CN111717061A - 一种增程式电动汽车充电管理系统和充电管理方法 - Google Patents

一种增程式电动汽车充电管理系统和充电管理方法 Download PDF

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Abstract

一种增程式电动汽车充电管理系统，包括车载动力电池、充电控制系统、充电系统、手机管理APP、电网充电管理系统；依据此充电管理系统提供了一种增程式电动汽车充电管理方法；在此方法下，通过将各电动车的充电需求与电网进行深度互动，在满足各电动车的最佳充电需求的同时，汇总各电动车的需求并依据此完成2电力资源的跨时间、空间的调配，达到最优的充电管理效果，节约了电力资源，也避免了电力不均衡造成的电压波动对电动车电池的加速耗损。

Description

一种增程式电动汽车充电管理系统和充电管理方法
技术领域
本发明涉及增程式电动汽车充电领域，具体涉及一种增程式电动汽车充电管理系统以及基于此充电管理系统的充电管理方法，充分深化与电网互动，供电网发电站优化其发电功率。
背景技术
近年来,由于能源危机和环境危机的日益凸显，国家科技部不断发布新能源汽车重大专项,推进以市场为导向的绿色技术创新体系,壮大节能环保产业。这些都为新能源汽车的发展带来了重大机遇。2018年我国的电动汽车产销量就突破了100万，预计到2025年年产销量有望突破500万。
纯电动汽车由于动力电池续航里程短，而且深度放电不利于电池寿命的延长，增程式电动汽车被认为是一种有效的补偿过渡技术路线。增程式电动汽车，作为一种纯电动汽车的加强模式，依然跟纯电动汽车一样需要充电。最初的充电是由人工操作的，需要充电的时候，人工连接充电枪，启动充电过程。专利201810458215.6公布的方案是，用户先将电动汽车与电网连接，由用户选择电价、充电速度、充电深度等设置，来优化用电成本。专利申请201810542082.0开发了一种防止储能电池亏电的技术，由电量监控装置唤醒充电控制装置，然后控制给储能电池充电。
然而现有技术都没有考虑跟电网的互动，使得电网发电站供电无法优化发电功率。
发明内容
根据背景技术提出的问题，本发明提供一种增程式电动汽车充电管理系统和充电管理方法来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。
一种增程式电动汽车充电管理系统，包括车载动力电池、充电控制系统、充电系统、手机管理APP、电网充电管理系统；
所述车载动力电池，包括电池模组和与电池模组电连接的电池管理系统；
所述充电控制系统，与电池管理系统电连接并接收电池管理系统传输数据，进而控制充电的允许、启动、停止和数据监控操作；
所述手机管理APP，用于显示电池模组的剩余电量，并依用户选择与电网充电管理系统进行信息交互，给充电控制系统发布任务；
所述电网充电管理系统，与手机管理APP连接并接收电动汽车手机管理APP发出的充电需求，与电网预约最佳充电时间并提供电流随时间的分布曲线作为充电需求，并将预约结果反馈给电动汽车手机管理APP；
所述充电系统，分别与电池管理系统、充电控制系统、电网充电管理系统连接，其输出与电池模组电连接，向电池模组输出电压和电流，给电池模组进行充电。
一种增程式电动汽车充电管理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，确定充电需求，电池管理系统显示当前电池余量，并通过手机管理APP显示，当电力低于或达到响应值时，触发手机管理APP发出充电需求提示；
步骤2，驾驶员寻求目标充电桩，手机管理APP搜寻当前附近充电桩，确定可供此时闲置的充电桩，并依据剩余电量是否足够抵达目标充电桩，向电网充电管理系统发出充电请求，预定目标充电桩；
步骤3，发出充电需求，驾驶员根据下次出行的需要，设定充电电量目标和充电时间范围，将设定的充电电量目标和充电时间范围发送至电网充电管理系统；
步骤4，电力资源时间、空间优化调配，电网充电管理系统接收各电动车的充电需求，并模拟电流随时间的函数曲线，依据函数曲线进行电力资源的跨时间、调配；
步骤5，需求响应，电网充电管理系统向手机管理APP发出结果响应，并发出其对应的充电桩位以及充电需求所对应的电流随时间的函数曲线；
步骤6，充电监控，于对应的充电桩将电动车与充电电网连接，充电系统依据充电函数曲线向充电控制系统分配充电任务，充电控制系统控制电池管理系统完成充电操作。
步骤7，完成断电，充电完成后，电池管理系统断开电池模组的充电接口。
