移动装置和能量系统

技术领域

本发明涉及用于电动交通工具的能量系统，并且特别但不排他地涉及用于微移动性电动交通工具的联网电池共享系统。

背景技术

在过去的5年里，在城市交通中存在模式转变，其中无站台可共享自行车从中国开始，并在世界各地传播，UBER最近收购了JUMP自行车（无站台可共享电动自行车），推出了伯德公司的可共享踏板车以及另外许多。人们看到的是提供可共享的最后一英里运输交通工具的平台的崛起，其中越来越多的是电动的。

在下一个30年里，市中心的运输很可能以3个方式改变：1）最后一英里的运输交通工具的每年里程将增加10X（由于交通+城市化的增加，汽车将变得非常低效）2）人们停止拥有交通工具/交通工具变得可共享/运输变成公用事业3）所有的运输都在电气化4）交通工具外形因子正在变得更小，并且空间更高效。一些关键的参与者运营着由小型电动可共享交通工具组成的大型车队，所述车队将连同公共运输和自主交通工具一起运送大部分城市货物和通勤者。

发明内容

在本发明的方面中，提供了一种可连接云的e交通工具，包括用于容纳电池的皮套（holster）、用于在皮套处锁定和解锁电池的锁定装置。锁定装置被布置成使用用于授权准许用户解锁电池的应用来解锁电池。

该应用可以被配置为使得用于解锁电池的授权数据被传送到交通工具。可以使用基于云的服务来获得授权数据。获得授权数据还可以包括在基于云的服务处认证用户。

正在其上运行应用的设备可以将授权数据传送给e交通工具。

e交通工具可以进一步包括无线通信装置。e交通工具可以被布置成经由无线通信装置从基于云的服务接收授权数据。

无线通信装置可以包括GSM、3G、4G、LTE、5G或蓝牙收发器模块中的至少一个。

e交通工具可以是微移动性交通工具。例如，e踏板车或e自行车。

在本发明的另一方面中，提供了一种系统，该系统包括根据以上示例中任一个的云服务器和一个或多个e交通工具。云服务器被配置为响应于来自应用的请求，提供用于解锁所述e交通工具之一的电池的授权数据。

该请求可以来自在便携式设备上运行的应用，并且包括标识用户的数据。该请求可以包括标识用户从其请求解锁电池的e交通工具的部件的数据。

该系统可以进一步包括运行该应用的用户设备，所述用户设备可通信地耦合到云服务器。

在本发明的另一方面中，提供了一种方法，该方法包括：使用用于授权用户解锁电池的应用来请求从e交通工具解锁电池；在基于云的服务器处接收从e交通工具解锁电池的请求；以及如果做出请求的用户被准许解锁在e交通工具处的电池，则由基于云的服务器提供授权数据。在示例中，授权数据可以是由网络服务器向e交通工具发出的解锁电池的请求。该请求可以响应于被授权解锁电池的认证用户的请求而生成。

应用可能正在便携式设备上运行。例如，诸如智能电话或平板计算机之类的用户设备。

该请求可以包括标识用户和微移动性交通工具的数据，电池将从该微移动性交通工具解锁。

在本发明的另外方面中，提供了一种网络服务器，该网络服务器包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为接收使锁定到e交通工具的电池解锁的请求；确定用户是否被准许从e交通工具解锁电池；以及如果做出请求的用户被授权解锁e交通工具处的电池，则提供授权数据。在示例中，授权数据可以是由网络服务器向e交通工具发出的解锁电池的请求。该请求可以响应于被授权解锁电池的认证用户的请求而生成。

在本发明的另外方面中，提供了一种通过基于云的服务器控制自助式电池交换站的方法，包括：从云连接的电池交换站获得电池数据；使用获得的电池数据生成电池充电控制数据；向电池交换站发送电池充电控制数据。

充电控制数据可以涉及充电速率。

电池数据可以包括与使用电池交换站为电池充电相关的使用数据。

该方法可以进一步包括基于使用数据估计对于在电池交换站进行充电的需求的度量，以及根据估计的需求设置充电速率。

当估计的需求度量高于阈值时，充电速率可以被设置为第一值，并且当低于阈值时，充电速率可以被设置为第二值，并且其中第一值高于第二值。

电池数据可以包括与个体电池的电池健康相关的度量。

充电控制数据可以包括用于控制个体电池的充电速率的数据。

与电池健康相关的度量可以是电池充电状态、电池健康状态、极端电池行为事件数据、放电速率数据、温度数据、充电频率或次数中的至少一个。

与电池健康相关的度量可以从电池的电池监视系统获得。

电池交换站可以是微移动性e交通工具电池交换站。微移动性e交通工具可以是e踏板车或e自行车。e踏板车可以具有两个或更多个轮子，例如三轮e踏板车。此外，这样的e自行车可以具有或可以不具有踏板。

该方法可以进一步包括获得第一和第二交换站的地理位置数据，以及如果地理位置数据指示交换站在相同的位置，则将交换站分组为在基于云的服务器处的单个交换站。

在本发明的又一另外方面中，提供了一种基于云的装置，包括一个或多个处理器和存储器，该装置被配置为从云连接的电池交换站获得电池数据，使用获得的电池数据来生成电池充电控制数据，以及将电池充电控制数据发送到电池交换站。

充电控制数据可以是充电速率。

电池数据可以包括与电池交换站在交换站为电池充电的使用相关的使用数据。

该装置可以进一步被配置为基于使用数据估计对于在电池交换站进行充电的需求的度量，以及根据该估计来设置充电速率。当估计的需求高于阈值时，充电速率可以被设置为第一值，并且当低于阈值时，充电速率可以被设置为第二值，并且其中第一值高于第二值。

电池数据可以包括与个体电池的健康相关的度量。充电控制数据可以包括用于控制个体电池的充电速率的数据。与电池健康相关的度量可以是电池充电状态、电池健康状态、极端电池行为事件数据、放电速率数据、温度数据、充电频率或次数中的至少一个。与电池健康相关的度量可以从电池的电池监视系统获得。

电池交换站可以是微移动性e交通工具电池交换站。微移动性e交通工具可以是e踏板车或e自行车。

该装置可以进一步被配置为获得第一和第二交换站的地理位置数据，以及如果地理位置数据指示交换站在相同的位置，则将交换站分组为单个交换站。

在本发明的另一方面中，提供了一种自助式电池交换站，包括用于对接和脱离待充电电池的对接装置、用于为对接的电池进行充电的充电装置以及用于连接到基于云的服务器的无线通信装置。无线通信装置被布置成向云服务器发送与一个或多个对接电池相关的电池数据，并从云服务器接收充电控制数据。充电装置被布置成根据接收的控制数据为电池充电。

通信装置可以被配置为自动连接到云服务器。通信装置可以包括GSM、3G、4G或5G无线电信模块中的至少一个。

交换站可以进一步包括用于确定交换站的地理位置的地理位置装置，并且其中通信装置被布置成将地理位置数据传输到云服务器。

电池交换站可以是微移动性e交通工具电池交换站。例如，e交通工具可以是e踏板车或e自行车。

在本发明的另外方面中，提供了一种系统，该系统包括根据以上任何示例的基于云的装置和多个可连接云的微移动性交通工具电池交换站。

在本发明的另一方面中，提供了一种包括指令的计算机程序，所述指令在执行时使得用于通过基于云的服务器控制自助式电池交换站的任何以上方法得以执行。计算机程序可以存储在载体上。载体可以是计算机可读载体介质，并且可以是暂时性的或非暂时性的。

