CN110103764B - 充电装置、充电方法、计算机设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电装置，包括计量元件，用于计量充电电流；控制模块，用于根据所述计量元件传送的所述充电电流和充电电流曲线生成充电提醒信息；提醒模块，用于接收并发送所述充电提醒信息。所述充电装置能够记录充电装置的充电电流曲线，并在后续充电过程中记录充电电流，根据充电电流和充电电流曲线的相似度生成充电提醒信息，防止了过度充电带来的电池损伤，实现了充电智能化。此外，还提供一种执行上述应用于所述充电装置的充电方法、计算机设备及存储介质。

Description

充电装置、充电方法、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及智慧充电领域，具体而言，主要涉及一种根据充电状态发出充电提醒的充电装置、充电方法、计算机设备及存储介质。

背景技术

随着科技水平和人们生活水平的不断提高，越来越多的人开始购买车辆来提升生活的便利性，改善生活质量。但是由于目前车辆容量的不断增多，车辆尾气的排放给生态环境带来了较大影响。为了改善日益恶化的生态环境，电动汽车应运而生，电动汽车通过电力驱动车辆行驶，在行驶过程中不会产生车辆尾气，对减少车辆尾气和改善环境污染具有较大作用。

目前电动汽车续航里程一般较低，需要较为频繁地使用充电桩在社区内为车辆充电以满足续航需求，而且电动汽车一般配备三元锂电池或磷酸铁锂电池来为车辆提供电力，由于电池特性影响，频繁的深度充电与放电会加速电池衰减，因此需要管控电池的充电进度以防止过度充电。但是社区内的充电桩一般采用交流充电的方式，在当前国标体系下，交流充电协议并未定义车辆需提供电池电量比例信息，因此不仅不能管控电池的充电进度，而且也不能发出充电提醒，不能避免在充电过程中给电动汽车的电池带来的损伤。因此如何避免交流充电过程中的过度充电带来的电池损伤将成为充电行业发展的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够根据充电状态发出充电提醒的充电装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

计量元件，用于计量充电电流；

控制模块，用于根据所述计量元件传送的所述充电电流和充电电流曲线生成充电提醒信息；

提醒模块，用于接收并发送所述充电提醒信息。

第二方面，本发明提供一种充电方法，包括：

生成并验证充电电流曲线；

生成充电电流下降曲线；

比较充电电流下降曲线和充电电流曲线的相似度；

根据所述相似度分析充电状态；

根据充电状态发出充电提醒。

第三方面，本发明提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机设备执行本发明第二方面所述的充电方法。

第四方面，本发明提供一种存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被执行时实现本发明第二方面所述的充电方法。

本发明的有益效果：

本发明的提供的充电装置，能够生成并验证充电电流曲线，并在后续充电过程中生成充电电流下降曲线，并根据充电电流下降曲线与充电电流曲线的相似度分析充电状态，并根据充电状态发出不同的充电提醒，避免了过度充电造成的电池损伤，实现了充电智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为本发明一较佳实施方式的充电装置的结构框图。

图2为车辆电池充电过程中充电电流随充电时间变化的示意图，所述示意图中标示出了充电电流曲线、低压预冲阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段以及充电拐点。

图3为车辆电池充电过程中充电电流随充电时间变化的示意图，所述示意图中示出了充电电流下降曲线。

图4为本发明另一较佳实施方式的充电方法的流程图。

图5为本发明另一较佳实施方式的计算机设备的结构框图。

图6为本发明另一较佳实施方式的计算机存储介质的结构框图。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

请参考图1，图1示出了本发明一较佳实施方式的充电装置的结构框图。

充电装置100设置在社区对应的停车位上，用于为停放在车位上的车辆进行充电。所述充电装置100可为充电桩，如落地式充电桩、壁挂式充电桩等。在本实施方式中，所述充电装置100包括计量元件10、控制模块20、查询模块30和提醒模块40，所述计量元件10、查询模块30和提醒模块40均与所述控制模块20电性连接，以向所述控制模块20发送信息并接收所述控制模块20发送的控制指令。

在本实施方式中，所述计量元件10用于在车辆插入所述充电装置100后计量所述充电装置100的充电电流。可以理解，所述计量元件10可以为电流表。在本实施方式中，所述车辆连接所述充电装置100后，所述计量元件10即开始工作，并记录所述充电装置100的充电电流。在本实施方式中，所述计量元件10间隔固定周期向所述控制模块20发送充电信息以反馈所述充电装置100的充电状态，所述充电信息至少需包括充电电流。例如：所述车辆10点连接所述充电装置100进行充电，所述固定周期为1秒钟，则在10点1秒发送充电信息：充电电流为16A；10点2秒发送充电信息：充电电流为16A；10点3秒发送充电信息：充电电流为16A。

