CN104517198A - 基于gps卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，包括规划管理系统、行驶管理系统、充电服务管理系统、补给管理系统和待机管理系统；所述规划管理系统用于管理充电车是否进入规划模式，所述行驶系统用于管理充电车是否进入行驶模式，所述充电服务管理系统用于管理充电车是否进入给服务对象充电模式，所述补给管理系统用于管理充电车是否进入反充电或换电补给模式，所述待机管理系统用于管理充电车是否进入待机模式。本发明对充电站派出的充电车的行驶路线和携带的能量存储系统进行了规划设计，使得充电车快速准确的达到目的地的同时减少能源的消耗。

Description

基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统

技术领域

本发明属于电动汽车充电领域，尤其涉及一种给电动汽车充电的充电车运营管理系统。

背景技术

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车.包括电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。由于其废气排放量比较低，越来越受到各国政府重视和推广。

电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子。电动汽车可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。

近年来，中央和各地地方政府相继出台了一系列的补贴政策，来鼓励消费者购买新能源汽车。然而，消费者在购买这类汽车尤其是纯电动汽车时仍普遍存在诸如购买成本，续航里程，以及公共及私有充电设施覆盖率等方面的顾虑。尽管目前政府和电力部门在各大城市已加大了公共场所充电站以及住宅区充电桩的建设力度，但从总体覆盖及使用程度来讲，目前还面临诸如建造成本过高，充电站/桩分布不均匀，如何处理无固定车位充电问题，以及如何建立电动汽车道路救援机制等问题。

因此，移动式充电设备（如充电车）应运而生。目前关于充电车的现有技术主要有以下几种：

1）基于运输载体+发电设备的发电型充电车，该发电型充电车又分为：基于传统汽车加装发电机和充电设备的类型（如公开号为CN101895144A，公开日为2010年7月9日的中国发明专利申请和公告号为CN201750181U，公告日为2011年2月16日的中国实用新型专利）和基于混合动力汽车（利用其已有的驱动电机作为发电机）加装充电设备的类型（如公开号为CN102756637A，公开日为2012年10月31日的中国发明专利申请和公告号为 CN202106836U，公告日为2012年1月11日的中国实用新型专利）。这两类性的发电型充电车的不足在于：实施充电服务时都需要启动依赖化石能源的发动机，因此充电过程能量转换效率不高，且有尾气排放。

2）基于运输载体+大容量能量存储设备（如电池）的储能型充电车，该储能型充电车又分为以传统汽车为运输载体的类型（如公告号为CN203445645U，公告日为2014年2月19日的中国实用新型专利）和以其他类型车辆（如新能源车）为运输载体的类型（如公开号为CN103457324A，公开日为2013年12月18日的中国发明专利申请，公告号为CN203466596U，公告日为2014年3月5日的中国实用新型专利）。这类型的储能型充电车技术解决了充电期间的能量转换效率和尾气排放问题，但是，由于运输载体和能量存储系统除了机械连接以外，两者之间无能量交换，因此难以实现对整个系统的优化配置（例如无法回收运输载体行驶中的制动能量）；这类充电车都需要在充电站对能量存储系统进行反充电补给，所耗时间相对较长；该类型充电车在给电动车充电时都携带等量的能量存储系统，在给离充电站较近的电动汽车充电时，由于携带了过多的能量存储系统，增大了充电车的运输负荷，造成了能源的浪费；在电动汽车需要充电时，充电站直接派出充电车，对充电动车的行驶路线、携带能量存储系统的多少未作提前的规划和设计，导致充电车能耗的增加。

发明内容

为了克服现有充电站在派出充电车给电动汽车充电未做提前规划带来的充电车能耗增加的缺陷，本发明提供了一种基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，该运营管理系统，对充电站派出的充电车的行驶路线和携带的能量存储系统进行了规划设计，使得充电车快速准确的达到目的地的同时减少能源的消耗。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：

基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：包括规划管理系统、行驶管理系统、充电服务管理系统、补给管理系统和待机管理系统；所述规划管理系统用于管理充电车是否进入规划模式，所述行驶系统用于管理充电车是否进入行驶模式，所述充电服务管理系统用于管理充电车是否进入给服务对象充电模式，所述补给管理系统用于管理充电车是否进入反充电或换电补给模式，所述待机管理系统用于管理充电车是否进入待机模式。

