CN102856965A - 一种电动汽车充电站智能系统及充电方法 - Google Patents

一种电动汽车充电站智能系统及充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电站智能系统及充电方法,它包括充电站云计算平台信息综合服务中心,所述充电站云计算平台信息综合服务中心通过Internet与电动汽车充电站通信,电动汽车充电站包括供电系统、充电设备、监控系统和配套设施。并公开了一种基于电动汽车充电站智能系统的一种充电方法。本发明为车主提供更加人性化服务;节约充电时间,将待充电电池信息包括电池使用状况,累计充电次数,充电故障状态通过充电站远程数据终端发送至电池维护基站及电池厂家,为电池厂家提供一手使用数据,对改善电池质量及可靠性具有重要意义。

Description

一种电动汽车充电站智能系统及充电方法
技术领域
    本发明涉及一种充电站智能系统及充电方法,尤其涉及一种电动汽车充电站智能系统及充电方法。
背景技术
电动汽车充电站是指为电动汽车充电的站点,与现在的加油站相似。随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律,电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分,以及国务院确定的战略性新兴产业之一,必将成为今后中国汽车工业和能源产业发展的重点。然而,电动汽车产业是一项系统工程,电动汽车充电站则是主要环节之一,必须与电动汽车其他领域实现共同协调发展。但是现有电动汽车充电站由于充电机充电方法单一,充电时间较长,充电对象复杂等原因影响造成了充电站实用性差,无法应用于日益增加的电动汽车市场需求。
     目前,已为大众普遍知道的充电站规划有两种模式。一种是在纯电动汽车驶入充电站后,由专业的充电机对汽车电池进行充电,就像到加油站为汽车加油一样。不过,这种模式的缺点是充电时间较长,车主需要在充电站内长时间等候。另外一种模式则是当纯电动汽车驶入充电站后,工作人员将车内的充电电池拆除下来,直接更换上充电站内的新电池。但是如果采用这种模式,充电站内就需要储备大量的电池。
     在现有电动汽车充电站的充电策略中,更多的只是对电池容量不足导致充电需求的研究,在公开号为CN102009625A的专利中提到了电动汽车充电站监控中心,与各地的充电站连接,同时,无线通信模块通过无线网络和Internet 与电动汽车充电站监控中心连接,并将车牌信息、预计行使的最长路程,充电请求,车载动力电池的型号信息和剩余电量信息,以及电动汽车的位置信息、速度信息发送给电动汽车充电站监控中心;该方法只是简单提出无线通信方式与电动汽车充电站监控中心连接,而没有针对现有快速行驶的电动汽车可靠安全的通讯方式给出明确的说明,无法保障无线通讯方式是否可安全可靠的与远程服务中心进行数据链接。
在公开号为CN102110994A的专利中提到了充电机与车辆进行数据通信,中央计算机控制系统得到车辆的识别码、电池识别码和车主识别码并判断是否登记,如果登记才可以充电,对于目前充电站选择来说,充电时间较慢无法满足用户需求,并且对于更换电池及无线充电车主来说无法满足使用要求。 
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题,提供一种电动汽车充电站智能系统及充电方法,它具有可以节约充电时间和对具有无线接收端的电池实现无线充电的优点。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种电动汽车充电站智能系统,它包括充电站云计算平台信息综合服务中心,所述充电站云计算平台信息综合服务中心通过Internet与电动汽车充电站通信,电动汽车充电站包括供电系统、充电设备、监控系统和配套设施。
所述供电系统包括配电变压器、配电柜、计量装置和谐波治理装置,所述充电设备包括交流充电桩、非车载充电机、计费装置和电池更换设备,监控系统包括充电监控系统和安保监控系统;所述配套设施包括充电工作区、站内建筑和消防设施,所述充电设备输出提供调压口、调流口、电压电流反馈模拟信号、外部开关机口。
基于一种电动汽车充电站智能系统的一种电动汽车充电方法,具体步骤为:
步骤一:电动汽车远程预约充电;车主将自己手机与车内智能车载终端通过蓝牙方式进行连接,在电动汽车待驶入充电站前期,车主通过手机与充电站云计算平台信息综合服务中心建立联系,充电站云计算平台信息综合服务中心通过远程监控车主手机信号为其建立联系,智能车载终端通过Flexray总线将车载电池信息及BMS充电控制协议通过手机短信息远程传送给充电站云计算平台信息综合服务端,实行预约排队充电;
步骤二:充电站云计算综合服务中心通过读取车主手机发送剩余电量信息为其提供最近可抵达的充电站,并为其下载附近充电站地图数据,提供路径导航服务;
步骤三:充电站云计算平台信息综合服务端将电动汽车车辆信息通过Internet网络发送给充电站后台服务管理系统,充电站后台服务管理系统根据电动汽车车辆信息进行智能判断,若车主想更换电池,可根据车主汽车电池型号来对比充电站内同类电池存量来判断是否可为其提供更换电池,若在车主车辆剩余电量范围内可为其提供更换电池,车主手机通过读取充电站云计算平台服务中心发送信息驶入可更换电池充电站,若无法更换电池,车主选择进入充电站进行充电,充电站根据信息调整后续充电参数;
步骤四:电动汽车驶入充电站,充电装置开始对电动汽车进行充电。
所述步骤一的具体步骤为:电动汽车通过车主手机短信息方式将车载电池信息及BMS充电控制协议运程传送给充电站云计算平台信息综合服务端,实现预约排队充换电服务,并给待申请车辆根据车主手机号码批准充电预约号码。
所述步骤三的具体步骤为:
(3-1)在电动汽车驶入充电站开始要充电或换电池时,充电站后台服务管理系统将远程预约读取的车辆信息显示到充电桩人机界面屏上,为车主提供车辆电池状态、充电方式和更换电池型号
(3-2)车主选择给电动汽车充电的充电方式和充电度数或者确定要进行更换电池的服务;
(3-3)开始对电动汽车充电或者开始进行更换电池;
(3-4)充电完毕,车主通过充电站充电桩计费系统进行付费,所述付费方式包括手机支付及网银支付。
所述步骤(3-2)中的充电方式包括:在电动汽车充电站直接充电服务区的手动调节充电机电压电流的充电方式和BMS控制与计算机远程控制进行充电方式;在电动汽车充电站无线充电服务区的对具备无线充电接收端电池的电动车采用无线充电装置实现非接触充电的充电方式。
所述手动调节充电装置电压电流的充电方式的具体充电步骤为:充电装置为恒压限流方式工作,可调电压电位器为设定的恒压值,可调电流电位器为设定的限流值。对动力锂电池充电装置具有至少3段恒流限压与至少3段恒压限流工作模式,充电装置在达到某一段设定的结束条件后自动转入下一段模式工作,且充电装置在开始设定工作参数时具有自检功能,判断设置参数是否正常,充电装置在完成所有设定工作任务后能够自动关机,并具有声光提示。
所述充电装置对铅酸电池采用脉冲快速充电方法,对长期不用的电池、新电池或在充电初期已处于深度放电状态的蓄电池充电时一开始就采用快速充电会影响电池的寿命稳定小电流充电,使电池电压上升时再进行大电流快速充电。
本发明的有益效果:本发明为车主提供更加人性化服务;节约充电时间,采用车主手机与车内终端连接并与远程服务中心建立连接,不需对车辆增加无线通讯模块,减少车辆成本更加方便车主使用,通过对电池数据的采集,将待充电电池信息包括电池使用状况,累计充电次数,充电故障状态通过充电站远程数据终端发送至电池维护基站或者电池厂家,可为电池厂家提供一手使用数据,对于改善电池质量及可靠性具有重要意义。充电站充电桩计费系统支持手机支付及网银支付功能,可不必再办电费卡,方便用户使用,利用手机进行预约,方便为用户建立账户,为充电之后的交费提供了方便,采用云计算服务平台更加符合现有云端平台的扩展使用,将分布的大量充电站节点组建成处理集群,并重分利用虚拟技术中的虚拟资源(如虚拟操作系统、虚拟存储、虚拟CPU等),并对外提供可计量、可伸缩的通讯、计算、存储等服务,云计算服务平台将海量电动汽车数据在数据中心进行集中存放,对数据密集型计算应用提供强有力的支持,本发明中的充电站直流充电机采用无锡华润上华半导体有限公司生产的IGBT产品,系统核心器件应用国内自主品牌,对于国家半导体行业打破国外垄断,提升自主产品国内市场应用具有很大的社会价值和经济价值。
附图说明
图1为本发明中充电流程图;
图2为电动汽车充电站中的充电图;
图3为本发明的系统框图。
其中,1.电动汽车充电站,2.供电系统,3.充电设备,4.监控系统,5.配套设施,6.配电变压器,7.交流充电桩,8.充电监控系统,9.充电工作区,10.配电柜,11非车载充电机,12.安保监控系统,13.站内建筑,14.计量装置,15.计费装置,16.消防设施,17.谐波治理装置,18.电池更换设备。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图3所示,一种电动汽车充电站智能系统,它包括充电站云计算平台信息综合服务中心,所述充电站云计算平台信息综合服务中心通过Internet与电动汽车充电站1通信,电动汽车充电站1包括供电系统2、充电设备3、监控系统4和配套设施5。
