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TWI774900B - 對置於裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置的充電方法、伺服器、裝置交換站的管理方法 - Google Patents

對置於裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置的充電方法、伺服器、裝置交換站的管理方法 Download PDF

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TWI774900B
TWI774900B TW107147255A TW107147255A TWI774900B TW I774900 B TWI774900 B TW I774900B TW 107147255 A TW107147255 A TW 107147255A TW 107147255 A TW107147255 A TW 107147255A TW I774900 B TWI774900 B TW I774900B
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TW
Taiwan
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charging
battery
energy storage
storage devices
exchange station
Prior art date
Application number
TW107147255A
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English (en)
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TW201931282A (zh
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施怡芬
賴昀君
莊勝欽
維克里 丹尼爾
陸學森
Original Assignee
英屬開曼群島商睿能創意公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

本揭露內容係有關於一種對應置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置的充電方法及相關系統。方法例如包含以下步驟：(1)接收對應裝置交換站的需求資訊；(2)至少部分地依據置於裝置交換站的各可交換式能源儲存裝置的電量狀態(state-of-charge，SoC)、需求資訊以及裝置交換站的可用電力，決定對裝置交換站的充電計畫，充電計畫包含對應置於裝置交換站的各可交換式能源儲存裝置的至少一充電規則；(3)依據對應各可交換式能源儲存裝置的充電規則，產生對應各可交換式能源儲存裝置的充電指令；以及(4)傳輸充電指令至裝置交換站。

Description

對置於裝置交換站的複數個可交換式能源 儲存裝置的充電方法、伺服器、裝置交換站的管理方法
本揭露內容是關於一種決定及管理置於能源裝置交換站之可交換式能源儲存裝置的充電規則之系統與方法。
可充電式電池的性能表現及壽命會受到許多因素影響，像是其之操作或充電條件。對於用來處理大量可交換式電池(例如可包含多種類型之電池)的可交換式電池系統而言，其難以得知如何適當地對每一個電池進行充電，以維持其最佳的性能表現。況且，當這些可更換式電池已被部署使用，且已被不同使用者在不同操作條件下使用後，此將顯得更加困難。不適當的充電將會對電池的能源效率及壽命帶來負面影響。因此，對於此議題，可透過改善相關系統與方法而帶來助益。
本揭露內容的一實施方式提供一種對置於裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置的充電方法，包含以下步 驟。接收對裝置交換站的需求資訊。至少部分地依據置於裝置交換站的每一可交換式能源儲存裝置的電量狀態(state-of-charge，SoC)、需求資訊以及裝置交換站的可用電力，決定對裝置交換站的充電計畫，充電計畫包含對置於裝置交換站的每一可交換式能源儲存裝置的至少一充電規則。依據對應每一可交換式能源儲存裝置的充電規則，產生對每一可交換式能源儲存裝置的充電指令。傳輸充電指令至裝置交換站。
在一些實施方式中，充電方法更包含以下步驟。週期性地更新對裝置交換站之充電計畫。因應在裝置交換站上的觸發事件，更新充電計畫。
在一些實施方式中，充電方法更包含依據預定目標，特製化每一可交換式能源儲存裝置的至少一充電規則。
在一些實施方式中，充電方法更包含依據經濟條件調整充電計畫。
在一些實施方式中，充電計畫係至少部分地依據裝置交換站的可交換式能源儲存裝置的類型來決定。
在一些實施方式中，裝置交換站的類型包含公開類型、半私人類型或私人類型。
在一些實施方式中，充電指令係至少部分地依據置於裝置交換站的充電器之充電器類型來產生。
在一些實施方式中，充電器類型包含一對一類型、二對一類型或四對一類型。
在一些實施方式中，裝置交換站為第一裝置交換站，且充電方法包含至少部分地依據第二裝置交換站的狀態來決定第一裝置交換站的充電計畫，其中第二裝置交換站毗鄰第 一裝置交換站。
在一些實施方式中，第二裝置交換站的狀態包含正常狀態或服務中斷狀態，其中服務中斷狀態係由維修事件或停電導致。
在一些實施方式中，充電方法更包含以下步驟。分配優先值至置於裝置交換站的每一可交換式能源儲存裝置。至少部分地依據優先值及需求資訊，決定對裝置交換站的充電計畫。
在一些實施方式中，優先值係依據置於裝置交換站的每一可交換式能源儲存裝置的電量狀態決定。
在一些實施方式中，充電方法，更包含以下步驟。將置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置分類成第一群組、第二群組以及第三群組，其中第一群組包含的可交換式能源儲存裝置為具有超過電量狀態門檻值且未被鎖定，其中第二群組包含的可交換式能源儲存裝置為具有少於電量狀態門檻值且未被鎖定，其中第三群組包含的可交換式能源儲存裝置被鎖定。至少部分地依據第一群組、第二群組以及第三群組中的可交換式能源儲存裝置的數量，決定對裝置交換站的充電計畫。
在一些實施方式中，需求資訊包含對第一小時的第一需求預測以及對第二小時的第二需求預測，且第二小時係接續第一小時。
在一些實施方式中，充電方法更包含以下步驟。分配優先值至置於裝置交換站的每一可交換式能源儲存裝 置。至少部分地依據優先值、第一需求預測及第二需求預測，決定對裝置交換站的充電計畫。
在一些實施方式中，至少一充電規則係依據可交換式能源除裝置的一或多個特性來決定，且其中一或多個特性包含目前溫度、電池製造資訊、電池特性資訊、電池充電資訊或電池使用資訊。
在一些實施方式中，至少一充電規則包含相對快速充電規則或相對慢速充電規則，且其中方法更包含依據需求資訊，決定是否要使用相對快速充電規則或相對慢速充電規則。
本揭露內容的一實施方式提供一種伺服器，包含處理器。處理器用以執行以下指令。接收對裝置交換站的需求資訊。至少部分地依據置於裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置之中的每一可交換式能源儲存裝置的電量狀態(state-of-charge，SoC)、需求資訊以及裝置交換站的可用電力，決定對裝置交換站的充電計畫，充電計畫包含對置於裝置交換站的該可交換式能源儲存裝置的至少一充電規則。依據對應每一可交換式能源儲存裝置的充電規則，產生對每一可交換式能源儲存裝置的充電指令。經由通訊元件，傳輸充電指令至裝置交換站。
在一些實施方式中，處理器用以因應觸發事件更新充電計畫，且其中觸發事件包含置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置的交換、可用電力的變動、需求資訊的變動或是對置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置的預訂。
本揭露內容的一實施方式提供一種裝置交換站的管理方法，包含以下步驟。接收對裝置交換站的複數個預測交換需求。至少部分地依據置於裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置之中的每一可交換式能源儲存裝置的電量狀態(state-of-charge，SoC)、預測需求資訊以及裝置交換站的可用電力，決定對裝置交換站的充電計畫，充電計畫包含對置於裝置交換站的每一可交換式能源儲存裝置的至少一充電規則。依據對應每一可交換式能源儲存裝置的充電規則，產生對每一可交換式能源儲存裝置的充電指令。傳輸充電指令至裝置交換站。
100、200:系統
31:載具
32:可攜式裝置
33:伺服器
34:電力來源
40:客戶端站點
51、52、53:電池充電數據曲線
52A、53A:第一部
52B、53B:第二部
53C:第三部
101A、101B、101C:取樣電池
105、205:資料庫
103、203:伺服器
107、207:電池交換站
109、209:網域
111:可攜式裝置
113A、113B、113C、213:電池記憶體
201:可交換式電池
213:電池記憶體
215:顯示器
217a、217b、217c、217d、217e、217f、217g、217h、317a、317n:電池插槽
219:電池架
300:站點系統
301、401:處理器
303、403:記憶體
305:使用者介面
307、421:通訊元件
309:電池管理元件
311:感測器
313:儲存元件
315:充電元件
400:伺服器系統
405:輸入/輸出裝置
407:儲存元件
409:充電規則分析元件
411:電力來源分析元件
413:站點分析元件
417:使用者習慣分析元件
419:載具分析元件
501A、501B、501C、505A、505B、505B、505C:特性曲線
507:峰值部
600、700:方法
601、603、605、607、609、701、703、705、707:方塊
C1、C2:充電電流
