CN109624737A - 一种电动汽车移动充电装置及控制方法、计算机程序 - Google Patents

Abstract

本发明属于充电装置技术领域，公开了一种电动汽车移动充电装置及控制方法、计算机程序，装置设置有：箱体，所述把手键焊接在箱体上方，开关和控制面板安装在箱体的斜表面处，显示屏键接在斜表面中间部位，充电卡接口设置在箱体下方，充电连接头卡接在充电卡接口处，万向轮通过支杆焊接在箱体底部四角处，放电卡接口设置在显示屏右侧，放电连接头卡接在放电卡接口处，单片机、时间控制器、蓄电池安装在箱体内部。该发明使用简单，功能齐全，解决了电动汽车传统固定的充电方式，使得电动汽车能随时随地的进行充电，提高了传统电动汽车的续航能力，为外出游玩和外出的工作人员提供了方便，具有很好的市场推广价值。

Description

一种电动汽车移动充电装置及控制方法、计算机程序

技术领域

本发明属于充电装置技术领域，尤其涉及一种电动汽车移动充电装置及控制方法、计算机程序。

背景技术

目前，随着科学技术的高速发展，新型的电动汽车是将电力作为主要的能源驱动汽车，电源是一种清洁且可持续发展的能源，因此，电动汽车受到越来越多人的欢迎，降低了燃油汽车排出尾气对环境的影响，同时也符合可持续发展的要求。现存的电动汽车面临着充电的难题，在各大城市中，都有电动汽车固定的充电点，在电动汽车需要进行充电时，都需要将电动汽车开到固定的充电点，且需要进行排队等候，如果在外行走过程中，电动汽车没电了，附近没有固定的充电点，将会对行程造成影响。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现存的电动汽车面临着充电的难题，在各大城市中，都有电动汽车固定的充电点，在电动汽车需要进行充电时，都需要将电动汽车开到固定的充电点，且需要进行排队等候，较为浪费时间；

如果在外行走过程中，电动汽车没电了，附近没有固定的充电点，将会对行程造成影响，蓄电池在充电过程中需要靠经验来判断充放电的过程，无法便捷的控制时间，无法满足方便的需要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电动汽车移动充电装置及控制方法、计算机程序。

本发明是这样实现的，一种电动汽车移动充电装置的控制方法，所述电动汽车移动充电装置的控制方法包括：

单片机和时间控制器对冲充电的输出功率和充电时间进行控制和调节，蓄电池的充电容量情况在显示屏上显示；

单片机对冲充电的输出功率进行控制中，将输入信号序列的信号样点x(n)减去M个采样间隔之前的信号样点x(n-M)，得到差值信号d(n)，即：

d(n)＝x(n)-x(n-M)；

其中，M是DFT变换点数，n信号样点的时域索引；

然后进行修正后的UVT变换：

其中，k为DFT变换的频域索引值，W_M为复旋转因子并且W_M＝e^j2π/M；

将信号样点x(n)乘以调制序列将频点k的DFT变换移到k＝0处，根据n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)计算n时刻的DFT变换输出：

其中，m为调制序列的索引值，每个采样时刻增加1，初始值为0，增加到M-1时，下一采样时刻恢复到初始值0，作为迭代的n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)，其初始值采用传统DFT变换方法得到；

通过相位修正得到n时刻频点k的DFT变换结果即信号第k个频点的频谱信息：

时间控制器对冲充电时间进行控制中，对于一个含多个互联充电桩的配电网，满足N–1准则的最大供电能力模型如下：

Max TSC＝∑R_iT_i (1)

式(1)目标函数为系统最大供电能力，等于所有充电桩主变负载之和，R_i为主变i的额定容量；T_i为主变i的负载率；

式(2)-(7)为TSC模型的约束条件，约束条件是以主变i为中心的主变联络单元的N–1准则约束，称为第i组约束条件，包括两类约束，一是基尔霍夫等式约束，二是设备热稳定容量不等式约束；