进一步地，所述步骤4中，电网充电管理系统接收各电动车的充电需求，并模拟出各电动车预约的最佳充电需求的电流随时间的函数曲线，电网充电管理系统根据统计的用电需求，将各个充电点的分布曲线进行求和得到各充电点的电流随时间的函数曲线，依据函数曲线进行电力资源的跨时间、调配。
有益效果：与现有技术相比，本发明通过将各电动车的充电需求与电网进行深度互动，在满足各电动车的最佳充电需求的同时，汇总各电动车的需求并依据此完成2电力资源的跨时间、空间的调配，达到最优的充电管理效果，节约了电力资源，也避免了电力不均衡造成的电压波动对电动车电池的加速耗损。
附图说明
图1：本发明充电管理系统的结构示意图；
图2：本发明充电管理方法的控制示意图；
具体实施方式
接下来结合附图对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。
实际中，电动车形式目的的随机性，可供充电的充电桩分布布局无法做到全区域覆盖，电力资源如何在充电点间进行电力调配，以保证各充电桩电力供应充足且不占用多余闲置资源，此是其一；电动车在电量控制也无法做到尽善尽美，不可能达到在电量趋于耗尽时方进行充电，此是其二；在存在充电需求时，无法判断附近何处充电桩存在不被占用的可用充电桩，此是其三；因电价呈现阶段性收费，在夜间充电成本更为低廉，并与居民生活休息想错开，故而夜间充电是电动车优选的充电时段，此时其三；综上所述，要保证电力资源在时间、空间上合理调配，需各电动车与电网进行互动，使得电网在收集各时间点、各充电点的电力资源需求方能做出最优响应。
依据上述，本发明提供了一种增程式电动汽车充电管理系统，包括车载动力电池、充电控制系统、充电系统、手机管理APP、电网充电管理系统；通过与电网互动设定充电时间和电量，来优化充电过程，
所述车载动力电池，包括电池模组和电池管理系统，所述电池模组为集中设置的高密度电池束，电池管理系统与电池模组电连接，以检测电池模组的电量、温度等参数，并配置充电过程参数；
所述充电控制系统，与电池管理系统电连接并接收电池管理系统传输数据，进而控制充电的允许、启动、停止和数据监控操作；
所述手机管理APP，用于显示电池模组的剩余电量，并依用户选择与电网充电管理系统进行信息交互，给充电控制系统发布任务；
所述电网充电管理系统，与手机管理APP连接并接收电动汽车手机管理APP发出的充电需求，与电网预约最佳充电时间，并提供电流随时间的分布曲线作为充电需求，并将预约结果反馈给电动汽车手机管理APP；
所述充电系统，分别与电池管理系统、充电控制系统、电网充电管理系统连接，其输出与电池模组电连接，向电池模组输出电压和电流，给电池模组进行充电。
基于此系统，本发明还提供了一种增程式电动汽车充电管理方法，包括以下步骤：
步骤1，确定充电需求，电池管理系统显示当前电池余量，并通过手机管理APP显示，当电力低于或达到第一响应值时，触发手机管理APP发出充电需求提示；
步骤2，驾驶员寻求目标充电桩，手机管理APP搜寻当前附近充电桩，确定可供此时闲置的充电桩，并依据剩余电量是否足够抵达目标充电桩，向电网充电管理系统发出充电请求，预定目标充电桩；
步骤3，发出充电需求，驾驶员根据下次出行的需要，设定充电电量目标和充电时间范围，将设定的充电电量目标和充电时间范围发送至电网充电管理系统；
步骤4，电力资源时间、空间优化调配，电网充电管理系统接收各电动车的充电需求，并模拟出各电动车预约的最佳充电需求的电流随时间的函数曲线，电网充电管理系统根据统计的用电需求，将各个充电点的分布曲线进行求和得到各充电点的电流随时间的函数曲线，依据函数曲线进行电力资源的跨时间、调配；
步骤5，需求响应，电网充电管理系统向手机管理APP发出结果响应，并发出其对应的充电桩位以及充电需求所对应的电流随时间的函数曲线；
步骤6，充电监控，于对应的充电桩将电动车与充电电网连接，充电系统依据充电函数曲线向充电控制系统分配充电任务，充电控制系统控制电池管理系统完成充电操作。
步骤7，完成断电，充电完成后，电池管理系统断开电池模组的充电接口。
所述步骤7的断电，包括按充电的电流随时间的函数曲线完成后的断电，以及电池模组充电完全后的满电状态下的断电。按充电函数曲线完成后，充电控制系统控制充电系统停止向电池模组充电操作，此时，充电接口的断电触发电池管理模组断开充电接口，对充电接口进行保护；满电状态下的断电，由电池管理系统断开电池模组的充电接口。
本发明通过将各电动车的充电需求与电网进行深度互动，在满足各电动车的最佳充电需求的同时，汇总各电动车的需求并依据此完成2电力资源的跨时间、空间的调配，达到最优的充电管理效果，节约了电力资源，也避免了电力不均衡造成的电压波动对电动车电池的加速耗损。
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 (6)

