Информационная система зарядной сети для электромобилей и способ ее работы Российский патент 2024 года по МПК B60L53/60 G06Q50/10 G06Q10/02 

Область техники

Изобретение относится к области информационных систем, обеспечивающих работу зарядной инфраструктуры для электромобилей, а именно зарядной станции-парковки с дополнительными услугами сервиса. Заявленное техническое решение также описывает способ работы информационной системы зарядной сети для электромобилей.

Уровень техники

По результатам исследования специалисты агентства «Автостат» выяснили, что на первое января 2023 года в стране поставили на учет более 20 тысяч батарейных машин. При этом 62% всех электрокаров находятся в десяти регионах. Вместе с тем инженеры продолжают выпуск новых «зеленых» автомобилей. По оценкам экспертов, уже в следующем году отечественный электропарк может вырасти вдвое.

В настоящее время существует проблемы с инфраструктурой и логистикой для электромобилей:

- Проблема в инфраструктуре – не хватает электрических станций для зарядки автомобилей.

- Планирование маршрута и временные издержки – водителю требуется построить маршрут до удобной ему точки зарядки (так как процесс не быстрый), но даже если есть зарядная станция по пути, имеется шанс, что зарядная станция может быть занята, а водитель, оставивший автомобиль, может прийти через определенное количество времени и это время неизвестно.

- Владельцы многоквартирных домов – в настоящее время не все дома оборудованы подземным паркингом, а если даже и оборудованы, то не все парковочные места могут быть снабжены системой зарядки (медленной – примерная зарядка 4-6 часов). Если вдруг для многоэтажного дома будет поставлено несколько зарядных станций, с большой долей вероятности она может быть занята и владелец автомобиля не известно когда отгонит ее, что вызывает неудобство.

- Невозможность зарезервировать место – в данный момент парковку с зарядной станцией невозможно забронировать, в отличии от частной зоны.

Городской инфраструктуре выгоднее поставить все в одном месте, но в некоторых местах города невозможно поставить электрические станции зарядки.

Известна автомобильная транспортная энергетическая система с принципом периодической зарядки, разрядки (патент РФ на изобретение №2520640, кл. МПК B60L 11/18, H02J 7/00, B60L 9/00, опубл. 10.07.2010), которая содержит автомобильную электрическую дорогу, станции зарядки и разрядки электромобилей, транспортное средство. Станции зарядки и разрядки состоят из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи положительного заряда, шины подачи отрицательного заряда, аварийного генератора. Станции зарядки расположены на подъемах. Станции разрядки расположены на спусках. Транспортное средство является активным элементом. Транспортное средство содержит автомобильную колесную базу, электродвигатели, батареи, энергогенерирующий механизм, систему рекуперации, систему временного хранения и правильного распределения энергии. На днище транспортного средства располагается штанга подачи электрического тока с подъемно-спусковым механизмом. Зарядка и разрядка производится во время движения.

Наиболее близким по технической сущности является зарядная станция и интеллектуальная транспортная система (РФ на изобретение №2664099, кл. МПК B60L 11/18, опубл. 10.07.2010). Зарядная станция содержит зарядный штепсель, соединенный с заряжающим источником питания; сетевой модуль, выполненный с возможностью установления сетевого соединения; модуль управления связью, который устанавливает беспроводное соединение с автомобильными устройствами, расположенными в автомобиле, и способен устанавливать сетевое соединение с диспетчерским центром через сетевой модуль. Также модуль управления связью выполнен с возможностью получения информации в режиме реального времени, собираемой из автомобильных устройств, и передачи этой информации в режиме реального времени в диспетчерский центр; получения команд управления, создаваемых диспетчерским центром, в соответствии с информацией в режиме реального времени или информацией о дорожном движении, и передачи этих команд управления автомобильным устройствам таким образом, что автомобильные устройства исполняют эти команды управления с целью управления автомобилем. Интеллектуальная транспортная система, содержит автомобильные устройства, установленные в автомобиле, диспетчерский центр и зарядное устройство.

