CN108116251A - 一种电动汽车预约定时充电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车预约定时充电系统及方法。本发明所提供的电动汽车预约定时充电系统及方法通过用户终端APP、云平台服务器、充电桩以及电动汽车交互，通过智能计算学习电动汽车充电时长，根据用户出行时间合理安排电动汽车避开高峰期间用电，通过对功率临界值的判读，自动断开充电，有效保护电池寿命并兼顾充电效果。

Description

一种电动汽车预约定时充电系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车预约定时充电系统及方法。
背景技术
近年来，随着能源、环境污染的问题越来越严重，节能环保已成为当前社会发展的重要共识。电动汽车因良好的环保节能的特性受到越来越多关注和支持，发展十分迅速。随着未来电动汽车的普及，电动汽车大规模接入电网充电，将对电力系统的运行与规划产生不可忽视的影响。目前很多电动汽车充电将导致负荷增长，若大量电动汽车集中在负荷高峰期充电，将进一步加剧电网负荷峰谷差，加重电力系统的负担，同时长时间充电对于电动汽车的电池寿命也有较大影响。而电动汽车用户，有时候对于充电时间并不是很紧迫，因此有必要提供一种技术手段让电动汽车用户的充电行为尽量合理，避免在高峰期使用。
发明内容
本发明首先要解决的技术问题是，提供一种电动汽车预约定时充电系统，能够让电动汽车的充电行为尽量合理，避免大量电动汽车集中在负荷高峰期充电。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种电动汽车预约定时充电系统，包括用户终端、云平台服务器和充电桩；所述电动汽车预约定时充电系统包括用户终端、云平台服务器和充电桩，所述充电桩与电动汽车相连并为其充电，所述充电桩采集电动汽车的充电数据及剩余电量，通过互联网连接到云平台服务器，从而向云平台服务器发送功率值及充电时长并接收云平台服务器的控制指令；用户终端通过互联网连接云平台服务器，并向云平台服务器发送信息或者接收云平台服务器发送的信息，从而在云平台服务器上设定出行的时间、预约充电开始时间或者委托云平台服务器进行自动预约；云平台服务器根据用户设定的预约定时时间或者自动预约生成的预约定时时间生成预约定时任务，并将预约定时任务发送到用户的电动汽车。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：
优选地，所述用户终端上安装有用于出行的时间或者委托云平台服务器进行自动预约的用户应用（APP）。APP可以设置电动汽车快充模式或者慢充模式以及充电充满后关闭的功率临界值。
优选地，所述充电桩包括采集单元、通信单元和定时存储单元，所述采集单元与所述通信单元连接并向所述通信单元发送数据，所述采集单元采集电动汽车的电流值、电压值、功率值和充电时长，所述通信单元与所述云平台服务器连接并进行数据交换，所述通信单元与所述定时存储单元连接并向所述定时存储单元发送数据，所述定时存储单元存储云平台服务器发送的定时任务。
优选地，所述云平台服务器包括用于计算并比较充电时长与预约充电时长的计算单元、用于存储信息和数据的存储单元、用于学习预设充电时长的智能算法单元以及用于接收和发送定时指令的指令收发单元；云平台服务器根据用户设定的预约充电时间或者智能算法单元计算出的预设充电时长来生成电动汽车定时充电任务，并将定时充电任务下达到电动汽车。
优选地，充电桩定时存储单元存储定时充电任务，到达充电时间点后开启电动汽车充电，在预设充电时长后，结束充电任务。
本发明还需要解决的一个技术问题是：提供一种电动汽车预约定时充电方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种电动汽车预约定时充电方法，所述电动汽车预约定时充电方法基于前面所述的电动汽车预约定时充电系统，并包括以下步骤：
1）用户通过用户终端设置出行的时间或者委托云平台服务器进行自动预约；
2）充电桩定时采集电动汽车的充电数据及剩余电量，并将数据发送至云平台服务器；