1.一种增程式电动汽车充电管理系统，其特征在于：包括车载动力电池、充电控制系统、充电系统、手机管理APP、电网充电管理系统；
所述车载动力电池，包括电池模组和与电池模组电连接的电池管理系统；
所述充电控制系统，与电池管理系统电连接并接收电池管理系统传输数据，进而控制充电的允许、启动、停止和数据监控操作；
所述手机管理APP，用于显示电池模组的剩余电量，并依用户选择与电网充电管理系统进行信息交互，给充电控制系统发布任务；
所述电网充电管理系统，与手机管理APP连接并接收电动汽车手机管理APP发出的充电需求，与电网预约最佳充电时间并提供电流随时间的分布曲线作为充电需求，并将预约结果反馈给电动汽车手机管理APP；
所述充电系统，分别与电池管理系统、充电控制系统、电网充电管理系统连接，其输出与电池模组电连接，向电池模组输出电压和电流，给电池模组进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车充电管理系统，其特征在于：所述电池模组为集中设置的高密度锂电池，电池管理系统检测电池模组的电量、温度参数，并配置充电过程参数。
3.根据权利要求1所述的一种增程式电动汽车充电管理系统，其特征在于：所述手机管理APP与电网充电管理系统无线连接。
4.一种增程式电动汽车充电管理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，确定充电需求，电池管理系统显示当前电池余量，并通过手机管理APP显示，当电力低于或达到响应值时，触发手机管理APP发出充电需求提示；
步骤2，寻求目标充电桩，手机管理APP搜寻当前附近充电桩，确定可供此时闲置的充电桩，并依据剩余电量是否足够抵达目标充电桩，向电网充电管理系统发出充电请求，预定目标充电桩；
步骤3，发出充电需求，驾驶员根据下次出行的需要，设定充电电量目标和充电时间范围，将设定的充电电量目标和充电时间范围发送至电网充电管理系统；
步骤4，电力资源时间、空间优化调配，电网充电管理系统接收各电动车的充电需求，并模拟电流随时间的函数曲线，依据函数曲线进行电力资源的跨时间、调配；
步骤5，需求响应，电网充电管理系统向手机管理APP发出结果响应，并发出其对应的充电桩位以及充电需求所对应的电流随时间的函数曲线；
步骤6，充电监控，于对应的充电桩处将电动车与充电电网连接，充电系统依据充电函数曲线向充电控制系统分配充电任务，充电控制系统控制电池管理系统开启充电接口，充电系统进行充电操作；
步骤7，完成断电，充电完成后，电池管理系统断开电池模组的充电接口。
5.根据权利要求4所述的一种增程式电动汽车充电管理方法，其特征在于：所述步骤4中，电网充电管理系统接收各电动车的充电需求，并模拟出各电动车预约的最佳充电需求的电流随时间的函数曲线，电网充电管理系统根据统计的用电需求，将各个充电点的分布曲线进行求和得到各充电点的电流随时间的函数曲线，依据函数曲线进行电力资源的跨时间、调配。
6.根据权利要求5所述的一种增程式电动汽车充电管理方法，其特征在于：所述步骤7的断电，包括按充电的电流随时间的函数曲线完成后的断电，以及电池模组充电完全后的满电状态下的断电。
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