用于車輛中的電力存儲設備的物理安全的裝置、方法及物品的制作方法
【專利摘要】一種收集、充電及分配機器的網(wǎng)絡收集、充電及分配便攜式電能存儲設備(例如，電池、超級電容器或超電容器)。除非每一便攜式電能存儲設備向其供電的車輛處于收集、充電及分配機器或諸如服務中心中的經(jīng)授權外部設備的其他經(jīng)授權外部設備附近，否則依據(jù)預設，每一便攜式電能存儲設備鎖定于該車輛中且可操作地連接至該車輛，以避免對這種便攜式電能存儲設備的盜竊及損壞。一旦處于收集、充電及分配機器或其他經(jīng)授權外部設備附近，該車輛中或該便攜式電能存儲設備內的鎖定機構便解鎖，且允許交換或服務該便攜式電能存儲設備。
【專利說明】用于車輛中的電力存儲設備的物理安全的裝置、方法及物
口
叩
[0001]對相關申請的交叉引用
[0002]本申請案依據(jù)35U.S.C.119(e)主張以下專利申請案的申請日的權利:題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR COLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTING POWERSTORAGE DEVICES, SUCH AS BATTERIES”且于2011年7月26日申請的美國臨時專利申請案第 61/511,900 號(代理人案號 170178.401P1);題為 “APPARATUS，METHOD ANDARTICLE FOR COLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTING POWER STORAGE DEVICES,SUCH ASBATTERIES”且于2012年5月16日申請的美國臨時專利申請案第61/647，936號(代理人案號 170178.401P2);題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR REDISTRIBUTING POWERSTORAGE DEVICES,SUCH AS BATTERIES,BETWEEN COLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTIONMACHINES”且于2011年9月14日申請的美國臨時專利申請案第61/534，753號(代理人案號 170178.402P1);題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR AUTHENTICATION,SECURITY AND CONTROL OF POWER STORAGE DEVICES SUCH AS BATTERIES” 且于 2011 年9月14日申請的美國臨時專利申請案第61/534，761號(代理人案號170178.403P1);題為“APPARATUS， METHOD AND ARTICLE FOR AUTHENTICATION, SECURITY AND CONTROL OFPOWER STORAGE DEVICES, SUCH AS BATTERIES, BASED ON USER PROFILES” 且于 2011 年 9月14日申請的美國臨時專利申請案第61/534，772號(代理人案號170178.404P1);題為“THERMAL MANAGEMENT OF COMPONENT S IN ELECTRIC MOTOR DRIVE VEHICLES，，且于2011年7月26日申請的美國臨時專利申請案第61/511,887號(代理人案號170178.406P1);題為“THERMAL MANAGEMENT OF COMPONENT S IN ELECTRIC MOTOR DRIVE VEHICLES” 且于 2012年5月16日申請的美國臨時專利申請案第61/647，941號(代理人案號170178.406P2);題為“DYNAMICALLY LIMITING VEHICLE OPERATION FOR BEST EFFORT ECONOMY”且于 2011 年7月26日申請的美國臨時專利申請案第61/511,880號(代理人案號170178.407P1);題為“APPARATUS,METHOD,AND ARTICLE FOR PHYSICAL SECURITY OF POWER STORAGE DEVICES INVEHICLES”且于2011年11月8日申請的美國臨時專利申請案第61/557，170號(代理人案號 170178.408P1);題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR A POWER STORAGE DEVICECOMPARTMENT”且于2011年12月29日申請的美國臨時專利申請案第61/581,566號(代理人案號 170178.412P1);題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING VEHICLEDIAGNOSTIC DATA”且于2012年2月21日申請的美國臨時專利申請案第61/601，404號(代理人案號 170178.417P1);題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDINGLOCATION S OF POWER STORAGE DEVICE COLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTIONMACHINES”且于2012年2月22日申請的美國臨時專利申請案第61/601，949號(代理人案號 170178.418P1);及題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING INFORMATIONREGARDING AVAILABILITY OF POWER S TORAGE DEVICE S AT A POWER S TORAGE DEVICECOLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINE” 且于 2012 年 2 月 22 日申請的美國臨時專利申請案第61/601，953號(代理人案號170178.419P1)?！炯夹g領域】
[0003]本發(fā)明大體涉及電力存儲設備的物理安全，且特定言之，涉及車輛中的電力存儲設備的物理安全。
【背景技術】
[0004]存在用于便攜式電力存儲設備的廣泛的各種各樣的用途或應用。
[0005]一個這樣的應用在運輸?shù)念I域中?；旌霞叭妱榆囕v正變得日益普遍。這些車輛可實現(xiàn)相較于傳統(tǒng)內燃機車輛的許多優(yōu)勢。舉例而言，混合或電動車輛可實現(xiàn)較高燃料經(jīng)濟，且可具有極少或甚至零尾氣污染。詳言之，全電動車輛不僅可具有零尾氣污染，而且可與較低總污染相關聯(lián)。舉例而言，可從可再生能源(例如，太陽、水電)產(chǎn)生電力。再者，舉例而言，可在不產(chǎn)生空氣污染的發(fā)電廠(例如，核電廠)產(chǎn)生電力。再者，舉例而言，可在燃燒相對“清潔燃燒”燃料(例如，天然氣)的發(fā)電廠產(chǎn)生電力，這種發(fā)電廠具有比內燃機高的效率及/或使用對于供個人車輛使用而言過大、成本高或昂貴的污染控制或消除系統(tǒng)(例如，工業(yè)空氣洗滌器)。
[0006]個人運輸車輛(諸如，燃機動力小輪機踏車及/或機動腳踏車)在許多地方普遍存在，例如，在亞洲的許多大城市。這些小輪機踏車及/或機動腳踏車往往相對較不貴，特別與汽車、小汽車或卡車相比而言。具有大量燃機小輪機踏車及/或機動腳踏車的城市亦往往有非常密集的人口，且受到高度空氣污染。新近以來，許多燃機小輪機踏車及/或機動腳踏車提供相對較低的個人運輸污染源。舉例而言，這些小輪機踏車及/或機動腳踏車可具有比較大車輛高的里程額定值。一些小輪機踏車及/或機動腳踏車可甚至裝備有基本污染控制設備(例如，催化轉換器)。不幸地，若使用小輪機踏車及/或機動腳踏車且不加維護及/或若因(例如)催化轉換器的故意或無意移除而修改小輪機踏車及/或機動腳踏車，則迅速超過了工廠指定排放等級。小輪機踏車及/或機動腳踏車的擁有者或操作者常缺少維護其車輛的財源或動機。
[0007]已知空氣污染對人的健康具有負面影響，與造成或加重各種疾病相關聯(lián)(例如，各種報告將空氣污染與氣腫、哮喘、肺炎及囊腫性纖維化以及各種心血管疾病相聯(lián)系)。這些疾病奪走了大量生命，且嚴重降低了無數(shù)其他人的生命質量。

【發(fā)明內容】

[0008]一種用于便攜式電能存儲設備的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)可概述為包括:至少一個控制器；及至少一個通信模塊，其耦接至該至少一個控制器，其中該至少一個控制器被配置為:經(jīng)由該通信模塊接收關于外部設備的認證的信息；及響應于接收到關于認證的該信息，解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除。
[0009]該至少一個控制器可被配置為基于關于認證的所接收的信息作出關于解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構的確定。該至少一個控制器可進一步被配置為:產(chǎn)生要發(fā)送至該外部設備的挑戰(zhàn)密鑰；將該挑戰(zhàn)密鑰發(fā)送至該外部設備；從該外部設備接收對發(fā)送該挑戰(zhàn)密鑰的響應，該響應包括響應碼，作為關于認證的該信息的一部分；使用秘密密鑰及該響應碼作為輸入，從秘密算法產(chǎn)生輸出，該秘密算法及該秘密密鑰被配置為僅為該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)及一個或更多個經(jīng)授權外部設備所知；及比較來自該秘密算法的該輸出與該響應碼，且其中該至少一個控制器被配置為至少基于該比較作出關于解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構的確定。所配置的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)可耦接至該車輛，或可整合為該便攜式電能存儲設備的一部分。該外部設備可為便攜式電能存儲設備收集及充電機器。該外部設備可為位于車輛服務中心的設備。該至少一個通信模塊可被配置為經(jīng)由無線信號接收關于該外部設備的認證的該信息，且將該信息傳送至該至少一個控制器以解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構，以便允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除。該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)可進一步包括:該便攜式電能存儲設備鎖定機構，其耦接至該至少一個控制器；及開關，其耦接至該便攜式電能存儲設備鎖定機構及該至少一個控制器，該開關被配置為通過由所配置的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的該至少一個控制器產(chǎn)生的控制信號啟動，其中該控制器被配置為:在該外部設備系基于關于認證的信息而被認證的情況下，以一種方式發(fā)送該信號，以解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構以便允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除；及在于、所定義的時間周期之后不再可經(jīng)由該通信模塊接收到關于該外部設備的認證的該信息的情況下，以一種方式發(fā)送該信號，以鎖定該便攜式電能存儲設備鎖定機構以便防止將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除。該至少一個控制器可被配置為經(jīng)由從該外部設備發(fā)送的無線信號接收關于認證的該信息。在一些實施例中，在距該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)通信模塊達指定最大范圍外，無法檢測到從該外部設備發(fā)送的該無線信號。該無線信號可包括用于由該至少一個控制器進行的對外部設備的認證的滾動碼。該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)可進一步包括電力接口，其耦接至該至少一個控制器且被配置為耦接至該便攜式電能存儲設備及該電能存儲設備鎖定機構，以向該電能存儲設備鎖定機構供電。該電力接口可被配置為耦接至不同于該便攜式電能存儲設備的輔助電源，以在該便攜式電能存儲設備不能夠提供足夠電力以操作該電能存儲設備鎖定機構的情況下，向該電能存儲設備鎖定機構供電。