启动充电车后，所述规划管理系统管理充电车是否进入规划模式，进入规划模式，规划管理系统对充电车可以行驶的路线和能量存储系统的携带量规划出多种方案，并推荐出最优方案；规划结束或者不启动规划管理系统，行驶管理系统管理充电车进入行驶模式，充电车正常行驶；当充电车到达服务地点时，启动充电服务管理系统管理充电车是否进入充电模式，进入充电模式，开始对服务对象充电；当充电车达到充/换电站，启动补给管理系统管理充电车是否进入反充电或换电补给模式，进入反充电或换电补给模式后进行反充电或换电，反充电或换电完成后启动充电车；当充电车到达控制中心，启动待机管理系统管理充电车是否进入待机模式；进入待机模式后，等待是否有新服务请求，没有新服务请求且全部服务结束后停机入库，有新服务请求或者没有结束全部服务时启动充电车。

所述规划管理系统包括规划信息获取模块、服务区间划分模块、方案规划模块、计算模块和最优方案推荐模块；所述规划信息获取模块用于获取服务对象及各自位置信息和获取服务对象附近充电站位置信息；所述服务区间划分模块根据规划信息获取模块获取的信息划分出服务区间；所述方案规划模块针对划分出的服务区间规划出充电车的各种可行的行驶路线和相应的能量存储系统的携带量；所述计算模块根据方案规划模块规划出的方案进行计算，算出充电车需要行驶的总路程、行驶的总时间和自耗能量的总量；所述最优方案推荐模块根据计算模块算出的信息推荐一套最优的行驶路线和能量存储系统携带量的方案。

所述充电服务管理系统包括身份识别模块、身份判定模块、服务对象当前状态检测模块、充电进程监控模块、用户请求中止充电模块、服务对象请求终止反馈模块、用户充电授权模块、用户账单模块和用户支付模块；所述身份识别模块用于识别服务对象的身份；所述身份判定模块用于判定服务对象是否为签约用户；所述服务对象当前状态检测模块用于检测服务对象当前状态是否满足充电要求，如果不满足充电要求向用户终端发送检测服务对象的状态提示；所述充电进程监控模块用于监控充电进程并发送给用户终端；所述用户请求中止充电模块用于用户请求中止充电；所述服务对象请求终止反馈模块向用户终端发送服务对象请求中止服务原因；所述用户充电授权模块向非签约用户终端发送充电授权请求，并接收用户充电授权；所述用户账单模块向用户发送账单；所述用户支付模块用于用户确认和完成支付。

当充电车抵达服务对象后身份识别模块向服务对象发送身份识别请求，如果没收到服务对象回应则再次发出身份识别请求，收到服务对象回应后，身份判定模块判定是否为签约用户，是签约用户则连接到服务对象充电接口，如果不是签约用户则判定是否为普通用户，如果也不是普通用户则结束充电；如果是普通用户，用户充电授权模块则向用户终端发送充电授权请求，接到用户授权后则连接到服务对象充电接口。

所述用户支付模块检测用户是否预存支付信息，如果有预存支付信息，则向用户发送支付授权请求，收到用户支付授权后完成支付并向用户终端发送确认信息，结束充电；如果没有预存支付信息向用户发送填写支付信息请求，收到用户支付信息后则向用户发送支付授权请求，收到用户支付授权后完成支付并向用户终端发送确认信息，结束充电。

所述基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车包括运输载体、能量存储系统、控制系统、电驱动系统、直流总线、交流总线、数据总线，所述控制系统通过电气连接的方式与电驱动系统和能量存储系统相连，所述运输载体、能量存储系统、控制系统和电驱动系统通过数据总线进行数据交换，所述能量存储系统、控制系统和电驱动系统均安装在运输载体上。

所述能量存储系统包括多块储能模块和箱体，所述储能模块以并联的形式连接在一起，各个储能模块通过电气接口与直流总线相连，各个储能模块都通过机械接口安装在箱体内。

各个储能模块上设置有监控单元，监控单元通过数据接口连接在数据总线上。

所述控制系统包括储能管理单元、充电控制器和电机控制器，储能管理单元、充电控制器和电机控制器通过数据接口连接在数据总线上。储能管理单元连接在数据总线上，用于读取和发送相关的状态信息和控制指令，充电控制器连接在数据总线上，用以读取和发送相关的状态信息和控制指令，电机控制器连接在数据总线上，用以读取和发送相关的状态信息和控制指令。