式(2)为负荷转带的等式约束，表示主变i故障时，事故前主变i正常所带负荷由站内其余主变和其他站联络主变共同转带，Tr_i,j为主变i故障时向主变j转移负荷的大小，分别表示与主变i站内联络主变集合和站外联络主变集合；

式(3)为站内负荷转带约束，表示站内主变j接受故障主变i的转移负荷后所供负荷不超过额定容量的k倍，R_j为主变j的额定容量；T_j为主变j的负载率；k为主变短时允许过载系数，取1.0或1.3；

式(4)为站间负荷转带约束，表示站外联络主变j接受故障主变i的转移负荷后不过负荷，k取1.0；

式(5)为联络容量约束，表示转移负荷不超过联络通路的极限容量，RL_i,j为主变i与主变j间联络的极限容量；

式(6)为主变负载率约束，表示主变负载率需要介于负载率上下限之间，取0～0.95，增加约束指定某些已知负载率区间的主变；

式(7)为区域负载约束，含义是某个局部区域内的主变负载之和大于给定负载LD，Z为该区域所有主变集合，这种区域即是重载区，大部分负荷无法转移到该区域以外电网；

充电桩供电能力计算方法：SSC是指一定供电区域内配电网充电桩容量配置及站内联络提供的供电能力，数值等于断开所有站间联络后的TSC值；

网络转移能力计算方法：NTC指一定供电区域内配电网通过增加站间联络而新获得的供电能力，NTC＝TSC-SSC；

联络有效度计算方法：L_i,j表示第i台主变与第j台主变间的联络，定义单条联络的有效度E(i,j)；定义一组联络的有效度为E{(i₁,j₁),(i₂,j₂),...,(i_n,j_n)}，E(i,j)和E{(i₁,j₁),(i₂,j₂),...,(i_n,j_n)}分别为减少某一个联络L_i,j或联络集合L_i1,j1、L_i2,j2、L_i3,j3、…、L_in,jn前后NTC的变化量；

E＝NTC'-NTC,E＝E(i,j)或E{(i₁,j₁),...,(i_n,j_n)}；

E(i,j)＝0，即减少L_i,j后，系统NTC不变，则称L_i,j对供电能力无效；E(i,j)>0，即减少L_i,j使系统NTC降低，则称L_i,j对供电能力有效；E(i,j)越大，该联络对整个配电网供电能力的有效度越高，贡献越大；获得时间控制器对冲充电时间的数据信息。

进一步，所述的调制序列采用一个复数振荡器来实现，形式为：

调制序列是以M为周期的，每M个样点就自动从开始；

所述的变换表示为：

其中，

L点信号序列d(n)被分成两个长度为L/2的子序列，分别对应d(n)中奇数索引和偶数索引的子序列，根据抽取得到的这两个子序列的DFT变换直接合成得到。

进一步，蓄电池充电与放电中，投入使用前，进行初充电、均衡充电和浮充充电，电方式多为定电流、定电压二段充电方式分析蓄电池充电时端电压和电流与充电时间的关系，拟合其曲线，蓄电池充电功率的模型为：

式中：n为蓄电池组的个数；a_k为蓄电池充电电流系数，b_k为蓄电池充电电压系数，a_k系数和b_k系数统称充电系数，不同厂家不同型号的蓄电池，充电系数也不同；

在直流系统中，衡量蓄电池工作情况下剩余容量的重要指标之一是蓄电池的荷电状态SOC，SOC是指当前运行情况下蓄电池的剩余容量与其完全充电后的容量比值，显然其值为1时.蓄电池为满充状态；计算公式为：

式中：A为铅酸蓄电池有电活性的面积；t为放电时间；Q_max为蓄电池的最大容量；i_o为蓄电池的额定放电电流；c为铅酸蓄电池有电活性的物质密度，c_ref为铅酸蓄电池最初的有电化学的物质密度；F为法拉第常数；R为蓄电池的内电阻；T为温度；η、γ、α_α和α_c为铅酸蓄电池参数，根据测试得到；

