CN113002347A - 一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法 - Google Patents

一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法。该系统包括：多台自动充电桩、车载通讯模块、用户手机客户端以及云服务器；车载通讯模块获取电动汽车的车辆信息；用户手机客户端与车载通讯模块通讯；用户手机客户端根据充电需求以及车辆信息判断充电需求是否能实现；若能实现，则将所述充电需求发送至所述云服务器；云服务器与用户手机客户端以及自动充电桩通讯；云服务器当存在满足充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至用户手机客户端；并将充电信息发送至相应的自动充电桩；所述自动充电桩用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；本发明实现自动充电桩的“人车桩云”协同自动充电。

Description

一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的充电桩领域，特别是涉及一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法。
背景技术
电动汽车近年来快速发展，但是电动汽车充电桩等基础设施的建设速度却无法与电动汽车的发展速度相匹配。我国现新能源汽车保有量344万量。而电动汽车充电桩数量约为134万台。除此之外，同为新基建的5G技术，大数据中心和人工智能技术的应用会促进新能源汽车充电桩向着自动化，智能化方向发展。
对于现有的充电桩有着如下问题：(1)现有的充电桩至多只可以提供两个车位上电动汽车的充电，在完成充电到车主取车这两个时间点之间存在着大量的无效充电时间，导致充电桩的时间空间利用率低。(2)车主在选取充电停车位时候无法掌握周边全部充电桩的准确信息，包括位置，充电所需时长以及等待充电所需时长等。在车主寻找到合适的充电桩之前往往会浪费大量的时间。
为解决上述问题，亟需一种适用于自动充电桩的“人车桩云”协同自动充电系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法，实现自动充电桩的“人车桩云”协同自动充电。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电动汽车自动充电系统，包括：多台自动充电桩、车载通讯模块、用户手机客户端以及云服务器；
所述车载通讯模块安装在待充电的电动汽车上；所述车载通讯模块用于获取所述待充电的电动汽车的车辆信息；所述车辆信息包括：车辆型号、充电接口类型、电池容量以及当前电池SOC；所述充电接口类型包括快充接口以及慢充接口；
所述用户手机客户端与所述车载通讯模块通讯；所述用户手机客户端用于获取用户的充电需求以及接收所述车辆信息，并根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现；若能实现，则将所述充电需求发送至所述云服务器；若不能实现，则重新获取充电需求；所述充电需求包括：当前车辆GPS定位、自动充电桩GPS定位、目标充电量、预期取车时间以及选定充电模式；
所述云服务器分别与所述用户手机客户端以及当前停车场内所有的自动充电桩通讯；所述云服务器用于当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩；所述云服务器还用于当存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩；所述充电信息包括充电停车位置以及充电时间段；
所述自动充电桩用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电；若没有到达，则与所述云服务器通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端查询用户意向。
一种电动汽车自动充电方法，包括：
利用车载通讯模块获取待充电的电动汽车的车辆信息，以及利用用户手机客户端获取用户的充电需求；
根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现；
若能实现，则将所述充电需求发送至云服务器；若不能实现，则重新获取充电需求；
当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩；
当存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩；
根据所述自动充电桩的编号以及充电信息进行导航；
所述自动充电桩用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电；若没有到达，则与所述云服务器通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端查询所述用户意向。
可选地，所述根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现，具体包括：
利用公式
Figure BDA0003043852550000031
确定实际充电所需时间；
当Tc+Tn≤Tf时，所述充电需求能实现；
其中，Tc为实际充电所需时间，SOC1为目标充电量，Tf为预期取车时间，μn为在充电模式n下每小时能够充入的电池电量，SOC2为当前电池SOC，Tn为当前时间。
可选地，所述当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩，具体包括：
根据所述充电需求遍历当前停车场内所有自动充电桩的当前充电任务完成时间；
判断所述当前充电任务完成时间与实际充电所需时间的和是否小于等于预期取车时间。
可选地，所述当存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩，之后还包括：
当不存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将建议取车时间发送至所述用户手机客户端；所述建议取车时间为当前充电任务完成时间与实际充电所需时间之和的最小值；
所述用户手机客户端显示建议取车时间，并请求所述用户重新输入充电需求。
可选地，所述若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电，具体包括：
若到达，所述自动充电桩识别停靠的车辆信息，并当停靠的车辆信息与接受到的车辆信息符合后开始充电。
可选地，所述若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电，之后还包括：
充电完成后，自动充电桩的充电枪断开退出，并继续执行下一充电时间安排/空置；
所述云服务器更新所述自动充电桩的充电安排，并与用户手机客户端通讯，通知所述用于取车。