所述储能管理单元从数据总线读取由各个储能模块所带监控单元发送的状态信息，储能管理单元对所获取的各储能模块的状态信息进行实时的分析和处理，同时发送相应的控制指令到数据总线，并进一步传送至各储能模块，从而实现对各储能模块充放电过程的独立控制。

所述充电控制器一端通过直流总线与能量存储系统相连，另一端设置有充电接口。充电控制器通过充电接口（充电接口为标准直流快速充电接口）与外部系统（电动汽车或充电桩）相连通，完成对相应的充电或反充电动作。

所述充电控制器设置电压转换装置（如 DC/DC 变换器）。其目的是适应外部系统不同的电压水平。

所述充电控制器通过数据接口同数据总线相连，既可以从数据总线读取来自储能管理单元的信息和指令，同时也能向数据总线实时发送充电时的电压、电流等状态信息。

所述电机控制器一端通过直流总线同能量存储系统相连，另一端通过交流总线同电驱动系统相连。

所述运输载体装的GPS和通讯模块通过数据接口与数据总线相连。

所述运输载体为传统汽车，该传统汽车包括整车及发动机控制器、发动机、后驱动桥、主离合器及变速器；所述电驱动系统包括驱动电机和离合器；离合器输入轴与变速器输出轴以机械连接的方式相连，离合器输出轴与驱动电机输入轴以机械连接的方式相连，驱动电机输出轴与后驱动桥以机械连接的方式相连；驱动电机通

过交流总线与电机控制器相连；驱动电机、离合器、发动机、整车及发动机控制器、主离合器及变速器均通过数据接口连接在数据总线上。

所述运输载体为传统汽车时，所述行驶管理系统包括发动机驱动模块、纯电动驱动模块、混合动力制动能量回馈模块和混合动力辅助驱动模块，在能量存储系统储能不足、驶离人口稠密地带、没有制动、没有滑行、没有加速、没有爬坡、加速结束或者爬坡结束时启动发动机驱动模块进入发动机驱动模式；在驶入人口稠密地带时启动纯电动驱动模块进入纯电动驱动模式；在制动、滑行、加速或者爬坡时，启动混合动力制动能量回馈模块或混合动力辅助驱动模块进入混合动力驱动模式。

所述运输载体为纯电动车，该纯电动车包括整车控制器和后驱动桥，所述电驱动系统包括驱动电机，驱动电机通过交流总线与电机控制器相连，驱动电机和整车控制器通过数据接口同数据总线相连，驱动电机的输出轴与后驱动桥以机械连接的方式相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明可以自行对充电车的行驶路线、储能模块携带量进行规划，让充电车能够快速准确的到达服务对象处进行充电的前提下减少充电车自身的能耗，达到了节能的目的。本发明具有更为广泛的适用范围（针对大批潜在的无固定停车位但却有购买电动汽车意向的用户专门设计的）

本发明提出的混合动力型和纯电动型均实现了运输载体同储能系统之间的双向能量交换，一方面有利于简化充电车的结构，另一方面有利于提高整个系统的能量利用率（现有充电车技术要么需要依赖发动机运转提供充电服务，要么运输载体同所载的储能系统彼此相对独立而无法实现系统整体能量利用率的优化）。

本发明提出的储能系统的模块化设计和各储能模块可独立更换的换电模式，同现有的电动汽车电池整体更换的模式相比，具有更多的灵活性和自由度。

本发明无需用户到场即可由充电车在服务对象所在停车位对其进行快速充电并通过无线通讯向用户终端实时发送充电进程以及实现远程支付的功能，同现有的电动汽车充电过程和支付方法相比，具有更为自动化和智能化的优点。