Недостатками известных зарядных станций является недостаточная эффективность их работы из-за отсутствия резервной зоны в которую можно переставить заряженный автомобиль, чтобы освободить место для зарядки. Также известные информационные системы не дают возможности взаимодействовать и обмениваться информацией между пользователями зарядной сети и станциями зарядки и обеспечить бронирование свободной зарядной станции на удобное для пользователя время.

Раскрытие изобретения

Технический результат заключается в повышении эффективности работы и проходимости зарядной станции, за счет наличия резервной зоны зарядной сети, а также возможности взаимодействия и обмена информацией между пользователями зарядной сети и станциями зарядки, на которых в режиме реального времени отображается информация: «Доступно», «Занято», «Пользователь возвращается к электромобилю». Информационная система повышает удобство использования зарядной станции за счет возможности бронирования зарядной станции на удобное для пользователя время, и оперативного взаимодействия между пользователями с помощью чата или звонка. Данные преимущества значительно расширяют арсенал средств того же назначения.

Указанный технический результат достигается тем, что информационная система зарядной сети для электромобилей содержит мобильные средства связи пользователей с установленной программной утилитой, обеспечивающей в режиме реального времени взаимодействие с диспетчерским центром зарядной сети и другими пользователями зарядной сети; носители идентифицирующей информации пользователей в виде радиочастотных меток; считыватели информации с носителей идентифицирующей информации, установленные на станциях зарядки и на шлагбаумах въезда-выезда в основную и резервную зоны зарядной сети; причем каждая зарядная станция сети соединена с мобильными средствами и носителями идентифицирующей информации пользователей и диспетчерским центром соответственно.

Указанный технический результат также достигается тем, что способ работы информационной системы зарядной сети для электромобилей заключается в том, что информационная система зарядной сети получает в режиме реального времени информацию от мобильных средств и носителей идентифицирующей информации пользователей и передает ее в диспетчерский центр зарядной сети; получает команды управления, создаваемые диспетчерским центром в соответствии с информацией в режиме реального времени и информацией о наличии свободных мест для зарядки, и передает команду управления мобильным средствам связи каждого пользователя зарядной сети, обеспечивая таким образом доступ в основную зону для зарядки электромобиля и доступ в резервную зоны для парковки.

Взаимодействие между пользователями зарядной сети может быть осуществлена в виде чата или звонка внутри программной утилиты через интернет.

Внутри программной утилиты в режиме реального времени для каждой зарядной станции может быть отображена информация: «Доступно», «Занято», «Пользователь возвращается к электромобилю».

С помощью программной утилиты может быть осуществлено бронирование зарядной станции сети.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена примерная логическая схема работы информационной системы.

На фиг. 2 представлена схема инфраструктуры зарядной сети (Пример работы крупного узлового хаба. Данный хаб будет оборудован зарядными станциями и резервной парковкой (x2 от количества зарядных станций в хабе). Так же в хабе будет присутствовать администраторский центр, который будет держать ключи от припаркованных автомобилей и в случае полной зарядки электромобиля, сотрудники хаба, будут перегонять автомобили на резервную парковку, где владелец сможет его забрать. Планирует находиться за чертой города или его окрестностях).

На фиг. 3 представлена примерная логическая схема работы диспетчерского центра зарядной сети.

На фиг. 4 представлена примерная логическая схема работы основной зоны зарядной сети.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 – приемная зона диспетчерского центра зарядной сети, 2 – основная зона зарядной сети, 3 – резервная зона зарядной сети, ЭМ – электромобиль, ДЦ – диспетчерский центр.

Осуществление изобретения

Информационная система зарядной сети для электромобилей содержит мобильные средства связи пользователей с установленной программной утилитой, обеспечивающей в режиме реального времени взаимодействие с диспетчерским центром зарядной сети и другими пользователями зарядной сети; носители идентифицирующей информации пользователей в виде радиочастотных меток; считыватели информации с носителей идентифицирующей информации, установленные на станциях зарядки и на шлагбаумах въезда-выезда в основную 2 и резервную 3 зоны зарядной сети; причем каждая зарядная станция сети соединена с мобильными средствами и носителями идентифицирующей информации пользователей и диспетчерским центром соответственно.