蓄电池的放电时端电压随时间的变化曲线，通过数学模型拟合放电模型，表达式为：

式中，n仍为蓄电池组个体数；C₁₀为蓄电池10h放电率放电容量，I₁₀为10h放电电流，它们之间的转换关系为：I₁₀＝0.1C₁₀；c_k和d_k为蓄电池的放电系数，t为蓄电池放电时间；I_xi为蓄电池放电电流，蓄电池放电功率城的表达式为：

W_d＝U_dI_xi。

进一步，单片机对冲充电的输出功率控制中，单片机的接收与处理分离的数据处理方法包括：

数据发送节点与数据处理节点之间建立数据传输通道、数据处理节点接收数据、分析数据、归并数据、数据处理结果输出；处理海量数据的模型为排队模型，令N(t)表示时间(0，t)内到达的数据量，则：

(1)N(0)＝0即在0s内没有数据到达；

(2){N(t) t 0}具有无记忆性，在不相交的时间区间内到达的数据相互独立，即任取n个时刻0<t1<t2<……<tn，随机变量N(t1)-N(0)，N(t2)-N(t1)，……，N(tn)-N(tn-1)是相互独立的；

(3){N(t) t 0}具有平稳增量，在(t，t+△t)内到达的数据量只与时间间隔△t有关，而与时间t无关；数据处理节点接收的数据流服从泊松分布，因为数据处理的时间也具有无记忆性，所以满足负指数分布，同时，数据在数据处理应用模型中，被DDThread 1线程按照FIFO方式进行派遣。

进一步，时间控制器对冲充电的时间进行控制和调节中，时间控制器的输出方法为：

采用传递函数：

其中，ω₀为滤波器的中心频率，对于不同的ω₀，k使k/ω₀保持不变；

在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：

G(r,θ)＝G(r,r)r·G(θ,θ)；

式中，G_r(r)为控制滤波器带宽的径向分量，G_θ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；

r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f₀为中心频率，θ₀为滤波器方向，σ_f用于确定带宽；

Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσ_f|，σ_θ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σ_θ。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述电动汽车移动充电装置的控制方法的计算机程序。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述电动汽车移动充电装置的控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的电动汽车移动充电装置的控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种电动汽车移动充电装置设置有：箱体，

把手键焊接在箱体上方，开关和控制面板安装在箱体的斜表面处；显示屏键接在斜表面中间部位；充电卡接口设置在箱体下方；充电连接头卡接在充电卡接口处；万向轮通过支杆焊接在箱体底部四角处；放电卡接口设置在显示屏右侧；放电连接头卡接在放电卡接口处，单片机、时间控制器、蓄电池安装在箱体内部；

蓄电池通过导线连接充电连接头、放电连接头、单片机、时间控制器；

控制面板上安装有急停按钮、电压输出功率旋钮、定时旋钮；

显示屏、控制面板均连接单片机和时间控制器

本发明的另一目的在于提供一种安装所述电动汽车移动充电装置电动汽车移动充电场。

本发明的优点及积极效果为：

该发明使用简单，功能齐全，解决了电动汽车传统固定的充电方式，使得电动汽车能随时随地的进行充电，提高了传统电动汽车的续航能力，为外出游玩和外出的工作人员提供了方便，具有很好的市场推广价值，蓄电池量化了蓄电池的充放电过程，规避了传统靠经验判断蓄电池充放电状态的弊端，通过时间控制器可以便捷的控制时间以满足各种时间需求。

本发明单片机和时间控制器对冲充电的输出功率和充电时间进行控制和调节，蓄电池的充电容量情况在显示屏上显示；

单片机对冲充电的输出功率进行控制中，将输入信号序列的信号样点x(n)减去M个采样间隔之前的信号样点x(n-M)，得到差值信号d(n)，即：

d(n)＝x(n)-x(n-M)；

其中，M是DFT变换点数，n信号样点的时域索引；

然后进行修正后的UVT变换：

其中，k为DFT变换的频域索引值，W_M为复旋转因子并且W_M＝e^j2π/M；

将信号样点x(n)乘以调制序列将频点k的DFT变换移到k＝0处，根据n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)计算n时刻的DFT变换输出：