附图说明

图1是运输载体为混合动力型的充电车的结构示意图；

图2是运输载体为纯电动型的充电车的结构示意图；

图3是本发明的原理流程图；

图4是规划管理系统的原理流程图；

图5是规划管理系统的具体规划的一种实施例的参考图；

图6是规划管理系统的具体规划的另一种实施例的参考图；

图7是行驶管理系统的原理流程图；

图8是充电车给服务对象进行充电的状态示意图；

图9是充电服务管理系统的原理流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

图 1 所示的混合动力型的充电车由运输载体、能量存储系统、电驱动系统和控制系统四部分组成。其中运输载体采用类似传统汽车（包括发动机、整车及发动机控制器、主离合器及变速器、变速器输出轴、后驱动桥输入轴、后驱动桥及车轮）的结构，在此不再详细叙述。运输载体同时还装有 GPS 和通讯模块 (用于定位、导航和无线通讯) ，该模块通过标准的数据接口同数据总线相连。电驱动系统位于变速器和后驱动桥之间，分别同变速器输出轴和后驱动桥以机械形式连接。能量存储系统箱体同运输载体之间以机械形式连接。控制系统同电驱动系统和能量存储系统之间均以电气形式连接。运输载体、能量存储系统、电驱动系统和控制系统彼此之间都可通过数据总线进行双向数据交换。所述能量存储系统由若干储能模块采取并联形式组成（如图 1 所示储能模块 A –N）。其中各个储能模块（如储能模块 A）通过标准的电气接口（如电气接口 A）同直流总线相连，并通过标准的机械接口（如机械接口 A）同储能系统箱体连接。所述电气接口和机械接口的设计需满足易于对储能模块进行快速装卸的要求（以实现换电模式补给）。同时，各储能模块（如储能模块 A）还带有独立的监控单元（如监控单元 A），一方面可以监测各储能模块的电压、电流、温度、SOC 等参数，并通过标准数据接口将上述参数发至数据总线，以供控制系统读取和分析，另一方面各监控单元（如监控单元 A）还可以从数据总线接收来自控制系统的指令，从而对各储能模块（如储能模块 A）的充放电过程进行独立控制。所述电驱动系统由离合器和驱动电机组成。其中，离合器输入轴同运输载体变速器输出轴之间，离合器输出轴同驱动电机输入轴之间，驱动电机输出轴同运输载体后驱动桥之间各自以机械形式连接。离合器通过标准的数据接口从数据总线接接收来自控制系统的指令，并向数据总线实时传送离合器的状态信息。驱动电机同控制系统通过电气形式连接，可以进行双向能量交换。同时，驱动电机还通过标准的数据接口从数据总线接收来自控制系统的其他指令，并向数据总线实时传送驱动电机的状态信息。所述控制系统包括储能管理单元、充电控制器和电机控制器三个组件。其中，储能管理单元通过标准的数据接口从数据总线读取由各个储能模块所带监控单元发送的状态信息，储能管理单元运行相应的软件对所获取的各储能单元的状态信息进行实时的分析和处理，同时发送相应的控制指令到数据总线，并进一步传送至各储能模块，从而实现对各储能模块充放电过程的独立控制。充电控制器一端通过直流总线同储能系统相连，另一端通过充电接口（所述充电接口为标准直流快速充电接口）同外部系统（电动汽车或充电桩）相连。充电控制器带有电压转换装置（如 DC/DC 变换器）以适应外部系统不同的电压水平。充电控制器同时还通过标准的数据接口同数据总线相连，既可以从数据总线读取来自储能管理单元的信息和指令，同时也能向数据总线实时发送充电时的电压、电流等状态信息。电机控制器一端通过直流总线同储能系统相连，另一端通过交流总线同驱动电机相连。电机控制器同时还通过标准的数据接口同数据总线相连，用以读取和发送相关的状态信息和控制指令。

图 2 所示的纯电动型技术方案同样由运输载体、能量存储系统、电驱动系统和控制系统四部分组成。其与图 1 所示的混合动力型技术方案的主要区别在于：1）运输载体无自身动力系统（包括发动机及控制器、主离合器及变速器等），仅保留车身、整车控制器、GPS 及通讯模块，以及后驱动桥等；2）电驱动系统只包括驱动电机，无离合器。