本揭露內容之實施方式將藉由以下所附圖式來描述及說明。
第1圖為依據本揭露內容的實施方式繪示系統的示意圖，其中系統用以自多個取樣電池收集資料。
第2圖為依據本揭露內容的實施方式繪示系統的示意圖，其中系統用以決定對應一可交換式電池的電池充電規則。
第3圖為依據本揭露內容的實施方式繪示站點系統的示意圖。
第4圖為依據本揭露內容的實施方式繪示伺服器系統的示意圖。
第5A圖至第5C圖為依據本揭露內容的實施方式繪示電池 充電特性或樣式(pattern)的示意圖。
第6圖為依據本揭露內容的實施方式繪示方法(其例如可被可程式處理器執行)的流程圖。
第7圖為依據本揭露內容的實施方式繪示方法(其例如可被可程式處理器執行)的流程圖。
以上附圖未依照實際比例繪製，例如附圖中的部分元件的尺寸可能放大或縮小，以助於增進對各實施方式的理解。同樣地，為了利於詳述部分實施方式，一些組件且/或操作可能會分為不同區塊或組合為單一區塊來呈現。再者，儘管已在附圖中示例性地將各實施方式具體繪示，並也有在下文中詳細描述，然而，所屬技術領域具有通常知識者將理解到，修改方案、等效方案或替代方案將也會落入後附之申請專利範圍。
本說明書中，對於「一些實施方式(some embodiments)」、「一實施方式」等的類似用語，指的是所描述的特定特徵、功能、結構或特性係被包含在本揭露內容之至少一實施方式之中。在本說明書中，這些所出現的用語不一定是要引用自同一實施方式。另一方面，不同的實施方式也不一定會是互相排斥的。
本揭露內容係關於一種置於裝置交換站內的可交換式能源儲存裝置之充電(或管理)系統與方法。在一些實施方式中，裝置交換站可以是電池交換站。在一些實施方式中，裝置交換站可以是公開使用站(例如提供服務給訂閱電池交換計 畫之使用者)、半私人使用站(例如提供服務給特定使用者群，像是公司、學校、快遞車隊等)、或私人使用站(例如提供服務給私人使用者，像是家庭)。本揭露內容可依據預測交換需求，提供「充電計畫」予電池交換站，以對其內電池進行充電。在本揭露內容中「充電計畫」指的是產生一組指令之策略(例如，由伺服器產生)，並且發送至電池交換站，其中此一組指令可知會關於如何對其中的一或多個電池進行充電，以滿足預測交換需求。預測交換需求可以是在隨後的時段內，對電池的交換/電池的使用進行預測，像是於使用者在兩個小時內拾取兩個電池；或是，另外兩個使用者在四小時內拾取四個電池等。在一些實施方式中，系統包含連接至伺服器的多個裝置交換站。可依據過往之關於交換資訊及預測交換資訊的經驗資訊，藉由伺服器對每一個裝置交換站進行計算/推導預測交換需求。伺服器可對裝置交換站的預測交換需求進行儲存及維護(例如，依據新進的資料定期更新)，以需求資訊的形式儲存於伺服器的記憶體中(或是連接至伺服器的資料庫)。藉由此配置，本揭露內容可有效率地準備可交換式能源儲存裝置，以滿足預測需求(例如，可根據預測需求，而不浪費能源對近期內不被拾取的電池充電、放電或維持)。可交換式能源儲存裝置可用來提供動力予交通載具、可攜式裝置等。可交換式能源儲存裝置也可用來提供動力予家庭或是不具有主要電力配給之場所。
除了依據預測需求來形成充電計畫以外，本揭露內容的一實施方式也可依據電池的一或多個特性(例如，如下述的「電池資訊」)來決定充電計畫。也就是說，這些電池可 依據其電池特性所對應之特定的「充電規則」或「充電數據曲線(charging profile)」來準備或充電。舉例來說，充電規則可定義如何對一特定電池在特定電壓下，以一定程度之電流進行一段時間的充電。充電規則可依據電池的一或多個特性連同需求預測而有所變化(例如，隨著了解電池如何老化或衰減的知識)也伴隨著預測需求，系統可進而得知如何藉由選擇適當的充電規則/數據曲線來對電池進行充電)。藉由此配置，本揭露內容可藉由選擇適當的充電規則來對電池進行充電或放電，以提升其壽命(例如，若不是必要情況，則不會對電池進行(相對)快速的充電流程，以減輕或降低電池老化現象)。在一些實施方式中，充電規則可儲存在伺服器之中。伺服器可定期地，或是因應觸發事件而管理、維持以及更新這些充電規則。在一些實施方式中，觸發事件包含置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置的交換動作、可用電力之變動、需求資訊之變動，以及/或對置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置之預訂。
在本揭露內容中，一旦決定了適當的「充電規則」(或充電數據曲線)，系統(例如，伺服器)可產生對應之一組「充電指令」，並接著將這些充電指令傳遞至電池交換站來實施。例如，更詳細而言，充電指令係為指示出如何對特定電池以一定的充電速率進行充電的指令。充電指令可週期性地根據每一個可交換式能源儲存裝置所選用的充電規則更新(例如由伺服器執行)，並發送至多個裝置交換站。舉例來說，電池的狀態(例如電量狀態/溫度)可隨時間變化，並因此充電指令將相應的更 新。
在一些實施方式中，本案之方法例如可包含(1)接收裝置交換站的需求資訊(例如，多個預測交換需求)；(2)至少部分地依據置於裝置交換站的每一個可交換式能源儲存裝置的電量狀態(state-of-charge，SoC)、需求資訊以及可用裝置交換站的電力，決定裝置交換站的充電計畫；(3)依據充電規產生對應每一個可交換式能源儲存裝置的充電指令；以及(4)將充電指令傳輸至裝置交換站。所述「充電規則」包含依據電池特性及需求資訊之置於裝置交換站的每一個可交換式能源儲存裝置的所選之或訂製之「充電規則」，且「充電指令」係依據對應之「充電規則」而產生。舉例來說，，伺服器可藉由發送充電指令或類似指令至每一個站點來管理與其連接之多個裝置交換站。以下敘述將說明關於如何產生/選擇「充電規則」之實施方式。
本揭露內容亦關於一種依據分析多個取樣電池之可交換式電池相似或相同特性，而來決定及管理可交換式電池的充電規則之系統與方法。本揭露內容係相關於決定及管理置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置(例如電池)之充電規則的方法與系統。更具體來說，本系統提供特製化電池充電規則(舉例來說，此描述了置於裝置交換站的可交換式能源儲存裝置該如何且該於何時被充電以及可以包含充電樣式)。依據特製化充電規則(例如，依據可交換式電池的一或多個特性、特徵以及/或樣式)，電池可被充電以達成一或多個目的，像是增加/最大化電池壽命、增強電池性能表現、以及/或增進能源 效率。
為了達成上述目的，本系統可先自多個取樣電池收集資訊。在一些實施方式中，取樣電池可包含目前部署在電池交換市場之可交換式電池。舉例來說，取樣電池可包含被使用者(例如，電池計畫之訂閱者)用來提供動力予使用者之電動交通載具的電池。在一些實施方式中，取樣電池可包含未在市場上市之電池(例如，在工廠、倉庫、實驗室等處進行測試或儲存之電池)。在一些實施方式中，所揭露之系統可自多個來源收集資訊(例如，電池交換站、電動交通載具、電池、使用者之可攜式裝置等)。在一些實施方式中，所揭露之系統可自一資料庫收集資訊。
本系統可用以收集多種類型的電池資訊，像是一或多個的(1)電池製造資訊；(2)電池特性資訊；(3)電池充電資訊；(4)電池使用資訊；以及(5)其他適當之電池資訊(例如，特殊的電池標籤序號，其係電池交換計畫提供者用來達成追蹤或管理目的而產生)。透過分析這些資訊之組合，並也透過對分析結果(例如是做為參考資訊)與待充電之電池的特性(亦即，電池可能是有上述電池資訊之類型)進行比對，本系統可較佳地瞭解待充電之電池，並因此為此電池產生詳細、特製之充電規則。
電池製造資訊例如可包含電池製造者(例如，即使不同製造者使用相同的電池規格，其所製成的電池也可能具有不同的特性)、製造日期(例如，於不同日期製造的電池可能會具有不同的特性)、製造批號(例如，於不同批所生產之電池仍 可能會具有不同的特性)、硬體版本、韌體版本、電池芯類型以及/或製造序列編號(例如，同批所生產的電池仍可具有不同特性)。
電池特性資訊例如可包含電池容量(例如，滿充電容量(full charge capacity，FCC))、電池放電容量(例如，電池在一定條件下可提供多少的電流)、健康狀態(state-of-health，SOH)以及或電池建議工作溫度(例如，像是攝氏5度至35度的溫度範圍)。
電池充電資訊例如可包含目前電量狀態資訊、目前電池溫度資訊、目前電池芯溫度資訊、目前電路溫度資訊、錯誤狀態資訊(例如，由電池內之電池控制系統(battery management system，BMS)因應不正常充電或放電狀況所產生的錯誤或警告訊息)、電池建議充電溫度(例如，像是攝氏25度至40度的溫度範圍)、電池建議充電電流(例如，穩定或變化之電流)，電池建議充電電壓(例如，穩定或變化之電壓)、電池建議充電循環(例如，每一週至少一次完全充電)，電池建議充電速率(例如，於5分鐘內自電池滿容量之0%提升至10%)以及/或電池建議充電時間(例如，不要連續進行超過5小時的充電)。
電池的用量資訊例如可包含年齡資訊(例如，使用時間以及/或循環次數)、電池直流電內電阻(direct current internal resistance，DCIR)資訊、電池實際充電溫度(例如，電池於前一日在攝氏30度進行充電並於今日稍早時在攝氏35度進行充電)、電池實際充電電流(例如，1至200安培)、電池 實際充電電壓(例如，1至220伏特)、電池實際充電循環次數(例如，電池已進行過50次完全充電循環以及124次部分充電循環)、電池實際充電速度或速率(例如，每小時20安培)、電池實際工作溫度(例如，電池於前一日在攝氏35度下操作了兩小時)、電池實際放電時間(例如，電池於前一日在其電流滿額下進行66分鐘的放電)。
上述範例僅為本揭露內容的部分實施方式。於其他實施方式或實際狀況中，本系統可收集其他類型資訊，以支持其對特製化電池充電規則的分析。舉例來說，本揭露內容之系統可收集環境資訊(例如天氣預報)或其他適當資訊(像是自用來充電之電力來源的停電通知、電力的計費表、指出了於兩天內會在電池交換站附近舉行之事件的事件通知等)，所舉之資訊潛藏了會影響待充電電池的充電流程。在一些實施方式中，由於電力的計費表係可依在不同時段汲取電能而指示出不同費率，故電池於單一電池交換站的充電規則可依據上述經濟條件而被選擇/特製化。