本发明时间控制器对冲充电时间进行控制中，对于一个含多个互联充电桩的配电网，满足N–1准则的最大供电能力模型如下：

Max TSC＝∑R_iT_i (1)

式(1)目标函数为系统最大供电能力，等于所有充电桩主变负载之和，R_i为主变i的额定容量；T_i为主变i的负载率；

上述的控制方法，保证充电装置快速充电和电量的控制，保证可设备的安全，同时保证了对外供电的有效性和使用便捷性。

时间控制器对冲充电的时间进行控制和调节中，时间控制器的输出方法为：

采用传递函数：

其中，ω₀为滤波器的中心频率，对于不同的ω₀，k使k/ω₀保持不变。保证了数据传输速度的快捷性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动汽车移动充电装置示意图。

图2是本发明实施例提供的电动汽车移动充电装置内部示意图。

图中：1、把手；2、箱体；3、开关；4、控制面板；5、显示屏；6、充电卡接口；7、充电连接头；8、万向轮；9、放电卡接口；10、放电连接头；11、单片机；12、时间控制器；13、蓄电池。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的电动汽车移动充电装置，包括：把手1、箱体2、开关3、控制面板4、显示屏5、充电卡接口6、充电连接头7、万向轮8、放电卡接口9、放电连接头10、单片机11、时间控制器12、蓄电池13。

所述把手1键焊接在箱体2上方，开关3和控制面板4安装在箱体2的斜表面处，显示屏5键接在斜表面中间部位，充电卡接口6设置在箱体2下方，充电连接头7卡接在充电卡接口6处，万向轮8通过支杆焊接在箱体2底部四角处，放电卡接口9设置在显示屏5右侧，放电连接头10卡接在放电卡接口9处，单片机11、时间控制器12、蓄电池13安装在箱体2内部。

蓄电池13通过导线连接充电连接头7、放电连接头10、单片机11、时间控制器12。控制面板4上设置急停按钮、电压输出功率旋钮、定时旋钮。显示屏5，控制面板4连接单片机11和时间控制器12。

本发明的工作原理：安装好装置，使用万向轮8可以将装置推到需要充电的地方，将充电连接头7从充电卡接口6处拿下，充电连接口7通过导线连接电源，充电的情况可以通过显示屏5上显示出来，在对电动汽车进行充电前，首先将放电连接头10从放电卡接口9拿下，后将放电连接头10与电地汽车进行连接充电，打开开关3，对电动汽车充电的情况可以通过显示屏5上显示出来，单片机(AT90)11和时间控制器(RE17RBMU)12可以对冲充电的输出功率和充电时间进行控制和调节，通过电压输出功率旋钮和定时旋钮进行设定，蓄电池13的容量情况会在显示屏5上显示出来。

该发明使用简单，功能齐全，解决了电动汽车传统固定的充电方式，使得电动汽车能随时随地的进行充电，提高了传统电动汽车的续航能力，为外出游玩和外出的工作人员提供了方便，具有很好的市场推广价值。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的电动汽车移动充电装置的控制方法，包括：

单片机和时间控制器对冲充电的输出功率和充电时间进行控制和调节，蓄电池的充电容量情况在显示屏上显示；

单片机对冲充电的输出功率进行控制中，将输入信号序列的信号样点x(n)减去M个采样间隔之前的信号样点x(n-M)，得到差值信号d(n)，即：

d(n)＝x(n)-x(n-M)；

其中，M是DFT变换点数，n信号样点的时域索引；

然后进行修正后的UVT变换：

其中，k为DFT变换的频域索引值，W_M为复旋转因子并且W_M＝e^j2π/M；

将信号样点x(n)乘以调制序列将频点k的DFT变换移到k＝0处，根据n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)计算n时刻的DFT变换输出：

其中，m为调制序列的索引值，每个采样时刻增加1，初始值为0，增加到M-1时，下一采样时刻恢复到初始值0，作为迭代的n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)，其初始值采用传统DFT变换方法得到；