3）云平台服务器判断是否第一次预约使用；
4）如果步骤3）的判断结果为是，则根据默认充电时长得到本次充电时长；如果步骤3）的判断结果为是否，则将云平台智能算法单元学习计算出的预设充电时长，设为充电时长；
5）云平台服务器计算预约充电开始时间，并判断预约充电开始时间点是否早于当前时间点；
6）如果步骤5）的判断结果为是，则立即生成充电指令，下达给充电桩；如果步骤5）的判断结果为是否，则将谷电开始时间设为充电开始时间，并生成定时充电任务，下达到电动汽车；
7）在到达预约充电开始时间后，充电桩按照充电时长开启充电，充满电后，自动断开。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用以下进一步的技术方案：
优选地，所述步骤1）中，用户通过用户终端还可以设置电动汽车快充模式或者慢充模式；
优选地，所述步骤1）中，用户通过用户终端设置充电充满后关闭的功率临界值。
优选地，所述步骤4）中，默认充电时长是一个预设的固定充电时长，在电动汽车快充和慢充模式下，分别有一个默认充电时长。
优选地，所述步骤4）中，云平台学习计算出预设充电时长步骤，包括：
4.1）默认充电时长作为本次充电时长；
4.2）判断本次充电，是否在预约时间前停止充电；
4.3）如果是，判断是否充电充满后自动断开，并计算电动汽车实际充电时长，并与默认充电时长做对比；
4.4）如果电动汽车是未充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，则学习该次实际充电时长再延迟1小时为下一次预设充电时长；如果电动汽车是充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，是否已存在3次自动充满实际时间，如果不存在3次充满时间，学习该次预设充电时长为下一次预设充电时长，并记录该次实际充电时长，如果存在3此自动充满时间，学习当中最大时长的实际充电时间为下一次预设充电时长时间。
优选地，所述步骤4.3）中，根据判断充电功率的变化来判读是否充电充满后自动断开，如果某一时刻功率小于临界值，则认为充电充满。
优选地，所述步骤5）中，预约充电开始时间点为预约出行时间减去充电时长。
优选地，所述步骤7）中，在充满电后，云平台服务器向用户终端发送提醒消息，提醒已完成本次充电。
本发明提供一种电动汽车预约定时充电系统及方法，通过用户终端APP、云平台服务器、充电桩以及电动汽车交互，通过智能计算学习电动汽车充电时长，根据用户出行时间合理安排电动汽车避开高峰期间用电，通过对功率临界值的判读，自动断开充电，有效保护电池寿命并兼顾充电效果。
附图说明
图1为本发明的一种电动汽车预约定时充电系统的结构图。
图2为本发明的一种电动汽车预约定时充电方法的流程图。
图3为本发明云平台服务器智能学习计算预设充电时长的流程图。
图4为本发明的另一种电动汽车预约定时充电方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
参照图1，一种电动汽车预约定时充电系统，包括用户终端1、云平台服务器2和充电桩3，用户终端1上安装有用户应用APP，用户终端1通过互联网连接云平台服务器2，并向云平台服务器2发送信息或者接收云平台服务器2发送的信息，从而在云平台服务器上设定出行的时间或者委托云平台服务器进行自动预约，用户还可以通过用户终端1设定临界功率值，当连续5个采样点功率小于临界功率值时，判断充电已充满。APP还能够接收云平台服务器2发送的消息，在用户终端1提醒消息的显示。
电动汽车与充电桩3相连；充电桩采集电动汽车的充电数据及剩余电量，充电桩3通过互联网连接到云平台服务器2，从而向云平台服务器2发送功率值及充电时长并接收云平台服务器2的控制指令。充电桩3包括采集单元31、通信单元32和定时存储单元33，采集单元31采集电动汽车的用电信息和充电时长，用电信息包括但不限于电流值、电压值、功率值，采集单元31与通信单元32连接并向通信单元32发送上述数据，通信单元32接收采集单元发送的数据，并与云平台服务器2连接并进行数据交换，通信单元32与定时存储单元33连接并向定时存储单元33发送数据，定时存储单元33存储云平台服务器2发送的定时任务，定时任务包括预约开始充电时间、充电时长，定时存储单元33根据预约开始充电时间和充电时长，计算得到结束充电的时间。