以充电车启动作为开始，接下来充电车根据不同的条件将在图 3 所示的几种模式间切换(包括规划模式、行驶模式、充电服务模式、补给模式和待机模式)，直到充电车完成全部服务后停车入库。以下部分将重点描述规划模式、行驶模式和充电服务模式。图 4 所示为充电车运营管理系统进入规划模式下具体运行流程。其中，规划模式既包括充电车在出发前的初次规划，同时也包括充电车在完成每次充电服务后，或完成每次补给后，或从待机模式中恢复后所需要进行的再次规划。规划模式的总体目标是，根据服务对象及充/换电站的数量及位置信息，将其划分为若干服务区间，并对各个服务区间内充电车的行驶路径和储能模块的携带量进行规划，以实现对设定性能指标的最优化（例如，实现行驶总距离、运行总时间和自耗能总量的加权最小化）。图 5 为一种可能的充电车行驶路径及储能模块携带量方案。其中，黑色虚线所围区域为充电车当前服务区间，该服务区间包括一辆充电车、两座控制中心（控制中心 a、控制中心b）、一座充/换电站和若干服务对象。按图五所示的规划方案，充电车将从控制中心 a 出发，携带可为控制中心 a 和充/换电站 c 之间所有服务对象充电的一定数量的储能模块（另需携带一定量的备用模块，以供混合动力驱动和纯电驱动时使用，这些备用模块未在图 5 中显示），按图 5 所规划的路径对这些服务对象依次进行充电，然后抵达充/换电站c进行补给。在充/换电站 c，工作人员或自动化装卸设备卸下充电车上电量耗尽的能量模块，并重新装载可为充/换电站 c和控制中心b 之间所有服务对象充电的一定量的储能模块。充电车从充/换电站c出发后，继续按照图5所规划的路径行驶以及为沿途的服务对象进行充电，最后抵达控制中心 b。上述的充电车行驶路径及储能模块携带量方案有利于实现行驶总距离和运行总时间的最小化，但由于充电车每次携带储能模块的数量较多（按所规划路径上两站间的所有服务对象计算），在其自耗能总量上却未必是最优化的。

图 6 所示为另一种可能的充电车行驶路径及储能模块携带量方案。与图 5 所示的方案不同的是，充电车从控制中心a出发时，仅携带可为控制中心a和充/换电站c之间部分服务对象充电的一定数量的储能模块，并按图 6 所规划的路径对这些服务对象进行充电，然后抵达充/换电站c进行补给。充电车在充/换电站c卸下之前所携带储能模块后，仅携带少量储能模块，按图 6 所规划的路径对充/换电站c附近的各个服务对象依次进行点对点式充电（充电车前往服务对象充电后即返回充/换电站  补给），直至完成对充/换电站c附近所有服务对象的充电服务。最后，充电车按照充/换电站c和控制中心b之间剩余服务对象的数量，携带相应的一定量的储能模块，从充/换电站c出发，按图 6 所规划的路径完成对这些服务对象的充电并抵达控制中心b。同图 5 所示的方案相比，这种方案由于充电车每次携带的储能模块较少，有利于减小充电车的自耗能总量（因为车自重降低），但却在行驶总距离和运行总时间上有所增加。本发明所描述的行驶路径及储能模块携带量方案仅供描述和解释充电车在规划模式下的运行流程，并不因此限制在具体实施过程中，充电车规划其他的行驶路径和储能模块携带量方案。事实上，充电车在进行每次规划时，都会按照图 4所示的流程，针对当前服务区间所有可能的行驶路径和储能模块携带量方案进行分析和计算，最终选择能实现一系列性能指标(如行驶总距离、运行总时间、自耗能总量等，可根据实际情况赋予各性能指标不同的权重)加权最优化的一套行驶路径和储能模块携带量的方案予以实施。

图 7 所示为充电车运营管理系统进入行驶模式下的具体运行流程。该运行流程分别以充电车开始行驶和充电车停止行驶作为开始和结束，其间，充电车根据不同的条件在几种不同的驱动模式(包括发动机驱动模式、纯电动模式、混合动力制动能量回馈模式和混合动力辅助驱动模式)之间切换。当充电车处于发动机驱动模式时，充电车动力完全由发动机提供。发动机输出动力通过主离合器及变速器、驱动轴前半段、电驱动系统（其中离合器闭合，驱动电机仅随驱动轴空转但不输出转矩）、驱动轴后半段传至后驱动桥。储能系统同电驱动系统间无能量交换。当充电车处于纯电动模式时，充电车动力完全由驱动电机提供。该模式下发动机处于停机状态，电驱动系统的离合器处于断开状态。储能系统中各储能模块的电能通过电机控制器流向驱动电机，后者将电能转化为机械能并通过驱动轴后半段传至后驱动桥。储能系统同电驱动系统间为正向能量流动。充电车在纯电动模式下，也可在制动或滑行时，通过驱动电机将充电车的部分动能转化为电能，并通过电机控制器回馈于储能系统。此时，储能系统同电驱动系统间为负向能量流动。当充电车处于混合动力制动能量回馈模式时,同其在纯电动模式下的制动能量回馈类似，即在充电车制动或滑行时，通过驱动电机将充电车的部分动能转化为电能，并通过电机控制器回馈于储能系统。此时，储能系统同电驱动系统间为负向能量流动。同纯电动模式下制动能量回馈相比，充电车在混合动力制动能量回馈模式下其电驱动系统的离合器处于闭合状态。当充电车处于混合动力辅助驱动模式时，充电车的动力由发动机和驱动电机同时提供。发动机动力的传输路线不变，储能系统通过电机控制器将电能传至电驱动系统(此时离合器闭合，驱动电机在随驱动轴转动过程中同时输出转矩并叠加到驱动轴上)以辅助发动机驱动，从而改善充电车在加速或爬坡时发动机的瞬态工况及相应的燃油经济性。此模式下，储能系统同电驱动系统间为正向能量流动。