根据本发明的又一方面，提供了一种系统，该系统包括网络，该网络包括多个自助式电池交换站；以及基于云的装置，用于接收表示系统事件的数据，所述系统事件包括从电池交换站的电池对接（脱离）、电池充电状态更新、电池健康状态更新和极端电池行为事件。

以上实施例具有包括如下的优势：推式吊舱（Pushpod）（电池交换站）的即插即用性质；模块化、云连接的电池充电器，其可以通过邮政运送，并且仅需要接入电源即可自动连接并作为中央控制的能量网络中的节点来操作。

根据本发明的又一另外方面，提供了一种云连接电池，其被配置为使用应用来认证被准许接收电池的用户，从而从交换站脱离。

云连接、自动解锁的电池具有优势。对可共享交通工具中电池的接入进行认证是关键。目前，运营团队携带手动机械钥匙。如果我们将允许任何人在保持跟踪谁具有对电池的访问权的同时从踏板车移除电池，并且我们想使用移动应用程序来做到这一点，则电池锁需要被互联网激活。

附图说明

从以下结合附图考虑的具体实施方式，某些示例的各种特征和优势将清楚，附图与具体实施方式一起通过示例的方式说明了多个特征，并且其中：

图1是根据实施例的系统的框图；

图2是实施例中的服务器的框图；

图3是示出根据实施例的关系数据库中的电池跟踪方案的框图；

图4是根据实施例的系统中元件之间的通信流的示意表示；

图5是示出根据实施例的控制电池充电的方法的流程图；

图6是示出根据实施例的处理器和存储器的元件的示意图。

具体实施方式

下面充分详细地描述了示例实施例，以使得本领域普通技术人员能够实施和实现本文描述的系统和过程。重要的是要理解，实施例可以以许多替代形式提供，并且不应被解释为限于本文阐述的示例。

因此，虽然可以以各种方式修改实施例并采取各种替代形式，但是其具体实施例在附图中示出并在下面作为示例详细描述。不存在限制所公开的特定形式的意图。相反，应当包括落入所附权利要求范围内的所有修改、等同物和替代物。在适当情况下，贯穿附图和具体实施方式，示例实施例的元件一致地由相同的附图标记标示。

本文用于描述实施例的术语不旨在限制范围。冠词“一”、“一个”和“该”是单数，因为它们具有单个指代物，然而，在本文件中单数形式的使用不应排除多于一个指代物的存在。换言之，以单数形式引用的元件可以是数量的一个或多个，除非上下文中另外清楚地指示。将进一步理解，当在本文中使用时，术语“包含”、“包含着”、“包括”和/或“包括着”指定所陈述的特征、项目、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、项目、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）都应按照本领域的惯例进行解释。将进一步理解，通常使用的术语也应当按照相关领域的惯例并且不是在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非在本文中明确地如此定义。

运营可共享电动交通工具的关键挑战（并且是主要成本）是维持交通工具充电。目前运营商运营4种电池再充电模型：

1.运营团队将交通工具移离街道，在仓库中充电

2.激励用户将交通工具停放在中心位置中的充电站处

3.运营团队定位交通工具，并且用耗尽的电池交换已充电的电池

4.激励用户拾取交通工具并且到家里为它们充电。

这些模型在利润微薄的情况下运营，并且运营商正在寻找增加盈利能力的方式。现有的充电选项共享4个关键的成本要素：运营团队、主要房地产的租赁、交通工具停机时间和充电硬件。

选项1）是最低效率的，需要庞大的运营团队、仓库空间和交通工具停机时间。选项2）不需要运营团队，但仍然需要主要房地产和交通工具停机时间。选项3）需要运营团队和仓库为电池充电。选项4）需要公司向用户提供充电器，并具有交通工具停机时间。对于所有这些选项的核心成本是实行再充电所花费/付诸的时间，其将具有成本影响。所有选项1）-4）都将需要来自再充电方的大量时间。

对于运营商来说理想的场景将是在市中心的中心地带为用户提供对即时再充电（无交通工具停机时间）的访问权（用户不会特意去做），而不需要任何充电硬件、租赁主要房地产或要求运营团队。

根据示例，一种解决方案包括自助式电池交换站和可共享电池的网络。电池交换站可以放置在公众可访问的主要房地产——比如便利店——内部。当用户电池电量不足时，他们可以在他们的移动设备上收到通知，并设法前往附近的电池交换站（推式吊舱），从他们的可共享e交通工具移除耗尽的电池，将耗尽的电池返回到推式吊舱，（从推式吊舱）拾取已完全充电的电池，并将其插回到可共享e交通工具中。

它不需要运营团队，因为它依赖用户实行再充电；它不招致交通工具停机时间（交换实际上是即时再充电）；它不需要租赁主要房地产；便利店位置的密度非常高，因此用户用于交换的支出最小（不会特意去做）；并且充电硬件成本可以推送给便利店。

便利店正在寻找方式来驱动他们的商店中更多的流量（客流量），并愿意为此付费。最重要的激励是客流量的激励。对于支付点，超过60%的客户第一次走进便利店，并且50%的客户在每次逗留中花费约1英镑或更多。因此，只要充电器在他们的商店中驱动新客户，便利店就想托管充电器。因此，共享e交通工具运营商可能能够将硬件成本推送给便利店所有者。

此外，便利店的地理密度比摩托车停车场的地理密度高得多（在摩托车停车场，可共享e自行车通常被返回来充电）。在具有永久安装电池的自行车需要对于充电器和整个自行车二者的物理空间来进行充电的情况下，可移除的、可共享的电池可以在占用少得多的空间的同时进行充电。因此，充电器可以放置在现有商店内部。

进行集中化电池交换的运营商具有大型仓库，该大型仓库堆叠有电池充电器架。这里提出的解决方案有效地“分解”这些充电器（例如分成4组），放置在有云连接性的简洁的盒子中，并且跨包括分布式电池交换站网络的城市散布。例如，在每平方公里中可以放置一个推式吊舱。在每平方公里中放置有一个充电器的便利性意味着用户最多离再充电处550m，并且利用对移动应用程序的使用，他们可以以一小部分成本实行电池交换运营团队的工作，因为用户人口及其地理密度比运营团队的用户人口及其地理密度高得多。

在图1中示出用于微移动性e交通工具的电池共享系统100的示例（例如，e踏板车或e自行车）。系统100包括多个e交通工具110-1至110-N。e交通工具110-1……110-N具有皮套111-1……111-N用于容纳电池，并且该系统包括一个或多个电池112-1……112-N，它们属于系统100。电池112-1……112-N由e交通工具的皮套111-1……111-N可容纳，以便向e交通工具110-1……110-N提供电力，如果经由云服务授权来这样做的话。电池或交通工具（例如，经由皮套的元件）经由互联网150可通信地耦合到云计算服务140。云计算服务140包括运行后端软件服务的一个或多个服务器141，用于跨系统100的元件管理电池共享方案。如将进一步解释的，云服务140能够跟踪系统中电池112-1……112-N的使用并且还管理经由云的（系统用户的）认证和授权（例如，用于弹出和使用电池）操作。此外，该系统包括一个或多个电池交换站120-1……120-N，它们是能够经由互联网150与云计算服务140通信的云连接设备。电池交换站120-1……120-N包括一个或多个插槽，每个插槽用于容纳来自系统100的电池112-1……112-N。在该实施例中，电池交换站112-1……112-N具有四个插槽112-1……112-4。一旦容纳入插槽，电池就可以充电了。如下面将更详细解释的，电池112-1……112-N可以使用云计算服务140在交换站被预留以及从交换站弹出，交换站120-1……120-N利用云计算服务140可通信地耦合。