[0010]一種操作便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的方法可概述為包括:由該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)接收關于外部設備的認證的信息；及由該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)基于關于認證的該信息作出關于解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除的確定。
[0011]該接收該信息可包括:經(jīng)由從便攜式電能存儲設備收集、充電及分配機器發(fā)送的無線信號接收關于認證的該信息，且其中在距該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的通信模塊達指定最大范圍外，可能無法檢測到從該收集、充電及分配機器接收的該無線信號。該方法可進一步包括:在該外部設備基于關于認證的該信息而被認證的情況下，以一種方式從該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的控制器發(fā)送信號，以解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構以便允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除；及在所定義的時間周期之后不再可繼續(xù)經(jīng)由該便攜式電能存儲設備的通信模塊接收到關于該外部設備的認證的該信息的情況下，以一種方式從該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的該控制器發(fā)送信號，以鎖定該便攜式電能存儲設備鎖定機構以便防止將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除。該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)可整合為該便攜式電能存儲設備的一部分。該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)可耦接至該車輛。作出該確定可包括:比較來自關于認證的所接收的信息的碼與關聯(lián)于該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的一個或更多個碼，且可進一步包括:在來自關于認證的所接收的信息的該碼與關聯(lián)于該便攜式電能存儲設備的該一個或更多個碼中的一個匹配的情況下，解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除；及在所定義的時間周期之后不再可經(jīng)由該便攜式電能存儲設備的通信模塊接收到關于該外部設備的認證的該信息的情況下，或在所定義的時間周期之后來自所接收的信息的碼不再與當前關聯(lián)于該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的一個或更多個碼中的至少一個或一個匹配的情況下，鎖定該便攜式電能存儲設備鎖定機構以便防止將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除。該方法可進一步包括:產(chǎn)生要發(fā)送至該外部設備的挑戰(zhàn)密鑰；將該挑戰(zhàn)密鑰發(fā)送至該外部設備；從該外部設備接收對發(fā)送該挑戰(zhàn)密鑰的響應，該響應包括響應碼，作為關于認證的該信息的一部分；使用秘密密鑰及該響應碼作為輸入，從秘密算法產(chǎn)生輸出，該秘密算法及該秘密密鑰被配置為僅為該便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)及一個或更多個經(jīng)授權的外部設備所知；及比較來自該秘密算法的該輸出與該響應碼，且其中作出關于解鎖該便攜式電能存儲設備鎖定機構的確定是至少基于該比較。
[0012]一種便攜式電能存儲設備可概述為包括:電池單元；及安全系統(tǒng)，其可操作地耦接至該電池單元，該安全系統(tǒng)被配置為基于關于外部設備的認證的無線接收的信息而允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除。
[0013]該安全系統(tǒng)可包括:至少一個控制器；及至少一個通信模塊，其耦接至該至少一個控制器，其中該至少一個控制器被配置為:經(jīng)由該通信模塊接收關于外部設備的認證的信息；及基于關于認證的該信息，作出關于解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將該便攜式電能存儲設備從可操作地連接至該車輛移除的確定。該安全系統(tǒng)可進一步包括:該便攜式電能存儲設備鎖定機構，其耦接至該至少一個控制器；及電力接口，其被配置為耦接至該至少一個控制器，且耦接至不同于該便攜式電能存儲設備的輔助電源，以在該便攜式電能存儲設備不能夠提供足夠電力以操作該電能存儲設備鎖定機構的情況下，向該電能存儲設備鎖定機構供電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]在附圖中，相同參考數(shù)字識別類似的組件或動作。在附圖中的組件的大小及相對位置不一定按比例繪制。舉例而言，各種組件的形狀及角度未按比例繪制，且這些組件中的一些組件經(jīng)任意放大及定位以改良附圖辨視性。另外，所繪制的組件的特定形狀并不意欲傳送關于特定組件的實際形狀的任何信息，且僅為了易于附圖中的辨識而選擇。
[0015]圖1為根據(jù)一非限制性示意實施例的收集、充電及分配機器以及若干電力存儲設備、以及電動小輪機踏車及/或機動腳踏車及經(jīng)由供電網(wǎng)格提供的電力服務的示意圖。
[0016]圖2為根據(jù)一非限制性示意實施例的圖1的收集、充電及分配機器的方框圖。
[0017]圖3為根據(jù)一非限制性示意實施例的圖1的小輪機踏車或機動腳踏車的便攜式電能存儲設備的便攜式電能存儲設備物理安全系統(tǒng)的方框圖，該小輪機踏車或機動腳踏車在一例子中與圖1的收集、充電及分配機器無線通信且在另一例子中與小輪機踏車或機動腳踏車服務中心無線通信。[0018]圖4為根據(jù)一非限制性示意實施例的圖3的鎖定機構控制器的示意圖。
[0019]圖5為根據(jù)一非限制性示意實施例的圖1及圖3的便攜式電能存儲設備的橫截面正視圖，該便攜式電能存儲設備耦接至圖3的便攜式電能存儲設備物理安全系統(tǒng)且鎖定于圖1及圖3的小輪機踏車內的可操作位置中。
[0020]圖6為根據(jù)一非限制性示意替代實施例的圖1及圖3的便攜式電能存儲設備的一替代實施例的橫截面正視圖，其中圖3的便攜式電能存儲設備物理安全系統(tǒng)與圖1及圖3的便攜式電能存儲設備整合且為圖1及圖3的便攜式電能存儲設備的一部分。
[0021]圖7為展示根據(jù)一非限制性示意實施例的操作圖3至圖6的鎖定機構控制器的高階方法的流程圖。
[0022]圖8為展示根據(jù)一非限制性示意實施例的操作圖3至圖6的鎖定機構控制器的低階方法的流程圖，該低階方法包括可用于圖7的方法中的接受便攜式電能存儲設備充電。
[0023]圖9為展示根據(jù)一非限制性示意實施例的操作圖3至圖6的鎖定機構控制器的低階方法的流程圖，該低階方法包括可用于圖7及圖8的方法中的發(fā)送信號以鎖定及解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構。
【具體實施方式】
[0024]在以下描述中，闡明了某些特定細節(jié)以便提供對各種所揭示的實施例的透徹理解。然而，本領域技術人員應認識到，可在無這些特定細節(jié)中的一或多個的情況下或藉由其他方法、組件、材料等來實踐實施例。在其他情況下，未詳細展示或描述與售貨裝置、電池、超級電容器或超電容器、電力轉換器(包括(但不限于)變壓器、整流器、DC/DC電力轉換器、開關模式電力轉換器、控制器及通信系統(tǒng)及結構)及網(wǎng)絡相關聯(lián)的熟知結構，以避免不必要地使實施例的描述晦澀難懂。
[0025]除非上下文另有需要，否則貫穿本說明書及接下來的權利要求書，詞“包括(comprise) ”及其變化形式(諸如，“comprises”及“comprising”)應按開放的包括性意義來解釋，亦即，解釋為“包括但不限于”。
[0026]貫穿本說明書的對“一項實施例”或“一實施例”的提及意謂結合該實施例描述的特定特征、結構或特性包括于至少一個實施例中。因此，詞組“在一項實施例中”或“在一實施例中”在貫穿本說明書的各處中的出現(xiàn)不一定均指代相同實施例。
[0027]諸如第一、第二及第三的序數(shù)詞的使用未必暗示次序的排名意義，而是可能僅區(qū)分動作或結構的多個例項。
[0028]對便攜式電力存儲設備的提及意謂能夠存儲電力及釋放所存儲電力的任何設備，包括(但不限于)電池、超級電容器或超電容器。對電池的提及意謂一個或更多個化學存儲電池單元，例如，可再充電或二次電池單元(secondary battery cell),包括(但不限于)鎳鎘合金或鋰離子電池單元。
[0029]本文中提供的本發(fā)明的標題及發(fā)明摘要僅為了便利起見，且并不解譯實施例的范圍或意義。
[0030]圖1展示根據(jù)一示意實施例的環(huán)境100，其包括收集、充電及分配機器102。
[0031]收集、充電及分配機器102可呈自動售貨機或公共信息查詢站的形式。收集、充電及分配機器102具有多個接納器、收容空間或插座104a、104b至104η(在圖1中僅引出三個，統(tǒng)稱為104)，以可拆卸地接納用于收集、充電及分配的便攜式電能存儲設備(例如，電池、超級電容器或超電容器)106a至106η (統(tǒng)稱為106)。如圖1中示意，接納器104中的一些接納器為空的，而其他接納器104容納便攜式電能存儲設備106。雖然圖1展示每一接納器104 —個便攜式電能存儲設備106，但在一些實施例中，每一接納器104可容納兩個或甚至兩個以上便攜式電能存儲設備106。舉例而言，接納器104中的每一個可足夠深以接納三個便攜式電能存儲設備106。因此，舉例而言，圖1中示意的收集、充電及分配機器102可具有能夠同時容納40個、80個或120個便攜式電能存儲設備106的容量。
[0032]便攜式電能存儲設備106可呈各種各樣的形式，例如，電池(例如，電池單元陣列)或超級電容器或超電容器(例如，超電容器電池陣列)。舉例而言，便攜式電能存儲設備106ζ可呈可再充電電池(亦即，二次電池單元(secondary cell)或二次電池(secondarybattery))的形式。便攜式電能存儲設備106z可(例如)經(jīng)設定大小以物理地配合個人運輸車輛(諸如，全電動小輪機踏車或機動腳踏車108)且對個人運輸車輛供電。如先前所注釋，燃機小輪機踏車及機動腳踏車在許多大城市(例如，在亞洲、歐洲及中東)普遍。在整個城市或地區(qū)便利地接入已充電的電池的能力可促進使用全電動小輪機踏車及機動腳踏車108代替燃機小輪機踏車及機動腳踏車，藉此減輕空氣污染以及減少噪音。
[0033]便攜式電能存儲設備106 (僅便攜式電能存儲設備106z可見)可包括可從便攜式電能存儲設備106z的外部接入的數(shù)個電氣端子IlOaUlOb(示意兩個，統(tǒng)稱為110)。電氣端子110允許從便攜式電能存儲設備106z傳遞電荷，以及允許將電荷傳遞至便攜式電能存儲設備106z以用于對便攜式電能存儲設備106z充電或再充電。雖然在圖1中示意為接線柱，但電氣端子110可呈可從便攜式電能存儲設備106z的外部接入的任何其他形式，包括安置于電池外殼中的槽內的電氣端子。由于可將便攜式電能存儲設備106借出、租賃及/或租借給公眾時，因此希望控制如何及在何種情況下可將便攜式電能存儲設備106從可操作地連接至其提供電力所針對的車輛移除。對便攜式電能存儲設備106的物理安全的這種控制有助于防止對便攜式電能存儲設備106的盜竊及/或誤用。下文參看圖3至圖9更詳細地描述用于便攜式電能存儲設備106的物理安全的系統(tǒng)及方法，包括用于控制便攜式電能存儲設備106從車輛的移除的安全系統(tǒng)，且這種系統(tǒng)及方法可用于本文中所描述的用于對便攜式電能存儲設備106進行收集、充電及分配的總系統(tǒng)中。