云平台服务器2计算电动汽车的预约充电开始时间，根据用户设定的预约定时时间或者自动预约生成的预约定时时间生成预约定时任务，并将预约定时任务发送到电动汽车。云平台服务器2包括用于计算并比较充电时长与预约充电时长的计算单元21、用于存储信息和数据的存储单元22、用于学习预设充电时长的智能算法单元23以及用于接收和发送定时指令的指令收发单元24。云平台服务器2根据用户设定的预约充电时间或者智能算法单元计算出的预设充电时长来生成电动汽车定时充电任务，并将定时充电任务下达到电动汽车。
存储单元22存储各地峰谷电的开始和结束时间。存储单元22与计算单元21连接并进行数据交换，同时存储用户终端1发送的临界功率值和是否委托云平台服务器进行自动预约。计算单元21接收电动汽车3发送的用电信息并读取存储单元22中保存的用户设定的临界功率值进行比较，判断是否在预约时间前停止充电，并计算实际充电时长，同时将实际充电时长与预约充电时长做对比。并将比较结果发送到用于学习预设充电时长的智能算法单元23，智能算法单元23读取存储单元22中的用户设定是否委托云平台服务器进行自动预约的数据，如果是，判断是否自动断开，如果不是自动断开，放弃更新充电时长。如果电动汽车是未充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，则学习该次实际充电时长再延迟1小时为下一次预设充电时长；如果电动汽车是充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，是否已存在3次自动充满实际时间，如果不存在3次充满时间，学习该次预设充电时长为下一次预设充电时长，并记录该次实际充电时长，如果存在3此自动充满时间，学习当中最大时长的实际充电时间为下一次预设充电时长时间。通过指令收发单元24向电动汽车3发送更新后的预设充电时长并存储。
电动汽车中包含定位系统，通过网络将电动汽车的地理位置发送到云平台服务器上以及随时将电动汽车的剩余电量发送到云端服务器。
用户终端1还可以预约出行目的地，并发送到云端服务器，云端服务器根据当前电动汽车的地理位置信息和出行目的地，规划导航线路，并计算需要消耗的电量。
实施例2
本实施例提供了一种电动汽车预约定时充电方法，该电动汽车预约定时充电方法基于上述提及的电动汽车预约定时充电系统，包括如下步骤：
S201、用户通过用户终端设置出行的时间或者委托云平台服务器进行自动预约；
用户通过用户终端还可以设置电动汽车快充模式或者慢充模式以及充电充满后关闭的功率临界值，当用户充电模式和功率临界值选择默认时，则给定一个默认值；充电模式可以通过对电流大小来判断，如果充电电流大于20A则认为是快充模式，如果充电电流小于20A则认为是慢充模式；快充模式或者慢充模式下分别有一个默认的充电时长，一般可设定为快充模式默认充电时长为1小时，慢充模式默认充电时长为8小时；
S202、电动汽车定时发送用电数据至云平台服务器，并存储在云平台服务器的存储单元上；
用电数据包括但不限于电流值、电压值和功率值等；
S203、云平台服务器计算单元判断是否第一次预约使用；
S204、如果步骤S203的判断结果为是，则根据默认充电时长得到本次充电时长；如果步骤S203的判断结果为是否，则将云平台服务器智能算法单元学习计算出的预设充电时长，设为充电时长；
如果步骤S203的判断结果为是，获取电动汽车的剩余电量，当电动汽车的剩余电量大于80%时，按照默认充电时长的20%设为本次充电时长，当电动汽车的剩余电量小于80%时，按照默认充电时长的80%设为本次充电时长；
S205、云平台服务器计算单元计算预约充电开始时间，并判断预约充电开始时间点是否早于当前时间点；
预约充电开始时间点的计算方式为预约出行时间减去充电时长；
S206、如果步骤S205的判断结果为是，则立即生成充电指令，下达给电动汽车；如果步骤S205的判断结果为是否，则将谷电开始时间设为充电开始时间，并生成定时充电任务，下达到电动汽车；