在一些實施方式中，本揭露內容的系統分析了所收集之資訊，並對多種不同電池產生或辨認出一組充電樣式(例如，如第5A圖至第5C圖所示之特性曲線/線)。所產生或辨認出的樣式可接著被使用為對一或多個待充電電池之「參考資訊」或導引，以實現目的或目標。舉例來說，依據所述分析，本揭露內容可產生特製化充電規則，其可盡可能地使特定類型之電池維持最大容量。而如其他範例，本揭露內容可產生特製化充電規則，其可提升/最大化某一類型電池的壽命。在一些 實施方式中，本揭露內容可產生特製化充電規則，其可致使特殊類型之電池能具有最大充電循環次數(例如，於500次的充電循環後，電池仍可具有原本容量之90%的容量)。於其他實施方式中，本揭露內容可具有其他類型的目標(例如像是客戶滿意度、電池性能表現、使用者體驗等)。
在一些實施方式中，特製化充電規則可以是自兩個或更以上的候選充電規則選出(例如，系統可包含10個常用充電樣式來當作候選充電規則)。具例來說，所揭露之系統可產生一組候選充電規則給系統操作者以自其中選擇。舉例來說，所揭露之系統可依據「電池健康度」(例如，充電循環次數或可能衰退度)，而具有一組候選充電規則。電池之「衰退度」可指電池的滿充電容量(full charge capacity，FCC)在充電/放電後的衰退程度。舉例來說，一組候選充電規則可依據電池健康度而包含(1)對於電池為具有90%至100%的滿充電容量(輕微或無衰退)或充電循環尚在500次內來說，當其電池芯溫度已超過門檻值(例如50度C)的時候，系統將會停止對電池充電；(2)對於電池為具有90%至100%的滿充電容量(可接受之衰退)或充電循環介於500次至700次之間來說，當其電池芯溫度落在範圍例如50度C至55度C的時候，若系統決定電池需求為高，則系統將會繼續充電(例如，犧牲「電池健康度」來換取完全滿足電池需求)；以及(3)對於電池為具有小於80%的滿充電容量或充電循環超過700次來說，系統將會以相對低的電流對電池進行充電，並開始計畫自系統將如此的電池移除。
在一些實施方式中，一組候選充電規則可被設計為實現一或多個「電池健康度」目標。舉例來說，所揭露之系統可提供三個預設候選充電規則(例如，規則A、B及C)給系統操作者以自其中選擇。規則A可被設計為實現最高可能性之電池健康度。舉例來說，若規則A被實行在對電池充電上，則電池會被預期為在充電循環700次後具有輕微衰退(例如相對其滿充電容量為5%至10%)。規則B可被設計為實現中級程度之電池健康度目標。舉例來說，若規則B被實行在對電池充電上，則電池會被預期為在充電循環500次(少於規則A之次數)後具有輕微衰退(例如相對其滿充電容量為5%至10%)。規則C可被設計為實現策略性目標(例如，滿足電池需求)且維持電池健康度在可接受等級。舉例來說，若規則C被實行在對電池充電上，則電池會被預期為在充電循環500次後具有較大的衰退(例如相對其滿充電容量為10%至15%)。
在上述實施方式中，相對規則B及C，規則A可對電池以相對低的電流進行相對長時間的充電。舉例來說，規則A僅許可最大值為10安培的充電電流，其中規則B為許可最大值為15安培的充電電流。舉例來說，規則A需要一小時去完成自滿充電容量的20%至95%的充電循環，而規則C僅需要半個小時就可完成。
對於規則A、B及C的溫度門檻值可不相同。舉例來說，對於規則A的溫度門檻值為45度C，對於規則B的溫度門檻值為52度C，而對於規則C的溫度門檻值為55度C。對於充電規則(例如規則A、B及C)之參考因子、門檻值及邏輯的設 定或更新係可依據(1)系統性能表現資訊；(2)統計分析之結果；(3)對機器進行學習之歷程資料的結果；(4)歷程/即時資料之模擬；以及/或(5)體驗結果。
在一些實施方式中，候選充電規則可依據環境條件來被決定，像是周遭溫度或濕度。舉例來說，所揭露之系統可具有一組候選充電規則，其可將電池應用於位在酷熱環境(例如超過38度C)之中，並也具有其他組候選充電規則，其可將電池應用於位在寒冷環境(例如低於10度C)之中。
在一些實施方式中，候選充電規則可依據預測的電池需求(例如，在預定時段內，像是一小時)來被決定。舉例來說，所揭露之系統可具有一組候選充電規則，其可應用於位在高需求電池站之中的電池(例如，盡可能地在相對高的溫度容忍度下對電池進行充電，像是55度C)，並也具有其他組候選充電規則，其可將電池應用於低需求電池站(例如，當電池溫度超過門檻值時不進行充電)。在一些實施方式中，預測的電池需求可依據涉及叢集流程(clustering process)及/或機器學習流程之分析來產生。舉例來說，所揭露之系統可自多個取樣站點收集電池需求資訊(例如，電池過去的交換次數、電池的預訂、使用者習慣等)。系統接著可進行叢集流程(例如藉由K-means叢集流程)，以決定多個需求叢集。叢集可被「站點」及「時段」來定性化。舉例來說，叢集A可表示於上午1點至上午4點期間之站點X的電池需求，叢集B可表示於下午5點至下午6點期間之站點Y的電池需求，而叢集C可表示於上午2點至上午4點期間之站點Z的電池需求。
在一些實施方式中，所揭露之系統可進行「即時化(just in time)」之充電流程。於如此的實施方式中，系統對電池進行之充電為相對低速方式(例如，使用較低的電流進行長時間充電，或是在較便宜的充電電力時段期間對電池充電)，直到電池需求被確認(例如，有使用者預訂或是預測之需求)，使得電池可在提供給使用者前即被完全地充電。使用較低的電流可導致較好的電池健康度以及/或較長的電池壽命。一旦電池需求被確認，系統接著對電池進行之充電為相對快速方式(使用較大的電流進行短時間的充電)，以符合電池需求。當被確認的電池需求為預測的需求，系統可僅對電池充電來符合需求。舉例來說，規則B需要一才小時來完成自滿充電容量的20%至95%的充電循環，且係被設定為對於電池交換站A之預設充電規則。在一些實施方式中，若在電池交換站A之接續被確認的電池需求為發生在4小時後的預測需求，則接著系統可自規則A切換至對電池較慢的充電方式，以維持電池的健康度。
在一些實施方式中，所揭露之系統(例如伺服器)可對新的或更新的電池規則進行模擬，使得站點系統可以全域性地或區域性地決定是否要實行新的或更新的電池規則。舉例來說，系統可以決定第一電池交換站已被轉為離線，以進行常規維護。系統接著對第二電池交換站產生更新的電池充電計畫(其可包含多個充電規則)，其中第二電池交換站鄰近第一電池交換站。舉例來說，系統可決定將第一電池交換站轉為離線，以致使第二電池交換站的電池需求上升。於是，系統發送了更 新的電池充電計畫至第二電池交換站。
在接收了更新充電計畫之後，第二電池交換站可對更新充電計畫進行模擬。此模擬進行為背景運作，使得此模擬不會干涉到已存在之電池管理計畫。在一些實施方式中，模擬包含了依據更新的電池充電計畫，模擬對置於第二電池交換站之電池的充電流程。在一些實施方式中，模擬包含了模擬實行更新的電池充電計畫是否可產生足夠的充電電池數量，以符合實際需求。舉例來說，鑒於預期的需求上升，更新的電池充電計畫會要求第二電池交換站對電池進行充電之速度係提升為快過通常速率(其係為用在已存在之電池充電計畫)。在一個時段(例如12小時)後，可產生模擬結果(例如，進行之充電係因提升充電速率，而導致整個站點的溫度上升了攝氏5度)。模擬結果接著可拿來與實際需求比對。舉例來說，實際需求指出了使用通常速率來對電池進行充電仍可符合過去12小時的實際需求(例如，不會有使用者因要預訂電池而等待)。於如此的實施方式中，第二電池交換站可決定不要去實行更新的電池交換計畫。
在一些實施方式中，候選充電規則可依據經濟或財務條件而被決定(例如，與充電相關之成本或費用，像是用在充電上的電費、設置裝置交換站的土地租金等)。舉例來說，所揭露之系統可具有一組候選充電規則，其可將電池應用在一個充電成本係隨時改變的地區(例如，僅在有折扣時對電池進行充電)，並也具有其他組候選充電規則，其可將電池應用在一個充電成本維持固定的地區(例如，可在任意時間對電池進 行充電)。
在一些實施方式中，候選充電規則可依據電池參考資訊來決定(其範例將進一步描述於後)，像是電池充電循環次數、健康指數、電池的電池芯類型等。舉例來說，若系統判斷電池是新的(例如，使用新的電池芯類型或新的封裝機制)，則系統可選擇有較高充電電流的充電規則(例如，由於電池是新的，故較高充電電流可在不對電池產生顯著衰退情況下，更快對電池進行充電)。
在一些實施方式中，候選充電規則可依據多個上述之因素組合來被決定。在一些實施方式中，所揭露之系統可對電池交換站產生預設充電規則以遵循(亦即，電池交換站將對所有置於其中的電池依據此預設充電規則來進行充電)。由於置於相同電池交換的電池可在共同環境下具有相同的因素(例如，相同的環境條件、電池需求、充電成本等)，此將有利於(例如節省投入資源)系統去分配相同的充電規則給置於相同電池交換站內的電池。在一些實施方式中，分費充電規則可進一步地依據特定電池的資訊(例如，依據所插入之電池的特性來改變分配到的預設規則)來調整。在一些實施方式中，充電規則可依據多個因素/條件伴隨權重來設定，而且此充電規則不需要被對應至由操作者控制/監控或命名/理解之狀況。於如此的實施方式中，充電規則可以是一系列的條件判斷式來決定，且其看起來不會呈現如第5A圖至第5C圖所示的特性曲線/線。
在一些實施方式中，候選充電規則可被儲存在伺 服器或是由伺服器來維護。於如此的實施方式中，伺服器可週期性地發送或派送更新充電規則或指令至電池交換站(例如，像是「對位在插槽2之電池以200毫安培進行10分鐘的充電」之指令)。在一些實施方式中，每一電池交換站可儲存或維持一組預設電池充電規則，以對置於其內的電池進行充電，且此組預設充電規則可週期性地(例如，每日、每周、每季等)由伺服器所更新。
在一些實施方式中，當使用者將電池插入至電池交換站的電池插槽的時候(即，於電池交換站的的一次電池交換)，本系統(例如，電池交換站或是一或多個的電池交換站與伺服器之組合)可偵測到插入之電池的存在，並接著啟動分析流程。系統可開始將與插入之電池相關的電池資訊，自插入之電池所附帶的記憶體收集。系統接著對插入之電池的電池資訊與產生的特性/樣式(例如參考資訊)進行比對，以視是否有相匹配(或是實質上的匹配)。如果是，那系統可因此對插入之電池產生特製化充電規則(或自候選充電規則中擇一選出)，藉以實現預計目標(例如，提升/最大化電池性能表現或壽命、最小化充電費用、符合某些預測需求等)，或藉以在實現其中一個預計目標的同時也符合所分配到的需求。如果否，那系統可依據預設規則產生特製化充電規則(例如，依據插入之電池的製造資訊來辨認出最接近的參考對象；依據插入之電池的使用資訊來辨認出最接近的參考對象等)。藉由此配置，本系統可有效率地提供適當之特製化充電規則予每一個插入之電池，並因此提升系統整體效能。