[0034]收集、充電及分配機器102安置于某一位置112處，在位置112處，收集、充電及分配機器102可由各種終端用戶便利地且容易地接入。位置可呈大量各種各樣的形式中的任一種，例如，零售環(huán)境，諸如，便利商店、超市、加油站(gas或petrol station)或服務中心。或者，收集、充電及分配機器102可獨立地處于與現(xiàn)有零售或其他商務不相關聯(lián)的位置112處，例如，在公共公園或其他公共場所。因此，舉例而言，收集、充電及分配機器102可位于整個城市或地區(qū)的便利商店連鎖店中的每一商店處。此情形可有利地依賴于以下事實:便利商店常常系基于對目標人群或人口統(tǒng)計的便利來選址或分配。這種情形可有利地依賴于預先存在的對店面或其他零售位置的租賃，以允許迅速地在城市或地區(qū)中發(fā)展收集、充電及分配機器102的廣泛網(wǎng)絡。迅速地實現(xiàn)提供當在全電動小輪機踏車或機動腳踏車108中時便攜式電能存儲設備106的物理安全的大網(wǎng)絡增強了取決于此系統(tǒng)及此努力的很可能的商業(yè)成功的能力。
[0035]位置112可包括電力服務114以(例如)經(jīng)由網(wǎng)格116從發(fā)電站(未圖示)接收電力。電力服務114可(例如)包括電力服務計量表114a、電路面板(例如，斷路器面板或保險絲盒)114b、布線114c及電插口 114d中的一或多個。在位置112為現(xiàn)有零售或便利商店的情況下，電力服務114可為現(xiàn)有電力服務，因此可能在額定值上稍微受限(例如，120伏特、240伏特、220伏特、230伏特、15安培)。
[0036]視情況，收集、充電及分配機器102可包括或耦接至再生電源。舉例而言，在安裝于外部位置的情況下，收集、充電及分配機器102可包括一光伏打(PV)電池陣列118以從太陽日照產(chǎn)生電力?；蛘撸占?、充電及分配機器102可電耦接至微型渦輪機(例如，風力渦輪機)或安置于位置112處的其他處(例如，在屋頂部或裝設于柱(未圖示)的頂部上)的PV陣列。
[0037]收集、充電及分配機器102可通信耦接至一個或更多個位于遠程的計算機系統(tǒng)，諸如，后端或后臺系統(tǒng)(僅不出了 Iv )120。后端或后臺系統(tǒng)120可從多個收集、充電及分配機器102收集數(shù)據(jù)及/或控制多個收集、充電及分配機器102，該多個收集、充電及分配機器102分配于諸如城市的區(qū)域各處。在一些實施例中，后端或后臺系統(tǒng)120可從多個便攜式電能存儲設備106收集數(shù)據(jù)及/或控制多個便攜式電能存儲設備106，諸如，通過產(chǎn)生、追蹤、發(fā)送及/或接收包括在由收集、充電及分配機器102發(fā)送至全電動小輪機踏車或機動腳踏車108或其他車輛的無線信號126中的一個或更多個碼。發(fā)送及/或接收一個或更多個碼實現(xiàn)對便攜式電能存儲設備106的接入，以用于在全電動小輪機踏車或機動腳踏車108處于收集、充電及分配機器102附近時從相應全電動小輪機踏車或機動腳踏車108移除。后端或后臺系統(tǒng)120與收集、充電及分配機器102之間的通信可發(fā)生于包括一個或更多個網(wǎng)絡122的一個或更多個通信信道或非網(wǎng)絡化的通信信道上。通信可在一個或更多個有線通信信道(例如，雙絞線布線、光纖)、無線通信信道(例如，無線電、微波、衛(wèi)星、符合801.11)上。聯(lián)網(wǎng)的通信信道可包括一個或更多個局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、企業(yè)外部網(wǎng)絡、企業(yè)內部網(wǎng)絡或因特網(wǎng)(包括因特網(wǎng)的全球信息網(wǎng)部分)。
[0038]收集、充電及分配機器102可包括用戶接口 124。用戶接口可包括各種各樣的輸入/輸出(I/o)設備以允許終端用戶與收集、充電及分配機器102互動。參看接著的圖2引出且描述各種I/O設備。
[0039]圖2展示根據(jù)一示意實施例的圖1的收集、充電及分配機器102。
[0040]收集、充電及分配機器102包括控制子系統(tǒng)202、充電子系統(tǒng)204、通信子系統(tǒng)206及用戶接口子系統(tǒng)208。
[0041]控制子系統(tǒng)202包括控制器210，例如，微處理器、微控制器、可編程邏輯控制器(PLC)、可編程門陣列(PGA)、專用集成電路(ASIC)，或能夠從各種傳感器接收信號、執(zhí)行邏輯運算及將信號發(fā)送至各種組件的另一控制器。通常，控制器210可呈微處理器(例如，INTEL、AMD、ATOM)的形式?？刂谱酉到y(tǒng)202亦可包括一個或更多個非易失性處理器或計算機可讀存儲媒體，例如，只讀存儲器(ROM) 212、隨機存取存儲器(RAM) 214及數(shù)據(jù)存儲器216 (例如，諸如閃存或EEPROM的固態(tài)存儲媒體，或諸如硬盤的旋轉存儲媒體)。非易失性處理器或計算機可讀存儲媒體212、214、216可為作為控制器210的一部分的任伺非易失性存儲媒體(例如，寄存器)的補充?？刂谱酉到y(tǒng)202可包括將各種組件耦接在一起的一個或更多個總線218 (僅示出了一個)，例如，一個或更多個電力總線、指令總線、數(shù)據(jù)總線等。
[0042]如所示意，R0M212或非易失性處理器或計算機可讀存儲媒體212、214、216中的某一個存儲指令及/或變量或參數(shù)的數(shù)據(jù)或值。這種數(shù)據(jù)集可呈各種各樣的形式，例如，查找表、數(shù)據(jù)庫中的記錄集合等。指令及數(shù)據(jù)或值的集合可由控制器210來執(zhí)行。指令及數(shù)據(jù)或值的集合的執(zhí)行使得控制器210執(zhí)行特定動作以使收集、充電及分配機器102收集、充電及分配便攜式能量存儲設備，且發(fā)送一個或更多個信號，該一個或更多個信號實現(xiàn)對便攜式電能存儲設備106的接入以用于在全電動小輪機踏車或機動腳踏車108處于收集、充電及分配機器102附近時從全電動小輪機踏車或機動腳踏車108移除。收集、充電及分配機器102的特定操作在本文中且亦在以下參看圖3及各種流程圖(圖7至圖9)加以描述(在為外部設備的上下文中，該外部設備經(jīng)認證以便允許將便攜式電能存儲設備106從可操作地連接至全電動小輪機踏車或機動腳踏車108移除)。
[0043]控制器210可按習知方式將RAM214用于指令、數(shù)據(jù)等的易失性存儲。控制器210可使用數(shù)據(jù)存儲器216來記錄或保留信息，例如，實現(xiàn)對便攜式電能存儲設備106的接入以用于在全電動小輪機踏車或機動腳踏車108處于收集、充電及分配機器102附近時從全電動小輪機踏車或機動腳踏車108移除的一個或更多個碼，及/或與收集、充電及分配機器102自身的操作有關的信息。指令可由控制器210執(zhí)行以響應于終端用戶或操作者輸入且使用變量或參數(shù)的數(shù)據(jù)或值來控制收集、充電及分配機器102的操作。
[0044]控制子系統(tǒng)202從各種傳感器及/或收集、充電及分配機器102的其他組件接收信號，這種信號包括特征化或指示這些其他組件的操作、狀態(tài)或狀況的信息。傳感器在圖2中由出現(xiàn)在圓圈中連同有適當下標字母的字母S表示。
[0045]舉例而言，一個或更多個位置傳感器Spi至Spn可檢測在接納器104中的每一個處的便攜式電力存儲設備106的存在或不存在。位置傳感器Spi至Spn可呈各種各樣的形式。舉例而言，位置傳感器Spi至Spn可呈機械開關的形式，這種機械開關響應于在將便攜式電力存儲設備106插入至接納器104中時與相應便攜式電力存儲設備106的一部分接觸而閉合或者斷開。亦舉例而言，位置傳感器&至3?可呈光學開關(亦即，光源及接納器)的形式，這種光學開關響應于在將便攜式電力存儲設備106插入至接納器104中時與相應便攜式電力存儲設備106的一部分接觸而閉合或者斷開。亦舉例而言，位置傳感器Spi至5^可呈電傳感器或開關的形式，這種電傳感器或開關響應于檢測到以下情形而閉合或者斷開:由于在將便攜式電力存儲設備106插入至接納器104中時與相應便攜式電力存儲設備106的端子110接觸建立的閉合電路狀況，或由于接納器104中缺少相應便攜式電力存儲設備106而產(chǎn)生的開路狀況。這些實例意欲為非限制性的，且注意，可使用用于檢測便攜式電力存儲設備106的存在/不存在或甚至便攜式電力存儲設備106至接納器中的插入的任何其他結構及設備。
[0046]舉例而言，一個或更多個電荷傳感器Sa至Scm可檢測接納器104中的每一個處的便攜式電力存儲設備106的電荷。電荷傳感器Sci至Sffl可檢測由便攜式電力存儲設備106存儲的電荷量。電荷傳感器Sa至Scm可另外檢測正供應至接納器104中的每一個處的便攜式電力存儲設備106中的便攜式電力存儲設備的電荷量及/或充電速率。這種情形可允許評估每一便攜式電力存儲設備106的當前(亦即，瞬時)充電狀況或狀態(tài)，以及允許對便攜式電力存儲設備106的充電進行反饋控制，包括對充電速率的控制。電荷傳感器Sa至SeN可包括任何各種各樣的電流及/或電壓傳感器。
[0047]舉例而言，一個或更多個電荷傳感器Sn (僅示出了一個)可檢測或感測接納器104處或在周圍環(huán)境中的溫度。
[0048]控制子系統(tǒng)202響應于控制信號而將信號提供至各種致動器及/或其他組件，這種信號包括特征化或指示組件將執(zhí)行的操作或組件應進入的狀態(tài)或狀況的信息?？刂菩盘枴㈨憫诳刂菩盘柕闹聞悠骰蚱渌M件在圖2中由出現(xiàn)在圓圈中連同有適當下標字母的字母C表示。
[0049]舉例而言，一個或更多個引擎控制信號Cai至Can可影響一個或更多個致動器220 (僅示出了一個)的操作。舉例而言，控制信號Cai可使得致動器220在第一位置與第二位置之間移動或改變由致動器220產(chǎn)生的磁場。致動器220可呈各種各樣的形式中的任一種，包括(但不限于)螺線管、諸如步進馬達的電動馬達或電磁體。致動器220可經(jīng)耦接以操作閂鎖、鎖或其他保持機構222。閂鎖、鎖或其他保持機構222可選擇性地緊固或保持接納器104(圖1)中的一個或更多個便攜式電力存儲設備106(圖1)。舉例而言，閂鎖、鎖或其他保持機構222可物理地耦接至作為便攜式電力存儲設備106 (圖1)的外殼的一部分的互補結構?；蛘?，閂鎖、鎖或其他保持器機構222可磁性地耦接至為為便攜式電力存儲設備106 (圖1)的外殼的一部分的互補結構。又舉例而言，閂鎖、鎖或其他保持機構222可開啟接納器104(圖1)，或可允許開啟接納器104，以接納部分或完全放電的便攜式電力存儲設備106以用于充電。舉例而言，致動器可開啟及/或關閉至接納器104(圖1)的門，以選擇性地提供對接納于其中的便攜式電力存儲設備106(圖1)的接入。又舉例而言，致動器可開啟及/或關閉閂鎖或鎖，從而允許終端用戶開啟及/或關閉至接納器104(圖1)的門，以選擇性地提供對接納于其中的便攜式電力存儲設備106 (圖1)的接入。
[0050]控制子系統(tǒng)202可包括一個或更多個端口 224a以將控制信號提供給充電子系統(tǒng)204的一個或更多個端口 224b。端口 224a、224b可提供雙向通信?？刂谱酉到y(tǒng)202可包括一個或更多個端口 226a以將控制信號提供給用戶接口子系統(tǒng)208的一個或更多個端口226bο端口 226a、226b可提供雙向通信。
[0051]充電子系統(tǒng)204包括各種電組件及電子組件，以在便攜式電力存儲設備106安置或接納于接納器104中時對便攜式電力存儲設備106充電。舉例而言，充電子系統(tǒng)204可包括一個或更多個電力總線或電力母線、繼電器、接觸器或其他開關(例如，絕緣柵雙極晶體管或IGBT、金屬氧化物半導體晶體管或M0SFET)、整流橋、電流傳感器、接地故障電路等。經(jīng)由可呈各種各樣的形式(例如，端子、引線、接線柱等)中的任一種的接觸點來供應電力。這種接觸點允許電耦接各種組件。一些可能的實施方案示意于圖2中。這種情形并不意欲為詳盡的?？墒褂妙~外組件，同時可省略其他組件。