通过相位修正得到n时刻频点k的DFT变换结果即信号第k个频点的频谱信息：

时间控制器对冲充电时间进行控制中，对于一个含多个互联充电桩的配电网，满足N–1准则的最大供电能力模型如下：

Max TSC＝∑R_iT_i (1)

式(1)目标函数为系统最大供电能力，等于所有充电桩主变负载之和，R_i为主变i的额定容量；T_i为主变i的负载率；

式(2)-(7)为TSC模型的约束条件，约束条件是以主变i为中心的主变联络单元的N–1准则约束，称为第i组约束条件，包括两类约束，一是基尔霍夫等式约束，二是设备热稳定容量不等式约束；

式(2)为负荷转带的等式约束，表示主变i故障时，事故前主变i正常所带负荷由站内其余主变和其他站联络主变共同转带，Tr_i,j为主变i故障时向主变j转移负荷的大小，分别表示与主变i站内联络主变集合和站外联络主变集合；

式(3)为站内负荷转带约束，表示站内主变j接受故障主变i的转移负荷后所供负荷不超过额定容量的k倍，R_j为主变j的额定容量；T_j为主变j的负载率；k为主变短时允许过载系数，取1.0或1.3；

式(4)为站间负荷转带约束，表示站外联络主变j接受故障主变i的转移负荷后不过负荷，k取1.0；

式(5)为联络容量约束，表示转移负荷不超过联络通路的极限容量，RL_i,j为主变i与主变j间联络的极限容量；

式(6)为主变负载率约束，表示主变负载率需要介于负载率上下限之间，取0～0.95，增加约束指定某些已知负载率区间的主变；

式(7)为区域负载约束，含义是某个局部区域内的主变负载之和大于给定负载LD，Z为该区域所有主变集合，这种区域即是重载区，大部分负荷无法转移到该区域以外电网；

充电桩供电能力计算方法：SSC是指一定供电区域内配电网充电桩容量配置及站内联络提供的供电能力，数值等于断开所有站间联络后的TSC值；

网络转移能力计算方法：NTC指一定供电区域内配电网通过增加站间联络而新获得的供电能力，NTC＝TSC-SSC；

联络有效度计算方法：L_i,j表示第i台主变与第j台主变间的联络，定义单条联络的有效度E(i,j)；定义一组联络的有效度为E{(i₁,j₁),(i₂,j₂),...,(i_n,j_n)}，E(i,j)和E{(i₁,j₁),(i₂,j₂),...,(i_n,j_n)}分别为减少某一个联络L_i,j或联络集合L_i1,j1、L_i2,j2、L_i3,j3、…、L_in,jn前后NTC的变化量；

E＝NTC'-NTC,E＝E(i,j)或E{(i₁,j₁),...,(i_n,j_n)}；

E(i,j)＝0，即减少L_i,j后，系统NTC不变，则称L_i,j对供电能力无效；E(i,j)>0，即减少L_i,j使系统NTC降低，则称L_i,j对供电能力有效；E(i,j)越大，该联络对整个配电网供电能力的有效度越高，贡献越大；获得时间控制器对冲充电时间的数据信息。

本发明实施例提供的优选实施例，所述的调制序列采用一个复数振荡器来实现，形式为：

调制序列是以M为周期的，每M个样点就自动从开始；

所述的变换表示为：

其中，

L点信号序列d(n)被分成两个长度为L/2的子序列，分别对应d(n)中奇数索引和偶数索引的子序列，根据抽取得到的这两个子序列的DFT变换直接合成得到。

本发明实施例提供的优选实施例，蓄电池充电与放电中，投入使用前，进行初充电、均衡充电和浮充充电，电方式多为定电流、定电压二段充电方式分析蓄电池充电时端电压和电流与充电时间的关系，拟合其曲线，蓄电池充电功率的模型为：