进一步地，现有的电动汽车一般为三元锂电池或磷酸铁锂电池，由于电池材质影响，在充电过程中电池的充电电流具有一定规律。请结合参照图2，图2为电池充电过程中充电电流的波形示意图，由图2可知在充电过程中存在三个充电阶段：低压预冲阶段，充电电流较低且恒定；恒流充电阶段，充电电流最大且恒定；恒压充电阶段，充电电流逐渐降低直至充电完成。可以理解，在恒流充电阶段充电电流较大，电池的充电效率较高；在恒压充电解读那充电电流较小，充电效率较低，因此在充电电流降低时充电效率开始降低。相应地，在恒压充电阶段，处于电池深度充电状态，持续充电将会给电池带来一定损伤。在本实施方式中，在电池充电电流由恒流阶段变为恒压阶段，即由最大充电电流开始降低时的节点定义为充电拐点，如果充电过程中充电电流出现了由最大电流持续降低的情况，则说明在充电过程中经历了充电拐点，存在过度充电的情况。可以理解，如果能够监控到电池的充电拐点，则能够避免过度充电造成的电池损伤。

进一步地，在本实施方式中，在用户每次通过所述充电装置100为车辆充电前，可通过充电应用程序扫码启动所述充电装置100，随后所述控制模块20控制所述充电装置100为所述车辆进行充电。由启动充电开始至充电结束的充电周期内，所述计量元件10根据充电时间记录充电电流并间隔固定周期向所述控制模块20传送充电电流信息，从而绘制并记录所述车辆的充电电流曲线。

进一步地，由于电池充电开始时均会经历低压预冲阶段，随后进入恒流阶段，在恒流阶段充入较多电量导致电池电量较高，例如95％时才会进入充电电流降低的恒压充电阶段。因此若车辆电池充电未达到较高电量时，则充电过程中仅会包括低压预充阶段和恒流充电阶段，不会包括恒压充电阶段，则此次充电过程不能覆盖车辆充电的完整过程，因此根据所述充电电流绘制的充电电流曲线不完整。

进一步地，在本实施方式中，所述充电电流曲线至少需包括充电电流降低的恒压充电阶段，且在恒压充电阶段的充电时间不小于第一预设时间。在本实施方式中，所述第一预设时间为10分钟。

进一步地，当所述充电装置100记录了充电电流曲线后，在所述用户第二次使用充电设备时需要验证第一次记录的充电电流曲线是否为车辆真实的充电电流曲线。验证时，通过上述方式记录第二次充电电流曲线，并与已记录的第一次充电电流曲线比对相似度，若所述第二次充电电流曲线与已记录的第一次充电电流曲线相似度大于预设系数，则说明记录的第一次充电电流曲线为所述车辆电池真实的充电电流曲线。若所述第二次充电电流曲线与已记录的第一次充电电流曲线相似度不大于所述预设系数，则说明已记录的第一次充电电流曲线存在异常，需要重新记录充电电流曲线。可以理解，当重新记录充电电流曲线后需要再次进行验证，直至验证通过后才将所述充电电流曲线存储为该充电账户的车辆对应的充电电流曲线。可以理解，比较所述充电电流曲线的相似度时可通过余弦相似度的方法进行比较。具体地，可分别计算所述两条充电电流曲线上同一位置水平夹角的余弦值，并通过所述余弦值差值得出所述两条充电电流曲线的差异率，再通过所述差异率判断所述曲线的相似度。在本实施方式中，所述预设系数为99％。

当所述充电电流曲线验证通过后即可存储在所述充电装置100中并与所述车辆的充电账户建立匹配关系，在所述充电账户下一次为车辆充电时发出充电提醒信息。当用户使用充电装置100进行充电时，所述控制模块20判断所述车辆的充电应用程序的账户是否存储充电电流曲线。若已所述记录并存储充电电流曲线，则能够进行充电提醒，因此在该车辆进行充电时将会进行充电监控；若不存在充电电流曲线，则进一步采集并记录所述充电账户车辆的充电电流曲线。进一步地，所述车辆已存储充电电流曲线，所述计量元件10监测用户充电过程中的充电电流并传送至所述控制模块20，若监测到所述充电电流持续降低，则需要分析所述充电装置100的充电状态。进一步地，由于充电过程中，充电电流具有一定的波动性，因此仅监测到一次充电电流降低时，并不能判断充电存在异常，仅有在监测到充电电流连续多次降低时，才能确定所述充电状态存在异常，需要进一步分析所述充电异常状态。在本实施方式中，所述控制模块20连续两次监测到所述充电电流降低时，判断所述充电装置100的充电状态存在异常，需要进一步分析所述充电装置100的充电状态。