本揭露內容的其他態樣係為在即時(例如毫秒至秒)或近即時(例如分鐘至小時)之方式提供了電池充電規則。舉例來說，當使用者將電池置於電池交換站的時候，本系統可立刻提供適當的電池充電規則予電池。在一些實施方式中，系統可更進一步地依據其他因素，像是電池的預測需求、充電成本、使用者需求/預訂、環境條件、未來或目前事件等，來調整充電規則。
舉例來說，系統可加速充電流程(例如，藉由較高的充電速率或充電電壓來使用較快的充電流程)，此至少可因為依據使用者對電池之預訂，而預期到在兩個小時內的大量電池需求。於其他範例中，系統可延遲充電流程(例如，藉由較低的充電速率或充電電壓來使用/選擇較慢的充電流程)，此是因並沒有立即性地需要完成充電流程(例如，午夜時分之中的系統不會預期到任何立即性的電池需求)，或者是因這樣做可以降低充電成本(例如，在離峰期間，電力來源可提供較低的費率)。在一些實施方式中，舉例來說，系統可依據電池的電量狀態，而優先對站點內之可用的電池進行排序。系統接著可依據電池的特性(例如，特性可用充電規則來表示)來決定如對電池進行充電。舉例來說，系統可僅在一定程度的電量狀態範圍(例如50%至80%)對電池進行充電。舉例來說，假設現時為上午十點，預測需求表示出將會有4個電池交換狀況發生在下午8點的站點ST1，而且自現時至下午8點未有預測電池需求。站點ST1現有狀況為4個電池，且其電量狀態範圍落在50%至80%。要使4個電池到達電量狀態門檻值(例如90%)，將使站 點ST1要花費2個小時來準備/進行充電。在此範例中，站點ST1可計劃在下午6點開始對電池進行充電。因此，本揭露內容係可提供適當的充電計畫(例如，依據充電規則及預測需求)予電池交換服務提供者，藉以達成多個目標(例如，客戶滿意度、最小化整體的充電成本等)。
本揭露係描述系統與方法，其設計為在即時或近即時之方式提供特製化電池充電規則。多個實施方式可提供一或多個以下的技術性改良點：(1)可準備好高效率之即時或近即時的電池充電規則來供電池交換站使用；(2)具備有效地增加/最大化電池壽命及性能表現的能力；(3)具備能使操作者可依據多個因素來設定所需之電池交換規則的能力；(4)具備藉由高能源效率的方式提供令人滿意的電池使用體驗，從而提供增強使用者體驗的能力。
在以下敘述中，為了達到說明之目的，列舉了多個具體細節，以使本揭露內容之實施方式可通篇被理解。然而，應當瞭解，在一些沒有如此具體細節的情況下，仍可以實行本揭露內容的實施方式。
第1圖為依據本揭露內容的實施方式繪示系統100的示意圖。系統100可用以(1)自多個取樣電池101(如第1圖所示101A-C)收集資訊；(2)依據所收集的資訊來產生多個充電規則；(3)依據充電規則以及預測電池需求，產生多個電池交換站的充電計畫(充電計畫包含了給予站點實行之「特定電池」的充電指令)。在一些實施方式中取樣電池101可自系統100的操作者所擁有或管理的全部電池之中選出。系統100包 含伺服器103、耦接至伺服器103的資料庫105以及電池交換站107。如圖所示，電池交換站107可透過有線或無線通訊網域109來通訊連接伺服器103。每一個取樣電池101可包含電池記憶體113(如第1圖所示113A-C)。電池記憶體113用以儲存並記錄與對應取樣電池101相關之電池資訊。在一些實施方式中，電池記憶體113可耦接至控制器(例如，控制晶片、處理器等，此未繪示在第1圖之中)，且控制器附接在取樣電池101。控制器可管理儲存在電池記憶體113中的電池資訊。
如第1圖所示，伺服器103可用以(1)經由網域109，透過電池交換站107來自電池記憶體113A收集電池資訊；(2)依據收集到的資訊，產生多數個充電規則；以及(3)依據充電規則以及預測電池需求，產生電池交換站107的充電計畫。在一些實施方式中，伺服器103可經由網域109，直接自電池記憶體113B接收電池資訊。伺服器103也可經由網域109，透過可攜式裝置111(例如，電池使用者的智慧型手機，且智慧型手機具有APP軟體可用以管理取樣電池101C)來自電池記憶體113C接收電池資訊。於收集了電池資訊之後，伺服器103可分析收集到的資訊去決定或辨識電池特性或樣式，其中電池特性或樣式可用以做為參考資訊，以供自資料庫105選擇出充電規則，或者以供產生特製化電池充電規則。在一些實施方式中，伺服器103可經由交通載具(例如，經由交通載具控制器，其為監控置於交通載具內的電池)接收電池資訊。在一些實施方式中，伺服器103可經由充電裝置(例如，可致使使用者藉由家用接收器對電池進行充電之充電器)接收電池資 訊。與伺服器103相關的實施方式將配合第4圖進一步描述如下。
在一些實施方式中，伺服器103可依據需求資訊以及每一個電池交換站107中的電池的電量狀態，來管理多個電池交換站107。伺服器103可依據充電規則來決定每一個可交換式能源除裝置的充電計畫(且也產生充電指令)。
舉例來說，假設電池交換站107具有6個電池於其內(電池B1-B6)。電池B1-B6所具有的電量狀態係分別如下所列：92%、70%、72%、65%以及30%。在一些實施方式中，為了提供可滿足客戶體驗，系統100可設定電量狀態門檻值(例如，90%的電量狀態或可調整之介於85%至95%的電量狀態)，使得僅有超過門檻值的電池可視為可被拿來交換之電池或已準備好可由使用者取用之電池。在一些實施方式中，每一個電池B1-B6可具有優先值(例如，為了決定哪一個電池係優先於其他電池被拿來交換)。舉例來說，依據每一個電池的電量狀態(或是其他特性)，電池B1-B6的優先值可被分配為「1」、「2」、「3」、「4」、「5」以及「6」。在一些實施方式中，電池B1-B6可被分類為兩個群組同時保持其優先值，兩個群組可為「準備好被取用」(像是具有超過90%的電量狀態的電池B1及B2)以及「未準備好」(像是具有小於90%的電量狀態的電池B3-B6)。在一些實施方式中，也可以設定第三個群組，像是「被鎖定電池」，其可包含需維護或更換之電池。
於一實施方式中，假設要將電池的電量狀態自0% 充電至90%要花費大約2.5小時。系統100可得到在至少接下來的兩個小時的需求資訊(例如，預測電池需求)(以允許有足夠的時間對電池B1-B6進行充電)。也就是說，可依據電池的預測需求以及對電池完全充電的要求時間，來決定對電池交換站107的充電計畫。
假設在下一個小時的預測需求為2個電池，且在下一個小時的再下一個小時之後，預測需求為4個電池。因此，系統100的伺服器103可依據需求資訊選擇電池B1-B6的充電規則。在此範例中，系統100可決定(1)保持電池B1及B2的電量狀態；(2)依據相對慢的充電規則對電池B3及B4進行充電(例如，其電量狀態為接近90%的門檻值；則使用相對慢的充電流程，以可於流程期間降低所產生之熱能，此將有益於電池的壽命)；以及(3)以相對快的充電規則對電池B5及B6進行充電(例如，以符合預測需求)。
決定是否對在「準備好被取用」之群組中的電池進行充電係依據電池交換站107的可用電力。同樣地，可用電力也可以是決定電池之充電速率的因素。在一範例中，系統100可決定去(a)依據一充電規則對電池B1及B2進行充電，當電池的電量狀態超過電量狀態的門檻值時，此充電規則遵循以固定電壓對電池進行充電；(b)依據相對慢的充電規則對電池B3及B4進行充電(例如，當電池的電量狀態小於90%時，以0.3C的速率對電池進行充電，其中「C」表示對電池充電的「C-速率」；例如，電池容量通常可評定為「1C」，此意思為以1安培-小時完全地對電池進行充電應可提供1小時下的1安培的電量)； 以及(c)依據相對快的充電規則對電池B5及B6進行充電(例如，當電池的電量狀態小於70%時，以0.7C的速率對電池進行充電)。當可用電力於電池交換站107之中受到限制，系統100的伺服器103可依據選擇的充電規則以及電池交換站107的可用電力來產生充電指令，如此一來電池B5及B6則可以被小於0.7C的速率進行充電，且對此兩個電池估計完全地充電的時間可能更長。
在一態樣中，系統100的伺服器103可依據儲存在伺服器103的一組充電規則，發送充電指令的封包(例如，對於電池B1-B6之上述的物件(a)、(b)及(c))至交換站107。藉由此配置，系統100可提供多種充電方案，以符合預測需求，且不會引起電池在耐久性上之不必要的犧牲(例如，在前所述之範例，電池B5及B6的耐久性會因要符合預測需求而多少有所犧牲)。
在一些實施方式中，本揭露內容可致使伺服器103去管理多個電池交換站中的多數個電池，其係藉由(1)依據為目前位在電池交換站107上的每一個電池所選擇之充電規則，週期性地或經常性地產生對電池的充電指令；以及(2)發送產生的指令至電池交換站107。舉例來說，系統100可因應觸發事件選擇新的充電規則，以對目前位在電池交換站107上的每一個電池產生新的充電指令，觸發事件像是置於電池交換站107中的可交換式能源儲存裝置之交換、可用電力之變動、需求資訊之變動或者是置於電池交換站107中的可交換式能源儲存裝置之預訂。舉例來說，若在伺服器103做出預測前，電 池交換站107有發生電池交換，則接著會依據電池B1及B2的優先性(例如所分配到的優先值)，而將電池B1及B2提供給使用者，且兩個電量狀態小於50%之電池會返還至電池交換站107。需求資訊會保持相同，但是電池的電量狀態會是不同的。如此一來，系統100的伺服器103因應此次電池交換，而更新了全部的充電計畫，其可包含(1)對電池交換站107的每一個電池選擇充電規則以及(2)依據更新的充電規則，分別對產生新的充電指令。實施方式將進一步描述於後。
舉例來說，相關之方法可包含例如(S1)計算多個站點(例如，可相似於站點107)的電池數量；(S2)決定電池的優先次序(例如，可依據電量狀態)；以及(S3)依據電池的優先次序來聚集電池。舉例來說，電池可被分為三個群組，其為第一、第二及第三群組。第一群組具有之電池為90%或超過90%的電量狀態；第二群組具有之電池為90%或低於90%的電量狀態；而第三群組為「鎖定」、「不可充電」或「不可交換」之電池(歸因於維護/更換時程表)。使用上提及之電池B1-B6(具有電量狀態分別是92%、90%、72%、65%、45%以及30%)為例，其中電池B1及B2被分配至第一群組，電池B3-B6被分配至第二群組。在此範例中，沒有電池是被分配至第三群組。電池B1具有最高優先次序，而電池B6具有最低優先次序。在一些電池的特性上具有顯著差異(例如電池的年齡或是電池的電池芯類型)例子，所述優先次序也可依據這些特性做調整。