以下部分将具体描述充电车运营管理系统进入充电服务模式下的运行流程。图 8 所示为运营管理系统进入充电服务模式下充电车、服务对象和用户终端的连接示意图。其中，充电车的充电接口和服务对象的车载充电接口同时以机械和电气的形式相连接。用户终端（可以是用户的手机、平板电脑等智能设备及相关应用程序）一般由用户随身携带，其同充电车和服务对象之间无任何形式的物理连接。充电车、服务对象和用户终端均装有 GPS 及通讯模块，三者之间可以通过无线通信形式（GPRS/3G/4G）进行远程数据交换和处理。

如图9所示，充电车运营管理系统进入充电服务模式下的具体运行流程包括以下几个核心组成部分：1）充电车通过同服务对象之间的双向无线通讯，自动识别服务对象身份，并根据用户类型选择自动授权充电或向用户发送充电授权请求；2）充电车在充电前通过同服务对象之间的双向无线通讯，对服务对象当前的状态（如当前电池容量、电压、温度等）进行检测，在确认满足充电条件的情况下才对服务对象充电；3）充电车在充电过程中通过同用户终端之间的双向无线通讯，可以向用户终端实时发送充电进程，并可以接受来自用户终端的中止当前充电的请求。4）充电车在充电过程中通过同服务对象之间的双向无线通讯，还可以接受来自服务对象的中止当前充电的请求（如服务对象的电池管理系统检测到电池过热等），并通过同用户终端之间的双向无线通讯，向用户终端发送服务对象请求中断充电的原因。5）充电车在充电结束后通过同用户终端之间的双向无线通讯，向用户终端发送本次充电服务账单明细，并根据用户预存支付信息与否选择是否向用户终端发送填写支付信息请求。充电车在获取用户支付信息（通过加密频道）后向用户终端发送支付授权请求，在收到用户授权后完成支付并向用户发送确认信息。在上述充电服务及支付过程中，充电车通过 GPS 自动定位服务对象停放位置，并且同服务对象和用户终端之间均以双向无线通讯的形式进行远程信息交换，因此，整个充电过程无需用户到场即可完成，给用户带来极大的便利。

Claims (10)

1.基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：包括规划管理系统、行驶管理系统、充电服务管理系统、补给管理系统和待机管理系统；所述规划管理系统用于管理充电车是否进入规划模式，所述行驶系统用于管理充电车是否进入行驶模式，所述充电服务管理系统用于管理充电车是否进入给服务对象充电模式，所述补给管理系统用于管理充电车是否进入反充电或换电补给模式，所述待机管理系统用于管理充电车是否进入待机模式。

2.根据权利要求1所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：启动充电车后，所述规划管理系统管理充电车是否进入规划模式，进入规划模式，规划管理系统对充电车可以行驶的路线和能量存储系统的携带量规划出多种方案，并推荐出最优方案；规划结束或者不启动规划管理系统，行驶管理系统管理充电车进入行驶模式，充电车正常行驶；当充电车到达服务地点时，启动充电服务管理系统管理充电车是否进入充电模式，进入充电模式，开始对服务对象充电；当充电车达到充/换电站，启动补给管理系统管理充电车是否进入反充电或换电补给模式，进入反充电或换电补给模式后进行反充电或换电，反充电或换电完成后启动充电车；当充电车到达控制中心，启动待机管理系统管理充电车是否进入待机模式；进入待机模式后，等待是否有新服务请求，没有新服务请求且全部服务结束后停机入库，有新服务请求或者没有结束全部服务时启动充电车。