[0052]示意的充電子系統(tǒng)204包括第一電力轉換器230，其經(jīng)由線路或接電線232從電力服務114(圖1)接收電力。電力通常將呈單相、兩相或三相AC電力的形式。因而，第一電力轉換器230可能需要轉換及以其他方式調節(jié)經(jīng)由電力服務114(圖1)接收的電力，(例如)以用于將AC波形整流至DC，變換電壓、電流及相位，以及減少瞬態(tài)及噪聲。因此，第一電力轉換器230可包括變壓器234、整流器236、DC/DC電力轉換器238及濾波器240。
[0053]變壓器234可呈任何各種各樣的市售變壓器的形式，這種市售變壓器具有用于處置經(jīng)由電力服務114(圖1)接收的電力的合適額定值。一些實施例可使用多個變壓器。變壓器234可有利地提供收集、充電及分配機器102的組件與網(wǎng)格116(圖1)之間的電流隔離。整流器236可呈各種各樣的形式(例如，全橋二極管整流器或開關模式整流器)中的任一種。整流器236可經(jīng)操作以將AC電力變換至DC電力。DC/DC電力轉換器238可呈大量各種各樣的形式中的任一種。舉例而言，DC/DC電力轉換器238可呈開關模式DC/DC電力轉換器的形式(例如，在半橋或全橋配置中使用IGBT或MOSFET)，且可包括一個或更多個電感器。DC/DC電力轉換器238可具有任何數(shù)目個拓撲，包括升壓式轉換器、降壓式轉換器、同步降壓式轉換器、降壓-升壓轉換器或返馳式轉換器。濾波器240可包括一個或更多個電容器、電阻器、齊納(Zener) 二極管或其他組件以抑制電壓尖峰，或以移除或減少瞬態(tài)及/或噪聲。
[0054]示意的充電子系統(tǒng)204亦可從再生電源(例如，PV陣列118(圖1))接收電力。這種電力可由第一電力轉換器230來轉換或調節(jié)，例如，直接供應至DC/DC電力轉換器238而繞過變壓器234及/或整流器236?；蛘撸疽獾某潆娮酉到y(tǒng)204可包括專用電力轉換器以轉換或以其他方式調節(jié)此電力。
[0055]示意的充電子系統(tǒng)204可視情況而包括第二電力轉換器242，其經(jīng)由一個或更多個線路244從一個或更多個便攜式電力存儲設備106(圖1)接收電力，以用于對便攜式電力存儲設備106中的其他便攜式電力存儲設備充電。因而，第二電力轉換器242可能需要轉換及/或以其他方式調節(jié)從便攜式電力存儲設備106接收的電力，例如，視情況變換電壓或電流，以及減少瞬態(tài)及噪聲。因此，第二電力轉換器242可視情況而包括DC/DC電力轉換器246及/或濾波器248。以上論述了各種類型的DC/DC電力轉換器及濾波器。
[0056]示意的充電子系統(tǒng)204包括響應于來自控制子系統(tǒng)202的經(jīng)由端口 224a、224b傳遞的控制信號的多個開關250。這種開關可操作以選擇性地耦接將由以下電力充電的第一數(shù)目或集合的便攜式電力存儲設備106:電力服務經(jīng)由第一電力轉換器230供應的電力，及由第二數(shù)目或集合的便攜式電力存儲設備106供應的電力。第一數(shù)目或集合的便攜式電力存儲設備106可包括單一便攜式電力存儲設備106、兩個或甚至兩個以上便攜式電力存儲設備106。第二數(shù)目或集合的便攜式電力存儲設備106可包括單一便攜式電力存儲設備106、兩個或甚至兩個以上便攜式電力存儲設備106。便攜式電力存儲設備106在圖2中表示為負載U、L2至Ln。
[0057]通信子系統(tǒng)206可另外包括一個或更多個通信模塊或組件，其促進與后端或后臺系統(tǒng)120 (圖1)的各種組件、全電動小輪機踏車或機動腳踏車108的各種組件及/或便攜式電力存儲設備106的各種組件的通信。通信子系統(tǒng)206可(例如)包括一個或更多個調制解調器252及/或一個或更多個以太網(wǎng)卡或其他類型的通信卡或組件254?？刂谱酉到y(tǒng)202的端口 256a可將控制子系統(tǒng)202與通信子系統(tǒng)206的端口 256b通信耦接。通信子系統(tǒng)206可提供有線及/或無線通信。舉例而言，通信子系統(tǒng)206可提供組件，這種組件實現(xiàn)與收集、充電及分配機器102外部的各種其他設備(包括全電動小輪機踏車或機動腳踏車108的各種組件及/或便攜式電力存儲設備106的各種組件)的短程無線通信(例如，經(jīng)由藍牙、近場通信(NFC)、射頻識別(RFID)組件及協(xié)議)或較遠程無線通信(例如，經(jīng)無線LAN、衛(wèi)星或蜂窩網(wǎng)絡)。通信子系統(tǒng)206可包括一個或更多個端口、無線接收器、無線發(fā)送器或無線收發(fā)器以提供至各種遠程組件或系統(tǒng)的無線信號路徑。通信子系統(tǒng)206可包括適合于處置網(wǎng)絡業(yè)務(包括分組交換類型通信防議(TCP/IP)、以太網(wǎng)絡或其他網(wǎng)絡連接協(xié)議)的一個或更多個網(wǎng)橋或路由器。
[0058]用戶接口子系統(tǒng)208包括一個或更多個用戶輸入/輸出(I/O)組件。舉例而言，用戶接口子系統(tǒng)208可包括觸控屏幕顯示器208a，其可操作以對終端用戶呈現(xiàn)信息，及呈現(xiàn)圖形用戶接口(⑶I)以接收用戶選擇的指示。用戶接口子系統(tǒng)208可包括鍵盤或小鍵盤208b及/或光標控制器(例如，鼠標、軌跡球、軌跡墊)(未加以示意)，以允許終端用戶鍵入信息及/或選擇⑶I中的用戶可選擇圖標。用戶接口子系統(tǒng)208可包括揚聲器208c以將聲音信息提供至終端用戶，及/或可包括麥克風208d以接收口頭的用戶輸入(諸如，口頭命令)。
[0059]用戶接口子系統(tǒng)208可包括讀卡器208e以從卡型媒體209讀取信息。讀卡器208e可呈各種各樣的形式。舉例而言，讀卡器208e可呈磁條讀取器的形式或包括磁條讀取器，該磁條讀取器用于讀取編碼在由卡209承載的磁條中的信息。舉例而言，讀卡器208e可呈機器可讀符號(例如，條形碼、矩陣碼)讀卡器的形式或包括機器可讀符號(例如，條形碼、矩陣碼)讀卡器，該機器可讀符號讀卡器用于讀取編碼在由卡209承載的機器可讀符號中的信息。舉例而言，讀卡器208e可呈智能讀卡器的形式或包括智能讀卡器，該智能讀卡器用于讀取編碼在由卡209承載的非易失性媒體中的信息。這可(例如)包括使用射頻識別(RFID)詢答器或電子支付芯片(例如，近場通信(NFC)芯片)的媒體。因此，讀卡器208e可能能夠從各種各樣的卡媒體209(例如，信用卡、轉賬卡、禮品卡、預付卡，以及諸如駕照的識別媒體)讀取信息。讀卡器208e亦可能能夠讀取編碼在由便攜式電能存儲設備106承載的非易失性媒體中的信息，且亦可包括RFID詢答器、收發(fā)器、NFC芯片及/或其他通信設備以將信息傳送至全電動小輪機踏車或機動腳踏車108的各種組件及/或便攜式電力存儲設備106的各種組件(例如，用于對便攜式電能存儲設備106及/或全電動小輪機踏車或機動腳踏車108的收集、充電及分配機器102的認證，或用于對收集、充電及分配機器102的便攜式電能存儲設備106的認證)。
[0060]用戶接口子系統(tǒng)208可包括紙鈔機208f及驗鈔器及/或投幣器208g以接受及驗證現(xiàn)金支付。這些組件可高度適用于服務缺少信用的人群。紙鈔機及驗鈔器208f及/或投幣器208g可呈任何各種各樣的形式，例如，當前市售及在各種自動售貨機及公共信息查詢站中使用的那些形式。
[0061]圖3展示根據(jù)一非限制性示意實施例的小輪機踏車或機動腳踏車108的便攜式電能存儲設備106z的便攜式電能存儲設備物理安全系統(tǒng)，小輪機踏車或機動腳踏車108在一例子中與收集、充電及分配機器102無線通信且在另一例子中與小輪機踏車或機動腳踏車服務中心318處的設備無線通信。
[0062]所展示為可操作地耦接至鎖定機構控制器306的便攜式電能存儲設備鎖定機構320。在一些實施例中，便攜式電能存儲設備鎖定機構320及鎖定機構控制器306為小輪機踏車或機動腳踏車108的一部分。在其他實施例中，便攜式電能存儲設備鎖定機構320及鎖定機構控制器306與便攜式電能存儲設備106z整合或為便攜式電能存儲設備106z的一部分。
[0063]亦展示的為與鎖定機構控制器306無線通信的收集、充電及分配機器102。舉例而言，收集、充電及分配機器102的通信子系統(tǒng)206 (圖2中所示)可提供實現(xiàn)與在收集、充電及分配機器102外部的各種其他設備(包括鎖定機構控制器306)的短程無線通信(例如，經(jīng)由藍牙、近場通信(NFC)、射頻識別(RFID)組件及協(xié)議)或較遠程無線通信(例如，經(jīng)無線LAN、衛(wèi)星或蜂窩網(wǎng)絡)的組件。收集、充電及分配機器102的通信子系統(tǒng)206可包括一個或更多個端口、無線接收器、無線發(fā)送器或無線收發(fā)器以提供至鎖定機構控制器306的無線信號路徑。收集、充電及分配機器102的通信子系統(tǒng)206亦可或可替代地包括適合處置網(wǎng)絡業(yè)務(包括分組交換類型通信協(xié)議(TCP/IP)、以太網(wǎng)絡或其他網(wǎng)絡連接協(xié)議)的一個或更多個網(wǎng)橋或路由器。
[0064]便攜式電能存儲設備106z可借出、租賃及/或租借給公眾。由于便攜式電能存儲設備106z通常為相對昂貴的組件，因此需要控制如何及在伺種情況下可將便攜式電能存儲設備106z從可操作地連接或附接至其所供電的小輪機踏車或機動腳踏車108移除。便攜式電能存儲設備106z的物理安全的這種控制有助于防止對便攜式電能存儲設備106z的盜竊及/誤用。舉例而言，便攜式電能存儲設備106z可以可操作地連接至小輪機踏車或機動腳踏車108且物理地鎖定或以其他方式物理地緊固于小輪機踏車或機動腳踏車108中，直至鎖定機構控制器306檢測到無線信號，該無線信號包括來自諸如收集、充電及分配機器102或在具有一個或更多個無線通信子系統(tǒng)(諸如，收集、充電及分配機器102的上述無線通信子系統(tǒng))的服務中心318處的設備的認證信息。具有一個或更多個無線通信子系統(tǒng)(諸如，收集、充電及分配機器102的上述無線通信子系統(tǒng))的其他這些外部設備(未圖示)可包括(但不限于):卡鑰匙、存取卡、信用卡、訪問控制鑰匙圈、移動計算設備、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、智能型手機、電池充電器、其他訪問控制設備等。
[0065]收集、充電及分配機器102可周期性、恒定或非周期性地發(fā)射無線信號126，用于鎖定機構控制器306監(jiān)聽此信號以接收及認證收集、充電及分配機器102，以便觸發(fā)便攜式電能存儲設備鎖定機構320解鎖，從而實現(xiàn)從小輪機踏車或機動腳踏車108移除便攜式電能存儲設備106z。此外或者代替地，鎖定機構控制器306可周期性或恒定地發(fā)射無線信號126，監(jiān)聽此信號的收集、充電及分配機器102將以無線信號進行響應，用于鎖定機構控制器306接收且認證收集、充電及分配機器102以便觸發(fā)便攜式電能存儲設備鎖定機構320解鎖，從而實現(xiàn)從小輪機踏車或機動腳踏車108移除便攜式電能存儲設備106z。
[0066]在一些實施例中，從收集、充電及分配機器102接收的無線信號可包括可由鎖定機構控制器306認證以便確保信號正從經(jīng)授權的設備接收的碼。舉例而言，碼可為時間敏感的碼(諸如“跳頻”碼或“滾動”碼)以提供此安全。在40位滾動碼的情況下，四十個位提供240(約I萬億)個可能的碼。然而，可替代地使用其他位長度的碼。收集、充電及分配機器102存儲器(例如，R0M212)可保存當前40位碼。收集、充電及分配機器102接著將40位碼發(fā)送至鎖定機構控制器306，用于鎖定機構控制器306解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320。鎖定機構控制器306亦保存當前40位碼。若鎖定機構控制器306接收到其期望的40位碼，則其解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320。若鎖定機構控制器306未接收到其期望的40位碼，則鎖定機構控制器306不進行任何操作。在一些實施例中，若便攜式電能存儲設備鎖定機構320處于解鎖狀態(tài)，且鎖定機構控制器306未接收到其期望的40位碼或在確定的時間段上未能夠接收到任何信號，則鎖定機構控制器306將鎖定便攜式電能存儲設備鎖定機構320。