Способ работы информационной системы зарядной сети для электромобилей заключается в том, что информационная система зарядной сети получает в режиме реального времени информацию от мобильных средств и носителей идентифицирующей информации пользователей и передает ее в диспетчерский центр зарядной сети; получает команды управления, создаваемые диспетчерским центром в соответствии с информацией в режиме реального времени и информацией о наличии свободных мест для зарядки, и передает команду управления мобильным средствам связи каждого пользователя зарядной сети, обеспечивая таким образом доступ в основную зону для зарядки электромобиля и доступ в резервную зоны для парковки.

Взаимодействие между пользователями зарядной сети может быть осуществлено в виде чата или звонка внутри программной утилиты через интернет. Например, если пользователь транспортного средства припарковал его на зарядку и ушел, через приложение другие пользователи смогут с ним связаться, чтобы уточнить время прибытия или попросить убрать электромобиль (ЭМ).

Внутри программной утилиты в режиме реального времени для каждой зарядной станции может отображаться следующая информация: «Доступно», «Занято», «Пользователь возвращается к электромобилю».

С помощью программной утилиты может быть осуществлено бронирование зарядной станции сети.

При регистрации в программной утилите каждый пользователь получает уникальный идентификатор, который привязан к носителю идентифицирующей информации пользователя (RFID карте клиента) и при зарядке электромобиля информационная система распознает какой именно пользователь сети заряжает электромобиль и на какой именно зарядной станции. Носитель информации (RFID карту) пользователи прикладывают к считывателю станции для зарядки или считывателю шлагбаума для его открытия и въезда-выезда в основную и резервную зоны зарядной сети.

Пользователи имеют возможность маркировать свою сессию зарядки сообщением «Возвращаюсь к автомобилю» для того, чтобы информировать других пользователей сети о скором покидании зарядной зоны и освобождением места.

В программной утилите при нажатии на станцию которая занята, приложение покажет сколько времени автомобиль уже заряжается (в формате ЧАС:МИНУТА:СЕКУНДА).

Также имеется возможность заблаговременно забронировать парковочное место для зарядки (данная функция будет доступна только для быстрых зарядных станций и очередь на 1 зарядную станцию не сможет превысить 5 пользователей в одно время). В результате другой пользователь не сможет начать зарядку с другим уникальным идентификатором (RFID картой). Забронировать можно будет места только если они свободны. После того как место бронируется, у пользователя есть 30 минут чтобы доехать до парковки и встать на зарядку. Если время истекает, то бронирование будет недоступно на следующие 15-20 минут.

Внутренний интерфейс программной утилиты может иметь следующие блоки:

1. Карта с местом нахождения зарядных станций (при нажатии на конкретную станцию забивает её адрес в навигатор). Возможность отображать на карте доступные или занятые зарядные станции, а также занятые зарядные станции, но к которой уже возвращается пользователь ЭМ.

2. Личный кабинет – покажет если в данный момент электромобиль пользователя заряжается, или нет.

3. Чат – обмен информацией пользователя зарядной сети.

4. История зарядных сессий

5. Кнопка кошелек – туда можно будет вбить свою карту для оплаты. Так же там будет секция «задолженность». Там можно будет оплатить неоплаченные сессии.

Разделение зарядной инфраструктуры на зоны представлено на схеме (см. фиг. 2).

Оборудование городов зарядными сетями, каждая из которых содержит приемную 1 зону и основную зону 2 (большая зарядная парковка), с возможностью перегнать автомобиль на резервную 3 зону (парковку). Процесс перестановки ЭМ может быть осуществлен сотрудниками парковочной зоны, если владелец автомобиля отошел, причем эта зона также может обладать большой проходимостью и даже находиться за пределами центра города.

Основная 2 зона (большая зарядная парковка), может работать как для частного автотранспорта, так и может быть моментально перенаправлена на зарядку публичного электротранспорта (без затрат) каршеринга, такси или служебных автомобилей, если занятость частными машинами будет в основной 2 зоне низкая. Машины не занимают городскую инфраструктуру, не скапливаются в городе для подзарядки, а находятся на отведённой для них парковке. В диспетчерском центре находится приемная 1 зона, для того чтобы можно было оставить ключи, чтобы перегнать ЭМ, в случае если пользователь ЭМ ушел.

