CN106004725A - 车载终端和有序充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载终端和有序充电方法。其中，该车载终端包括中央处理模块，以及与所述中央处理模块分别连接的：车辆定位模块、电池管理系统数据采集模块、数据通讯模块、充电请求和充电桩位置显示模块。使用该车载终端可以实现与有序充电引导系统通讯，从而实现对车辆充电的有序引导，解决了充换电站充换电负荷不均衡导致充换电站超负荷运行或者充换电站充换电资源被浪费的问题，提高了充换电站的时空利用率。

Description

车载终端和有序充电方法
技术领域
本发明涉及电动车充换电调度领域，具体是涉及一种车载终端和有序充电方法。
背景技术
在电动汽车发展到一定市场规模的情况下，电动汽车充换电负荷影响因素可以概括为四个方面，分别是电动汽车种类和数量、电动汽车行驶特性、电动汽车用户充换电行为习惯、充换电设施类型和建设布局。
目前电动车充换电缺乏调度，用户随意选择时间、就近选择充换电站进行充换电，这样，导致在充换电高峰时期、人口密集区域的充换电站超负荷运行，而人口相对稀少、充换电低谷的充换电站的充换电资源被浪费。
虽然相关技术中可以采用错峰电价、对不同充换电站采取不同充换电价格的方式使得用户对充换电时间、充换电站进行自主选择从而均衡各个时段各个充换电站的充换电负荷，但是，这种选择依赖用户的主观判断，缺乏可控性，充换电负荷均衡的效果也并不理想。
针对相关技术中充换电站充换电负荷不均衡导致充换电站超负荷运行或者充换电站充换电资源被浪费的问题，尚未给出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种车载终端和有序充电方法，以至少解决充换电站充换电负荷不均衡导致充换电站超负荷运行或者充换电站充换电资源被浪费的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种车载终端，包括：中央处理模块，以及与所述中央处理模块分别连接的：车辆定位模块、电池管理系统数据采集模块、数据通讯模块、充电请求和充电桩位置显示模块。
可选地，所述中央处理模块，用于实现对相连接的各个模块的功能调用和数据通讯；所述车辆定位模块，用于采集电动车行驶的车辆数据，所述车辆数据包括以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息；所述电池管理系统数据采集模块，用于采集电池管理系统数据，所述电池管理系统数据包括以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；所述数据通讯模块，用于上传电动车的所述车辆数据和/或电动车的所述电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从所述有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息；充电请求和充电桩位置显示模块，用于发起充电请求，以及显示所述有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。
可选地，所述车载终端还包括：与所述中央处理模块连接的数据本地存储模块，其中，所述数据本地存储模块，用于保存所述车辆数据和/或所述电池管理数据。
可选地，所述车载终端还包括：与所述中央处理模块连接的告警模块，其中，所述告警模块，用于检测所述电池管理数据，并在检测到电池参数故障或者电池管理系统硬件故障或者电动车电量不足的情况下，发送告警信息。
可选地，所述车辆定位模块包括以下至少之一：全球定位系统的定位模块、北斗定位系统的定位模块、与外置的定位模块通讯的通讯接口。
可选地，所述充电请求和充电桩位置显示模块包括：触控显示模块，用于接收用户的输入指令以发起充电请求，和/或显示充电桩的位置信息。
可选地，所述数据本地存储模块包括：数据本地存储接口和与所述数据本地存储接口连接的安全数字存储卡。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种有序充电方法，包括：通过车辆定位模块采集电动车行驶的车辆数据，所述车辆数据包括以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息；通过电池管理系统数据采集模块，采集电池管理系统数据，所述电池管理系统数据包括以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；通过充电请求和充电桩位置显示模块，接收用户的指令并通过数据通讯模块向有序充电引导系统发起充电请求；通过数据通讯模块，上传电动车的所述车辆数据和/或电动车的所述电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从所述有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息；通过充电请求和充电桩位置显示模块，显示所述有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。