式中：n为蓄电池组的个数；a_k为蓄电池充电电流系数，b_k为蓄电池充电电压系数，a_k系数和b_k系数统称充电系数，不同厂家不同型号的蓄电池，充电系数也不同；

在直流系统中，衡量蓄电池工作情况下剩余容量的重要指标之一是蓄电池的荷电状态SOC，SOC是指当前运行情况下蓄电池的剩余容量与其完全充电后的容量比值，显然其值为1时.蓄电池为满充状态；计算公式为：

式中：A为铅酸蓄电池有电活性的面积；t为放电时间；Q_max为蓄电池的最大容量；i_o为蓄电池的额定放电电流；c为铅酸蓄电池有电活性的物质密度，c_ref为铅酸蓄电池最初的有电化学的物质密度；F为法拉第常数；R为蓄电池的内电阻；T为温度；η、γ、α_α和α_c为铅酸蓄电池参数，根据测试得到；

蓄电池的放电时端电压随时间的变化曲线，通过数学模型拟合放电模型，表达式为：

式中，n仍为蓄电池组个体数；C₁₀为蓄电池10h放电率放电容量，I₁₀为10h放电电流，它们之间的转换关系为：I₁₀＝0.1C₁₀；c_k和d_k为蓄电池的放电系数，t为蓄电池放电时间；I_xi为蓄电池放电电流，蓄电池放电功率城的表达式为：

W_d＝U_dI_xi。

本发明实施例提供的优选实施例，单片机对冲充电的输出功率控制中，单片机的接收与处理分离的数据处理方法包括：

数据发送节点与数据处理节点之间建立数据传输通道、数据处理节点接收数据、分析数据、归并数据、数据处理结果输出；处理海量数据的模型为排队模型，令N(t)表示时间(0，t)内到达的数据量，则：

(1)N(0)＝0即在0s内没有数据到达；

(2){N(t) t 0}具有无记忆性，在不相交的时间区间内到达的数据相互独立，即任取n个时刻0<t1<t2<……<tn，随机变量N(t1)-N(0)，N(t2)-N(t1)，……，N(tn)-N(tn-1)是相互独立的；

(3){N(t) t 0}具有平稳增量，在(t，t+△t)内到达的数据量只与时间间隔△t有关，而与时间t无关；数据处理节点接收的数据流服从泊松分布，因为数据处理的时间也具有无记忆性，所以满足负指数分布，同时，数据在数据处理应用模型中，被DDThread 1线程按照FIFO方式进行派遣。

本发明实施例提供的优选实施例，时间控制器对冲充电的时间进行控制和调节中，时间控制器的输出方法为：

采用传递函数：

其中，ω₀为滤波器的中心频率，对于不同的ω₀，k使k/ω₀保持不变；

在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：

G(r,θ)＝G(r,r)r·G(θ,θ)；

式中，G_r(r)为控制滤波器带宽的径向分量，G_θ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；

r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f₀为中心频率，θ₀为滤波器方向，σ_f用于确定带宽；

Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσ_f|，σ_θ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σ_θ。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车移动充电装置的控制方法，其特征在于，所述电动汽车移动充电装置的控制方法包括：

单片机和时间控制器对冲充电的输出功率和充电时间进行控制和调节，蓄电池的充电容量情况在显示屏上显示；

单片机对冲充电的输出功率进行控制中，将输入信号序列的信号样点x(n)减去M个采样间隔之前的信号样点x(n-M)，得到差值信号d(n)，即：

d(n)＝x(n)-x(n-M)；

其中，M是DFT变换点数，n信号样点的时域索引；

然后进行修正后的UVT变换：

其中，k为DFT变换的频域索引值，W_M为复旋转因子并且W_M＝e^j2π/M；

将信号样点x(n)乘以调制序列将频点k的DFT变换移到k＝0处，根据n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)计算n时刻的DFT变换输出：

其中，m为调制序列的索引值，每个采样时刻增加1，初始值为0，增加到M-1时，下一采样时刻恢复到初始值0，作为迭代的n-L时刻的DFT变换结果X_n-L(0)，其初始值采用传统DFT变换方法得到；