所述供电系统包括配电变压器6、配电柜10、计量装置14和谐波治理装置17,所述充电设备3包括交流充电桩7、非车载充电机11、计费装置15和电池更换设备18,监控系统4包括充电监控系统8和安保监控系统12;所述配套设施5包括充电工作区9、站内建筑13和消防设施16。
如图1所示,基于一种电动汽车充电站智能系统的一种电动汽车充电方法,具体步骤为:
步骤一:电动汽车远程预约充电;车主将自己手机与车内智能车载终端通过蓝牙方式进行连接,在电动汽车待驶入电动汽车充电站1前期,车主通过手机与充电站云计算平台信息综合服务中心建立联系,充电站云计算平台信息综合服务中心通过远程监控车主手机信号为其建立联系,智能车载终端通过Flexray总线将车载电池信息及BMS充电控制协议通过手机短信息远程传送给充电站云计算平台信息综合服务端,实行预约排队充电;
步骤二:充电站云计算综合服务中心通过读取车主手机发送剩余电量信息为其提供最近可抵达的电动汽车充电站1,并为其下载附近电动汽车充电站1地图数据,提供路径导航服务。
步骤三:充电站云计算平台信息综合服务端将电动汽车车辆信息通过Internet网络发送给充电站后台服务管理系统,充电站后台服务管理系统根据电动汽车车辆信息进行智能判断,若车主想更换电池,可根据车主汽车电池型号来对比充电站内同类电池存量来判断是否可为其提供更换电池,若在车主车辆剩余电量范围内可为其提供更换电池,车主手机通过读取云计算平台服务中心发送信息驶入可更换电池充电站,若无法更换电池,车主选择进入电动汽车充电站1进行充电,电动汽车充电站1根据信息调整后续充电参数;
步骤四:电动汽车驶入电动汽车充电站1,充电装置开始对电动汽车进行充电。
所述步骤一的具体步骤为:电动汽车通过车主手机短信息方式将车载电池信息及BMS充电控制协议运程传送给充电站云计算平台信息综合服务端,实现预约排队充换电服务,并给待申请车辆根据车主手机号码批准充电预约号码。
所述步骤三的具体步骤为:
(3-1)在电动汽车驶入电动汽车充电站1开始要充电或换电池时,充电站后台服务管理系统将远程预约读取的车辆信息显示到充电桩人机界面屏上,为车主提供车辆电池状态、充电方式和更换电池型号
(3-2)车主选择给电动汽车充电的充电方式和充电度数或者确定要进行更换电池的服务;
(3-3)开始对电动汽车充电或者开始进行更换电池;
(3-4)充电完毕,车主通过充电站充电桩计费系统进行付费,所述付费方式包括手机支付及网银支付。
如图2所示,所述步骤(3-2)中的充电方式包括:在电动汽车充电站1直接充电服务区的手动调节充电装置电压电流的充电方式和BMS控制与计算机远程控制进行充电方式;在电动汽车充电站1无线充电服务区的对具备无线充电接收端电池的电动车采用无线充电装置实现非接触充电的充电方式。
所述手动调节充电装置电压电流的充电方式的具体充电步骤为:充电装置为恒压限流方式工作,可调电压电位器为设定的恒压值,可调电流电位器为设定的限流值。对动力锂电池充电装置具有至少3段恒流限压与至少3段恒压限流工作模式,充电装置在达到某一段设定的结束条件后自动转入下一段模式工作,且充电装置在开设定工作参数时具有自检功能,判断设置参数是否正常,充电装置在完成所有设定工作任务后能够自动关机,并具有声光提示。
所述充电装置对铅酸电池采用脉冲快速充电方法,对长期不用的电池、新电池或在充电初期已处于深度放电状态的蓄电池充电时一开始就采用快速充电会影响电池的寿命稳定小电流充电,使电池电压上升时再进行大电流快速充电。
所述智能车载终端采集车辆运行状态信息、环境信息、Flexray总线接口和协议、车载充电装置BMS、动力电池信息、电机驱动、电机信息;所述动力电池信息包括静态信息和运行状态信息,静态信息包括电池厂家、电芯型号和串并联方式,运行状态信息包括电压、电流、内阻、温度、剩余电量;所述电机信息包括电机静态信息和电机运行状态信息,电机静态信息包括电机厂家和电机型号;电机运行状态信息包括功率、转速、扭矩、温度;所述车辆运行状态包括速度、加速度、刹车状态、油门、空调等其他电气设备;所述环境信息包括路面状况、温度、湿度和海拔高度。