系统的用户可以使用在诸如智能电话130的用户设备上运行的应用与服务通信。应用软件允许用户通过与云服务140通信来激活、预留电池以及从系统100中的各种元件（e交通工具、交换站）弹出电池。

如将理解的，存在使能系统100操作的若干个元件。这些是电池交换站120-1……120-N、（一个或多个）可共享电池112-1……112-N、交通工具侧电池适配器111-1……111-N、运行在用户设备130上的移动应用程序以及促进操作（例如，在后端云服务器140）的软件。

电池交换站（推式吊舱）

推式吊舱是电池交换站120-1……120-N。在实施例中，推式吊舱组装件主要包括容纳4个电池充电器121-1……121-4的外壳、电力电子设备和PCB。电池充电器优选是独立的AC-DC充电器模块。PCB是实现控制和通信的逻辑板。

在考虑到可伸缩性的情况下设计推式吊舱——它可以通过邮政运送，并且不需要安装。它断开主电源工作，并自动连接到云。当主机（在该实例中是便利店所有者）接收到它时，他们仅需要从盒中取出它并将它插到电源。

在实施例中，POD通过接口与站台（dock）中的电池通信。例如，RS-485接口。在推式吊舱和电池之间的通信优选是加密的。在实施例中，通信允许以下任务：

● 电池的标识。电池可以将其唯一的序列号传送给推式吊舱，该推式吊舱允许跟踪该特定的电池。

● 充电授权（已经经由云服务140提供授权）。

● 动态请求电池参数（电压、充电状态、温度等），其可以被充电器用来优化充电操作。

在实施例中，推式吊舱通过GSM模块（例如，在逻辑板上提供的3G调制解调器）经由互联网连接到服务器。这使得推式吊舱能够例如使用USSD数据与服务器140、141通话，并向服务器通知电池充电状态。在实施例中，从云服务140控制电池弹出。在机械方面，电池弹出是借助于每个站台120-1……120-N中的PWM伺服电机来完成的。例如，一个PWM伺服电机可以移动释放电池的闩锁，并且第二个PWM伺服电机可以从站台弹出电池。

3G调制解调器可以基于任何已知的芯片组，例如ublox SARA-U270芯片组。这提供了3.75G UMTS/HSPA连接性和GSM/GPRS故障恢复。推式吊舱可以使用

例如，3G通信信道可以用于执行以下各项中的一个或多个：

● 授权充电

● 解锁（弹出）电池

● 发送/接收用于推式吊舱和/或电池的固件版本信息和升级

● 收集与推式吊舱和电池相关的使用数据，例如，新电池已连接，电池已断开，电池健康状态和循环

● 将电池设置为“寿命终止”。

在实施例中，通信模块可以是GSM、3G、4G或5G模块/调制解调器中的任何一个。

当电池对接在推式吊舱中时，可以分析电池性能，并且可以将ESR（有效或等效串联电阻）和容量数据上传到服务器。

在实施例中，在每个充电站台121-1……121-4周围安装有RGB LED环，其可以提供关于站台中电池的状态信息。

在实施例中，推式吊舱120-1……120-N可堆叠，像乐高积木一样。当对于特定的推式吊舱位置的需求很高时，附加的推式吊舱120-1……120- N可以被分派给商店所有者，商店所有者可以拥有例如多达32个电池。在实施例中，推式吊舱PCB配备有GPS模块，并向服务器通知推式吊舱位置。在实施例中，当两个或更多个推式吊舱120-1……120-N放置在相同的存储中时，它们在后端系统中自动分组，并在没有来自主机的干预的情况下自我标识为单个单元。

电池

电池112-1……112-N是可共享的Li离子电池，其以智能电池监视系统和智能电池锁定系统为特征。在实施例中，电池组装件包括多个锂离子池格（工业标准，例如20-30个池格将是合适的）、PCB（BMS或包括微处理器的电池监视系统）和支撑塑料/布线。

BMS用作至电池组的逻辑和物理屏障，使得未经授权/不可识别的设备不能消耗电力。当电池组连接到可共享的e交通工具110-1……110-N时，电池的逻辑单元通过加密协议与交通工具的逻辑单元通信。为了让交通工具从电池接收电力，交通工具需要通过加密的“握手”来标识自己。如果交通工具被标识为批准使用，则BMS将电池池格连接到交通工具的电池端子，并允许其对电池组进行放电。这防止未经授权的e交通工具使用电池。

电池以智能锁定机制为特征。在共享e交通工具上的电池需要保持锁定，以便防止被盗（电池池格具有可重复利用的价值）。为了允许第三方解锁电池以促进电池交换，同时保持跟踪谁移除了电池，电池锁通过互联网以机电方式激活。例如，通过使用移动应用程序，用户可以通过GSM（或3G、4G或5G）或蓝牙连接到e交通工具。该应用程序为经认证的用户给出了释放电池进行电池交换的选项。在实施例中，通过空中连接到交通工具的应用程序向交通工具发出信号以释放电池，其进而向电池发出信号以解锁。电池激活机电闩锁，该机电闩锁进而将电池从其皮套释放。在将在下面描述的其他实施例中，交通工具（例如，电池适配器/皮套）与云服务140通信。云服务通过向交通工具（例如，适配器/皮套）通过云发送消息来认证用户并且授权电池的释放。已经被授权释放电池的交通工具适配器激活了机电闩锁并且释放了电池以使能交换。

电池还充当数据收集平台。当电池被插入推式吊舱时，可以收集包括电池性能、加速度、温度等数据并且基于电池性能、加速度、温度等。在一个实施例中，电池实现阻抗跟踪算法来计算电池的充电状态（SoC）并保持跟踪电池的健康状态（SOH）。作为检索电池健康状况的另外方式，可以跟踪充电/放电循环的次数（在BMS中或在服务器侧，通过将充电/放电循环与电池标识/序列号相链接）。数据经由互联网连接传输到服务器进行分析。该数据用于监视电池磨损，以及使用服务器侧算法抢先检测电池故障。故障检测由模式识别系统组成，该模式识别系统试图将电池故障前的分析点与按照推测表现良好的电池的分析点进行比较。注意收集关于新池格性能的数据的电池制造商可能对数据收集平台感兴趣。

系统中的一个或多个电池112-1……112-N可以包括用于向用户传送不同电池状态（除其他之外尤其是基本充电状态、寿命终止）的LED条。在实施例中，可以在充电和长空闲时段期间使用被动均衡来使电池112-1……112-N自动平衡。电池112-1……112-N可以具有用于例如使用RS-485与推式吊舱120-1……120-N或交通工具侧适配器111-1……111-N通信的装置。电池112-1……112-N可以包括加速度计，该加速度计可以用于向用户通知他们是否将电池插入到错误的位置，或者通过感测重力加速度并由此检测电池已经掉落而作为抗冲击系统。每个电池112-1……112-N可以具有唯一的标识符，诸如序列号。这用于跟踪在云服务150和推式吊舱/电池交换站120-1……112-N二者处与电池相关的信息。