[0067]收集、充電及分配機器102及鎖定機構控制器306皆使用同一偽隨機數(shù)產(chǎn)生器(例如，由收集、充電及分配機器102及鎖定機構控制器306的各自的處理器實現(xiàn))產(chǎn)生40位碼。收集、充電及分配機器102可具有不同的偽隨機數(shù)產(chǎn)生器，以匹配每一小輪機踏車或機動腳踏車108或便攜式電能存儲設備106中的每一個的每一鎖定機構控制器306的偽隨機數(shù)產(chǎn)生器。當鎖定機構控制器306從收集、充電及分配機器102接收到有效碼時，其使用同一偽隨機數(shù)產(chǎn)生器相對于接收的有效碼產(chǎn)生下一個碼，且與收集、充電及分配機器102無線通信以指導其亦使用同一偽隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生下一個碼，收集、充電及分配機器102存儲該下一個碼以用于下一次使用。以此方式，收集、充電及分配機器102與鎖定機構控制器306同步。鎖定機構控制器306僅在接收到其期望的碼時，解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320。
[0068]再者，可產(chǎn)生當前40位碼或其他時間敏感的滾動碼，且傳送至收集、充電及分配機器的網(wǎng)絡內的一個或更多個其他收集、充電及分配機器(例如，經(jīng)由圖1中展示的網(wǎng)絡122)，使得當具有鎖定機構控制器306的小輪機踏車或機動腳踏車或具有鎖定機構控制器306的便攜式電能存儲設備106z在其他收集、充電及分配機器的無線信號范圍內時,任一收集、充電及分配機器102可將正確的當前碼傳送至鎖定機構控制器306。在一些實施例中，鎖定機構控制器306可按偽隨機數(shù)順序接受接下來的256個可能的有效碼中的任一個。以這種方式，若鎖定機構控制器306及收集、充電及分配機器102因某一原因而變得不同步(相差256個或256個以下滾動碼)，則鎖定機構控制器306將仍接受來自收集、充電及分配機器102的傳輸，解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320，且相對于接收的有效碼產(chǎn)生下一個碼。
[0069]在其他實施例中，跳頻、滾動或時間敏感的碼可為由后端或后臺系統(tǒng)120傳送至收集、充電及分配機器102且無線傳送至鎖定機構控制器306的通用碼。舉例而言，這可發(fā)生于WAN、LAN上，及/或當鎖定機構控制器306在收集、充電及分配機器102的無線通信范圍內時，諸如，當小輪機踏車或機動腳踏車108來到收集、充電及分配機器102處時。
[0070]在一些實施例中，鎖定機構控制器306及收集、充電及分配機器存儲共同秘密密鑰或碼，且使用共同秘密算法用于收集、充電及分配機器的認證。舉例而言，共同秘密算法可為哈希函數(shù)或采用秘密密鑰及至少一個其他密鑰或碼作為輸入且基于秘密密鑰及不同輸入產(chǎn)生不同輸出的其他算法。共同秘密算法可由鎖定機構控制器306及收集、充電及分配機器的各自處理器使用在鎖定機構控制器306及收集、充電及分配機器的各自計算機可讀媒體上或在鎖定機構控制器306及收集、充電及分配機器的各自被配置的硬件或固件組件上的存儲的指令執(zhí)行?？勺畛醢窗踩绞皆阪i定機構控制器306及收集、充電及分配機器中編碼、編程或安裝共同秘密算法及共同秘密密鑰或碼，使得其不可獲取或以其它方式受到保護不被發(fā)現(xiàn)。在認證過程期間，不在鎖定機構控制器306與收集、充電及分配機器的間傳送共同秘密算法及共同秘密密鑰或碼。
[0071]響應于經(jīng)由無線信號126 (可響應于從鎖定機構控制器306接收的無線信號或信標而發(fā)送無線信號126)接收到來自收集、充電及分配機器的認證信標或請求，鎖定機構控制器306產(chǎn)生挑戰(zhàn)密鑰，且將此挑戰(zhàn)密鑰發(fā)送至收集、充電及分配機器。響應于接收到挑戰(zhàn)密鑰，收集、充電及分配機器使用秘密算法及共同秘密密鑰產(chǎn)生響應值，且將此響應值發(fā)送至鎖定機構控制器306。鎖定機構控制器306接著通過使用產(chǎn)生的挑戰(zhàn)密鑰及秘密密鑰作為至秘密算法的輸入，以從秘密算法產(chǎn)生輸出值，來檢驗響應值。鎖定機構控制器306接著比較來自秘密算法的該輸出值與從收集、充電及分配機器接收的響應值。若由鎖定機構控制器306從秘密算法產(chǎn)生的輸出與從收集、充電及分配機器接收的響應值匹配，則收集、充電及分配機器被認證，且鎖定機構控制器306可接著相應地采取行動，諸如，將控制信號發(fā)送至鎖定機構320以解鎖。若由鎖定機構控制器306從秘密算法產(chǎn)生的輸出與從收集、充電及分配機器接收的響應值不匹配，則收集、充電及分配機器未被認證，且鎖定機構控制器306可接著不采取行動，或相應地采取其他行動，諸如，將控制信號發(fā)送至鎖定機構320以鎖定(若尚未鎖定)。在一些實施例中，可使用涉及使用公共密鑰及/或公共算法的任一組合的任一認證過程。
[0072]—旦鎖定機構控制器306不再可從收集、充電及分配機器102接收到無線信號126 (例如，在小輪機踏車或機動腳踏車已在收集、充電及分配機器102處交換了便攜式電能存儲設備106z且不再在收集、充電及分配機器102的無線信號126的范圍內之后)，鎖定機構控制器306將發(fā)送信號以使便攜式電能存儲設備鎖定機構320鎖定以防止便攜式電能存儲設備106z能夠被從可操作地連接至小輪機踏車或機動腳踏車108移除。再者，如上所述，若從收集、充電及分配機器102或其他設備接收的信號含有有效碼，若尚未鎖定，則鎖定機構控制器306將發(fā)送信號以使便攜式電能存儲設備鎖定機構320鎖定以防止便攜式電能存儲設備106z能夠被從可操作地連接至小輪機踏車或機動腳踏車移除。在一些情況下，在鎖定機構控制器306不為便攜式電能存儲設備106z的一部分的情況下，在發(fā)送信號以使便攜式電能存儲設備鎖定機構320鎖定前，鎖定機構控制器306必須檢測便攜式電能存儲設備106z在小輪機踏車或機動腳踏車108中的存在性。
[0073]在一些實施例中，認證的無線部分受到強的相控(phased)。在附近，系統(tǒng)挑戰(zhàn)一些或所有便攜式電能存儲設備收集、充電及分配機器，這種便攜式電能存儲設備收集、充電及分配機器將以無線方式告訴車輛脫開便攜式電能存儲設備，以便調換便攜式電能存儲設備。再者，便攜式電能存儲設備收集、充電及分配機器/服務中心可為行動的。舉例而言，服務車輛可來到路邊上破壞/沒電的車輛，且便攜式電能存儲設備可僅當認證的服務車輛在附近時釋放?！案浇笨蔀橛上到y(tǒng)在短程無線信號的范圍內選擇的任一距離范圍。亦可使用非常短的近距離，例如，如在一些實施例中，系統(tǒng)可使用諸如近場通信(NFC)或其他近場的技術或非常短程技術。
[0074]圖4為根據(jù)一非限制性示意實施例的圖3的鎖定機構控制器的示意圖。
[0075]鎖定機構控制器306包括控制器410、通信子系統(tǒng)406及電力接口 420。
[0076]舉例而言，控制器410為微處理器、微控制器、可編程邏輯控制器(PLC)、可編程門陣列(PGA)、專用集成電路(ASIC)，或能夠從各種傳感器接收信號、執(zhí)行邏輯運算及將信號發(fā)送至各種組件的另一控制器。通常，控制器410可呈微處理器(例如，INTEL、AMD、AT0M)的形式。鎖定機構控制器306亦可包括一個或更多個非易失性處理器或計算機可讀存儲媒體，例如，只讀存儲器(ROM) 412、隨機存取存儲器(RAM) 414及其他存儲器416 (例如，諸如閃存或EEPROM的固態(tài)存儲媒體，或諸如硬盤的旋轉存儲媒體)。非易失性處理器或計算機可讀存儲媒體412、414、416可為作為控制器410的一部分的任何非易失性存儲媒體(例如，寄存器)的補充。鎖定機構控制器306可包括將各種組件耦接在一起的一個或更多個總線418 (僅示出了一個)，例如，一個或更多個電力總線、指令總線、數(shù)據(jù)總線等。
[0077]如所示意，R0M412或非易失性處理器或計算機可讀存儲媒體412、414、416中的某一個存儲指令及/或變量或參數(shù)的數(shù)據(jù)或值。這種數(shù)據(jù)集合可呈各種各樣的形式，例如，查找表、數(shù)據(jù)庫中的一組記錄等。指令及數(shù)據(jù)或值的集合可由控制器410執(zhí)行。指令及數(shù)據(jù)或值的集合的執(zhí)行使控制器410執(zhí)行特定動作以比較從外部設備接收的碼，且使鎖定機構控制器306基于比較產(chǎn)生控制信號以鎖定或解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320。再者，這些動作可包括(例如)實施偽隨機數(shù)以產(chǎn)生滾動碼的操作(如上所述)。鎖定機構控制器306的特定操作在本文中且亦在下文參看各流程圖(圖7至圖9)加以描述。
[0078]控制器410可按習知方式將RAM414用于指令、數(shù)據(jù)等的易失性存儲。控制器410可使用數(shù)據(jù)存儲器416記錄或保留信息，例如，關于用戶配置文件信息、車輛配置文件信息、安全碼、憑證、安全證書、密碼、車輛信息等的信息。這種指令可由控制器410執(zhí)行以響應于來自遠程系統(tǒng)的輸入(諸如，包括(但不限于)以下各項的外部設備的輸入:充電設備；車輛；用戶識別設備(卡、電子密鑰等)車輛；收集、充電及分配機器；收集、充電及分配機器服務系統(tǒng)；服務中心；用戶行動設備；用戶車輛)及終端用戶或操作者輸入控制鎖定機構控制器306的操作。
[0079]控制器410亦可經(jīng)由鎖定機構控制器306的通信子系統(tǒng)406從各種傳感器及/或外部設備的組件接收信號。該信息可包括表征或指示這些組件及/或外部設備的真實性、授權等級、操作、狀態(tài)或狀況的信息。
[0080]通信子系統(tǒng)406可包括一個或更多個通信模塊或組件，其有助于與圖1的收集、充電及分配機器102的各種組件通信(例如，以便接收安全碼)及/或與其他外部設備的各種組件通信，使得為了認證目的，可在鎖定機構控制器306與外部設備之間交換數(shù)據(jù)。通信子系統(tǒng)406可提供有線及/或無線通信。通信子系統(tǒng)406可包括一個或更多個端口、無線接收器、無線發(fā)送器或無線收發(fā)器以提供至各種遠程組件或系統(tǒng)的無線信號路徑。通信子系統(tǒng)406可(例如)包括實現(xiàn)短程無線通信(例如，經(jīng)由藍牙、近場通信(NFC)、射頻識別(RFID)組件及協(xié)議)或較遠程無線通信(例如，經(jīng)無線LAN、衛(wèi)星或蜂窩網(wǎng)絡)的組件，且可包括用于進行該操作的一個或更多個調制解調器或一個或更多個以太網(wǎng)絡或其他類型的通信卡或組件。遠程通信子系統(tǒng)406可包括適合處置網(wǎng)絡業(yè)務(包括分組交換類型通信協(xié)議(TCP/IP)、以太網(wǎng)絡或其他網(wǎng)絡連接協(xié)議)的一個或更多個網(wǎng)橋或路由器。
[0081]在一些實施例中，鎖定機構控制器306的組件中的一些或全部可位于便攜式電能存儲設備106z外，作為致動便攜式電能存儲設備106z的一個或更多個致動器502 (圖6及圖7中所示)(例如，通過經(jīng)由通信子系統(tǒng)406發(fā)送的無線控制信號)的分離設備。
[0082]電力接口 420可由控制器410控制，且被配置為經(jīng)由連接314a從便攜式電能存儲設備106z接收電力以給鎖定機構控制器306及便攜式電能存儲設備鎖定機構320 (經(jīng)由連接314b)供電。再者，電力接口 420可由控制器410控制，且被配置為在便攜式電能存儲設備106z不能夠提供足夠電力以操作便攜式電能存儲設備鎖定機構320及/或鎖定機構控制器306的情況下，經(jīng)由連接314c從不同于便攜式電能存儲設備106z的輔助源接收電力以給便攜式電能存儲設備鎖定機構320及/或鎖定機構控制器306供電。電力接口 420包括可操作用于執(zhí)行以上功能的各種組件，諸如，變壓器、轉換器、整流器等。
[0083]圖5展示根據(jù)一非限制性示意實施例的圖1及圖3的便攜式電能存儲設備106z的橫截面正視圖，便攜式電能存儲設備106z耦接至圖3的便攜式電能存儲設備物理安全系統(tǒng)且鎖定于圖1及圖3的小輪機踏車108內的可操作位置中。