可选地，在采集所述车辆数据和所述电池管理系统数据之后，所述方法还包括：通过数据本地存储模块，保存所述车辆数据和/或所述电池管理数据。
可选地，在采集所述电池管理系统数据之后，所述方法还包括：通过告警模块，检测所述电池管理数据，并在检测到电池参数故障或者电池管理系统硬件故障或者电动车电量不足的情况下，发送告警信息。
通过本发明，采用的车载终端，包括中央处理模块，以及与所述中央处理模块分别连接的：车辆定位模块、电池管理系统数据采集模块、数据通讯模块、充电请求和充电桩位置显示模块。使用该车载终端可以实现与有序充电引导系统通讯，从而实现对车辆充电的有序引导，解决了充换电站充换电负荷不均衡导致充换电站超负荷运行或者充换电站充换电资源被浪费的问题，提高了充换电站的时空利用率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的车载终端的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的车载终端的可选结构示意图一；
图3是根据本发明实施例的车载终端的可选结构示意图二；
图4是根据本发明实施例的有序充电方法的流程示意图；
图5是根据本发明优选实施例的车载终端硬件组成的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中，提供了一种车载终端。图1是根据本发明实施例的车载终端的结构示意图，如图1所示，该车载终端包括：中央处理模块11，以及与中央处理模块11分别连接的：车辆定位模块12、电池管理系统数据采集模块13、数据通讯模块14、充电请求和充电桩位置显示模块15。
通过上述的结构，该车载终端可以采集车辆的位置相关的数据和电池相关的数据，并实现与有序充电引导系统通讯，从而通过有序充电引导系统实现对车辆充电的有序引导，解决了充换电站充换电负荷不均衡导致充换电站超负荷运行或者充换电站充换电资源被浪费的问题，提高了充换电站的时空利用率。
可选地，中央处理模块11，用于实现对相连接的各个模块的功能调用和数据通讯。例如，中央处理模块可以为高速ARM处理器，通过ARM处理器可以实现与处理器连接的各个模块的数据转发和数据运算。
可选地，车辆定位模块12，用于采集电动车行驶的车辆数据，其中，车辆数据包括但不限于以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息。
可选地，电池管理系统数据采集模块13，用于采集电池管理系统(BMS)数据，电池管理系统数据包括但不限于以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度。
可选地；数据通讯模块14，用于上传电动车的车辆数据和/或电动车的电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息。
其中，有序充电引导系统可以实时获取各个充电站的信息，例如：充电负荷信息、充电价格浮动信息、充电站的位置信息。在获得电动车的车辆数据和电池管理系统数据后，有序充电引导系统则可以根据车辆数据、电池管理系统数据以及各个充电站的信息，计算出最优的充电站，并将该充电站中充电桩的位置信息通过数据通讯模块14返回给车载终端。其中，最优的充电站可以是：续航里程内费用最低的充电站、续航里程内距离最近的充电站、续航里程内充电时间最短的充电站，或者兼顾其二或者其三的最优的充电站。
可选地，充电请求和充电桩位置显示模块15，用于发起充电请求，以及显示有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。另外，充电请求和充电桩位置显示模块还可以提供导航信息，以引导电动车驶往该充电桩的位置。
图2是根据本发明实施例的车载终端的可选结构示意图一，如图2所示，可选地，该车载终端还可以包括：与中央处理模块11连接的数据本地存储模块21，其中，数据本地存储模块21，用于保存车辆数据和/或电池管理数据。
图3是根据本发明实施例的车载终端的可选结构示意图二，如图3所示，可选地，车载终端还可以包括：与中央处理模块11连接的告警模块31，其中，告警模块31，用于检测电池管理数据，并在检测到电池参数故障或者电池管理系统硬件故障或者电动车电量不足的情况下，发送告警信息。
可选地，车辆定位模块12包括以下至少之一：全球定位系统的定位模块、北斗定位系统的定位模块、与外置的定位模块通讯的通讯接口。
可选地，充电请求和充电桩位置显示模块15包括：触控显示模块，用于接收用户的输入指令以发起充电请求，和/或显示充电桩的位置信息。
可选地，数据本地存储模块21包括：数据本地存储接口和与数据本地存储接口连接的安全数字存储卡。
可选地，本发明实施例提供的车载终端还可以通过无线通讯技术，例如无线局域网技术或者蓝牙技术与用户的便携式移动终端进行关联，并协同工作。例如，用户可以通过手机APP发起充电请求；例如，车载终端还可以将充电桩的位置信息发送给用户的便携式移动终端，并通过用户的便携式移动终端实现驶往充电桩的位置的车辆导航。