相關之方法可更包含：(S4)接收一時段內的電池需求預測(例如，下一個兩小時或是其他實施方式中的其他時 段)。時段可依據電池之需求的充電時間的平均值來決定(例如兩小時)。舉例來說，電池需求預測對下一個小時可以是「2」(亦即，可預期有兩個電池交換)，且在下一個小時後的一小時期間內，電池需求預測是「4」。於此實施方式中，可使用電池B1及B2，以滿足下一個小時的需求，而電池B3-B6可被準備/進行充電，以滿足下一個小時後再一小時的需求。
相關之方法可更包含：(S5)決定對電池充電的可用電力(例如，電池交換站107可利用之可用電力、預期停電等)；(6)依據優先次序，選擇待充電之電池；以及(S7)對每一個電池決定/選擇充電規則。
假設其中一個充電規則(其可稱為充電規則CR1)包含有(a)對於電池具有高過95%(包含95%)的電量狀態，使用「最慢速」充電流程(例如0.2C)；以及(b)對於電池具有低於95%的電量狀態，使用「較快速」充電流程(例如0.7C)。當有要求滿足預測需求時，充電規則CR1可被選出(例如，除非符合緊急需求，不然優先使用較慢的充電流程，以使電池有較佳的壽命)。
再者，其他的充電規則(其可稱為充電規則CR2)包含了：(a)對於電池具有高過90%(包含90%)的電量狀態，使用第一充電速率(例如，0.2C，其為「最慢速」充電流程)；(b)對於電池具有介於60%至90%的電量狀態，使用第二充電速率(例如，0.4C，其為「較慢速」充電流程)；以及(c)對於電池具有低於60%的電量狀態，使用第三充電速率(例如，0.7C，其為「較快速」充電流程)。在此範例中，電池B5及B6 可依據充電規則CR1來被選擇進行充電(例如，其將可能要耗時兩個小時來進行完全地充電)。電池B1及B2可依據充電規則CR2來進行充電，其是因為電池B1及B2的電量狀態超過電量狀態的門檻值。電池B3及B4可依據充電規則CR2來進行充電，其是因為使用充電規則CR2即可輕易的滿足分配至電池B3及B4的需求。
在一些實施方式中，相關之方法可更包含：(S8)依據電池特性(例如，目前的溫度、電量狀態等)來決定充電速率(例如，上述之充電速率「C」)。此步驟可被考量為「微調」充電規則。舉例來說，方法可包含使用電量狀態去決定每一個電池的充電速率。舉例來說，電池B1及B2(具有電量狀態高過90%)可採0.2C速率進行充電，其為參考步驟(S7)中之為電池B1及B2所選擇的充電規則CR2的「最慢速」充電流程。電池B3及B4(電量狀態之範圍介於89%至60%)可採「0.4C」速率進行充電。電池B5及B6(具有電量狀態之範圍介於50%至0%)可採「0.7C」速率進行充電，其係參考充電規則CR1。在一些實施方式中，充電規則進一步包含關於電池溫度的條件。舉例來說，在充電規則CR2的條件(c)之中，具有小於60%的電量狀態的電池可由第三充電速率(例如0.7C)進行充電，但若電池溫度超過一定的溫度門檻值(例如攝氏50度)的話，電池將會由第二充電速率(例如0.4C)進行充電，以防止電池過熱，過熱現象不只會傷害電池，也會影響使用者體驗。
在一些實施方式中，相關之方法可更包含：(S9)依據其他因素，像是可用來充電之電力(例如，如上所述之步 驟S5之說明)，調整充電速率(例如，上所述之充電速率「C」)。在一些實施方式中，當有預期的停電通知及裝置交換站107僅具有受限的電力來對電池進行充電時，其僅可對電池將充電唯一定程度的電量狀態之範圍(例如，50%至80%的電量狀態)。舉例來說，僅有電池B3及B4會被充電。於其他範例中，市電(Mains electricity)能供應有限的電力，使得裝置交換站無法對所有置於裝置交換站之中的電池以其對應的充電規則來進行充電。再者，多個電池站點單元(例如，能夠達到簡單且快速擴展之模組化設計)可位在同個需要共享可用電力之位置。於部分範例中，電力可由再生能源(例如太陽能面板)供應，且由此些來源供應之電力可能根據時間而改變。
在一些實施方式中，相關之方法更包含：(S10)依據決定的充電規則及調整的/決定的充電速率，對每一個電池(例如電池B1-B6)產生充電指令。伺服器103接著可發送產生的充電指令至每一個裝置交換站107。裝置交換站107接著可實行充電指令。也就是說，每一個充電指令包含了調整的/決定的充電速率的確切值，使得裝置交換站107可藉由對應的充電指令對置於其內的電池進行充電。伺服器103可分別依據對應至電池的充電規則，而連續地監控電池的狀態(電量狀態、溫度等)以及更新充電指令。
前述實施方式(例如步驟S1-S10)描述了如何依據對於可交換式能源儲存裝置之預測需求，來對裝置交換站107產生「充電計畫」。伺服器103可對每一個連接至伺服器103(例如裝置交換站107)形成充電計畫，其中充電交換站107 分別連接伺服器103。同前所述，「充電計畫」表示了伺服器103對管理全部連接之裝置交換站107及其內的能源儲存裝置整體的策略，藉以符合來自使用者的需求且同時也維持能源儲存裝置的健康度及耐久性。對每一個裝置交換站的「充電計畫」包含「充電規則」供選擇及分配至裝置交換站107中的能源儲存裝置。充電規則描述了對能源儲存裝置進行充電之細節(且也描述了由此可實現的對應目標)。再者，對應置於裝置交換站107的每一個的能源儲存裝置的「充電指令」係可依據被分配/被選擇之「充電規則」形成，且係可依據目前電池條件(例如，電量狀態、溫度等)以及被分配/選擇之充電規則，而週期性地更新。
資料庫105可儲存與本揭露內容相關之資訊(例如，需求資訊、由伺服器103收集之資訊、由伺服器103分析之資訊、由伺服器產生之資訊(例如，充電規則、充電計畫或充電指令)、參考資訊、使用者帳號資訊、使用者電池計畫、使用者歷程、使用者習慣、使用者駕駛/騎乘習慣、環境條件、事件資訊等)。在一些實施方式中，資料庫105可以是公開存取資料庫(例如，天氣預報資料庫、旅遊警報資料庫、交通資訊資料庫、位置服務資料庫、地圖資料庫等)，其由政府或私人機構維護。在一些實施方式中，資料庫可以是私人資料庫，其提供個人資訊(例如，使用者帳號、使用者信用歷史、使用者訂閱資訊等)。
網域109可以是當地網域通訊網(LAN)或是廣域網域通訊網(WAN)，然而其也可以是其他有線或無線通訊 網。網域109可以是網際網路或一些其他公開或私人網域。電池交換站107或可攜式裝置111可透過網域介面(例如藉由有線或無線通訊)而連接至網域109。伺服器103可經由當地網域、廣域網域、有線或無線網域之其中一型式，其包含網域109或獨立公開或私人網域，而耦接至資料庫105。在一些實施方式中，網域109包含保全網域，其係由私人機構(例如公司等)使用。
在一些實施方式中，電池交換站107可被用以自取樣電池101收集電池資訊，並且進行前述之分析。於如此的實施方式中，電池交換站107可分析收集到的電池資訊，以判定或辨認電池特性或樣式，其中電池特性或樣式係用以做為產生特製化電池充電規則的參考資訊。如此的參考資訊可由本地端儲存(例如儲存在電池交換站107)或式也可被傳輸或上傳至伺服器103。電池交換站107的實施方式將在以下配合第2圖及第3圖來進一步地討論。
第2圖為依據本揭露內容的實施方式繪示系統200的示意圖。系統200可用來決定可交換式電池201的特製化電池充電規則或數據。系統200包含伺服器203、資料庫205以及電池交換站207。伺服器203、資料庫205以及電池交換站207可經由網域209而彼此相通訊。如圖所示，電池交換站207包含(i)顯示器215，用以與使用者互動，以及(ii)電池架219，具有八個電池插槽217a-h，其用以容置待充電電池。
於操作期間，只有六個電池插槽(例如插槽217a、217b、217d、217e、217f及217h)是被電池占據，而 兩個插槽(例如插槽217c及217g)係保留為由使用者預訂要插入交換之電池(例如低電力電池)。前述之電池B1-B6或如在第1圖所述之取樣電池101A-101C可分別被放置在這些電池插槽217a-h之中。在一些實施方式中，電池交換站207可具有不同的配置方式，像式不同數量的機架、顯示器或是插槽。在一些實施方式中，電池交換站207可包含模組化元件(例如模組化機架、模組化顯示器等)，其可致使操作者能更方便地安裝或擴展電池交換站207。電池交換站207可被電性耦接至一或多個電力來源(例如，電力網、電力線、電力儲存所、電力站/變電所、太陽能晶片、風力發電器、火力發電器等)，以接收可用來對置於其內的電池充電之電力，並進行其他流程(例如，以與伺服器203通訊)。在一些實施方式中，使用者可以將電池自電池交換站207取出，而不用在之前先插入電池。在一些實施方式中，電池交換站207可具有上鎖機構，以對置於其內的電池進行保全。在一些實施方式中，電池交換站207可在無上鎖機構的情況下被實行。
如同上述並參照第1圖，一組參考資訊可依據自多個取樣電池101收集到電池資訊而產生。在一些實施方式中，參考資訊可以是儲存在資料庫或伺服器203之中。使用者可插入可交換式電池201(其包含電池記憶體213，以可用以儲存多種型式之前述的電池資訊)至電池交換站207的空的電池插槽(例如插槽217c，如第2圖所示)。電池交換站207可收集電池資訊並且將此資訊傳輸至伺服器203。伺服器203分析收集到的資訊，並拿來跟儲存的參考資訊做比對。伺服器203隨 之對可交換式電池201產生特製化電池充電規則，以實現目的。
在一些實施方式中，伺服器203可辨認一或多個可交換式電池201的特性，且藉由在參考資訊之中尋找匹配點(或通常匹配點)來產生特製化電池充電規則。在一些實施方式中，伺服器203可先辨認可交換式電池201的先前充電規則(例如自收集到的資訊辨認)，並接著依據參考資料調整，以對可交換式電池201產生特製化電池充電規則。舉例來說，近期的分析/讀取(其可以是一部份的參考資訊)可建議出可交換式電池201若是在特定溫度進行充電一段時間，其能表現得更好。伺服器203可隨之調整先前充電規則，以產生更新充電規則。