[0084]所展示為一便攜式電能存儲設備容納器510、車輛的一部分508、便攜式電能存儲設備外殼302、電氣端子110a、110b、電池單元304、鎖定機構控制器306、便攜式電能存儲設備鎖定機構320及輔助電源516。電池單元304可為將存儲的化學能轉換成電能的任一可再充電類型的電化學電池單元。再者，電池單元304可包括任一類型的可再充電超電容器陣列或燃料電池陣列。如上所述，可從便攜式電能存儲設備106z的外部接入電氣端子110a、110b。電氣端子110允許從便攜式電能存儲設備106z傳遞電荷，以及允許將電荷傳遞至便攜式電能存儲設備106z，以用于經(jīng)由至電池單元304的導電端子連接312a及312b對其充電或再充電。雖然在圖3中示意為接線柱，但電氣端子IlOa及IlOb可呈可從便攜式電能存儲設備106z的外部接入的任一其他形式，包括安置于電池外殼302中的槽內的電氣端子。
[0085]便攜式電能存儲設備鎖定機構320位于便攜式電能存儲設備外殼302外，且固定地附接至車輛部分508 (例如，車輛框或底盤)，車輛部分508附接至容納器510，便攜式電能存儲設備106z放置于容納器510中。容納器510具有一頂部開口 512，經(jīng)由頂部開口 512，可將便攜式電能存儲設備106z放置于容納器510內及從容納器510移除便攜式電能存儲設備106z。一旦將便攜式電能存儲設備106z放置于容納器510中，則容納器510包圍便攜式電能存儲設備106z，惟在頂部開口 512處除外。便攜式電能存儲設備鎖定機構320具有可滑動螺釘506，在鎖定狀態(tài)下，其部分覆蓋開口 512 (如在圖5中所示)以阻擋便攜式電能存儲設備106z穿過開口 512，且因此防止便攜式電能存儲設備106z能夠被從容納器510移除。可滑動螺釘506可在螺釘軌道上滑動或可滑動經(jīng)由固定地附接至車輛部分508的螺釘外殼504。當便攜式電能存儲設備鎖定機構320在解鎖狀態(tài)下時，可滑動螺釘506收縮(未圖示)至螺釘外殼504內以不覆蓋開口 512，且因此允許便攜式電能存儲設備106z穿過容納器510的開口 512，用于移除便攜式電能存儲設備106z。
[0086]便攜式電能存儲設備鎖定機構320經(jīng)由控制線308及電力線314b耦接至鎖定機構控制器306。舉例而言，經(jīng)由控制線308從鎖定機構控制器306接收的一個或更多個引擎控制信號可影響一個或更多個致動器502 (僅示出了一個)的操作以使可滑動螺釘506移動。舉例而言，控制信號可使得致動器502在第一位置與第二位置之間移動或改變由致動器502產(chǎn)生的磁場。致動器502可呈各種各樣的形式中的任一種，包括(但不限于)螺線管、諸如步進馬達的電馬達或電磁體。備選地，致動器502可經(jīng)耦接以操作用于便攜式電能存儲設備106z的不同閂鎖、鎖或其他類型的保持器機構。
[0087]鎖定機構控制器306被配置為經(jīng)由連接314a從便攜式電能存儲設備106z接收電力，以向鎖定機構控制器306及便攜式電能存儲設備鎖定機構320 (經(jīng)由連接314b)供電。再者，鎖定機構控制器306視情況被配置為在便攜式電能存儲設備106z不能夠提供足夠電力以操作便攜式電能存儲設備鎖定機構320及/或鎖定機構控制器306的情況下，經(jīng)由連接314c從不同于便攜式電能存儲設備106z的輔助源516接收電力，以向便攜式電能存儲設備鎖定機構320及/或鎖定機構控制器306供電。
[0088]外殼302可提供保護以防止或阻止損壞，且可由合適的強且彈性材料(例如，ABS塑料)形成。這種情形可不僅防止或阻止損壞，且亦可留下任何損壞嘗試的可見指示。舉例而言，外殼302可包括在處于下方的第二色彩(例如，熒光橙色)的內層內的第一色彩(例如，黑色)的強外層。此情形將致使切開外殼302的嘗試明顯顯而易見。
[0089]還注意，外殼302可充當易壞基板，或可將易壞基板緊固至外殼302的內部，例如，經(jīng)由合適的黏著劑。因此，損壞外殼會破壞或損壞電路連接，從而致使便攜式電能存儲設備106z不可操作。
[0090]圖6展示根據(jù)一非限制性示意替代實施例的圖1及圖3的便攜式電能存儲設備106z的一替代實施例的橫截面正視圖，其中圖3的便攜式電能存儲設備物理安全系統(tǒng)與圖1及圖3的便攜式電能存儲設備106z整合且為圖1及圖3的便攜式電能存儲設備106z的一部分。
[0091]所展示為便攜式電能存儲設備容納器510、便攜式電能存儲設備外殼302、電氣端子110a、110b、電池單元304、鎖定機構控制器306、便攜式電能存儲設備鎖定機構320及接入面板518以插入于輔助電源中。電池單元304為將存儲的化學能轉換成電能的任一可再充電類型的電化學電池單元。如上所述，可從便攜式電能存儲設備106z的外部接入電氣端
子 IlOaUlObo
[0092]便攜式電能存儲設備鎖定機構320位于便攜式電能存儲設備外殼302內部，且固定地附接至便攜式電能存儲設備外殼302的內部。容納器510具有一頂部開口 512，可經(jīng)由該頂部開口 512將便攜式電能存儲設備106z放置于容納器510內及從容納器510移除便攜式電能存儲設備106z。一旦將便攜式電能存儲設備106z放置于容納器510中，則容納器510包圍便攜式電能存儲設備106z，惟在頂部開口 512處除外。便攜式電能存儲設備鎖定機構320具有可滑動螺釘506，可滑動螺釘506被配置為在螺釘軌道上滑動或可滑動經(jīng)由固定地附接至便攜式電能存儲設備外殼302的內壁?？苫瑒勇葆?06被配置為滑動經(jīng)由外殼302的一側中的開口 520，且至容納器510的側壁中的開口 520 (與外殼302的一側中的開口對準)內以阻擋便攜式電能存儲設備106z穿過容納器510的頂部開口 512，且因此防止便攜式電能存儲設備106z能夠被從容納器510移除(如在圖6中所示)。當便攜式電能存儲設備鎖定機構320處于解鎖狀態(tài)下時，可滑動螺釘506收縮(未圖示)至便攜式電能存儲設備106z內部的螺釘外殼504內，且因此允許便攜式電能存儲設備106z穿過容納器510的頂部開口 512，用于移除便攜式電能存儲設備106z。
[0093]便攜式電能存儲設備鎖定機構320經(jīng)由控制線308及電力線314b耦接至鎖定機構控制器306。舉例而言，經(jīng)由控制線308從鎖定機構控制器306接收的一個或更多個引擎控制信號可影響一個或更多個致動器502 (僅示出了一個)的操作以使可滑動螺釘506移動。舉例而言，控制信號可使得致動器502在第一位置與第二位置之間移動或改變由致動器502產(chǎn)生的磁場。致動器502可呈各種各樣的形式中的任一種，包括(但不限于)螺線管、諸如步進馬達的電馬達或電磁體。備選地，致動器502可經(jīng)耦接以操作用于便攜式電能存儲設備106z的不同閂鎖、鎖或其他類型的保持器機構。
[0094]鎖定機構控制器306被配置為經(jīng)由連接314a從便攜式電能存儲設備106z接收電力，以給鎖定機構控制器306及便攜式電能存儲設備鎖定機構320 (經(jīng)由電力線314b)供電。再者，鎖定機構控制器306被配置為經(jīng)由線314c從不同于便攜式電能存儲設備106z的輔助源接收電力。輔助源可經(jīng)由外殼302中的接入面板51g連接至線314b以在便攜式電能存儲設備106z不能夠提供足夠電力以操作便攜式電能存儲設備鎖定機構320及/或鎖定機構控制器306的情況下，向便攜式電能存儲設備鎖定機構320及/或鎖定機構控制器306供電。
[0095]外殼302可提供保護以防止或阻止損壞，且可由合適的強且彈性材料(例如，ABS塑料)形成。此情形可不僅防止或阻止損壞，且亦可留下任何損壞嘗試的可見指示。舉例而言，外殼302可包括在處于下方的第二色彩(例如，熒光橙色)的內層內的第一色彩(例如，黑色)的強外層。此情形將致使切開外殼302的嘗試明顯顯而易見。[0096]還注意，外殼302可充當易壞基板，或可將易壞基板緊固至外殼302的內部，例如，經(jīng)由合適的黏著劑。因此，損壞外殼會破壞或損壞電路連接，從而致使便攜式電能存儲設備106z不可操作。
[0097]圖7展示根據(jù)一非限制性示意實施例的操作圖3至圖6的鎖定機構控制器的高階方法700。
[0098]在702處，便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)接收關于外部設備(諸如，收集、充電及分配機器102)的認證的信息。
[0099]在704處，便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)基于關于認證的信息作出關于解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320以允許將便攜式電能存儲設備106z從可操作地連接至車輛移除的確定。
[0100]圖8展示根據(jù)一非限制性示意實施例的操作圖3至圖6的鎖定機構控制器的低階方法800，該低階方法包括可用于圖7的方法中的接受便攜式電能存儲設備充電。
[0101]在802處，便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)經(jīng)由從收集、充電及分配機器102發(fā)送的無線信號接收關于認證的信息。在距便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的通信模塊達指定最大范圍外，無法檢測到從收集、充電及分配機器102接收的無線信號。
[0102]圖9展示根據(jù)一非限制性示意實施例的操作圖3及圖4的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)控制器306的低階方法900，該低階方法包括可用于圖8的方法中的基于車輛的車輛效能配置文件而確定釋放多少能量。
[0103]在902處，便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)接收關于外部設備(諸如，收集、充電及分配機器102)的認證的信息。
[0104]在904處，便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)確定所接收的信息是否得到認證。
[0105]在906處，若確定所接收的信息得到認證(例如，通過匹配接收的碼)，則便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)以一種方式從鎖定機構控制器306發(fā)送信號，以解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構320以便允許將便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除。
[0106]在908處，便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)確定是否能夠繼續(xù)接收信息。舉例而言，一旦鎖定機構控制器306不再可從收集、充電及分配機器102接收到無線信號(例如，在小輪機踏車或機動腳踏車已在收集、充電及分配機器102處交換了便攜式電能存儲設備106z且不再在收集、充電及分配機器102的無線信號126的范圍內之后)，則可能不能夠繼續(xù)接收信息。
[0107]在909處，若確定所接收的信息未得到認證或信息不能夠繼續(xù)由便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)接收，且若便攜式電能存儲設備鎖定機構320尚未鎖定，則便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)以一種方式從鎖定機構控制器306發(fā)送信號，以鎖定便攜式電能存儲設備鎖定機構320，以便防止將便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除。若信息能夠繼續(xù)由便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)接收，則方法900通過再次繼續(xù)進行至902以執(zhí)行信息的認證而重復。該方法可按周期性間隔或連續(xù)地重復。
[0108]本文中描述的各種方法可包括額外動作，省略一些動作，及/或可按與在各種流程圖中所闡述的次序不同的次序執(zhí)行動作。