交通工具侧适配器

在一个实施例中，在e交通工具110-1……110-N的电池或其他部件被云连接的情况下，交通工具侧适配器（皮套）111-1……111-N可能极其简单。在该实施例中，它可以仅包括将电池支撑在框架上的机械笼架（cage）、将电池112-1……112-N端子连接到交通工具端子的连接器，以及使得电池闩锁能够闩锁到其上的金属冲压。

在另一个实施例中，适配器111-1……111-N用作使第三方微移动性e交通工具适配到本发明实施例的方式。适配器可以由安装在e交通工具的现有笼架/皮套上的充电器组成，并且被配置为从电池112-1……112-N取得能量，该电池112-1……112-N参与系统100并为e交通工具的本机电池充电。例如，这可以经由DC-DC转换器步进在电池112-1……112-N端子处的电压来实现，上升或下降到正确的电压，以向本机电池充电或供电。充电不仅可以在空闲时进行，而且还可以在骑踏板车时进行。

在实施例中，适配器包含通信模块（例如，GSM、3G、4G或5G模块/调制解调器），从而使交通工具适配用于与互联网150和云服务140通信。在该实施例中，适配器111-1……111-N可以接收来自云的授权，以给电池放电和/或从适配器111-1……111-N的皮套解锁（弹出）电池。适配器111-1……111-N可以通过有线连接、例如RS-485与电池112-1……112-N通信（与推式吊舱/电池交换站一样）。在电池和适配器111-1……111-N之间的通信可以被加密并用于以下一个或多个：

● 电池112-1……112-N的标识

● 放电激活。仅在电池首先被适配器111-1……111-N授权的情况下，电池才在e交通工具中工作。授权经由互联网150出自云服务140。

在其他实施例中，交通工具本身110-1……110-N可以具有通信模块（例如，集成到交通工具）。因此，在这样的实施例中，通信可以经由互联网150在交通工具通信模块和云服务140之间进行。然后，交通工具通信模块（loT模块）将适配于与笼架/适配器111-1……111-N通信，并且笼架/适配器111-1……111-N响应于那些命令而动作，所述那些命令例如是为电池放电和/或将电池从适配器111-1……111-N的皮套解锁（弹出）的授权请求。交通工具通信模块和适配器之间的通信可以经由有线连接、例如RS-485。

电池弹出可以例如通过机械系统来执行，该机械系统包括一个或多个伺服系统和弹簧，该弹簧移动闩锁并释放电池，使得弹簧弹出电池。

互联网通信可以经由基于SARA-U270芯片组的3G（替代地，GSM、4G或5G）调制解调器模块，并且可以使用

● 放电授权

● 解锁（弹出）电池

● 如有必要，则更新适配器固件。

在另一实施例中，云连接功能与e交通工具110-1……110-N一体地提供，并且无适配从系统电池112-1……112-N提供能量到本机电池，因此是必要的。然而，云功能如上所述，并提供以便授权电池放电、解锁电池和更新交通工具上任何电子硬件的固件。

移动应用

移动应用（应用程序）促进电池交换操作，以及诸如账户、支付、交通工具交互之类的标准的辅助功能。用户可以使用移动应用程序作为标识（认证）机制来释放电池。换言之，该应用是代表经认证的用户进行行动的客户端应用。移动应用程序向用户示出电池在空间中的充电状态和位置。从e交通工具111-1……111-N或推式吊舱120-1……120-N解锁电池是通过应用程序来促进的，以便在任何时刻保持跟踪谁对电池负责。用户的认证是使得云服务140能够验证用户身份的过程，例如它提供用户id作为认证的工件。授权是验证用户是否准许系统中的特定动作（例如，认证用户）的过程。

可以由系统100使用诸如Json网络令牌的基于令牌的系统例如在用户设备130和云服务140之间执行授权。这进一步允许包括可以在浏览器上运行的网络应用以及在移动设备130上运行的移动应用的客户端安全地使用系统100，并设置处理上述不安全性质的规则集合。

对于该组客户端进行认证和授权过程的主要方式是通过使用Json网络令牌（JWT）。JWT是开放标准（RFC 75 19），并且提供了安全和高效的方式来签署数据集合，并在以后验证数据是否为原始签署的数据。当与诸如安全通信通道之类的其他技术相组合时，并且通过让它们在预定义的时间过期而使它们短暂存活，使它们成为认证和授权用户的理想方式。

● 用于认证用户的方式JWT通过如下描述：

● 经由电子邮件（电子邮件、密码）向每个用户提供凭据集合。

● 用户第一次请求使用客户端应用程序时，需要重置密码。

● 通过使用他们的凭据，应用程序用户提交表单，该表单经由HTTP报头将加密的凭据发送到平台。

● 平台验证凭据是否正确。

● 平台以可以用于下一个请求的访问令牌（JWT）作为响应。

● 使用HS256算法对访问令牌进行签名。

● JWT签名秘密存储在平台中。

● 访问令牌包括关于用户唯一标识符和用户范围的信息。

● 令牌附有刷新令牌（JWT）。

● 默认情况下，访问令牌设置为60分钟后过期。

● 客户端应用程序可以使用刷新令牌无缝请求刷新的访问令牌，而无需再次请求用户凭据。

当JWT是认证用户的方式时，它们也用于承载用户范围，以便验证所请求的用户动作被允许由特定用户执行。换言之，它们也提供例如验证经认证的用户的动作的授权。用户范围是在每个JWT有效载荷的范围属性中描述的用空格分隔的字符串集合。

API密钥可以用于在后端的认证，操作员使用后端API的集成步骤包括针对每个请求以编程方式使用令牌的生成。该令牌在创建时与特定的操作员相关联，并且在撤销之前被视为有价值的。

用户id（通常是UUID），从中可以找到用户的所有重要信息（例如，用户链接到的操作员）。

后端API使用API密钥，用户针对该API密钥进行认证。认证工件是在从数据库解析出API密钥之后的信息。它们是操作员的唯一标识符，并且它的范围（允许由系统的该用户/承租人执行的动作）是与所请求的操作相匹配的权限集合。

后端接收并捕获系统100中发生的所有事件。在电池112-1……112-N的情况下，这包括以下各项中的至少一个：将笼架111-1……111-N或推式吊舱120-1……120-N中的电池对接（脱离）、充电状态更新、健康状态更新、极端行为事件等。通过存储这些事件，我们可以在任何时间点容易地追溯回所有权、系统健康、故障、用户事件以及另外许多。

后端可以使用事件源数据模型捕获该数据。这样，数据可以在稍后的阶段中以任何期望的结构进行重新解释和组织，以便大数据分析的目的，因为在该模型中不丢失任何数据。

对于平台150的一个合期望的要求是能够始终跟踪负责电池的实体。跟踪发生在平台中单独的电池历史服务中的电池交易表中。每当所有权关键动作成功完成时，都会在包含用于交易的所有信息的表中添加一条目。为以上用户池中的每一个创建单独的分类账（ledger），并将交易标记为输入（IN）或输出（OUT）。该逻辑允许平台以编程方式访问贯穿用户操作期间已经发生的所有交易，并解析每个电池的当前状态。

电池事件分类账1413可以被定义为使能以上要求的电池分组机制。保持跟踪银行系统中的货币交易是一种常见的方式，并且通过将该逻辑应用于硬件所有权变更，可以创建基于不可变条目的稳健机制，其具有它可以提供的所有益处。因此，经验证的交易永远不变更，并且转移电池所有权的唯一方式是添加描述新状态的刷新条目。