在一些實施方式中，參考資訊可以被儲存在電池交換站207之中。於如此的實施方式中，電池交換站207可分析/比對收集到的資訊以及參考資訊，以產生特製化充電規則。電池交換站207也可在本地端儲存/管理一組產生的特製化充電規則，以供未來使用。在一些實施方式中，電池交換站207可上傳產生的特製化充電規則至伺服器203，以供未來使用。
第3圖為依據本揭露內容的實施方式繪示(充電)站點系統300的示意圖。如圖所示，站點系統300包含處理器301、記憶體303、使用者介面305、通訊元件307、電池管理元件309、一或多個感測器311、儲存元件313以及耦接至多個電池插槽317a-n的充電元件315。處理器301可用以與在站點系統300中的記憶體303或其他元件(例如元件305-317)互動。記憶體303耦接至處理器301，並且用以儲存用來控制站點系統300中的其他元件或其他資訊之指示。
使用者介面305用以與使用者互動(例如，其可接收使用者輸入並呈現資訊給使用者)。在一些實施方式中，使用者介面305可由觸控螢幕來實行。於其他實施方式中，使用者介面305可包含其他適當的使用者介面裝置。儲存元件313用以暫時地或永久地來儲存資訊、資料、檔案或與站點系統300相關之訊號(例如，感測器311量測到的資訊、電池插槽317a-n收集到的資訊、參考資訊、充電指示、使用者資訊等)。
通訊元件307(例如可適於在藍芽、紅外線、單元體、通訊協定IEEE 802.11等)可用以通訊連接至其他系統，像是交通載具31(例如電動交通載具，其可使用可交換式電池201做為電力來源)、可攜式裝置32(例如，電池使用者的智慧型手機，其可具有APP軟體，以管理可交換式電池201)、伺服器33(例如伺服器103即203或伺服器系統400，其將會與第4圖說明於後)、其他站點以及/或其他裝置。
電池管理元件309為用以自多個來源收集電池資訊，以進行分析收集到的資訊。舉例來說，電池管理元件309可收集關於置於電池插槽317a-n之電池的資訊、關於站點系統300的資訊、關於一或多個電力來源34的資訊、關於使用者的資訊(例如自可攜式裝置32經由通訊元件307接收)以及/或關於交通載具31的資訊。在一些實施方式中，電池管理元件309可傳輸或上傳收集到的資訊至伺服器33，以供進一步分析或處理。在接收電池資訊後，伺服器33可分析接收到的電池資訊，並將其拿來與參考資訊比對，以產生對電池的特製化電池充電規則，從而達成預定目標。
在一些實施方式中，電池管理元件309可依據自伺服器33的指示來管理置於電池插槽317之中的電池(其可發揮類似伺服器103、303以及伺服器系統400之功能，伺服器系統400將會與第4圖說明於後)。在一些實施方式中，電池管理元件309可週期性地通訊連接至伺服器33，以要求更新指示。
在一些實施方式中，電池管理元件309可分析收集到之關於插入至電池槽317之一的電池的電池資訊，並將收集到的電池資訊與參考資訊比對。電池管理元件309可依據比對結果，對插入的電池隨之產生特製化電池充電規則。在一些實施方式中，特製化電池充電規則可以是由伺服器33來決定。
充電元件315為用以對每一個置於電池插槽317a-n的電池控制充電流程。電池插槽317a-n為用以容置置於其內且/或上鎖於內之電池，並對其進行充電。充電元件315接收來自電力來源34的電力並接著使用預設特製化充電規則，此可以是自伺服器33接收或是藉由電池管理元件309產生。
在一些實施方式中，特製化充電規則可依據電池需求預測調整，其中電池需求預測係由伺服器33產生(例如電池需求預測可以是依據預測使用者習慣、站點特性、鄰於電池交換站之事件等來產生)。舉例來說，若決定無法自電力來源34取得足夠的電力來實行電池充電規則，則站點系統300可延期去實行電池充電規則。
感測器311為用以量測與站點系統相關之資訊(例如，工作溫度、環境條件、電力連接、網域連接等)。感測 器311也可用以監控置於電池槽插317a-n之內的電池。量測到的資訊可被發送至電池管理元件309以及/或伺服器33，以供進一步分析。在一些實施方式中，量測到的資訊可被包含在參考資訊內，其中參考資訊為用以產生特製化充電規則。舉例來說，特製化充電規則可隨著站點系統300周遭環境溫度或電池插槽317之溫度來變化。
第4圖為依據本揭露內容的實施方式繪示伺服器系統400的示意圖。伺服器系統400為用以收集與多個電池相關之資訊，其中多個電池可由伺服器系統400部署或管理。伺服器系統400也可用以分析收集到的資訊，並依據分析結果對客戶端站點40產生特製化電池充電規則，以控制其中的充電流程。在一些實施方式中，客戶端站點40可被實行為前述之電池交換站107或207。於其他實施方式中，客戶端站點40可被實行為其他適當的客戶端裝置。前述之伺服器33、103或203所具有之結構、元件以及/或部件可相似於伺服器系統400所具有之結構、元件以及/或部件。
如第4圖所示，伺服器系統400包含處理器401、記憶體403、輸入/輸出裝置405、儲存元件407、充電規則分析元件409、電力來源分析元件411、站點分析元件413、使用者習慣分析元件417、交通載具分析元件419以及通訊元件421。處理器401可用以與伺服器系統400之中的記憶體403及其他元件(例如元件405-421)互動。
輸入/輸出裝置405可用以與操作者通訊(例如，接收自使用者的輸入動作且/或呈現資訊給使用者)。在一些實施 方式中，輸入/輸出裝置405可以是單一元件(例如觸控顯示器)。在一些實施方式中，輸入/輸出裝置405可包含輸入裝置(例如鍵盤、滑鼠、讀卡機、掃描器、鏡頭等)以及輸出裝置(例如顯示器、網路卡、音響、影像卡、音效卡、列印器、音響組或其他外部裝置)。
儲存元件407可用以暫時性地或永久性地儲存資訊、資料、檔案或與伺服器系統400相關之訊號(例如收集到的資訊、參考資訊、待分析資訊、分析結果等)。在一些實施方式中，儲存元件407可以是硬碟、快閃記憶體或其他合適的儲存手段。通訊元件421為用以與其他系統(例如客戶端站點40或其他站點)及其他裝置(例如使用者握持之移動裝置、交通載具等)通訊。
充電規則分析元件409可用以收集並儲存(例如儲存元件407之中)待分析電池資訊。收集到的資訊可自多個來源(例如電池交換站、電動交通載具、電池、使用者可攜式裝置等)之多個取樣電池收集而成。收集到的電池資訊例如包含了以下一或多個的(1)電池製造資訊(例如電池製造者、製造日期、製造批號、製造序號、硬體版本、韌體版本、電池芯類型等)；(2)電池特性資訊(例如，電池容量、電池放電容量、建議電池工作溫度、電量狀態等；(3)電池充電資訊(例如，電量狀態資訊、目前電池溫度、目前電池芯溫度、目前電路溫度、錯誤狀態、電池建議充電溫度、電池建議充電電流、電池建議充電電壓、電池建議充電循環次數、電池建議充電速度、電池建議充電時間等)；(4)電池使用資訊(例如，電池年齡、電池內電 阻、電池實際充電溫度、電池實際充電電流、電池實際充電電壓、電池實際充電循環次數、電池實際充電速度、電池實際充電時間、電池實際工作溫度、電池實際放電時間等)；以及(5)電池辨認資訊(例如，對每一個部署之電池的特殊電池標籤序號)。在接收收集到的資訊後，充電規則分析元件409可分析出收集到的資訊。
上述每一個收集到的資訊可被分析以辨認出充電特性/樣式，其中充電特性/樣式會影響到電池的充電流程。辨認出的充電特性/樣式可以是如第5A圖至第5C圖所示的特性曲線/線之型式，此將詳述如下。此些辨認出的特性/樣式可由充電規則分析元件409進行考量，以對客戶端站點40之中的電池產生電池充電規則。
在一些實施方式中，充電規則分析元件409可依據收集到的資訊之相對重要性或可靠性來對其進行優先化。舉例來說，當要決定對客戶端站點40的電池充電規則的時候，充電規則分析元件409可將「電池製造者」(例如電池電池芯之類型，參其他實施方式)做為優先因素，並設定其他項目為次要因素。於如此的實施方式中，系統400可依據待充電電池之製造者來辨認出對客戶端站點40的充電曲線(例如第5A圖至第5C圖所示，此將詳述如下)。充電規則分析元件409可接著考量其他因素，以調整辨認出的充電曲線。
在一些實施方式中，充電規則分析元件409可根據不同權重來給出收集到的資訊之不同類型。舉例來說，充電規則分析元件409可設定對「電量狀態」、「電池充電溫度」、 「充電電流」之權重分別為50%、20%以及30%。於如此的實施方式中，對收集到的資訊之每一類型所辨認出的特性/樣式可接著以前述權重來結合。在一些實施方式中，充電規則分析元件409可依據實證研究、機器學習流程以及/或系統操作者之偏向，來決定收集到的資訊之哪些類型是有被囊括的。
在一些實施方式中，充電規則分析元件409可依據收集到的資訊之可靠度，來決定收集到的資訊之每一個類型的優先次序或權重。舉例來說，對於自耦接至電池之記憶體量測與收集到資訊而言，充電規則分析元件409可給出更高的權重或優先次序，此係因伺服器系統400會考量到如此資訊是為直接的/內在的，且也因此相對間接的/外在的(像是環境條件，例如氣象播報、事件提醒等)更為可靠。
在一些實施方式中，充電規則分析元件409可與系統400之其他元件(例如，元件411-419)通訊並共同工作，以對客戶端站點40之中的電池產生特製化電池充電規則。然而，在一些實施方式中，系統400可在沒有元件411-419的情況下進行操作。
電力來源分析元件411可用以分析一或多個電力來源的狀態(例如可靠度、穩定度、連續度等)，其中電力來源係使用為客戶端站點40之電力來對其中的進行充電。舉例來說，電力來源分析元件411可決定電力來源用於提供至客戶端站點40之電力將是在某一特定日期之上午1點至上午3點的期間被打斷，於是電力來源分析元件411接著可隨之調整充電規則。在一些實施方式中，電力來源分析元件411也可考量到不 同時段的充電成本。舉例來說，電力來源分析元件411可決定於離峰時間，來自電力來源的充電成本係降低的。電力來源分析元件411可決定於離峰時間對客戶端站點40的電池進行充電是否為可行的。如果可行，則電力來源分析元件411可調整充電規則，以降低充電成本。
站點分析元件413用以將多個電池站點分類成多個類別，並辨識每一類型代表的特性/樣式，使得充電規則分析元件409可使用如此的資訊做為其分析基底。舉例來說，站點分析元件413可分析收集到的資訊，並將多個電池站點依據其電池需求分成多個類別。依據這些類別，充電規則分析元件409以及站點分析元件413可快速地決定適當的電池充電規則，尤其是在收集到的資訊不足以提供給充電規則分析元件409來進行常規分析的情況下。
