，而且還連接 著一個或者多個不合法的消耗器，并且除了合法的消耗器以外還額外地獲取著或獲取了或 供應了電流。如果比較結果超過公差極限，那么例如斷開獲取和/或供應裝置的電壓。同樣 地，作為代替或者補充也可以考慮做出其他的行為。例如可以阻止移動參與者。
[0084]優選地，控制單元向中央管理單元(控制中心）發送警報信號。該警報信號使得之 后在取消警報之前都無法成功地向相關的系統參與者進行授權，并且接口位置不再能夠導 電地接通。
[0085] -依據控制單元的布置方式-可以通過獲取和/或供應裝置本身實現斷開獲取裝置 的電壓，或者通過移動功能單元實現。
[0086] 在電感式充電的情況下，例如可以向汽車駕駛員發出信號作為觸發的行為，即，電 感式耦合尚未或尚未充分形成，并且為了優化耦合，車輛相應地還應相對于獲取和/或供應 裝置移動。
[0087] 消耗結算
[0088] 優選地，電動車輛的通信模塊(立即或錯開時間地）向中央計算機單元發送存儲的 數據，它們將這些數據存儲在它們的數據庫中。使用這些數據，在參考存儲在中央計算機單 元的數據庫中的關于獲取和/或供應裝置的數據的情況下，相對于參與者（電動車輛的使用 者、獲取裝置的運營者）結算各個獲取過程。在此，除了根據各個獲取和/或供應裝置的差 值，還可以考慮時間上的數據，或者否則對于獲取過程存儲的數據。
[0089] 根據本發明的解決方案在許多方面都是有利的。
[0090] 首先基于加強地引入電動車輛，根據本發明的解決方案使以下內容成為可能，即
[0091] -可以在大量點(位置固定地)從電網中提獲取能/電，或者將其供應電網中（"獲取 裝置"），例如在公共的路邊站、停車場等等中。
[0092] -在獲取裝置上獲取的/供應的能量/電能夠明確地歸屬于消耗和/或產生單元或 其操作人員（例如電動車輛或其使用者，下面也簡稱為"系統參與者"），并且能夠與其和獲 取裝置的所有者進行結算。
[0093] 并且-可以杜絕浪費。
[0094] 同樣地，通過在不同的停車場大范圍地提供獲取和/或供應裝置，可以實現讓使用 者盡可能頻繁并長時間地將他們的電動車輛連接到電網上，并且由此讓電動車輛在更大范 圍內有序地并且因此非常有價值地參與到電網之中。依據消耗和/或產生單元(例如電動車 輛），按照實際情況估計，預計需要大約四個獲取裝置(具體來說是在家里、在工作場所、在 購物時和在休閑娛樂時）。然而僅僅安裝獲取裝置還不足與實現滿足電動車輛要求的基礎 設施建設。然而，根據本發明的系統使得以下內容成為可能
[0095] -將想要在獲取裝置上提獲取能/電的消耗和/或產生單元(和/或其使用者）識別 為有權的系統參與者，
[0096] -將出于安全原因有規律地不傳導的（斷開的)獲取裝置僅為了使用而接通，
[0097] -對獲取的或供應的能量/電進行測量和計量，
[0098]-防止獲取時的浪費
[0099] -在結束供應/獲取時再次保護獲取裝置(不能通電流，關斷），
[0100] -將電測量/計量的結果傳輸給結算處，并且
[0101] -與獲取和/或供應裝置的各個所有人和消耗和/或產生單元結算在相應的獲取裝 置上獲取/供應的能量/電。
[0102] 對獲取的電能/電的結算是以參與者為基礎的（涉及消耗和/或產生單元或其使用 者），并且可能并不僅僅涉及固定的地理位置。
[0103]為了讓每個獲取裝置的成本盡可能地保持低，本發明為獲取和/或供應裝置提供 盡可能簡單的技術基礎設施。
[0104] 身份鑒定、通信、結算和控制流程是通過使用已存在的基礎設施得以實現的，使得 在電網側不需要超出（簡單提供的并且能夠簡單安裝的）獲取和/或供應裝置的技術。以簡 單的方式不僅可以放棄固定安裝的電表，而且也可以放棄在電網側的通信系統（例如調節 獲取和/或供應裝置的計量機單元）。
[0105] 對于位置不固定地進行結算的系統組件的數量通過以下方式被限定，即，這些組 件不布置在系統中最經常需要的元件上(獲取裝置），而是布置在其外部，優選地在消耗和/ 或產生單元內。
[0106] 要通過獲取和/或供應裝置存儲的信息（例如使用者、電費、具體位址、功能詳細） 不存儲在獲取裝置本身的相應裝置上或者特別為每個或者一組獲取裝置安裝的計算機單 元上，而是優選地存儲在中央數據庫中。在數據庫的幫助下能夠為每個獲取裝置配屬關于 接口的所有信息。獲取和/或供應裝置本身只需要配有能夠用來鑒定接口所有者身份的標 識(例如借助寄存在數據庫中的信息）。
[0107] 根據本發明的計量及測量點系統使得能夠在位置不固定的情況下安全可靠地對 從電網中獲取的或供應其中的電能/電以簡單的方式進行計量和測量。描述了一種新的解 決方案，其中，電能/電并不是在只依賴于地理位置固定的電網接口點的情況下被測量和計 量的，而是在依賴于使用這種電網接口點（位置不固定的計量及測量點）的單個的消耗和/ 或產生單元或其使用者(系統參與者)的情況下。
[0108] 對獲取和/或供應裝置(并且因此還有用于每個單獨的獲取和/或供應裝置的成 本)的技術要求最小化，從這點上來說，這個想法也是有利的。特別要避免的是，為了每個獲 取和/或供應裝置或者為了幾組獲取和/或供應裝置需要附加的計量機單元和/或附加的技 術，特別是關于與電網重疊的信號的通信系統。