读取云平台存储单元存储的各地峰谷电的开始和结束时间，根据用户所在地得到用户当地的峰谷电的开始和结束时间，如果步骤S205的判断结果为是否，则将用户当地的谷电开始时间设为充电开始时间；
S207、在到达预约充电开始时间后，电动汽车按照充电时长进行充电，充满电后，自动断开。
参照图3，图中示出了云平台服务器智能算法单元学习计算出的预设充电时长的步骤，
步骤S204中，云平台学习计算出预设充电时长步骤，包括：
4.1）默认充电时长作为本次充电时长；
4.2）判断本次充电，是否在预约时间前停止充电；
4.3）如果是，判断是否充电充满后自动断开，根据判断充电功率的变化来判读是否充电充满后自动断开，如果某一时刻功率小于临界值，则认为充电充满；并计算电动汽车实际充电时长，并与默认充电时长做对比；
4.4）如果电动汽车是未充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，则学习该次实际充电时长再延迟1小时为下一次预设充电时长；如果电动汽车是充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，是否已存在3次自动充满实际时间，如果不存在3次充满时间，学习该次预设充电时长为下一次预设充电时长，并记录该次实际充电时长，如果存在3此自动充满时间，学习当中最大时长的实际充电时间为下一次预设充电时长时间。
实施例3
本实施例提供了另一种电动汽车预约定时充电方法，该电动汽车预约定时充电方法基于上述提及的电动汽车预约定时充电系统，包括如下步骤：
S301、用户通过用户终端设置出行的时间、出行的目的地以及是否委托云平台服务器进行自动预约，并将上述信息发送到云端服务器；
S302、云端服务器接收用户终端发送的上述信息，规划出行路线；
云端服务器存储着充电桩的分布地点，并且根据地图线路信息获取每个充电桩之间的距离，根据充电桩之间的距离，计算每段线路消耗的用电量；云端服务器根据定位系统，获取电动汽车当前位置，并根据出行的目的地获取每条可能的行进路线；如果电动汽车满充状态下，无法达到目的地时，重新进行线路规划，根据满充状态下80%的电量，计算电动汽车的行驶范围，得到目的地最近的充电桩，得到行进路线；
S303、根据出行路线，计算电动汽车的用电量；
云端服务器按照最远距离的线路计算用电量，并且额外增加10%的用电量容量，得到最终的用电量；
如果电动汽车满充状态下，无法达到目的地时，电动汽车行进路线中需要多次充电，计算每段充电路线的充电量，得到每个充电桩的充电时长；
S304、根据当前电动汽车的剩余电量，计算电动汽车的充电量；
根据得到的总用电量减去电动汽车的剩余电量，获得需要的充电量；如果电动汽车行进路线中需要多次充电，在每一次到达充电桩时，根据行进线路计算得到的所需用电量，减去当前电动汽车的剩余电量，获得需要的充电量；
S305、云平台服务器计算单元计算预约充电开始时间，并判断预约充电开始时间点是否早于当前时间点；
SS06、如果步骤S305的判断结果为是，则立即生成充电指令，下达给电动汽车；如果步骤S305的判断结果为是否，则将谷电开始时间设为充电开始时间，并生成定时充电任务，下达到电动汽车；
S307、在到达预约充电开始时间后，电动汽车按照充电时长进行充电，充满电后，自动断开。
上述实施例用于对本发明作进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

Claims (10)

1.一种电动汽车预约定时充电系统，其特征在于：所述电动汽车预约定时充电系统包括用户终端、云平台服务器和充电桩，所述充电桩与电动汽车相连并为其充电，所述充电桩采集电动汽车的充电数据及剩余电量，通过互联网连接到云平台服务器，从而向云平台服务器发送功率值及充电时长并接收云平台服务器的控制指令；用户终端通过互联网连接云平台服务器，并向云平台服务器发送信息或者接收云平台服务器发送的信息，从而在云平台服务器上设定出行的时间、预约充电开始时间或者委托云平台服务器进行自动预约；云平台服务器根据用户设定的预约定时时间或者自动预约生成的预约定时时间生成预约定时任务，并将预约定时任务发送到用户的电动汽车。