每个交易条目都包括对牵涉其中的用户的引用。这是保持跟踪电池与用户关联的方式，并且永远不因为以上条目的不可变状态而丢失该信息。用户信息是从在授权和认证文档中描述的认证工件中解析出来的。

当至系统的IOT入口点验证电池交易时，通过检查用户动作在系统中已经创建的交易请求来解析关联。这意味着出自设备的电池弹出事件与在交换模式下系统中先前跟踪的任何弹出请求相关联，并且用户在此处登录。

图2示出了示出根据实施例的云服务140的后端服务器141的元件的框图。所示模块的布置提供了根据基于事件的系统的电池跟踪方案，该基于事件的系统允许电池112-1……112-N参与系统100以被高效跟踪。后端服务器包括系统数据库1410、交易控制模块和通信模块1430。数据库1410包括存储与系统100的元件相关的数据的多个互相关联的模块。这些包括库存数据库1411，该库存数据库1411包括关于系统100中交通工具110-1……110-N群和电池112-1……112-N的数据。存在用户简档模块1412，其包括用于向服务140注册的用户的记录（例如，姓名、电子邮件、密码）。电池事件分类账1413是记录发生在系统100中与电池112-1……112-N相关的所有交易的核心记录模块。交换交易数据模块1414包含标识特定交易及其特性的特定数据，并且该数据链接到分类账1413中的条目。此外，链接到分类账的是来自库存的记录，因此使得分类账条目及其交易可以利用特定元素（推式吊舱120-1……120-N和e交通工具适配器/笼架111-1……111-N）和承租人（系统中具有电池占有权的注册用户）来标识。用户简档数据记录1412链接到电池事件分类账1413和库存1411，因为用户可以是承租人，并且还与记录在分类账1413中的特定事件相关联。

交易控制模块1420耦合到数据库1410，并且特别是分类账1413。控制模块1420被配置为提供数据，该数据指令根据控制逻辑更新分类账，该控制逻辑响应于指示经由通信接口1430接收的事件或请求的信号。交易控制模块耦合到通信接口1430，该通信接口1430接收事件数据、请求并且允许请求（例如，以弹出电池）从/向系统100中的实体发送。

图3更详细地示出了后端服务器141的库存1411、用户简档1412、电池事件分类账1413和交换交易数据1414模块。特别地，这些数据元素被示出为使用常规的“鱼尾纹（crow’s feet）”或“马丁（Martin）”符号的相关数据记录集合，其中记录以用于关系数据库的常规方式使用主键（“primary key，PK”）和外键（“foreign key，FK”）来寻址。

电池跟踪方案的核心是电池事件分类账1413，其包括电池分类账1413-1和电池交易表1413-2。电池分类账1413-1包括系统100中发生的每个交易的条目。电池分类账1413-1具有作为通用唯一标识符（UUID）的id，尽管将领会，也可以使用其他标识符方案。可能存在多个电池分类账，每个电池分类账与不同的电池集相关。因此，用于电池分类账1413的数据字段是指示id引用的电池分类账1413-1性质的字符串。例如，该字符串指示与分类账相关联的电池是否是在系统（“SYSTEM”）中活动且可用的电池，对于系统100中的承租人不可用但正由运营团队（“OPS”）使用、或者当前外出并且与向系统注册的用户（“TENANT（承租人）”）相关联的电池。电池交易记录1413-2与分类账1413-1相关联。每个电池交易记录都包括id，该id是时间戳UUID（“时间戳：UUID”），其标示该记录所指代的交易发生的时间。存在用于以下各项的字段：

● 电池标识符“电池_id”（用于系统中每个电池的内部UUID标识符）

● 标识作为电池的所有者（即，承租人用户）的用户的UUID，其被称为（“所有者_id”）

● 标识交易1413-2所属的电池分类账1413-1的UUID（“分类账_id”）

● 充当与电池交易记录1413-2相关联的预留/交易的标识符的UUID（“预留_id”）。

每个交换交易的细节（例如，电池的弹入/弹出和预留）存储在交换交易数据模块1414中。每个交换操作（包括将系统100中的电池112-1从推式吊舱120-1……120-N交换出刷新电池112-2的所有步骤）具有相关联的交换记录1414-1。每个交换记录1414-1具有与交换交易记录1414-2的一对多关系。交换交易记录1414-2包括在交换电池中的序列中发生的每个交易的细节。交换记录1414-1以UUID标识符作为其主键，并具有以下数据字段：

● 状态字段（“状态”），其指示交换进展的状态，即，交换是正在进展（“进展_中（IN_PROGRESS）”）还是完成（“已完成（COMPLETED）”）

● 笼架电池id字段，其具有在交换中牵涉的笼架（适配器/e交通工具）处电池的UUID

● 推式吊舱（交换站）电池id（“推式吊舱_电池_id”）字段，其具有在交换中牵涉的推式吊舱处电池的UUID

● 用户ID（“用户_id”），其标识在进行交换的系统内注册的用户。

每个交换交易记录1414-2通过“交换_id”UUID链接到交换记录1414-1，该“交换_id”UUID是交换交易记录1414-2中的字段。每个交换交易记录1414-2还具有其自己的UUIDid，该UUID id将交易链接到电池分类账1413-1的电池交易记录1413-2。

如提及的，云服务140使用事件驱动系统。每个交换交易记录1414-2包括字符串字段，该字符串字段指示它所指代的是交换过程中的哪个事件。这样，交换过程中的每个事件都被记录在电池交易表1413-2中，并且存储了所有电池事件的完全的不可变分类账记录。这些事件包括

● “电池_预留”，即，在推式吊舱处预留电池

● “笼架电池弹出请求”，即，已经请求在笼架（适配器/e交通工具）处弹出电池

● “笼架_电池_弹出”，即，在笼架（皮套/适配器/e交通工具）处的电池已经在e交通工具处被笼架（皮套/适配器/e交通工具）释放，

● “笼架电池弹入”，即，从笼架释放的电池已经被插入到推式吊舱（交换站）处，

● “推式吊舱电池弹出请求”，即，已经请求弹出在推式吊舱（交换站）处的预留电池，

● “推式吊舱_电池_弹出”，即，在推式吊舱（交换站）处的预留电池已经被推式吊舱弹出，

● “推式吊舱电池弹入”，即，原来在推式吊舱处的电池已经插入到e交通工具处（例如，在其皮套/笼架/适配器中）

如随后将解释的，这些事件在交换过程期间跟踪电池。此外，电池交易记录1413-2经由索引用户记录1412-1的主id键的“所有者_id”外键与用户简档的用户记录1412-1链接。用户记录1412-1包括的字段包括：

● 字符串，它是用户的电子邮件地址（“电子邮件”）

● 标示用户类型（“类型”）的字符串，即，可以预留电池并交换电池的用户类别。例如，客户或支持团队成员。现有客户可以被称为“承租人_客户”类型的用户，支持团队中被指派在城市四处移动并完成电池交换的成员被映射为“承租人_OPS”类型的用户。其他用户类型可以有可能进一步对系统用户进行分类。