3.根据权利要求1或2所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述规划管理系统包括规划信息获取模块、服务区间划分模块、方案规划模块、计算模块和最优方案推荐模块；所述规划信息获取模块用于获取服务对象及各自位置信息和获取服务对象附近充电站位置信息；所述服务区间划分模块根据规划信息获取模块获取的信息划分出服务区间；所述方案规划模块针对划分出的服务区间规划出充电车的各种可行的行驶路线和相应的能量存储系统的携带量；所述计算模块根据方案规划模块规划出的方案进行计算，算出充电车需要行驶的总路程、行驶的总时间和自耗能量的总量；所述最优方案推荐模块根据计算模块算出的信息推荐一套最优的行驶路线和能量存储系统携带量的方案。

4.根据权利要求1或2所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述充电服务管理系统包括身份识别模块、身份判定模块、服务对象当前状态检测模块、充电进程监控模块、用户请求中止充电模块、服务对象请求终止反馈模块、用户充电授权模块、用户账单模块和用户支付模块；所述身份识别模块用于识别服务对象的身份；所述身份判定模块用于判定服务对象是否为签约用户；所述服务对象当前状态检测模块用于检测服务对象当前状态是否满足充电要求，如果不满足充电要求向用户终端发送检测服务对象的状态提示；所述充电进程监控模块用于监控充电进程并发送给用户终端；所述用户请求中止充电模块用于用户请求中止充电；所述服务对象请求终止反馈模块向用户终端发送服务对象请求中止服务原因；所述用户充电授权模块向非签约用户终端发送充电授权请求，并接收用户充电授权；所述用户账单模块向用户发送账单；所述用户支付模块用于用户确认和完成支付。

5.根据权利要求4所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：当充电车抵达服务对象后身份识别模块向服务对象发送身份识别请求，如果没收到服务对象回应则再次发出身份识别请求，收到服务对象回应后，身份判定模块判定是否为签约用户，是签约用户则连接到服务对象充电接口，如果不是签约用户则判定是否为普通用户，如果也不是普通用户则结束充电；如果是普通用户，用户充电授权模块则向用户终端发送充电授权请求，接到用户授权后则连接到服务对象充电接口。

6.根据权利要求4所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述用户支付模块检测用户是否预存支付信息，如果有预存支付信息，则向用户发送支付授权请求，收到用户支付授权后完成支付并向用户终端发送确认信息，结束充电；如果没有预存支付信息向用户发送填写支付信息请求，收到用户支付信息后则向用户发送支付授权请求，收到用户支付授权后完成支付并向用户终端发送确认信息，结束充电。

7.根据权利要求1所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车包括运输载体、能量存储系统、控制系统、电驱动系统、直流总线、交流总线、数据总线，所述控制系统通过电气连接的方式与电驱动系统和能量存储系统相连，所述运输载体、能量存储系统、控制系统和电驱动系统通过数据总线进行数据交换，所述能量存储系统、控制系统和电驱动系统均安装在运输载体上。

8.根据权利要求7所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述能量存储系统包括多块储能模块和箱体，所述储能模块以并联的形式连接在一起，各个储能模块通过数据接口与直流总线相连，各个储能模块都通过机械接口安装在箱体内，各个储能模块上设置有监控单元，监控单元通过数据接口连接在数据总线上。

9.根据权利要求7或8所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述控制系统包括储能管理单元、充电控制器和电机控制器，储能管理单元、充电控制器和电机控制器通过数据接口连接在数据总线上,储能管理单元连接在数据总线上，用于读取和发送相关的状态信息和控制指令，充电控制器连接在数据总线上，用以读取和发送相关的状态信息和控制指令，电机控制器连接在数据总线上，用以读取和发送相关的状态信息和控制指令。

10.根据权利要求7所述的基于GPS卫星定位和远程无线通讯的充电车运营管理系统，其特征在于：所述运输载体为传统汽车时，所述行驶管理系统包括发动机驱动模块、纯电动驱动模块、混合动力制动能量回馈模块和混合动力辅助驱动模块，在能量存储系统储能不足、驶离人口稠密地带、没有制动、没有滑行、没有加速、没有爬坡、加速结束或者爬坡结束时启动发动机驱动模块进入发动机驱动模式；在驶入人口稠密地带时启动纯电动驱动模块进入纯电动驱动模式；在制动、滑行、加速或者爬坡时，启动混合动力制动能量回馈模块或混合动力辅助驱动模块进入混合动力驱动模式。