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车预约定时充电系统，其特征在于：所述用户终端上安装有用于出行的时间或者委托云平台服务器进行自动预约的用户应用，用户应用可以设置电动汽车快充模式或者慢充模式以及充电充满后关闭的功率临界值。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车预约定时充电系统，其特征在于：所述充电桩包括采集单元、通信单元和定时存储单元，所述采集单元与通信单元连接并向所述通信单元发送数据，所述通信单元与云平台服务器连接并进行数据交换，所述通信单元与定时存储单元连接并向所述定时存储单元发送数据，所述定时存储单元存储云平台服务器发送的定时任务和定时时长。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车预约定时充电系统，其特征在于：所述云平台服务器包括用于计算并比较充电时长与预约充电时长的计算单元、用于存储信息和数据的存储单元、用于学习预设充电时长的智能算法单元以及用于接收和发送定时指令的指令收发单元；云平台服务器根据用户设定的预约充电时间或者智能算法单元计算出的预设充电时长来生成电动汽车定时充电任务，并将定时充电任务下达到电动汽车。
5.一种电动汽车预约定时充电方法，其特征在于：所述电动汽车预约定时充电方法基于权利要求1-4中任意一项所述的电动汽车预约定时充电系统，并包括以下步骤：
1）用户通过用户终端设置出行的时间或者委托云平台服务器进行自动预约；
2）充电桩定时采集电动汽车的充电数据及剩余电量，并将数据发送至云平台服务器；
3）云平台服务器判断是否第一次预约使用；
4）如果步骤3）的判断结果为是，则根据默认充电时长得到本次充电时长；如果步骤3）的判断结果为是否，则将云平台智能算法单元学习计算出的预设充电时长，设为充电时长；
5）云平台服务器计算预约充电开始时间，并判断预约充电开始时间点是否早于当前时间点；
6）如果步骤5）的判断结果为是，则立即生成充电指令，下达给充电桩；如果步骤5）的判断结果为是否，则将谷电开始时间设为充电开始时间，并生成定时充电任务，下达到电动汽车；
7）在到达预约充电开始时间后，充电桩按照充电时长开启充电，充满电后，自动断开。
6.如权利要求5所述的一种电动汽车预约定时充电方法，其特征在于：所述步骤1）中，用户通过用户终端还可以设置电动汽车快充模式或者慢充模式以及设置充电充满后关闭的功率临界值。
7.如权利要求5所述的一种电动汽车预约定时充电方法，其特征在于：所述步骤4）中，默认充电时长是一个预设的固定充电时长，在电动汽车快充和慢充模式下，分别有一个默认充电时长。
8.如权利要求5所述的一种电动汽车预约定时充电方法，其特征在于：所述步骤4）中，云平台学习计算出预设充电时长步骤，包括：
4.1）默认充电时长作为本次充电时长；
4.2）判断本次充电，是否在预约时间前停止充电；
4.3）如果是，判断是否充电充满后自动断开，并计算电动汽车实际充电时长，并与默认充电时长做对比；
4.4）如果电动汽车是未充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，则学习该次实际充电时长再延迟1小时为下一次预设充电时长；如果电动汽车是充满后自动断开且实际充电时长小于预设充电时长，是否已存在3次自动充满实际时间，如果不存在3次充满时间，学习该次预设充电时长为下一次预设充电时长，并记录该次实际充电时长，如果存在3此自动充满时间，学习当中最大时长的实际充电时间为下一次预设充电时长时间。
9.如权利要求8所述的一种电动汽车预约定时充电方法，其特征在于：所述步骤4.3）中，根据判断充电功率的变化来判读是否充电充满后自动断开，如果某一时刻功率小于临界值，则认为充电充满。
10.如权利要求5所述的一种电动汽车预约定时充电方法，其特征在于：所述步骤5）中，预约充电开始时间点为预约出行时间减去充电时长。
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