● 作为用户密码（“密码”）的字符串，例如，用于通过用户设备130上的应用程序访问云服务140

● 作为用户名称（“全名称”）的字符串

此外，存在外键，它是利用系统承租人（即，使用/关联到属于系统库存1410的电池的用户）将用户链接到库存的标识符。库存1410包括多种链接的记录，所述多种链接的记录记录了系统中包括的所有元素以及与它们被托管/定位的位置相关的信息。库存1410可以被认为是属于该系统的每个部分的虚拟商店。承租人记录1411-1具有承租人标识符UUID和作为承租人用户名称的名称字段。承租人是使用当前系统的服务提供商。每个承租人可以经由链接到主机设备记录1411-3的承租人主机记录1411-2与一个或多个主机设备链接。主机是托管属于系统的推式吊舱的存储。承租人主机记录1411-2具有作为承租人标识符（“承租人_id”）和区域（“区域_id”）的外键字段。该链接允许承租人与例如商店或托管推式吊舱的其他场所之类的多个主机设备相关联。

主机记录1411-3具有唯一标识每个主机的标识符和标示主机定位在其中的区域的外键字段。此外，每个主机都具有特定的纬度和经度信息存储在“纬度”和“经度”数字字段中，从而给出其更具体的位置。例如，这些可以指示便利店的位置或推式吊舱定位在其中的其他场所。

每个承租人1411-1还经由承租人区域记录1411-4与区域记录1411-5链接。承租人主机记录1411-2具有UUID，UUID具有其主键和承租人id和区域id作为外键。类似地，承租人区域记录1411-4包括作为主键的UUID标识符以及作为外键的承租人id和区域id。

区域记录1411-5标示特定的区或区域，诸如城市或街区。区域记录1411-5具有标示i）区域的名称（“名称”）以及区域的纬度和经度坐标（“纬度”和“经度”）的字段。这样，系统的承租人用户可以经由承租人区域记录1411-4链接与多个区域相关联。例如，第一个服务提供商可能在伦敦、巴黎和马德里使用该系统，并且第二个服务提供商可能仅在伦敦和巴黎使用该系统。主机1411-3和承租人1411-1可以与特定区域相关联。

主机设备1411-3可以是属于该系统的推式吊舱1411-6或笼架（适配器/皮套/e交通工具）1411-7。具有一个或多个插槽的每个推式吊舱1411-6或笼架1411-7被链接到相应的插槽记录1411-8。在推式吊舱的情况下，至少在该实施例中，推式吊舱将与四个插槽记录1411-8链接，每个插槽记录具有唯一ID，并且笼架/适配器将与具有唯一ID的一个对应插槽记录1411-8链接。这样，电池1411-9可以与系统中的设备（笼架或推式吊舱）的特定插槽相关联。推式吊舱 1411-6和笼架1411-7记录二者具有作为主键的唯一标识符，并且经由主机id字段（“主机_id”）链接到主机记录1411-3。二者还包括标示标识符（“外部_id”）的字段，该标识符（“外部_id”）允许设备例如通过互联网或其他网络网关被外部寻址。

每个插槽记录1411-8包括设备id（“所有者id”），该设备id（“所有者id”）是将插槽与相应的推式吊舱1411-6或笼架1411-7设备记录相链接的推式吊舱id或笼架id。此外，它包括电池标识符字段（“电池_id”），该电池标识符字段（“电池_id”）能够经由电池记录1411-9将系统的电池链接到插槽。

电池记录1411-9包括用于电池的唯一UUID标识符和用于以下各项的数据字段：电池的序列号（“序列”）（即，这可能是实际电池的制造商序列号，而不是内部使用的电池UUID），标示电池环境的字符串（例如，测试、生产、进入/离开系统）、标示电池是否已被放置在e交通工具上的过程的字符串（“在交通工具上的状态”），以及电池的充电水平（“水平”）。关于“在交通工具上的状态”，可以在系统中（例如，经由管理员设备的管理门户）手动插入（即，记录）电池或在插入设备（推式吊舱或笼架）时自动检测电池。自动检测验证电池是否在交通工具上，因为插入的情况下已经接收到来自群的事件。“在交通工具上的状态”标示与电池相关地发生的过程，例如手动或自动检测。

除了潜在地与插槽1411-8链接之外，每个电池记录可以经由电池标识符（“电池_id”）链接到电池分类账1413-1的一个或多个电池交易1413-2。因此，电池的位置和所有权被记录在库存1411中，并且交换电池中所涉及的交易被记录在电池事件分类账1413中。

电池交换

现在将参照图4描述一个示例，其中用户从e交通工具笼架交换出电池，并从推式吊舱（交换站）交换出替换电池。

我们考虑如下情形：其中用户正在使用具有容纳属于系统100的电池112-1的笼架/适配器111-1的e交通工具，并且希望在推式吊舱120-1处用刷新充电的电池112-2交换电池112-1。用户希望在他们的智能电话（或其他用户设备）上打开专用的应用。在步骤401，用户经由应用做出在推式吊舱120-1处预留电池的请求。已经打开应用的用户将已经使用例如Json网络令牌协议进行了认证，因此经由这样的令牌做出请求的用户将被准许（例如，具有授权）来执行包括预留电池和从e交通工具111-1的笼架/皮套弹出电池的动作。例如，应用可以向用户呈现地图视图，在该地图视图上覆盖了靠近用户或者在应用已经确定用户可能正在走的路线上的推式吊舱的位置。用户然后可以选择他们希望使用哪个推式吊舱来执行电池交换，并且该请求被发送到管理系统的云服务140。在步骤402，在后端服务器处创建交换记录1414-1，并且在电池事件分类账1413处创建并存储“电池_预留”交易记录1414-2。例如，相关电池交易1413-2将链接到库存1411中被预留的电池，该电池进而与库存1411中的推式吊舱记录1411-6的插槽记录1411-8相关联。

在步骤404，服务器通过云向应用发送确认，并且应用移动到预留过程中的下一屏幕。应用程序上的屏幕显示信息，从而告诉用户朝向推式吊舱、即预留电池的主机的位置移动。这可以利用简单的消息来完成，或者经由从使用在其上运行绘图应用的智能电话位置数据的绘图应用软件给出的指引来完成。

在经由屏幕接收到指令后，用户然后将他们的e交通工具（包括笼架111-1）移动到推式吊舱120-1的位置（步骤404）。在步骤405，笼架111-1的位置数据被发送到后端服务器，其以监视e交通工具笼架111-1相对于已经进行电池预留的推式吊舱120-1的位置为目的。替代地，智能电话130的位置可以被用作e交通工具的笼架111-1的位置的指示。当用户已经接近其中具有预留电池112-2的推式吊舱120-1驻留的位置时，在步骤406，用户可以经由应用程序请求从e交通工具笼架111-1弹出电池112-1。替代地，该请求可以由应用程序基于指示笼架111-1靠近推式吊舱120-1位置的位置数据自动做出。

在接收到来自应用130的请求后，云服务140在步骤407确认笼架位置足够靠近推式吊舱位置，以准许从e交通工具释放电池112-1。这还包括服务140，其更新电池事件分类账，以包括与当前交换1414-1相关联的交换交易条目1414-2，从而指示“笼架电池弹出请求”。在步骤408如果用户被授权/准许这样做（例如，通过Json网络令牌），则云服务利用释放电池的请求（授权数据）（例如，无线地通过互联网）与e交通工具的笼架通信。在步骤409，已经接收到授权的笼架通过激活相关的伺服电机来释放电池的锁定机构，从而释放/解锁电池。然后，在步骤410，确认信号从笼架111-1发送到云服务140，从而确认电池112-1已经从笼架111-1释放。云服务140然后在步骤411相应地更新电池事件分类账1413。例如，通过添加类型为“笼架_电池弹出”的交换交易记录1414-2。云服务140然后向应用130发送将应用推送到下一屏幕（步骤412）的指令或通知。