充电站云计算平台信息综合服务中心通过对电池数据的采集,将待充电电池信息包括电池使用状况,累计充电次数,充电故障状态通过充电站远程数据终端发送至电池维护基站或者电池厂家,可为电池厂家提供一手使用数据。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电站智能系统,其特征是,它包括充电站云计算平台信息综合服务中心,所述充电站云计算平台信息综合服务中心通过Internet与电动汽车充电站通信,电动汽车充电站包括供电系统、充电设备、监控系统和配套设施。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电站智能系统,其特征是,所述供电系统包括配电变压器、配电柜、计量装置和谐波治理装置,所述充电设备包括交流充电桩、非车载充电机、计费装置和电池更换设备,监控系统包括充电监控系统和安保监控系统;所述配套设施包括充电工作区、站内建筑和消防设施,所述充电设备输出提供调压口、调流口、电压电流反馈模拟信号、外部开关机口。
3.基于权利要求1所述电动汽车充电站智能系统的电动汽车充电方法,其特征是,具体步骤为:
步骤一:电动汽车远程预约充电;车主将自己手机与车内智能车载终端通过蓝牙方式进行连接,在电动汽车待驶入充电站前期,车主通过手机与充电站云计算平台信息综合服务中心建立联系,充电站云计算平台信息综合服务中心通过远程监控车主手机信号为其建立联系,智能车载终端通过Flexray总线将车载电池信息及BMS充电控制协议通过手机短信息远程传送给充电站云计算平台信息综合服务端,实行预约排队充电;
步骤二:充电站云计算综合服务中心通过读取车主手机发送剩余电量信息为其提供最近可抵达的充电站,并为其下载附近充电站地图数据,提供路径导航服务;
步骤三:充电站云计算平台信息综合服务端将电动汽车车辆信息通过Internet网络发送给充电站后台服务管理系统,充电站后台服务管理系统根据电动汽车车辆信息进行智能判断,若车主想更换电池,可根据车主汽车电池型号来对比充电站内同类电池存量来判断是否可为其提供更换电池,若在车主车辆剩余电量范围内可为其提供更换电池,车主手机通过读取充电站云计算平台服务中心发送信息驶入可更换电池充电站,若无法更换电池,车主选择进入充电站进行充电,充电站根据信息调整后续充电参数;
步骤四:电动汽车驶入充电站,充电装置开始对电动汽车进行充电。
4.如权利要求3所述电动汽车充电方法,其特征是,所述步骤一的具体步骤为:电动汽车通过车主手机短信息方式将车载电池信息及BMS充电控制协议运程传送给充电站云计算平台信息综合服务端,实现预约排队充电或换电池服务,并给待申请车辆根据车主手机号码批准充电预约号码。
5.如权利要求3所述电动汽车充电方法,其特征是,所述步骤三的具体步骤为:
(3-1)在电动汽车驶入充电站开始要充电或换电池时,充电站后台服务管理系统将远程预约读取的车辆信息显示到充电桩人机界面屏上,为车主提供车辆电池状态、充电方式和更换电池型号;
(3-2)车主选择给电动汽车充电的充电方式和充电度数或者确定要进行更换电池的服务;
(3-3)开始对电动汽车充电或者开始进行更换电池;
(3-4)充电完毕,车主通过充电站充电桩计费系统进行付费,所述付费方式包括手机支付及网银支付。
6.如权利要求5所述电动汽车充电方法,其特征是,所述步骤(3-2)中的充电方式包括:在电动汽车充电站直接充电服务区的手动调节充电装置电压电流的充电方式和BMS控制与计算机远程控制进行充电方式;在电动汽车充电站无线充电服务区的对具备无线充电接收端电池的电动车采用无线充电装置实现非接触充电的充电方式。
7.如权利要求6所述电动汽车充电方法,其特征是,所述手动调节充电装置电压电流的充电方式的具体充电步骤为:充电装置为恒压限流方式工作,可调电压电位器为设定的恒压值,可调电流电位器为设定的限流值,对动力锂电池充电装置具有至少3段恒流限压与至少3段恒压限流工作模式,充电装置在达到某一段设定的结束条件后自动转入下一段模式工作,且充电装置在开始设定工作参数时具有自检功能,判断设置参数是否正常,充电装置在完成所有设定工作任务后能够自动关机,并具有声光提示。
8.如权利要求6所述电动汽车充电方法,其特征是,所述充电装置对铅酸电池采用脉冲快速充电方法,对长期不用的电池、新电池或在充电初期已处于深度放电状态的蓄电池充电时一开始就采用快速充电会影响电池的寿命稳定小电流充电,使电池电压上升时再进行大电流快速充电。
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