通过相位修正得到n时刻频点k的DFT变换结果即信号第k个频点的频谱信息：

时间控制器对冲充电时间进行控制中，对于一个含多个互联充电桩的配电网，满足N–1准则的最大供电能力模型如下：

Max TSC＝∑R_iT_i (1)

式(1)目标函数为系统最大供电能力，等于所有充电桩主变负载之和，R_i为主变i的额定容量；T_i为主变i的负载率；

式(2)-(7)为TSC模型的约束条件，约束条件是以主变i为中心的主变联络单元的N–1准则约束，称为第i组约束条件，包括两类约束，一是基尔霍夫等式约束，二是设备热稳定容量不等式约束；

式(2)为负荷转带的等式约束，表示主变i故障时，事故前主变i正常所带负荷由站内其余主变和其他站联络主变共同转带，Tr_i,j为主变i故障时向主变j转移负荷的大小，分别表示与主变i站内联络主变集合和站外联络主变集合；

式(3)为站内负荷转带约束，表示站内主变j接受故障主变i的转移负荷后所供负荷不超过额定容量的k倍，R_j为主变j的额定容量；T_j为主变j的负载率；k为主变短时允许过载系数，取1.0或1.3；

式(4)为站间负荷转带约束，表示站外联络主变j接受故障主变i的转移负荷后不过负荷，k取1.0；

式(5)为联络容量约束，表示转移负荷不超过联络通路的极限容量，RL_i,j为主变i与主变j间联络的极限容量；

式(6)为主变负载率约束，表示主变负载率需要介于负载率上下限之间，取0～0.95，增加约束指定某些已知负载率区间的主变；

式(7)为区域负载约束，含义是某个局部区域内的主变负载之和大于给定负载LD，Z为该区域所有主变集合，这种区域即是重载区，大部分负荷无法转移到该区域以外电网；

充电桩供电能力计算方法：SSC是指一定供电区域内配电网充电桩容量配置及站内联络提供的供电能力，数值等于断开所有站间联络后的TSC值；

网络转移能力计算方法：NTC指一定供电区域内配电网通过增加站间联络而新获得的供电能力，NTC＝TSC-SSC；

联络有效度计算方法：L_i,j表示第i台主变与第j台主变间的联络，定义单条联络的有效度E(i,j)；定义一组联络的有效度为E{(i₁,j₁),(i₂,j₂),...,(i_n,j_n)}，E(i,j)和E{(i₁,j₁),(i₂,j₂),...,(i_n,j_n)}分别为减少某一个联络L_i,j或联络集合L_i1,j1、L_i2,j2、L_i3,j3、…、L_in,jn前后NTC的变化量；

E＝NTC'-NTC,E＝E(i,j)或E{(i₁,j₁),...,(i_n,j_n)}；

E(i,j)＝0，即减少L_i,j后，系统NTC不变，则称L_i,j对供电能力无效；E(i,j)>0，即减少L_i,j使系统NTC降低，则称L_i,j对供电能力有效；E(i,j)越大，该联络对整个配电网供电能力的有效度越高，贡献越大；获得时间控制器对冲充电时间的数据信息。

2.如权利要求1所述的电动汽车移动充电装置的控制方法，其特征在于

所述的调制序列采用一个复数振荡器来实现，形式为：

调制序列是以M为周期的，每M个样点就自动从开始；

所述的变换表示为：

其中，

L点信号序列d(n)被分成两个长度为L/2的子序列，分别对应d(n)中奇数索引和偶数索引的子序列，根据抽取得到的这两个子序列的DFT变换直接合成得到。

3.如权利要求1所述的电动汽车移动充电装置的控制方法，其特征在于，蓄电池充电与放电中，投入使用前，进行初充电、均衡充电和浮充充电，电方式多为定电流、定电压二段充电方式分析蓄电池充电时端电压和电流与充电时间的关系，拟合其曲线，蓄电池充电功率的模型为：