下一屏幕将是用户前往推式吊舱120-1并扫描推式吊舱120-1前面的QR码的通知。在步骤413，用户接近已经在其处预留电池112-2的推式吊舱120-1，扫描推式吊舱外壳上的QR码。然后，在步骤414，检索到的QR码被发送到云服务140。将QR码数据与云服务的服务器141之一的查找表进行比较，以确认用户位于已经在其处预留电池112-2的正确的推式吊舱。云服务然后经由互联网与云连接的推式吊舱120-1通信，以指令其弹出电池112-2。当这完成时，云服务更新电池事件分类账1413，以添加与类型为“推式吊舱电池弹出请求”的交换1414-1相关联的交易1414-2。

已经从云服务器140接收到指令的推式吊舱120-1然后在步骤417激活对应于预留电池的插槽121-1处的伺服电机，并且解锁和弹出电池112-2。在步骤418，确认信号从推式吊舱120-1被发送到云服务140，从而确认电池112-2已经被弹出并且在推式吊舱120-1之外。然后，在步骤419，云服务140用类型为“推式吊舱_电池_弹出”的交换交易条目更新电池事件分类账1413。云服务140然后向应用130发送指令，以将其推送到下一屏幕。

应用130上的下一屏幕将示出指令，来告诉用户将从e交通工具的笼架111-1弹出的电池112-1插入到推式吊舱120-1的现在空闲的插槽121-1中。然后，用户将笼架电池112-1插入到空闲插槽12l-1中（步骤421），并且推式吊舱 120-1向后端服务器140发送确认信号，该确认信号包括接收到的电池112-1的标识符（步骤422）。云服务140然后更新电池事件分类账，以包括类型为“笼架电池弹入”的交换交易。

然后，用户将从推式吊舱120-1取回的电池112-2插入e交通工具的笼架111-1中（步骤421）。这使得笼架111-1向云服务发信号通知电池112-2已经被插入。在步骤423，云服务140更新电池事件分类账1413，以通过添加类型为“推式吊舱_电池_弹入”的交换交易事件来反映这一点。在更新了分类账1413并确认了预期电池在笼架中后，云服务140然后在步骤427向笼架111-1发送请求以让它放电（即，使用）电池向e交通工具提供能量。在最后的步骤428中，云服务向应用130发送交换成功并且在笼架111-1处的电池准备好使用的确认。应用130然后移动到完成屏幕，告诉用户交换完成。

在图3和图4的实施例中，参考了从微移动性e交通工具的笼架/适配器释放电池，并且指令笼架释放电池。然而，将理解，在e交通工具处释放电池的实体可以是在e交通工具处的皮套，其不具有为本机电池充电的能力，而是直接为交通工具本身供电。此外，解锁电池的装置可以集成到e交通工具。此外，在交通工具处电池的解锁可以借助于电池本身而不是适配器来执行。

如将领会的，在系统的部件之间执行电池交换的其他方案可以是可能的，其使得能够使用应用经由云从皮套/笼架/适配器/e交通工具释放/解锁电池。

图5示出了实施例，该实施例用于确定用于在推式吊舱（交换站）处给电池充电的控制数据。在第一步骤501中，在推式吊舱（交换站）处接收电池。换言之，电池被弹入推式吊舱 120-1的插槽121-1……121-4中的一个。在接收到电池后，在步骤502，电池信息（电池数据）被上传到云服务140的服务器141。电池信息的上传可以直接响应于电池在推式吊舱处的弹入，或者其可以是在预定的时间或时间间隔。

电池信息可以是关于个体电池状态的信息。例如，它可能是从电池的电池监视系统上传的电池健康信息。替代地，电池信息也可以是与推式吊舱 120-1的充电插槽121-1……121-4处的电池使用相关联的使用信息。例如，多频繁在推式吊舱 120-1处对电池进行充电或交换。换言之，电池信息可以是来自插入到推式吊舱中的电池的电池数据的聚合。

在步骤503中，已经上传的电池信息在云服务140处被处理。处理可以包括在云服务140的服务器141处聚集电池信息，例如以记录在推式吊舱处发生的与电池有关的系统事件的总数。例如，每当电池被充电或交换出时，该事件可以被记录在服务器141处的电池交易分类账1413中。因此，可以组合和使用在相似位置上的多个推式吊舱的电池信息。例如，在特定时间或时间段（早上、傍晚、夜间）处特定区域中的交换/充电的总数可以通过聚集或收集来自已知在该特定区域中的推式吊舱的数据来确定。处理电池信息还可以包括确定系统中的特定电池112-1……112-N的健康状况。

然后，经处理的电池信息可以用于确定控制数据（步骤504），该控制数据可以用于控制在推式吊舱（交换站）120-1……120-N处的一个或多个充电器处的充电。例如，控制数据可以是基于通过处理电池信息确定的电池健康状况确定的充电速率。在该情况下，充电控制数据可以专用于控制刚刚已经上传了电池信息的特定电池的充电。替代地，充电控制数据通常可以用于推式吊舱以及在其充电器处使用的任何电池。这可能是如下情况，其中处理的是与该推式吊舱相关的使用数据或特定区域中推式吊舱的校对使用数据。这可以用于做出在推式吊舱或区域的需求的估计，该推式吊舱或区域可以用于基于需求设置充电参数（例如，充电速率）。

然后，在步骤505中，已经确定的控制数据被发送到推式吊舱120-1……120-N，以控制在其一个或多个插槽处的充电。在接收到控制数据后，在步骤506，推式吊舱使用控制数据来控制一个或多个电池的充电，所述一个或多个电池被弹入用于在其插槽121-1……121-4中充电。

例如，使用图5的方法，推式吊舱具有控制电池充电时间和速率的能力，即，灵活充电，换言之，根据我们在此处所说的“电池充电需求”（BRD），电池充电需求根据需要电池有多快来设置推式吊舱的充电速度，从慢到快。这一点很重要，因为一天期间的电力成本是不同的，并且电池的充电速率确定了电池的寿命（高电流充电使电池磨损得更快）。通过在推式吊舱处聚集使用信息，可能的是预测特定推式吊舱的能量需求（基于历史使用数据），并因此增加或减小电池的充电速率以确保需求被匹配。例如，当预期需求低时，电池被充电得较慢，以便最大化电池的健康。相反，当预期需求高时，电池可能被充电得较快，尽管对寿命有任何损害。这针对满足能量需求尖峰给出了灵活性。

灵活充电使得运营商能够通过加速电池充电时间来响应能量/交换需求峰值，并还通过在停机时间期间缓慢/最佳充电来最大化电池寿命。在一个示例中，可以基于先前聚集的使用数据利用充电控制数据对推式吊舱进行预编程，以响应预期需求。电池再充电需求（BRD）优化电池的可用性，并考虑电力成本和电池折旧。当某个位置上的需求真的很高（或者预测在未来某个时间跨度内真的很高）时，推式吊舱可以“增压”电池以便满足该需求。

如以上提及的，在一些实施例中，当在步骤504根据电池信息确定充电控制数据时，可以考虑电池健康或状况。换言之，每个电池的再充电能力确定了电池可以支持的电流（或再充电需求）的“包络”，并且因此限制了电池，使得池格不被损坏，即，在超高再充电需求区域中的旧电池被限制在中等充电速率，因为它是旧的，即使需求很高。