與站點分析元件413相似，使用者習慣分析元件417以及載具分析元件419也用以將使用者習慣及由電池推動之載具分別分類為多個類別，並辨識每一類型代表的特性/樣式。使用者習慣分析元件417可自相關於伺服器的智慧型手機或其他計算機裝置接收電池之預訂，並可將使用者習慣依據其如何交換以及/或使用電池來將使用者習慣做分類。舉例來說，使用者可以是對電池性能表現有高度需求(例如為專業車手)。於其他範例所示，其他使用者也可能僅使用電池去推動其載具來進行每日任務(例如接送小孩或是雜貨店購物)。若使用者在客戶端站點40預訂了電池，則客戶端站點40可接著提供與預訂相關之資訊予伺服器系統400。伺服器系統400可接著 決定使用者的類型/分類，即決定是如何的使用者進行了預訂，並隨之調整客戶端電池的電池充電規則。在一些實施方式中，如此的調整可以是由客戶端站點40來完成。
交通載具分析元件419可將使用者計畫操作之交通載具做分類。對於交通載具的每一個類型而言，交通載具分析元件419可決定哪一個類別的電池對每一個類別的交通載具係最佳的。舉例來說，在特定充電流程後，載具分析元件419可決定電子雙輪在特定類型之電池會有最佳工作表現。於如此的實施方式中，若伺服器400接收了相關交通載具資訊，則交通載具分析元件419可與需求分析元件409共同工作(例如提供細節予充電規則分析元件409)，以調整電池需求預測(且調整對應的充電指示)。在一些實施方式中，如此資訊可以是由使用者數據或帳號資訊來找到。於其他實施方式中，如此載具資訊可以是由客戶端站點40提供至伺服器系統400。
在一些實施方式中，伺服器系統400可對客戶端站點40之中的電池，以即時或近即時的方式，產生特製化電池充電規則。於如此的實施方式中，伺服器系統400可監控客戶端站點40的狀態。一旦有了變化(例如，使用者取出了兩個完全地充電的電池，並在客戶端站點40留下了兩個空槽)或是潛在變化(例如，使用者進行了預訂，以在客戶端站點40進行電池交換)，此將會影響到客戶端站點40的充電流程，而伺服器系統400可進行如前述之分析，並產生更新電池充電規則予客戶端站點40遵循。在一些實施方式中，變化或潛在變化可以自可攜式裝置(例如，使用者使用了安裝在可攜式裝置的APP軟 體來進行電池預訂)、其他伺服器(例如，與使用者所使用之APP軟體相關的網頁服務伺服器)以及/或客戶端站點40傳輸至伺服器系統400。
第5A圖至第5C圖為依據本揭露內容的實施方式繪示電池充電特性或樣式的示意圖。第5A圖依據本揭露內容的實施方式繪示了「步階充電」電池充電數據曲線(或規則)。如第5A圖所示，電池充電數據曲線51可以是依據電量狀態與電池(或一種電池類型)的充電電流之間的相對關係來繪出。電池充電數據曲線51、52以及53為不同類型之「步階充電」數據。當依據此數據的類型來對電池進行充電的時候，電池可由不同電流在不同充電狀態階段下進行充電。舉例來說，電池充電數據曲線51可參照至充電流程，其中當電池接近完全充電容量時，充電電流下降。電池充電數據曲線52可參照至具有第一部52A以及第二部52B之充電流程。在第一部52A之中，充電電流維持固定。在第二部52B之中，充電電壓維持固定(而隨之充電電流會有變化)。在一些實施方式中，充電數據曲線可包含兩個或更多階段。舉例來說，電池充電數據曲線53可參照至具有第一部53A、第二部53B以及第三部53C之充電流程。在第一部53A以及第二部53B之中，充電電流維持固定。在第三部53C之中，充電電壓維持固定(而隨之充電電流會有變化)。
選擇不同的充電數據曲線或規則會導致不同的充電指令。舉例來說，若系統決定對電池X的充電流程係由電池充電數據曲線51管理，且假設目前電池的電量狀態為80%的電量狀態，接著系統可產生對應的充電指令(例如，如第5A圖所 示之以充電電流C1(例如2安培)來對電池X進行充電，或是以其他電壓)。在一些實施方式中，若目前電池的電量狀態為20%的電量狀態，則接著系統可產生其他的充電指令(例如，以充電電流C2(例如15安培)來對電池X進行充電。如此一來，電池A可以是在不同速率被充電，此係隨電池電量狀態改變。舉例來說，當其電量狀態為高的，則將可以使用較慢的充電流程來進行充電。當其電量狀態為低的，則將可以使用較快的充電流程來進行充電。
在一些實施方式中，充電數據曲線可藉由其他因素，像是「C-速率」而被繪示或定性化。「C-速率」可以是被定義為電池相對其容量被充電(或放電)之速率。舉例來說，電池可具有1000毫安-小時的滿額容量。對此電池而言，500毫安的充電速率可對應為「0.5」個C-速率，此意味者藉由此充電速率，每一小時電池即可提升50%的容量。在一些實施方式中，所揭露之系統可使用「C-速率」來定性化充電數據曲線。
在第5B圖及第5C圖中，出示了六個二維特性曲線(或線)501A-C以及505A-C。然而，於其他實施方式中，特性曲線可以是三維或多維，其係相關於在產生如此特性曲線時，要考量之因素數量。
請參照第5B圖，特性曲線501A-C代表了電池A的充電特徵。充電特徵可依據與多個取樣電池相關之資訊(例如，前述之所收集到的資訊)產生(例如，藉由伺服器，像是伺服器系統400，或是藉由站點，像是站點系統300)。在一些實施方式中，這些特性曲線501A-C可與實際量測結果比對，以 驗證及/或增強曲線的準確性(例如將特性曲線501A拿去跟實際對電池A量測之結果來比對)。於如此的實施方式中，比對結果可用來進一步地調整特性曲線501A-C。在一些實施方式中，本揭露內容可依據多個因素、對於因素之權重、演算法等，來使用此方法去對分析進行微調。
如第5B圖所示，特性曲線501A指出了待充電電池可採「步階充電」方法來進行充電。特性曲線501B指出了，當充電時間上升時，待充電電池之充電溫度應該要下降，以實現預定目標(例如提升/最大化電池容量、追求電池最長壽命等)。特性曲線501C指出了，在充電時，對待充電電池之充電電流應該要維持實質上相同，以實現預定目標。
請再看到第5C圖，特性曲線505A-C代表了電池B的充電特徵。充電特徵可依據與多個取樣電池相關之資訊(例如，前述之所收集到的資訊)產生(例如，藉由伺服器，像是伺服器系統400，或是藉由站點，像是站點系統300)。在一些實施方式中，這些特性曲線505A-C可與實際量測結果比對，以驗證及/或增強曲線的準確性(例如將特性曲線505A拿去跟實際對電池B量測之結果來比對)。於如此的實施方式中，比對結果可用來進一步地調整特性曲線505A-C。在一些實施方式中，本揭露內容可依據多個因素、對於因素之權重、演算法等，來使用此方法去對分析進行微調。
如第5C圖所示，舉例來說，特性曲線505A指出了，當電量狀態提升時，電池站點溫度應該要下降，以達到預設目標。特性曲線505B指出了，當電量狀態提升時，充電電 壓應該要「階梯式地」下降，以達到預設目標。如第5C圖所示，在不受理論束縛之情況下，特性曲線505C包含了峰值部507。峰值部507指出了，當電池B的電量狀態到達一定程度時，可以提升充電電流，以達到預設目標。
在一些實施方式中，本揭露內容可提供多種類型的特性曲線或樣式，其可被用來當作參考資訊，以決定如何對特定電池進行充電，以達到目的或目標。在一些實施方式中，目的或目標可依據金融原因(例如，降低操作成本)、客戶滿意度(例如，提供最高可能之電池體驗給使用者)或其他可能因素來被決定。於部粉實施方式中，充電規則/數據可有一或多個條件、準則以及或參數(例如，電池特性或裝置交換站特性)來表示，而不以第5A圖至第5C圖所示之曲線所限制。
第6圖為依據本揭露內容的實施方式繪示方法600的流程圖。方法600可用以對置於電池交換站之中的可交換式電池產生充電規則。方法600可用以指示站點依據所產生之充電規則去對可交換式電池進行充電。方法600可由以下來實行(1)藉由伺服器(例如前述之伺服器系統400)與電池交換站(例如站點系統300)一起實行；(2)藉由單獨電池交換站實行。方法600可自方塊601開始，其為自附帶在可交換式電池(例如待充電電池)上的記憶體接收一組電池資訊。電池資訊包含電池製造者資訊、電池特性資訊、電池充電資訊以及電池使用資訊。
在方塊603中，方法600藉由以下步驟接續進行，其為依據預定參考資訊來分析接收到的資訊。在一些實施方式 中，預定參考資訊可依據自多個取樣電池收集到的資訊來產生。由於取樣電池以及可交換式電池具有至少一個共通特性，故本揭露內容可使用此共通特性去決定收集到之資訊的哪一個部分(且也決定該如何去分配權重)，可供使用去決定對可交換式電池的充電規則。
在方塊605中，方法600接著於目標時段之前，決定可用來供應給每一個電池交換站的可用電力。在方塊607中，可產生對可交換式電池的充電規則，以達成預定目標。充電規則可以在充電期間被實行，其中充電期間為早於目標時段。
在方塊609中，方法600包含指示充電交換站的充電控制元件依據充電規則去對可交換式電池充電(例如，可藉由發送對應充電指令至電池交換站，或者是藉由自電池交換站的處理器發送對應充電指令至充電控制元件)。方法600接著可返回並等待進一步指示。
在一些實施方式中，所述之充電規則可依據由所揭露之系統的歷程資料而被特性化、被決定、被定義、被預測以及/或被訓練，且可依據更新資料來被進一步地調整(例如，新電池使用資料、新使用者習慣資料等)。在一些實施方式中，充電規則可依據更新資料而於每日/每週/每月/每季進行更新。
第7圖為依據本揭露內容的實施方式繪式方法700的流程圖。方法700為用來對置於電池交換站之中的可交換式能源儲存裝置(例如電池)進行充電。方法700可由伺服器(例如上所述之伺服器系統400)實行。方法700可自方塊701開 始，其為接收對裝置交換站的需求資訊。在方塊703之中，方法700可接續進行以下步驟，至少部分地依據置於電池交換站之中的每一個可交換式能源儲存裝置的電量狀態、多數個預測交換需求以及電池交換站的可用電力(例如電力來源、電力網等)，決定電池交換站的充電計畫。充電計畫包含對置於電池交換站之中的每一個可交換式能源儲存裝置的至少一充電規則。