请参阅图3，所述控制模块20记录在第二预设时间内的充电电流的值，并将所述多个充电电流绘制成充电电流降低曲线，再与存储的充电电流曲线中恒压充电阶段的曲线进行比对，判断所述充电电流与所述充电电流曲线的相似度。进一步地，若相似度大于预设系数，则说明该次充电过程中充电电流降低的曲线与所述车辆电池充电恒压充电阶段的充电电流曲线一致，则说明所述车辆电池进入了恒压充电阶段，电池电量即将充满，此时所述控制模块20则生成第一充电提醒信息，并通过所述提醒模块40发送至用户的充电应用程序以提醒所述车辆电池电量即将充满。若相似度不大于所述预设系数，则说明该次充电过程中电流降低的曲线与所述车辆电池充电恒压充电阶段的充电曲线不一致，则说明所述车辆电流降低不是由于车辆电池即将充满导致。可以理解，判断充电电流降低曲线和存储的充电电流曲线相似度可以通过余弦相似度的方法进行比较。具体比较方法参照上文验证所述充电电流曲线的方法所述。

进一步地，若判断所述充电装置100充电电流降低不是由于电量即将充满则需要进一步判断由于何种原因导致所述充电电流降低。

在本实施方式中，由于充电装置100设置在社区内，和社区居民共用充电线路，所有充电装置100均接入充电管理平台，在社区电力紧张时，所述充电管理平台将会进行充电调控以限制部分充电装置的充电电流以保证居民用电，会导致充电电流持续降低的情况；此外，若充电装置100存在故障，也会出现充电电流降低的情况。因此需要进一步判断由于何种原因导致所述充电状态存在异常。此时所述控制模块20则生成查询指令传送至所述查询模块30，所述查询模块30发送查询信息至充电管理平台查询所述充电装置100的充电调控状态。可以理解，所述查询信息中至少包括所述充电桩的编号信息，所述充电管理平台在接收到所述查询信息后能够根据所述编号信息查询所述充电装置100是否位于当前的充电调控序列，若在当前的充电调控序列中，则说明所述充电装置100处于充电调控状态；若不在当前的充电调控序列中，则说明所述充电装置100处于非充电调控状态。所述充电管理平台查询到所述充电装置100的充电调控信息后传送至所述查询模块30，所述查询模块30将所述充电调控信息传送至所述控制模块20。

进一步地，若查询到所述充电装置100处于充电调控状态，所述控制模块20则生成第二充电提醒信息，并通过所述提醒模块40发送至用户的充电应用程序以提醒所述充电装置100处于充电调控状态，因此充电电流降低，并提醒用户是否需要更换充电装置以提高充电效率。

进一步地，若监控到所述充电装置100的充电电流持续降低，但查询到所述充电装置100处于非充电调控状态，则说明所述充电装置100存在充电故障，因此所述控制模块20控制生成第三充电提醒信息，并通过所述提醒模块50发送至所述充电管理平台，以便于维修所述充电装置100。

综上所述，本实施方式的充电装置能够记录所述车辆电池的充电电流曲线，并验证所述充电电流曲线从而得出所述车辆电池真实的充电电流曲线。而且还能够根据所述充电装置和电流和充电电流曲线分析充电状态，在车辆电池即将充满时，发出第一充电提醒通知，提醒用户车辆电池即将充满，及时断开充电连接以保护车辆电池；在充电装置充电调控时，发出第二充电提醒通知，提醒用户更换充电装置以提高充电效率；在充电装置存在故障时，发出第三充电提醒通知，告知充电管理平台及时维修所述充电装置。

上述充电装置中的各个模块的划分仅用于举例说明，在其他实施方式中，可将充电装置按照需要划分为不同的模块，以完成上述充电装置的全部或部分功能。上述充电装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

如图4所示，本发明另一较佳实施方式提出了一种充电方法，所述充电方法，应用于前述充电装置的任意实施例或实施例的排列、组合，包括以下步骤：

步骤S210：生成并验证充电电流曲线。

进一步地，当车辆第一次在社区充电时所述计量元件能够计量所述充电装置充入车辆的充电电流，并根据充电时间和充电电流绘制并记录第一次充电电流曲线。进一步地，在下一次所述车辆进行充电时再次绘制第二次充电电流曲线并与记录的第一次充电电流曲线进行比对，以验证所述充电电流曲线是否正确。验证时通过余弦相似度的方法进行比对。具体地，计算第二次充电电流曲线和第一次充电电流曲线上同一位置水平夹角的余弦值来比对所述充电电流曲线的相似度。进一步地，当所述两条充电电流曲线的相似度不小于预设系数时，则验证通过，同时将第一次记录的所述充电电流曲线存储为所述车辆的充电电流曲线；若验证不通过，则需在所述车辆下一次充电时重新绘制并记录充电电流曲线，直至所述充电电流曲线验证通过后再存储为所述车辆的充电电流曲线。在本实施方式中，所述预设系数为99％。

