CN108859795B

CN108859795B - 一种无轨电车充电功率分配方法

Info

Publication number: CN108859795B
Application number: CN201710323146.3A
Authority: CN
Inventors: 王亚松; 李振山; 赵亚涛; 徐阳; 赵清
Original assignee: Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Current assignee: Yutong Bus Co Ltd
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: CN108859795A

Abstract

本发明涉及一种无轨电车充电功率分配方法，对于某一个充电网段，实时检测处于该充电网段的无轨电车数量，并获取各无轨电车的所需充电功率，然后计算得到分配给每个无轨电车的实际充电功率。该方法根据每个无轨电车所需充电功率在总的所需充电功率的比例来计算实际分配得到的功率，所需充电功率越大，实际分配得到的充电功率也就越大，满足各无轨电车充电的需求。并且，如果该充电网段上的无轨电车的数量发生了变化，那么，利用该分配方法重新获取该网段的无轨电车的数量，以及各无轨电车的所需充电功率，然后根据分配策略进行功率分配，保证各无轨电车的充电功率满足需求，保证供电系统稳定，以及无轨电车正常运营。

Description

一种无轨电车充电功率分配方法

技术领域

本发明涉及一种无轨电车充电功率分配方法。

背景技术

无轨电车通过连接线网实现能量供给，并且，无轨电车沿着线网前进，线网提供无轨电车的运行路线。并且，线网由多个充电网段依次构成，每个充电网段的供电功率的最大容量，即最大供电功率可能会不同。无轨电车运营过程中，每一充电网段内的所有电车的充电功率不能超过该充电线网供电功率的最大容量，否则就会引起供电系统跳闸，造成车辆抛锚。所以车辆在挂网行驶过程中，如何实现对同一网段所有车辆的充电功率智能合理分配，是保证供电系统稳定，无轨电车正常运营的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种无轨电车充电功率分配方法。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种无轨电车充电功率分配方法，对于某一个充电网段，实时检测处于该充电网段的无轨电车数量，并获取各无轨电车的所需充电功率；根据每个无轨电车的所需充电功率的权值，以及所述充电网段的一个功率阈值计算得到分配给每个无轨电车的实际充电功率。

所述功率阈值为对应充电网段的供电功率的最大值。

第i个无轨电车的所需充电功率的权值a_i的计算公式为：

其中，W_i为第i个无轨电车的所需充电功率，1≤i≤m。

分配给第i个无轨电车的实际充电功率W_i实的计算公式为：

其中，W为所述功率阈值。

根据无轨电车中动力电池的SOC来确定该无轨电车的所需充电功率。

处于该充电网段的无轨电车数量的检测方式为：在该充电网段的首末两端设置定位模块，在无轨电车上布置无轨电车定位装置，所述定位装置包括信息采集模块，通过信息采集模块采集定位模块的信息的方式来确定该无轨电车是否处于该充电网段上，进而确定该充电网段上的无轨电车的数量。

所述标记模块为RFID标签，所述信息采集模块为RFID阅读器。

若某一个无轨电车的所需充电功率小于计算得到的实际充电功率，那么，控制以所述所需充电功率为该无轨电车供电。

实时检测各无轨电车上的动力电池的SOC，如果到达设定阈值，则停止为对应的无轨电车充电。

所述设定阈值为90％。

本发明提供的无轨电车充电功率分配方法中，实时获取处于某一充电网段的无轨电车的数量，以及各无轨电车的所需充电功率；根据各无轨电车的充电功率的权值以及该充电网段的一个设定功率阈值来计算分配给各无轨电车的实际充电功率。所以，该方法根据每个无轨电车所需充电功率在总的所需充电功率的比例来计算实际分配得到的功率，所需充电功率越大，实际分配得到的充电功率也就越大，满足各无轨电车充电的需求。并且，如果该充电网段上的无轨电车的数量发生了变化，比如：某一时刻又有若干个无轨电车进入了该网段，和/或有若干个无轨电车离开了该网段，那么，利用该分配方法重新获取该网段的无轨电车的数量，以及各无轨电车的所需充电功率，然后根据分配策略进行功率分配，所以，该方法能够根据充电网段上的无轨电车的数量变化实时调整各无轨电车的充电功率，实现对同一网段所有车辆的充电功率智能合理分配，保证各无轨电车的充电功率满足需求，保证供电系统稳定以及无轨电车正常运营。

附图说明

图1是无轨电车定位系统结构示意图；

图2是无轨电车定位系统的一种实施方式的原理示意图；

图3是智能车载终端与远程管理平台的信息交互示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供一种无轨电车充电功率分配方法，为了便于说明，以下提供一种无轨电车定位系统来实施该功率分配方法。