[0109] 盡管本發明是借助說明書展示并詳細描述的，但是這份詳細的說明書要理解為闡 述性和示例性的，并且不能理解為對本發明的限制。專業技術人員當然可以做出改動和轉 化，而不會離開以下權利要求的范圍。特別是本發明同樣也包括許多具有先前針對不同方 面和/或實施方式所述或所示的特征的任何組合的實施方式。
[0110] 此外，"包括"這種表達和從中推導出來的內容不排斥其他的元素或步驟。同樣，不 定冠詞"一個"和從中推導出來的內容不排斥復數。多個在權利要求中列舉的特征的功能可 以通過一個單元得以實現。"基本上"、"例如"、"大約"這些概念和與某個特征相關聯的諸如 此類的概念特別是也準確定義了這個特征。
【主權項】
1. 一種用于由電動車輛電感地獲取或供應電能/電的電感式的獲取或供應裝置，其中， 所述電感式的獲取或供應裝置與電網連接，所述裝置具有： 適合測量至少一個物理參數的測量裝置，所述物理參數表征了通過相應的所述獲取或 供應裝置電感地傳輸的電能； 標識，所述標識用于鑒定所述電感式的獲取或供應裝置的接口所有者的身份;和 比較元件，所述比較元件設置用于將在接口側測得的至少一個物理參數與在獲取側或 供應側測得的至少一個物理參數進行比較。2. 根據權利要求1所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述比較元件設置用于，在 被比較的測量值相互偏差超過預設的相差閾值時引發一個動作。3. 根據權利要求2所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述比較元件觸發所述獲取 或供應裝置與功率的斷開。4. 根據權利要求2或3所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述比較元件觸發發出 電感式親合尚未或尚未充分形成的信號。5. 根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述電感式的 獲取或供應裝置設計為導體回線。6. 根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述電感式的 獲取或供應裝置沒有配置電表。7. 根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，在接口側的所 述測量裝置設置用于以相同的或不同的時間間隔進行周期性測量，和/或其中在接口側的 所述測量裝置設置用于以預設的時間間隔進行隨機測量。8. 根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，在接口側的所 述測量裝置設置用于提供測量值作為瞬間值和/或作為任意地保持不變或變化的長度的時 間區間內的平均值。9. 根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述標識是電 子標識，所述電子標識適合在獲取側或供應側由用于電子地檢測所述電子標識的裝置進行 檢測。10. 根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝置，其中，所述在接口側 測得的至少一個物理參數和所述在獲取側或供應側測得的至少一個物理參數（i)是一致 的，或者（ii)是不同的，并且其中所述比較元件設置用于將測得的物理參數換算成能夠相 互比較的參量。11. 一種用于對電動車輛與根據前述權利要求中任一項所述的電感式的獲取或供應裝 置的電感式耦合進行監測的方法，所述方法具有以下步驟： a) 將所述電動車輛電感地耦合到所述電感式的獲取或供應裝置上； b) 在所述電感式的獲取或供應裝置處，測量至少一個表征由所述電感式的獲取或供應 裝置獲取或供應的電能的物理參數； c) 在獲取側或供應側，測量至少一個表征在所述電感式的獲取或供應裝置和所述電動 車輛之間傳輸的電能的物理參數； d) 將在接口側測得的至少一個物理參數與在獲取側或供應側測得的至少一個物理參 數進行比較;并且 e)發出電感式親合尚未或尚未充分形成的信號。12. 根據權利要求11所述的方法，其中，在步驟b)和c)中以相同的或不同的時間間隔進 行周期性測量，和/或以預設的或隨機的時間間隔進行隨機測量。13. 根據權利要求11或12所述的方法，其中，當被比較的測量值相互偏差超過預設的相 差閾值時，執行在步驟e)中的所述信號的發出。14. 根據權利要求11至13中任一項所述的方法，其中，所述在接口側測得的至少一個物 理參數和所述在獲取側或供應側測得的至少一個物理參數（i)是一致的，或者（ii)是不同 的，并且其中在步驟d)中將測得的物理參數換算成能夠相互比較的參量。
【文檔編號】G01D4/00GK105910628SQ201610446881
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2012年11月15日
【發明人】克努特·赫希特菲舍爾, 弗蘭克·帕維利特舍克
【申請人】優必電氣能源股份有限公司