[0109]前述詳細描述已經(jīng)由方框圖、示意圖及實例的使用闡明了設備及/或處理程序的各種實施例。在這些方框圖、示意圖及實例含有一個或更多個功能及/或操作的范圍內，本領域技術人員應理解，在這些方框圖、流程圖或實例內的每一功能及/或操作可由廣泛范圍的硬件、軟件、固件或實際上其任何組合來各自及/或共同地實施。在一實施例中，可經(jīng)由一個或更多個微控制器實施本主題。然而，本領域技術人員應認識到，本文中揭示的實施例整體地或部分地可等效地實施于標準集成電路(例如，專用集成電路或ASIC)中，實施為由一個或更多個計算機執(zhí)行的一個或更多個計算機程序(例如，實施為在一個或更多個計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的一個或更多個程序)，實施為由一個或更多個控制器(例如，微控制器)執(zhí)行的一個或更多個程序，實施為由一個或更多個處理器(例如，微處理器)執(zhí)行的一個或更多個程序，實施為固件，或實施為實際上其任何組合，且設計電路及/或撰寫用于軟件及/或固件的程序代碼將良好地處于依據(jù)本發(fā)明的教示的本領域技術人員的技術內。
[0110]當將邏輯實施為軟件且存儲于存儲器中時，可將邏輯或信息存儲于任何非易失性計算機可讀媒體上以供任何與處理器有關的系統(tǒng)或方法使用或結合任何與處理器有關的系統(tǒng)或方法使用。在本發(fā)明的上下文中，存儲器為非易失性計算機或處理器可讀存儲媒體，其為非易失性地含有或存儲計算機及/或處理器程序的電子、磁性、光學或其他物理設備或構件。邏輯及/或信息可體現(xiàn)于任何計算機可讀媒體中以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用，指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備諸如基于計算機的系統(tǒng)、含有處理器的系統(tǒng)，或可從該指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備提取指令且執(zhí)行與邏輯及/或信息相關聯(lián)的指令的其他系統(tǒng)。
[0111]在本說明書的上下文中，“計算機可讀媒體”可為可存儲供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置及/或設備使用或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置及/或設備而使用的與邏輯及/或信息相關聯(lián)的程序的任何物理組件。舉例而言，計算機可讀媒體可為(但不限于)電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統(tǒng)、裝置或設備。計算機可讀媒體的更特定實體(非詳盡列表)將包括以下各項:便攜式計算機盤片(磁性、致密快閃卡、安全數(shù)字卡或其類似者)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M、EEPR0M或閃存)、便攜式緊密光盤只讀存儲器(CDROM)及數(shù)字磁帶。
[0112]可組合上文所描述的各種實施例以提供其他實施例。在并不與本文中的特定教示及定義不一致的范圍內，包括(但不限于)以下各項的在本說明書中參考的及/或在申請數(shù)據(jù)單中列出的所有美國專利、美國專利申請公開案、美國專利申請案、外國專利、外國專利申請案及非專利公開案以全文引用的方式并入本文中:題為“APPARATUS，METHOD ANDARTICLE F OR COLLECTION, CHARGIN G AND DI S TRIBUTING POWER S TORAGE DEVICE S,SUCH AS BATTERIES”且于2011年7月26日申請的美國臨時專利申請案第61/511,900號(代理人案號 170178.401P1);題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR COLLECTION,CHARGING AND DI S TRIBUTING POWER S TORAGE DEVICE S, SUCH AS BATTERIES”且于 2012年5月16日申請的美國臨時專利申請案第61/647,936號(代理人案號170178.401P2);題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR REDISTRIBUTING POWER STORAGE DEVICES,SUCHAS BATTERIES, BETWEEN COLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINES”且于 2011 年9月14日申請的美國臨時專利申請案第61/534,753號(代理人案號170178.402P1);題為“APPARATUS,METHOD AND ARTICLE FOR AUTHENTICATION,SEC URITY AND CONTROL OF POWERSTORAGE DEVICES SUCH AS BATTERIES”且于2011年9月14日申請的美國臨時專利申請案第 61/534，761 號(代理人案號 170178.403P1);題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FORAUTHENTICATION,SECURITY AND CONTROL OF POWER STORAGE DEVICES,SUCH AS BATTERIES,BASED ON USER PROFILES”且于2011年9月14日申請的美國臨時專利申請案第61/534，772號(代理人案號 170178.404P1);題為“THERMAL MANAGEMENT OF COMPONENT S IN ELECTRICMOTOR DRIVE VEHICLES”且于2011年7月26日申請的美國臨時專利申請案第61/511,887號(代理人案號 170178.406P1);題為“THERMAL MANAGEMENT OF COMPONENT S IN ELECTRICMOTOR DRIVE VEHICLES”且于2012年5月16日申請的美國臨時專利申請案第61/647，941號(代理人案號 170178.406P2);題為 “DYNAMICALLY LIMITING VEHICLE OPERATION FORBEST EFFORT ECONOMY”且于2011年7月26日申請的美國臨時專利申請案第61/511，880號(代理人案號 170178.407P1);題為 “APPARATUS，METHOD, AND ARTICLE FOR PHYSICALSECURIT Y OF POWER S TORAGE DEVICES IN VHHCLES”且于2011 年 11月 8 日申請的美國臨時專利申請案第61/557，170號(代理人案號170178.408P1);題為“APPARATUS,METHOD ANDARTICLE FOR A POWER STORAGE DEVICE C0MPARMENT” 且于 2011 年 12 月 29 日申請的美國臨時專利申請案第61/581,566號(代理人案號170178.412P1);題為“APPARATUS，METHODAND ARTICLE FOR PROVIDING VEHICLE DIAGNOSTIC DATA” 且于 2012 年 2 月 21 日申請的美國臨時專利申請案第61/601,404號(代理人案號170178.417P1);題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING LOCATIONS OF POWER STORAGE DEVICE COLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINES”且于2012年2月22日申請的美國臨時專利申請案第 61/601,949 號(代理人案號 170178.418P1);及題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLEFOR PROVIDING INFORMATION REGARDING AVAILABILITY OF POWER STORAGE DEVICES AT APOWER STORAGE DEVICE COLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINE，，且于 2012 年2月22日申請的美國臨時專利申請案第61/601,953號(代理人案號170178.419P1);指名 Hok-Sum Horace Luke、Matthew Whiting Taylor 及 Huang-Cheng Hung 作為發(fā)明人且題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR COLLECTION, CHARGING AND DI S TRIBUTINGPOWER S TORAGE DEVICE S，SUCH AS BATTERIES”的于 2012 年 7 月 26 日申請的美國申請案
第_號(代理人案號 170178.401);指名 Hok-Sum Horace Luke 及 Matthew Whiting
Taylor 作為發(fā)明人且題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR AUTHENTICATION,SECURITY AND CONTROL OF POWER STORAGE DEVICES SUCH AS BATTERIES” 的于 2012 年 7
月26日申請的美國申請案第_號(代理人案號170178.403);指名Hok-Sum Horace
Luke 及 Matthew Whiting Taylor 作為發(fā)明人且題為 “DYNAMICALLY LIMITING VEHICLE
OPERATION FOR BEST EFFORT ECONOMY”的于2012年7月26日申請的美國申請案第_
號(代理人案號 170178.407);指名 Ching Chen>Hok-Sum Horace Luke>Matthew WhitingTaylor,Y1-Tseng Wu作為發(fā)明人且題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDING
VEHICLE DIAGNOSTIC DATA”的于2012年7月26日申請的美國申請案第_號(代理
人案號 170178.417);指名 Y1-Tsung Wu>Matthew Whiting Taylor、Hok-Sum Horace Luke及 Jung-Hsiu Chen 作為發(fā)明人且題為 “APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FOR PROVIDINGINFORMATION REGARDING AVAILABILITY OF POWER S TORAGE DEVICE S AT A POWER STORAGE DEVICE COLLECTION, CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINE，，的于 2012 年 7 月
26日申請的美國申請案第_號(代理人案號170178.419);及指名Hok-Sum Horace
Luke、Y1-Tsung Wu> Jung-Hsiu Chen、Yulin Wu> Chien Ming Huang、TsungTing Chan、Shen-Chi Chen 及Feng Kai Yang作為發(fā)明人且題為“APPARATUS，METHOD AND ARTICLE FORRESERVING POWER STORAGE DEVICES AT RESERVING POWER STORAGE DEVICE COLLECTION,CHARGING AND DISTRIBUTION MACHINES”的于2012年7月26日申請的美國申請案第
_號(代理人案號170178.423)。必要時，可修改實施例的態(tài)樣以使用各種專利、申
請案及公開案的系統(tǒng)、電路及概念以提供其他的實施例。