该定位系统主要包括两部分，分别是标记模块和无轨电车定位装置。其中，无轨电车定位装置设置在无轨电车上，如图1所示，无轨电车定位装置包括信息采集模块和数据处理模块，数据处理模块采样连接信息采集模块，数据处理模块可以是常规的处理芯片。信息采集模块用于采集标记模块的信息，以识别出标记模块的相关信息。

标记模块上记载有特定的信息，信息采集模块通过识别某一标记模块能够获取到其中的特性信息。因此，可以理解为每个标记模块上的信息具有唯一性，这样才能够识别出各标记模块。无轨电车沿着线网运行，标记模块设置在线网上的相关位置处，比如：对于某一个充电网段来说，在该充电网段的首末两端各设置有标记模块，每端均可以只设置一个，当然，为了保证可靠采集，每端还可以设置有至少两个标记模块，冗余设置。也就是说，在任意两个相邻的充电网段的连接点上设置标记模块。当无轨电车前进至该充电网段的首端时，信息采集模块采集到设置在首端的标记模块的信息，数据处理模块对信息进行处理，得到：无轨电车开始进入该充电网段；无轨电车继续前进，当前进至该充电网段的末端时，信息采集模块采集到设置在末端的标记模块的信息，数据处理模块对信息进行处理，得到：无轨电车离开该充电网段。所以，该定位系统能够实现无轨电车的准确定位，准确检测其是否位于某一个充电网段上。

标记模块上的特定信息可以是特定的图像信息，比如：目前广泛使用的二维码，不同的二维码具有不同的信息，那么，信息采集模块就是能够扫描和识别二维码的扫描装置；标记模块还可以是图片，不同的标记模块为不同的图片，那么，信息采集模块就可以是摄像装置。当然，不论标记模块和信息采集模块具体是什么设备，在对两者进行布置时，无轨电车上的信息采集模块在通过标记模块时，两者的距离以信息采集模块能够可靠扫描到标记模块为准。

本实施例中，标记模块以RFID标签为例，信息采集模块以RFID阅读器为例，RFID标签与RFID阅读器通过其特有的通信方式进行通信。如图2所示，数据处理模块以智能车载终端为例。智能车载终端和RFID阅读器之间通过串口RFID连接线连接，由于车上存在BMS等功率控制单元，功率控制单元通过CAN总线与智能车载终端相连。

RFID标签粘贴在道路旁边的电线杆或者水泥立柱上，具体布置方式为：在进入每个充电线网之后间隔100米左右的距离布置3个RFID电子标签作为驶入缓冲区；在离开每个线网之前间隔100米左右的距离布置3个RFID电子标签作为驶离缓冲区。

无轨电车驶入某一充电线网(编号为N)的驶入缓冲区或者驶离缓冲区时，车上安装的RFID阅读器会采集到驶入缓冲区或者驶离缓冲区的RFID电子标签信息，并把该信息通过串口RFID连接线发送给智能车载终端。智能车载终端连接有无线通信模块，通过4G网络将定位信息上报到远程管理平台。智能车载终端还可以将对应无轨电车的动力电池的电量信息，即SOC，上传到远程管理平台，并且，各动力电池的BMS还可以计算对应的动力电池的所需充电功率，由于充电功率与电池的SOC有对应关系，那么可以根据动力电池的SOC，也就是剩余电量，来计算对应的所需充电功率，当然，也可以人为定义各无轨电车的所需充电功率，这部分属于常规技术，这里就不再详述。另外，各BMS可以先进行以下判断：如果对应的动力电池的SOC达到一个设定阈值时，比如90％，表示动力电池的电量充足，无需再为其进行充电，则将该动力电池的所需充电功率自动设置为0，不再参与后续的充电功率分配，并通过智能车载终端上报到远程管理平台。

所以，远程管理平台能够实时获知该充电线网上的无轨电车的数量，以及各无轨电车需要请求的充电功率，即所需充电功率。

然后，远程管理平台根据各无轨电车的所需充电功率计算每个无轨电车的充电功率的权值，假定该充电线网上有m台无轨电车，那么：

第i个无轨电车的充电功率的权值a_i的计算公式为：

其中，W_i为第i个无轨电车的所需充电功率，1≤i≤m。由于无需充电的无轨电车在开始时已被排除，那么，参与权值计算的各无轨电车的所需充电功率均非0。

远程管理平台中存储有该充电网段的一个功率阈值，本实施例以该充电网段的供电功率的最大值W为例，根据最大值W计算得到分配给每个无轨电车的实际充电功率，那么，

分配给第i个无轨电车的实际充电功率W_i实的计算公式为：

如图3所示，远程管理平台把分配好的充电功率通过4G网络对应下发至每个无轨电车的智能车载终端，智能车载终端再通过车上的CAN总线把实际充电功率输出到所在车辆的功率控制设备VCU上，VCU根据得到的实际充电功率对无轨电车进行控制，实现各无轨电车的功率分配。