用于微移动性e交通工具的Li离子电池通常以固定的电流速率充电，无论其年龄、温度和总体健康状况如何。当电池是新的时，以5A将其从0%充电到100%不影响健康。然而，随着电池老化，深度充电/放电循环和电流开始损害电池。电池越旧，损坏就越多。这意味着，如果老化的电池在相同的环境下充电，则随着电池经历更多的充电/放电循环，退化率呈指数级增加。电池的“寿命”是由它存储电力的能力——也称为健康状态——确定的。

电池的一个度量是它的健康状态（SoH）。SoH的单位是百分点（100% =电池状况与电池规格相匹配）。随着电池退化，它可以保持比以前少的电力。然而，电池退化（SoH）和老化（循环）不直接相关。在充电期间小心处理的电池可以经过许多循环，并且仍能递送接近原始容量（95%+ SoH）。

通过上传电池信息，可能的是在每次使用/放电期间监视每个特定电池的状况。当电池被插入到推式吊舱中时，本地收集的数据（在电池的微处理器/BMS上）被馈送（上传）到云服务140。云服务140可以保持电池的每个充电和放电数据点的记录，从而提供构造历史性能日志的能力。当电池在推式吊舱120-1中等待充电时，云服务140上的软件考虑到特定电池的历史性能数据，确定其最佳充电简档和状况。然后，充电简档被馈送/下载到推式吊舱，并且为该电池（以及潜在的每个电池）执行定制的充电例程。

由于每个电池ID的历史（根据库存1411和电池交易分类账1412）是已知的，所以在其被充电之前，可以确定最佳充电参数（即，电流、温度包络）。这样，可能的是最大化电池寿命，并维持高的SoH和使用寿命。

甚至更具体地，每个电池都有完整的充电/放电历史，可以用于在个体基础上优化未来的充电/放电管理。电池112-1……112-N可以在本地存储数据。当电池（例如，经由适配器）对接在推式吊舱或e踏板车上时——其二者都具有互联网连接性，经由云服务140访问数据。

以下值（连续存记的时间序列）可以作为电池信息上传（步骤502）

● 充电/放电电流

● 电池芯温度

● 电池端子和个体池格的电压

● 电池的加速度曲线

然后可以处理以上数据（例如，在步骤503）以确定每个循环的充电/放电深度和其中它发生（例如，电池当热时进行充电可损害池格等）的环境。从那里，可以确定每个电池的充电简档，考虑到它的年龄、SoH和可能已经发生的任何特殊事件。

例如：

● 较旧的电池应当以相对较小的电流被充电/放电，并且让它们的充电电压终端降低、放电深度增加等。较旧的电池通常应当“压力较小”，以免进一步恶化；

● 具有高电压充电和低电压放电历史的电池，为了维持最佳性能（降低的充电/放电电流、降低的充电电压终端、增加的放电深度），超时应当压力较小；

● 当热时进行持续充电的电池应当压力较小，因为池格化学性质受到影响。

在另一个实施例中，可以使用电池健康和状况信息连同与需求相关的信息一起的组合。例如，当需求高但电池状况低到通常以较低的速率为其充电以免使池格化学性质压力时，电池可以以稍微较高的速率充电。这可能最终缩短电池的寿命，但为了满足需求，这可能是值得的权衡。

热图

根据另一个实施例，可以生成推式吊舱上的能量需求的热图，以通知实时峰时定价（使供应与需求相匹配）或通知推式吊舱总体需要如何重新分配或增加，以便更好地服务于预测的局部化需求。系统100被很好地装备来做到这一点，因为推式吊舱不需要安装，并且可以在合同的基础上提供给便利店。此外，数据可以基于经由推式吊舱120-1从电池上传的电池信息502被可视化。热图可以在云服务141处生成，并且图形可视化覆盖在运行系统特定应用的用户智能电话130上显示的地图上。

用户路线优化

通过监视用户旅程的历史数据，我们可以预测交通流量。目标是尽可能方便地放置推式吊舱，这样用户就不必特意进行电池交换。理解用户旅程的体量位置将通知推式吊舱定位。这可以通过使用图3和图4中所示的以及上述的电池跟踪方案来实现。替代地，用户1412-1的专用记录可以适于提供示出用户已经旅行到哪里（例如，链接到库存1411中的笼架1411-7）的跟踪数据。

此外，在个体用户的基础上，我们可以使用历史旅程数据来预测用户要行进到哪里。利用此，我们可以预先预留电池，并经由云服务140向用户的设备130推送低电量通知。例如，通知上可能读取“你好像要去往位置X，有个电池在你的路上。前往交换”。例如，在图4的步骤401，这样的预测可以用于基于应用130提供的功能自动做出预留请求401。在这方面，可以采用已知的路线预测算法，并将其集成到应用功能中。

本公开中的实施例可以作为方法、系统或机器可读指令——诸如软件、硬件、固件等的任何组合——来提供。这样的机器可读指令可以包括在其中或其上具有计算机可读程序代码的计算机可读存储介质（包括但不限于盘存储装置、CD- ROM、光存储装置等）上。

参考根据本公开示例的方法、设备和系统的流程图和/或框图来描述本公开。尽管上述流程图示出了特定的执行次序，但是执行次序可以不同于所描绘的次序。关于一个流程图描述的框可以与另一个流程图的框相组合。在一些示例中，流程图的一些框可能不是必需的和/或可以添加附加的框。应当理解，流程图和/或框图中的每个流程和/或框以及流程图和/或框图中的流程和/或图解的组合可以通过机器可读指令来实现。

机器可读指令可以例如由通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其他可编程数据处理设备的处理器来执行，以实现描述和图解中描述的功能。特别地，处理器或处理装置可以执行机器可读指令。因此，装置的模块（例如，呈现设备、打印机或3D打印机）可以由执行在存储器中存储的机器可读指令的处理器或者根据嵌入在逻辑电路中的指令操作的处理器来实现。术语“处理器”应被广义地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元或可编程门阵列等。所述方法和模块可以全部由单个处理器执行，或者在若干个处理器之间划分。

这样的机器可读指令也可以存储在计算机可读存储装置中，该计算机可读存储装置可以引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定模式操作。

例如，可以在利用指令编码的、可由处理器执行的非暂时性计算机可读存储介质上提供指令。

图6示出了与存储器620相关联的处理器610的示例。存储器620包括可由处理器610执行的计算机可读指令630。指令630可以包括执行本文描述的任何计算机实现的方法的指令。

这样的机器可读指令也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得计算机或其他可编程数据处理设备执行一系列操作来产生计算机实现的处理，因此在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供了操作，所述操作用于实现由流程图中的（一个或多个）流程和/或框图中的（一个或多个）框指定的功能。

此外，本文的教导可以以计算机软件产品的形式实现，该计算机软件产品存储在存储介质中，并且包括用于使计算机设备实现本公开的示例中记载的方法的多个指令。

虽然已经参考某些示例描述了方法、装置和相关方面，但是在不脱离本公开的精神的情况下，可以做出各种修改、改变、省略和替换。特别地，来自一个示例的特征或框可以与另一个示例的特征/框组合或者被另一个示例的特征/框替换。

词语“包括”不排除在权利要求中列出的元件之外的元件的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个处理器或其他单元可以履行权利要求中记载的若干个单元的功能。

任何从属权利要求的特征可以与独立权利要求或其他从属权利要求中的任一个的特征相组合。