式中：n为蓄电池组的个数；a_k为蓄电池充电电流系数，b_k为蓄电池充电电压系数，a_k系数和b_k系数统称充电系数，不同厂家不同型号的蓄电池，充电系数也不同；

在直流系统中，衡量蓄电池工作情况下剩余容量的重要指标之一是蓄电池的荷电状态SOC，SOC是指当前运行情况下蓄电池的剩余容量与其完全充电后的容量比值，显然其值为1时.蓄电池为满充状态；计算公式为：

式中：A为铅酸蓄电池有电活性的面积；t为放电时间；Q_max为蓄电池的最大容量；i_o为蓄电池的额定放电电流；c为铅酸蓄电池有电活性的物质密度，c_ref为铅酸蓄电池最初的有电化学的物质密度；F为法拉第常数；R为蓄电池的内电阻；T为温度；η、γ、α_α和α_c为铅酸蓄电池参数，根据测试得到；

蓄电池的放电时端电压随时间的变化曲线，通过数学模型拟合放电模型，表达式为：

式中，n仍为蓄电池组个体数；C₁₀为蓄电池10h放电率放电容量，I₁₀为10h放电电流，它们之间的转换关系为：I₁₀＝0.1C₁₀；c_k和d_k为蓄电池的放电系数，t为蓄电池放电时间；I_xi为蓄电池放电电流，蓄电池放电功率城的表达式为：

W_d＝U_dI_xi。

4.如权利要求1所述的电动汽车移动充电装置的控制方法，其特征在于，单片机对冲充电的输出功率控制中，单片机的接收与处理分离的数据处理方法包括：

数据发送节点与数据处理节点之间建立数据传输通道、数据处理节点接收数据、分析数据、归并数据、数据处理结果输出；处理海量数据的模型为排队模型，令N(t)表示时间(0，t)内到达的数据量，则：

(1)N(0)＝0即在0s内没有数据到达；

(2){N(t) t0}具有无记忆性，在不相交的时间区间内到达的数据相互独立，即任取n个时刻0<t1<t2<……<tn，随机变量N(t1)-N(0)，N(t2)-N(t1)，……，N(tn)-N(tn-1)是相互独立的；

(3){N(t) t0}具有平稳增量，在(t，t+△t)内到达的数据量只与时间间隔△t有关，而与时间t无关；数据处理节点接收的数据流服从泊松分布，因为数据处理的时间也具有无记忆性，所以满足负指数分布，同时，数据在数据处理应用模型中，被DDThread 1线程按照FIFO方式进行派遣。

5.如权利要求1所述的电动汽车移动充电装置的控制方法，其特征在于，

时间控制器对冲充电的时间进行控制和调节中，时间控制器的输出方法为：

采用传递函数：

其中，ω₀为滤波器的中心频率，对于不同的ω₀，k使k/ω₀保持不变；

在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：

G(r,θ)＝G(r,r)r·G(θ,θ)；

式中，G_r(r)为控制滤波器带宽的径向分量，G_θ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；

r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f₀为中心频率，θ₀为滤波器方向，σ_f用于确定带宽；

σ_θ确定角度带宽，

6.一种实现权利要求1～5任意一项所述电动汽车移动充电装置的控制方法的计算机程序。

7.一种实现权利要求1～5任意一项所述电动汽车移动充电装置的控制方法的信息数据处理终端。

8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的电动汽车移动充电装置的控制方法。

9.一种实现权利要求1所述控制方法的电动汽车移动充电装置，其特征在于，所述电动汽车移动充电装置设置有：箱体，

把手键焊接在箱体上方，开关和控制面板安装在箱体的斜表面处；显示屏键接在斜表面中间部位；充电卡接口设置在箱体下方；充电连接头卡接在充电卡接口处；万向轮通过支杆焊接在箱体底部四角处；放电卡接口设置在显示屏右侧；放电连接头卡接在放电卡接口处，单片机、时间控制器、蓄电池安装在箱体内部；

蓄电池通过导线连接充电连接头、放电连接头、单片机、时间控制器；

控制面板上安装有急停按钮、电压输出功率旋钮、定时旋钮；

显示屏、控制面板均连接单片机和时间控制器。

10.一种安装权利要求9所述电动汽车移动充电装置电动汽车移动充电场。