而且，在实际情况中，充电网段中的无轨电车的数量可能时刻在变化，比如：又有若干个无轨电车驶入到该充电网段，导致该充电网段内的无轨电车的数量增加，或者有若干个无轨电车驶出该充电网段，导致该充电网段内的无轨电车的数量减少，或者同时有若干个无轨电车驶入到该充电网段，以及有不同个数的无轨电车驶出该充电网段，造成该充电网段内的无轨电车的数量发生变化。所以，在功率分配时，根据采样周期实时检测该充电网段中的无轨电车的数量，当发生变化时，就需要调整各无轨电车的实际充电功率，具体为：不管数量如何变化，只要是在该充电网段上，各无轨电车需要将对应的所需充电功率上传给远程管理平台，远程管理平台按照上述分配方法的步骤计算得到各无轨电车的实际充电功率。另外，由于数量可能发生变化，不同的无轨电车可能具有不同的所需充电功率，那么，当数量发生变化时最终计算得到的各实际充电功率可能会发生变化，即便是一直处于该充电网段的无轨电车，也会因为其他无轨电车发生变化而导致实际充电功率发生变化。因此，不管充电网段上的无轨电车的数量如何变化，均能够通过该分配方法实时调整各无轨电车的实际充电功率，完成车辆充电功率的动态调整，实现对同一网段所有车辆的充电功率智能合理分配，满足供电需求。

另外，由于所需充电功率是根据动力电池的剩余电量确定的，因此，不管什么情况，对于某一个无轨电车，尽量控制实际的充电功率小于或者等于所需充电功率，如果所需充电功率小于计算得到的实际充电功率，那么，为了保证充电安全，可以控制以所需充电功率为无轨电车供电。

而且，在功率分配过程中，各无轨电车上的动力电池的SOC会逐渐上升，BMS实时检测对应动力电池的SOC，如果到达设定阈值，比如90％，则控制停止为对应的无轨电车充电。然后，由于该网段中需要充电的无轨电车的数量发生变化，可以按照功率分配方法重新调整各无轨电车的实际充电功率。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于无轨电车充电功率分配方法，并不局限于实施该方法的硬件结构，除了采用上述实施例给出的定位方式之外，还可以利用常规的定位方式实现定位，比如GPS定位模块来确定无轨电车是否处于某一充电网段上。在该功率分配方法的基础上，任何硬件结构和系统均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，对于某一个充电网段，实时检测处于该充电网段的无轨电车数量，并获取各无轨电车的所需充电功率；根据每个无轨电车的所需充电功率的权值，以及所述充电网段的一个功率阈值计算得到分配给每个无轨电车的实际充电功率；

第i个无轨电车的所需充电功率的权值a_i的计算公式为：

其中，W_i为第i个无轨电车的所需充电功率，1≤i≤m，m为处于充电网段的无轨电车数量；

分配给第i个无轨电车的实际充电功率W_i实的计算公式为：

其中，W为所述功率阈值。

2.根据权利要求1所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，所述功率阈值为对应充电网段的供电功率的最大值。

3.根据权利要求1所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，根据无轨电车中动力电池的SOC来确定该无轨电车的所需充电功率。

4.根据权利要求1所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，处于该充电网段的无轨电车数量的检测方式为：在该充电网段的首末两端设置标记模块，在无轨电车上布置无轨电车定位装置，所述定位装置包括信息采集模块，通过信息采集模块采集标记模块的信息的方式来确定该无轨电车是否处于该充电网段上，进而确定该充电网段上的无轨电车的数量。

5.根据权利要求4所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，所述标记模块为RFID标签，所述信息采集模块为RFID阅读器。

6.根据权利要求1所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，若某一个无轨电车的所需充电功率小于计算得到的实际充电功率，那么，控制以所述所需充电功率为该无轨电车供电。

7.根据权利要求1所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，实时检测各无轨电车上的动力电池的SOC，如果到达设定阈值，则停止为对应的无轨电车充电。

8.根据权利要求7所述的无轨电车充电功率分配方法，其特征在于，所述设定阈值为90％。