步骤S220：获取第二预设时间内的充电电流下降曲线。

进一步地，当存储车辆的充电电流曲线后，在后续所述车辆充电时则能够根据充电电流和所述充电电流曲线进行充电提醒。进一步地，充电时，监控所述车辆的充电电流，并在连续多次检测到所述充电电流降低时判断充电状态异常，并记录在充电异常后的第二预设时间内的充电电流绘制成充电电流下降曲线。在本实施方式中，所述预设时间为5分钟。

步骤S230：比较充电电流下降曲线和充电电流曲线的相似度。

进一步地，当绘制出所述车辆的充电电流下降曲线后，与存储的所述车辆的充电电流曲线进行比对，从而分析所述充电状态。进一步地，比对时将所述充电电流下降曲线与充电电流曲线中的恒压充电阶段的电流曲线进行比对，以判断相似度。

步骤S240：根据所述相似度分析充电状态。

进一步地，当所述相似度不小于所述预设系数时，判断所述车辆电池即将充满；当所述相似度小于所述预设系数时，需要进一步分析所述充电状态。此时，发送查询指令至所述充电管理平台，查询充电调控状态。若查询到的充电调控状态为充电调控，则充电电流电流减小是由于充电调控导致，即为充电调控状态；若查询到的充电调控状态为非充电调控，则充电电流减小是由于充电故障导致，即为充电故障状态。具体实施方式参照上述充电装置所述，此处不再赘述。

步骤S250：根据充电状态发出充电提醒。

进一步地，当判断车辆电池即将充满时，生成并发送第一充电提醒信息提醒用户车辆电池即将充满；当判断为充电调控时，生成并发送第二充电提醒信息，提醒用户当前充电设备处于充电调控中，充电电流持续降低，提醒用户是需要更换充电装置；当判断为充电故障时，生成并发送第三充电提醒信息，提醒充电管理平台当前充电装置存在故障，以尽快维修所述充电装置。

具体实施方式参照上述充电装置所述，此处不再赘述。

本充电方法能够记录并验证充电电流曲线，并在后续车辆充电过程中根据预设时间内的充电电流降低曲线分析与所述充电电流曲线的相似度，并根据所述相似度判断充电状态，并发出充电提醒，便于用户了解充电状态，并根据充电状态断开充电连接或更换充电装置，保护了车辆电池，提高了充电的便利性。

请参照图5，本发明另一较佳实施方式提出一种计算机设备300，所述用户设备包括：存储器310、存储在所述存储器上的计算机程序320以及处理器330，所述处理器330运行所述计算机程序320以使所述计算机设备执行上述充电方法。所述充电方法可参照上述实施例，此处不再赘述。

请参照图6，本发明另一较佳实施方式提出一种存储介质400，所述存储介质400上存储计算机程序410，所述计算机程序410被处理器执行时实现如上所述的充电方法。所述充电方法可参照上述实施例，此处不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：

计量元件，用于计量充电电流；

控制模块，用于：

根据充电时间和充电电流生成并验证充电电流曲线；

根据所述计量元件传送的所述充电电流和充电电流曲线生成充电提醒信息；

检测所述充电电流连续多次降低时，判断充电状态异常，并获取充电状态异常后的第二预设时间内的所述充电电流并生成充电电流下降曲线；

比较所述充电电流下降曲线和所述充电电流曲线的相似度，并在检测到所述相似度不小于预设系数时，生成第一充电提醒信息；及

查询模块，用于在所述控制模块检测到所述相似度小于所述预设系数时，接收该控制模块所发送的查询指令；

提醒模块，用于接收并发送所述充电提醒信息。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块，还用于在所述查询模块查询到充电调控状态为充电调控时，生成第二充电提醒信息。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块，还用于在所述查询模块查询到充电调控状态为非充电调控时，生成第三充电提醒信息。

4.一种充电方法，其特征在于，包括：

计量充电电流；

根据充电时间和充电电流生成并验证充电电流曲线；

根据所计量的充电电流和充电电流曲线生成充电提醒信息；

检测所述充电电流连续多次降低时，判断充电状态异常，并获取充电状态异常后的第二预设时间内的所述充电电流并生成充电电流下降曲线；

比较所述充电电流下降曲线和所述充电电流曲线的相似度，并在检测到所述相似度不小于预设系数时，生成第一充电提醒信息；

在检测到所述相似度小于所述预设系数时，接收查询指令；及

接收并发送所述充电提醒信息。

5.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：查询到充电调控状态为充电调控时，生成第二充电提醒信息。

6.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述方法还包括：

查询到所述充电调控状态为非充电调控时，生成第三充电提醒信息。

7.一种计算机设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；以及

处理器，用于执行所述计算机程序从而完成权利要求4-6中任意一项所述的方法。

8.一种存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求4-6中任意一项所述的充电方法。

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