基于上述的车载终端，本实施例还提供了一种有序充电方法。图4是根据本发明实施例的有序充电方法的流程示意图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
步骤S401，通过车辆定位模块采集电动车行驶的车辆数据，车辆数据包括以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息；
步骤S402，通过电池管理系统数据采集模块，采集电池管理系统数据，电池管理系统数据包括以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；
步骤S403，通过充电请求和充电桩位置显示模块，接收用户的指令并通过数据通讯模块向有序充电引导系统发起充电请求；
步骤S404，通过数据通讯模块，上传电动车的车辆数据和/或电动车的电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息；
步骤S405，通过充电请求和充电桩位置显示模块，显示有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。
通过上述步骤，通过车载终端将车辆数据和电池管理系统数据上传到有序充电引导系统，并从有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息，从而解决了充换电站充换电负荷不均衡导致充换电站超负荷运行或者充换电站充换电资源被浪费的问题，提高了充换电站的时空利用率。
可选地，在采集车辆数据和电池管理系统数据之后，方法还包括：通过数据本地存储模块，保存车辆数据和/或电池管理数据。
可选地，在采集电池管理系统数据之后，方法还包括：通过告警模块，检测电池管理数据，并在检测到电池参数故障或者电池管理系统硬件故障或者电动车电量不足的情况下，发送告警信息。
本发明的实施例还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
本发明的实施例还提供了一种存储介质。在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：
步骤S401，通过车辆定位模块采集电动车行驶的车辆数据，车辆数据包括以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息；
步骤S402，通过电池管理系统数据采集模块，采集电池管理系统数据，电池管理系统数据包括以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；
步骤S403，通过充电请求和充电桩位置显示模块，接收用户的指令并通过数据通讯模块向有序充电引导系统发起充电请求；
步骤S404，通过数据通讯模块，上传电动车的车辆数据和/或电动车的电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息；
步骤S405，通过充电请求和充电桩位置显示模块，显示有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
下面结合优选实施例对本发明实施例进行描述和说明。
本发明优选实施例提供了一种车载终端，该车载终端安装在电动汽车内，电动汽车将车内数据通过控制器局域网络(Controller Area Network，简称为CAN)总线传输到该设备内，经过分析、处理，将数据通过无线通讯网络传输到有序充电引导系统，达到车辆运行状况实时监控，故障信息及时上传的目的，并通过全球定位系统(GPS)功能及时定位车辆信息。实现功能如下：
a.车辆定位功能。车载终端包含GPS模块，可采集获取电动汽车行驶的位置信息(包括经度、纬度)、速度、方向；
b.接收电池管理系统(BMS)数据。通过CAN总线接收车辆的电池管理系统(BMS)数据，包括电池荷电状态(SOC)、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；
c.数据上传。上传模式：自动；通讯周期：30s；车辆数据：电动汽车行驶的位置信息(包括经度、纬度、速度、方向)；BMS数据：电池SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；协议：电动汽车规范协议DB11/Z 993-2013；
d.数据本地存储功能。将GPS数据和BMS数据周期性保存在本地，可以支持本地U盘下载的方式读取历史数据；
e.告警功能。检测BMS上传的数据，当出现电池故障、BMS硬件故障或电动汽车电量不足时(不同车型不同数值)，向监控中心自动发送告警信息；
f.充电请求和充电桩位置显示。用户可通过手机程序(APP)请求预约充电。APP显示监控中心下发的实现充电引导的充电桩位置信息，引导用户充电；
图5是根据本发明优选实施例的车载终端硬件组成的结构框图。如图5所示，车载终端安装在电动汽车内，电动汽车将车内数据通过CAN总线传输到该设备内，设计采用高速ARM处理器及相应外设，实现设计功能。其中，