[0113]雖然在對便攜式電能存儲設備進行收集、充電及分配以用于供個人運輸車輛(諸如，全電動小輪機踏車及/或機動腳踏車)使用的環(huán)境及上下文下大體論述，但本文中的教示可應用于廣泛的各種各樣的其他環(huán)境，包括其他車輛以及非車輛環(huán)境。
[0114]示意實施例的上述描述(包括在“說明書摘要”中描述的內容)并不意欲為詳盡的或將這些實施例限于所揭示的精確形式。雖然在本文中為了說明性目的而描述特定實施例及實例，但如本領域技術人員應認識到，在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，可進行各種等效修改。
[0115]可依據(jù)上述詳細描述對實施例進行這些及其他修改。一般而言，在以下申請專利范圍中，所使用的術語不應被解釋為將申請專利范圍限于本說明書及申請專利范圍中揭示的特定實施例，而應被解釋為包括所有可能的實施例，以及此等申請專利范圍所賦予權利的等效內容的全部范圍。因此，申請專利范圍不受揭示內容限制。
【權利要求】
1.一種用于便攜式電能存儲設備的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，包括: 至少一個控制器 '及 至少一個通信模塊，耦接至所述至少一個控制器，其中所述至少一個控制器被配置為: 經(jīng)由所述通信模塊接收關于外部設備的認證的信息；及 響應于接收到關于認證的所述信息，解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除。
2.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述至少一個控制器被配置為基于關于認證的所接收的信息作出關于解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構的確定。
3.如權利要求2的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述至少一個控制器進一步被配置為: 產(chǎn)生要發(fā)送至所述外部設備的挑戰(zhàn)密鑰； 將所述挑戰(zhàn)密鑰發(fā)送至所述外部設備； 從所述外部設備接收對發(fā)送所述挑戰(zhàn)密鑰的響應，所述響應包括響應碼，作為關于認證的所述信息的一部分； 使用秘密密鑰及所述響應碼作為輸入，從秘密算法產(chǎn)生輸出，所述秘密算法及所述秘密密鑰被配置為僅為所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)及一個或更多個經(jīng)授權的外部設備所知；及 比較來自所述秘密算法的所述輸出與所述響應碼，且其中所述至少一個控制器被配置為至少基于所述比較作出關于解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構的確定。
4.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所配置的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)耦接至所述車輛，或整合為所述便攜式電能存儲設備的一部分。
5.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述外部設備是便攜式電能存儲設備收集及充電機器。
6.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述外部設備是位于車輛服務中心的設備。
7.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述至少一個通信模塊被配置為經(jīng)由無線信號接收關于所述外部設備的認證的所述信息，且將所述信息傳送至所述至少一個控制器以解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構，以便允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除。
8.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，進一步包括: 所述便攜式電能存儲設備鎖定機構，耦接至所述至少一個控制器；及 開關，耦接至所述便攜式電能存儲設備鎖定機構及所述至少一個控制器，所述開關被配置為通過由所配置的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的所述至少一個控制器產(chǎn)生的控制信號啟動，其中所述控制器被配置為: 在所述外部設備基于關于認證的所述信息而被認證的情況下，以一種方式發(fā)送所述信號，以解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構以便允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除；及 在所定義的時間段之后不再可經(jīng)由所述通信模塊接收到關于所述外部設備的認證的所述信息的情況下，以一種方式發(fā)送所述信號，以鎖定所述便攜式電能存儲設備鎖定機構以便防止將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除。
9.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述至少一個控制器被配置為經(jīng)由從所述外部設備發(fā)送的無線信號接收關于認證的所述信息，且其中在距所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)通信模塊達指定最大范圍外，無法檢測到從所述外部設備發(fā)送的所述無線信號。
10.如權利要求9的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述無線信號包括用于由所述至少一個控制器進行的對所述外部設備的認證的滾動碼。
11.如權利要求1的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，進一步包括電力接口，耦接至所述至少一個控制器且被配置為耦接至所述便攜式電能存儲設備及所述電能存儲設備鎖定機構，以向所述電能存儲設備鎖定機構供電。
12.如權利要求11的便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)，其中，所述電力接口被配置為耦接至不同于所述便攜式電能存儲設備的輔助電源，以在所述便攜式電能存儲設備不能夠提供足夠電力以操作所述電能存儲設備鎖定機構的情況下，向所述電能存儲設備鎖定機構供電。
13.一種操作便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 由所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)接收關于外部設備的認證的信息；及 由所述便攜式電能 存儲設備安全系統(tǒng)，基于關于認證的所述信息作出關于解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除的確定。
14.如權利要求13的方法，其中，接收所述信息包括:經(jīng)由從便攜式電能存儲設備收集、充電及分配機器發(fā)送的無線信號接收關于認證的所述信息，且其中在距所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的通信模塊達指定最大范圍外，無法檢測到從所述收集、充電及分配機器接收的所述無線信號。
15.如權利要求13的方法，進一步包括: 在所述外部設備基于關于認證的所述信息而被認證的情況下，以一種方式從所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的控制器發(fā)送信號，以解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構以便允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除；及 在所定義的時間段之后不再可繼續(xù)經(jīng)由所述便攜式電能存儲設備的通信模塊接收到關于所述外部設備的認證的所述信息的情況下，以一種方式從所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的所述控制器發(fā)送信號，以鎖定所述便攜式電能存儲設備鎖定機構以便防止將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除。
16.如權利要求13的方法，其中，所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)整合為所述便攜式電能存儲設備的一部分。
17.如權利要求13的方法，其中，所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)耦接至所述車輛。
18.如權利要求13的方法，其中，作出所述確定包括:比較來自關于認證的所接收的信息的碼與關聯(lián)于所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的一個或更多個碼，且進一步包括: 在來自關于認證的所接收的信息的所述碼與關聯(lián)于所述便攜式電能存儲設備的所述一個或更多個碼中的一個匹配的情況下，解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除；及在所定義的時間段之后不再可經(jīng)由所述便攜式電能存儲設備的通信模塊接收到關于所述外部設備的認證的所述信息的情況下，或在所定義的時間段之后來自所接收的信息的碼不再與當前關聯(lián)于所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)的一個或更多個碼中的至少一個或一個匹配的情況下，鎖定所述便攜式電能存儲設備鎖定機構以便防止將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除。
19.如權利要求13的方法，進一步包括: 產(chǎn)生要發(fā)送至所述外部設備的挑戰(zhàn)密鑰； 將所述挑戰(zhàn)密鑰發(fā)送至所述外部設備； 從所述外部設備接收對發(fā)送所述挑戰(zhàn)密鑰的響應，所述響應包括響應碼，作為關于認證的所述信息的一部分； 使用秘密密鑰及所述響應碼作為輸入，從秘密算法產(chǎn)生輸出，所述秘密算法及所述秘密密鑰被配置為僅為所述便攜式電能存儲設備安全系統(tǒng)及一個或更多個經(jīng)授權的外部設備所知；及 比較來自所述秘密算法的所述輸出與所述響應碼，且其中作出關于解鎖所述便攜式電能存儲設備鎖定機構的確定是至少基于所述比較。
20.一種便攜式電能存儲設備，包括: 電池單元；及 安全系統(tǒng)，可操作地耦接至所述電池單元，所述安全系統(tǒng)被配置為基于關于外部設備的認證的無線接收的信息而允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至車輛移除。
21.如權利要求20的便攜式電能存儲設備，其中，所述安全系統(tǒng)包括: 至少一個控制器；及 至少一個通信模塊，耦接至所述至少一個控制器，其中所述至少一個控制器被配置為: 經(jīng)由所述通信模塊接收關于外部設備的認證的信息；及 基于關于認證的所述信息，作出關于解鎖便攜式電能存儲設備鎖定機構以允許將所述便攜式電能存儲設備從可操作地連接至所述車輛移除的確定。
22.如權利要求21的便攜式電能存儲設備，其中，所述安全系統(tǒng)進一步包括: 所述便攜式電能存儲設備鎖定機構，耦接至所述至少一個控制器；及 電力接口，被配置為耦接至所述至少一個控制器，且耦接至不同于所述便攜式電能存儲設備的輔助電源，以 在所述便攜式電能存儲設備不能夠提供足夠電力以操作所述電能存儲設備鎖定機構的情況下，向所述電能存儲設備鎖定機構供電。
【文檔編號】B60W20/00GK103918155SQ201280046983
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權日:2011年7月26日
【發(fā)明者】馬修·懷廷·泰勒, 吳義宗, 學深·賀瑞斯·盧克, 黃雄成 申請人:Gogoro有限公司