Возможен вариант использования зарядной сети без резервной зоны, то есть без дополнительного паркинга для перегона машин. Но из-за того, что с владельцем автомобиля можно будет связаться через приложение, проходимость зарядной сети останется на достаточно высоком уровне.

Модель работы зарядной сети для электромобилей и получения прибыли – по модели IAAS (Infrastructure As A Service) (Инфраструктура Как Сервис). Сервис будет доступен только после оплаты месячной или годовой подписки. Стоимость электричества не будет входить в счет.

Ключевые отличия:

- основная зона сети (большая зарядная парковка с возможностью перегнать автомобиль на резервную зону парковки (сотрудниками парковочной зоны), если владелец автомобиля отошел, обладающая большой проходимостью;

- единое приложение для обмена информацией (экосистема) (с возможностью чата или звонка внутри приложения через Интернет) между пользователями сети информацией для более удобного планирования собственного времени для зарядки электромобиля;

- маркировка зарядных станций фильтром: «Доступно», «Занято» и «Пользователь возвращается к электромобилю». Отображение будет происходить в реальном времени на карте;

- возможность заблаговременно забронировать парковочное место для зарядки через приложение.

Сопоставительный анализ заявленной информационной системы и способа ее работы показал, что совокупность существенных признаков неизвестна из уровня техники и, значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».

В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленной системы и способа ее работы и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Приведённые сведения подтверждают возможность применения заявленной информационной системы для обеспечения работы зарядной сети для заряда электромобилей, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Группа изобретений относится к информационной системе зарядной сети для электромобилей и способу её работы. Система содержит: мобильные средства связи пользователей с программной утилитой, носители идентифицирующей информации пользователей и считыватели для них. Мобильные средства связи пользователей обеспечивают в режиме реального времени взаимодействие с диспетчерским центром зарядной сети и другими пользователями зарядной сети, в виде чата или звонка внутри программной утилиты через интернет. Идентификаторы выполнены в виде радиочастотных меток (RFID). Считыватели устанавливаются на станциях зарядки и на шлагбаумах въезда-выезда в основную и резервную зоны зарядной сети. Внутри программной утилиты в режиме реального времени дополнительно для каждой зарядной станции отображается информация: «Доступно», «Занято», «Пользователь возвращается к электромобилю». Достигается повышение эффективности работы зарядной станции. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Информационная система зарядной сети для электромобилей, содержащая мобильные средства связи пользователей с установленной программной утилитой, обеспечивающей в режиме реального времени взаимодействие с диспетчерским центром зарядной сети и другими пользователями зарядной сети; носители идентифицирующей информации пользователей в виде радиочастотных меток; считыватели информации с носителей идентифицирующей информации, установленные на станциях зарядки и на шлагбаумах въезда-выезда в основную и резервную зоны зарядной сети; причем каждая зарядная станция сети соединена с мобильными средствами и носителями идентифицирующей информации пользователей и диспетчерским центром соответственно.

2. Способ работы информационной системы зарядной сети для электромобилей, заключающийся в том, что информационная система зарядной сети получает в режиме реального времени информацию от мобильных средств и носителей идентифицирующей информации пользователей и передает ее в диспетчерский центр зарядной сети; получает команды управления, создаваемые диспетчерским центром в соответствии с информацией в режиме реального времени и информацией о наличии свободных мест для зарядки, и передает команду управления мобильным средствам связи каждого пользователя зарядной сети, обеспечивая таким образом доступ в основную зону для зарядки электромобиля и доступ в резервную зону для парковки.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что взаимодействие между пользователями зарядной сети осуществляется в виде чата или звонка внутри программной утилиты через интернет.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что внутри программной утилиты в режиме реального времени для каждой зарядной станции отображается информация: «Доступно», «Занято», «Пользователь возвращается к электромобилю».

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что с помощью программной утилиты осуществляют бронирование зарядной станции сети.