a.通信模块：包括有近距离车内串行数据通信和远程数据通信两种。串行数据通信包含CAN总线，RS485总线，RS232，通用串行总线(USB)。远程数据通信包含通用分组无线服务(GPRS)网络、以太网。通用串行通信接口及通信协议实现与车辆及车载BMS的通信与数据解析，实现获取车辆信息、电池信息、客户信息等数据。通用串行总线(USB)用于拷贝、调试开发程序。远程通信通信GPRS网络、3G网络、以太网实现用户信息、车辆数据、车位状态、电池数据、充电过程中全部充电数据的远程上传。
b.数据存储模块：数据存储采用SD卡大容量存储，负责备份系统数据，车辆信息等重要数据。
c.实时时钟模块：提供系统时间。同时记录事件以及系统运行时间。
通过上述的车载终端，车载终端安装在参与引导的电动汽车内，与车辆数据总线对接，通过通信协议的互通与解析，获得车辆动力电池BMS的电池监测数据，依靠车载终端的数据处理和通信模块及GPS模块，将车辆电池信息、位置信息上传到有序充电引导仿真模块，实现与控制系统的组网通信。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载终端，其特征在于包括：中央处理模块，以及与所述中央处理模块分别连接的：车辆定位模块、电池管理系统数据采集模块、数据通讯模块、充电请求和充电桩位置显示模块。
2.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，
所述中央处理模块，用于实现对相连接的各个模块的功能调用和数据通讯；
所述车辆定位模块，用于采集电动车行驶的车辆数据，所述车辆数据包括以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息；
所述电池管理系统数据采集模块，用于采集电池管理系统数据，所述电池管理系统数据包括以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；
所述数据通讯模块，用于上传电动车的所述车辆数据和/或电动车的所述电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从所述有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息；
充电请求和充电桩位置显示模块，用于发起充电请求，以及显示所述有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。
3.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，所述车载终端还包括：与所述中央处理模块连接的数据本地存储模块，其中，
所述数据本地存储模块，用于保存所述车辆数据和/或所述电池管理数据。
4.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，所述车载终端还包括：与所述中央处理模块连接的告警模块，其中，
所述告警模块，用于检测所述电池管理数据，并在检测到电池参数故障或者电池管理系统硬件故障或者电动车电量不足的情况下，发送告警信息。
5.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，所述车辆定位模块包括以下至少之一：全球定位系统的定位模块、北斗定位系统的定位模块、与外置的定位模块通讯的通讯接口。
6.根据权利要求1所述的车载终端，其特征在于，所述充电请求和充电桩位置显示模块包括：触控显示模块，用于接收用户的输入指令以发起充电请求，和/或显示充电桩的位置信息。
7.根据权利要求3所述的车载终端，其特征在于，所述数据本地存储模块包括：数据本地存储接口和与所述数据本地存储接口连接的安全数字存储卡。
8.一种有序充电方法，其特征在于包括：
通过车辆定位模块采集电动车行驶的车辆数据，所述车辆数据包括以下至少之一：位置信息、速度信息和方向信息；
通过电池管理系统数据采集模块，采集电池管理系统数据，所述电池管理系统数据包括以下至少之一：电池荷电状态SOC、电池故障、电池组电压、电池电流、电池最高/最低温度；
通过充电请求和充电桩位置显示模块，接收用户的指令并通过数据通讯模块向有序充电引导系统发起充电请求；
通过数据通讯模块，上传电动车的所述车辆数据和/或电动车的所述电池管理系统数据至有序充电引导系统，并从所述有序充电引导系统获取分配给电动车的充电桩的位置信息；
通过充电请求和充电桩位置显示模块，显示所述有序充电引导系统下发的充电桩位置信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在采集所述车辆数据和所述电池管理系统数据之后，所述方法还包括：
通过数据本地存储模块，保存所述车辆数据和/或所述电池管理数据。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在采集所述电池管理系统数据之后，所述方法还包括：
通过告警模块，检测所述电池管理数据，并在检测到电池参数故障或者电池管理系统硬件故障或者电动车电量不足的情况下，发送告警信息。
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