在方塊705之中，方法700可依據充電規則，來對每一個可交換式能源儲存裝置產生充電指令。在方塊707之中，方法700可接續進行以下步驟，將充電指令傳輸至裝置交換站。在一些實施方式中，方法700包含定期地更新充電計畫，或是因應觸發事件更新充電計畫。在一些實施方式中，觸發計畫包含置於裝置交換站之中的可交換式能源儲存裝置的交換、可用電力的變動以及/或對置於裝置交換站之中的可交換式能源儲存裝置的預訂。
在一些實施方式中，充電計畫(例如用於站點)可至少部分地依據裝置交換站的能源儲存裝置的類型(例如上所述之電池的類型)而被決定。依據充電計畫，系統可決定對每一個能源儲存裝置的一或多個適當的充電規則。系統可接著產生充電指令(例如對站點的特定指令，以使其實行)，並將相同指令傳輸至裝置交換站。
在一些實施方式中，充電指令可至少部分地依據設置於裝置交換站(例如，電池交換站107及207、站點系統300或客戶端站點40)之中的充電器之充電器類型來產生。充電器 可用以對一或多個能源儲存裝置進行充電。舉例來說，充電器類型可包含一對一類型(單一電池對單一充電器)、二對一類型(兩個電池分享單一充電器)或四對一類型(四個電池共享單一充電器)。於如此的實施方式中，當決定了充電計畫的時候，系統會考量到可用的充電器。舉例來說，參照第2圖，插槽217d、217h可共享單一充電器，並因此插槽217d、217h之中只會有一個電池在單一時刻內可被進行充電。
在一些實施方式中，裝置交換站(例如電池交換站107及207、站點系統300或客戶端站點40)可以是第一裝置交換站，且方法可包含至少部分地依據第二裝置交換站的狀態，決定對第一裝置交換站的充電計畫，其中第二裝置交換站係毗鄰或靠近第一裝置交換站。舉例來說，當由第二裝置交換站提供的服務被中斷時(例如，因維修事件或停電)，系統可針對第二裝置交換站的預測需求，去調整第一裝置交換站的充電計畫。
在一些實施方式中，方法更包含將優先值分配至置於裝置交換站之中的每一個可交換式能源儲存裝置(例如，可依據其電量狀態)。方法也可包含至少部分地依據優先值，決定裝置交換站的充電計畫。請參照前述實施方式中關於電池B1-B6的部分。依據優先值，系統可決定哪一個電池可先被充電並先被交換。
雖然本揭露內容已以多種示例性實施方式揭露如上，然而應當理解到，本揭露內容不限定於所描述的實施方式，其也可在所附申請專利範圍的精神和範圍內，透過修改與 變更而實行。因此，說明書與圖式應被視為呈現說明性意義而非呈現限制性意義。
100:系統
101A、101B、101C:取樣電池
103:伺服器
105:資料庫
107:電池交換站
109:網域
111:可攜式裝置
113A、113B、113C:電池記憶體

Claims (19)

  1. 一種對置於裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置的充電方法，包含：接收對應該裝置交換站的一需求資訊；至少部分地依據置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置的一電量狀態(state-of-charge，SoC)、該需求資訊以及該裝置交換站的一可用電力，決定對該裝置交換站的一充電計畫，該充電計畫包含對應置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置的一第一充電規則及一第二充電規則；將置於該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置至少分類成一第一群組以及一第二群組，其中該第一群組包含的該些可交換式能源儲存裝置為具有超過一電量狀態門檻值，並根據該第一充電規則，以一第一充電速率進行充電，該第二群組包含的該些可交換式能源儲存裝置為具有少於該電量狀態門檻值，並根據該第二充電規則，以一第二充電速率進行充電，其中該第二充電速率快於該第一充電速率；依據該第一充電規則及該第二充電規則，產生對應該第一群組及該第二群組的該些可交換式能源儲存裝置的至少一充電指令；以及傳輸該至少一充電指令至該裝置交換站，以對該第一群組及該第二群組的該些可交換式能源儲存裝置進行充電。
  2. 如請求項1所述的充電方法，更包含：週期性地更新對應該裝置交換站之該充電計畫；以及 因應在該裝置交換站上的一觸發事件，更新該充電計畫。
  3. 如請求項1所述的充電方法，更包含依據一預定目標，特製化各該可交換式能源儲存裝置的該第一充電規則及該第二充電規則。
  4. 如請求項3所述的充電方法，更包含依據一經濟條件調整該充電計畫。
  5. 如請求項1所述的充電方法，其中該充電計畫係至少部分地依據該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置的類型來決定。
  6. 如請求項5所述的充電方法，其中該裝置交換站的類型包含公開類型、半私人類型或私人類型。
  7. 如請求項1所述的充電方法，其中該充電指令係至少部分地依據置於該裝置交換站的一充電器之一充電器類型來產生。
  8. 如請求項7所述的充電方法，其中該充電器類型包含一對一類型、二對一類型或四對一類型。
  9. 如請求項1所述的充電方法，其中該裝置交 換站為一第一裝置交換站，且充電方法包含：至少部分地依據一第二裝置交換站的一狀態來決定該第一裝置交換站的該充電計畫，其中該第二裝置交換站毗鄰該第一裝置交換站。
  10. 如請求項9所述的充電方法，其中該第二裝置交換站的該狀態包含一正常狀態或一服務中斷狀態，其中該服務中斷狀態係由維修事件或停電導致。
  11. 如請求項1所述的充電方法，更包含：分配一優先值至置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置；以及至少部分地依據該優先值及該需求資訊，決定對該裝置交換站的該充電計畫。
  12. 如請求項11所述的充電方法，其中該優先值係依據置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置的該電量狀態決定。
  13. 如請求項1所述的充電方法，更包含：將置於該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置分類成該第一群組、該第二群組以及一第三群組，其中該第一群組以及該第二群組包含的該些可交換式能源儲存裝置未被鎖定，其中該第三群組包含的該些可交換式能源儲存裝置被鎖 定；以及至少部分地依據該第一群組、該第二群組以及該第三群組中的該些可交換式能源儲存裝置的數量，決定對該裝置交換站的該充電計畫。
  14. 如請求項1所述的充電方法，其中該需求資訊包含對一第一小時的一第一需求預測以及對一第二小時的一第二需求預測，且該第二小時係接續該第一小時。
  15. 如請求項14所述的充電方法，更包含：分配一優先值至置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置；以及至少部分地依據該優先值、該第一需求預測及該第二需求預測，決定對該裝置交換站的該充電計畫。
  16. 如請求項1所述的充電方法，其中該第一充電規則及該第二充電規則係依據該些可交換式能源儲存裝置的一或多個特性來決定，且其中一或多個該些特性包含目前溫度、電池製造資訊、電池特性資訊、電池充電資訊或電池使用資訊。
  17. 一種伺服器，包含：一處理器，用以執行以下指令：接收對應一裝置交換站的一需求資訊； 至少部分地依據置於該裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置之中的各該可交換式能源儲存裝置的一電量狀態(state-of-charge，SoC)、該需求資訊以及該裝置交換站的一可用電力，決定對該裝置交換站的一充電計畫，該充電計畫包含對置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置的一第一充電規則及一第二充電規則；將置於該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置至少分類成一第一群組以及一第二群組，其中該第一群組包含的該些可交換式能源儲存裝置為具有超過一電量狀態門檻值，並根據該第一充電規則，以一第一充電速率進行充電，該第二群組包含的該些可交換式能源儲存裝置為具有少於該電量狀態門檻值，並根據該第二充電規則，以一第二充電速率進行充電，其中該第二充電速率快於該第一充電速率；依據該第一充電規則及該第二充電規則，產生對應該第一群組及該第二群組的該些可交換式能源儲存裝置的至少一充電指令；以及經由一通訊元件，傳輸該至少一充電指令至該裝置交換站，以對該第一群組及該第二群組的該些可交換式能源儲存裝置進行充電。
  18. 如請求項17所述的伺服器，其中該處理器用以因應一觸發事件更新該充電計畫，且其中該觸發事件包 含置於該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置的交換、該可用電力的變動、該需求資訊的變動或是對置於該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置的預訂。
  19. 一種裝置交換站的管理方法，包含接收對該裝置交換站的複數個預測交換需求；至少部分地依據置於該裝置交換站的複數個可交換式能源儲存裝置之中的各該可交換式能源儲存裝置的一電量狀態(state-of-charge，SoC)、該些預測交換需求以及該裝置交換站的一可用電力，決定對該裝置交換站的一充電計畫，該充電計畫包含對置於該裝置交換站的各該可交換式能源儲存裝置的一第一充電規則及一第二充電規則；將置於該裝置交換站的該些可交換式能源儲存裝置至少分類成一第一群組以及一第二群組，其中該第一群組包含的該些可交換式能源儲存裝置為具有超過一電量狀態門檻值，並根據該第一充電規則，以一第一充電速率進行充電，該第二群組包含的該些可交換式能源儲存裝置為具有少於該電量狀態門檻值，並根據該第二充電規則，以一第二充電速率進行充電，其中該第二充電速率快於該第一充電速率；依據該第一充電規則及該第二充電規則，產生對應該第一群組及該第二群組的該些可交換式能源儲存裝置的至少一充電指令；以及傳輸該至少一充電指令至該裝置交換站，以對該第一群組及該第二群組的該些可交換式能源儲存裝置進行充電。
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