可选地，所述若没有到达，则与所述云服务器通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端查询所述用户意向，之后还包括：
若索虎用户取消充电需求或请求延后充电开始时间，则所述云服务器更新相应的自动充电桩的充电时间安排，并将更新后的充电时间安排发送至相应的自动充电桩。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法，用户手机客户端与车载通讯模块通讯，云服务器与用户手机客户端以及自动充电桩通讯，并且车载通讯模块实时获取电动汽车的车辆信息，为“人车桩云”协同自动充电系统，车主可基于该系统准确快速的选择合适的自动充电桩，所需要花费的时间大幅降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种电动汽车自动充电系统结构示意图；
图2为本发明一种电动汽车自动充电系统原理示意图；
图3为本发明一种电动汽车自动充电方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电动汽车自动充电系统及自动充电方法，实现自动充电桩1的“人车桩云”协同自动充电。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种电动汽车自动充电系统结构示意图，图2为本发明一种电动汽车自动充电系统原理示意图，如图1和图2所示，本发明所提供的一种电动汽车自动充电系统，包括：多台自动充电桩1、车载通讯模块2、用户手机客户端3以及云服务器4；
所述车载通讯模块2安装在待充电的电动汽车上；所述车载通讯模块2用于获取所述待充电的电动汽车的车辆信息；所述车辆信息包括：车辆型号、充电接口类型、电池容量以及当前电池SOC；所述充电接口类型包括快充接口以及慢充接口。
所述用户手机客户端3与所述车载通讯模块2通讯；所述用户手机客户端3用于获取用户的充电需求以及接收所述车辆信息，并根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现；若能实现，则将所述充电需求发送至所述云服务器4；若不能实现，则重新获取充电需求；所述充电需求包括：当前车辆GPS定位、自动充电桩1GPS定位、目标充电量、预期取车时间以及选定充电模式。
所述云服务器4分别与所述用户手机客户端3以及当前停车场内所有的自动充电桩1通讯；所述云服务器4用于当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩1；所述云服务器4还用于当存在满足所述充电需求的自动充电桩1时，将相应的自动充电桩1的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端3；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩1；所述充电信息包括充电停车位置以及充电时间段。
所述自动充电桩1用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电；若没有到达，则与所述云服务器4通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端3查询用户意向。
作为具体的实施例，每台自动充电桩1可以对其对应的相邻N个充电停车位内待充电车辆进行充电。同一时刻该自动充电桩1只能为一台车辆提供充电服务。该充电桩附带的自动充电枪可通过摄像头识别并判断车辆信息，同时可识别车辆充电接口位置，完成对接和充电。
每一个自动充电桩1均附带有5G/WIFI通讯模块，可通过wifi/5G与云服务器4通讯。
车载通讯模块2为Telematics BOX，简称车载T-BOX，主要用于和后台系统/手机APP通信，实现手机APP的车辆信息显示与控制。此外，T-BOX通过接口接入CAN总线，通过CAN网络进行数据采集。主要对车辆信息、整车控制器信息、电机控制器信息、电池管理系统BMS、车载充电机等数据进行采集并解析。
作为具体的实施例，所述用户手机客户端3与所述车载通讯模块2通过蓝牙、WIFI、2G/3G/4G等通讯方式，实现用户与车辆间的通讯。
作为具体的实施例，所述云服务器4与所述用户手机客户端3通过WIFI、5G等通讯方式，实现用户与云服务器4之间的通讯。
作为具体的实施例，所述自动充电桩1与所述云服务器4通过WIFI、5G等通讯方式，实现自动充电桩1与云服务器4之间的通讯。
作为具体的实施例，自动充电桩1与带充电的电动汽车通过CAN通讯，符合国标GB/T 20234.3-2015。
本发明所提供的一种电动汽车自动充电方法，包括：
S101，利用车载通讯模块2获取待充电的电动汽车的车辆信息，以及利用用户手机客户端3获取用户的充电需求；
S102，根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现；
S102具体包括：
利用公式
Figure BDA0003043852550000071
确定实际充电所需时间；
当Tc+Tn≤Tf时，所述充电需求能实现；
其中，Tc为实际充电所需时间，SOC1为目标充电量，Tf为预期取车时间，μn为在充电模式n下每小时能够充入的电池电量，SOC2为当前电池SOC，Tn为当前时间。
S103，若能实现，则将所述充电需求发送至云服务器4；若不能实现，则重新获取充电需求；
S104，当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩1；
S104根据所述充电需求遍历当前停车场内所有自动充电桩1的当前充电任务完成时间；
判断所述当前充电任务完成时间与实际充电所需时间的和是否小于等于预期取车时间。
S105，当存在满足所述充电需求的自动充电桩1时，将相应的自动充电桩1的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端3；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩1；
S105之后还包括：
当不存在满足所述充电需求的自动充电桩1时，将建议取车时间发送至所述用户手机客户端3；所述建议取车时间为当前充电任务完成时间与实际充电所需时间之和的最小值；
所述用户手机客户端3显示建议取车时间，并请求所述用户重新输入充电需求。
S106，根据所述自动充电桩1的编号以及充电信息进行导航；
S107，所述自动充电桩1用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电；若没有到达，则与所述云服务器4通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端3查询所述用户意向。
所述若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电，具体包括：
若到达，所述自动充电桩1识别停靠的车辆信息，并当停靠的车辆信息与接受到的车辆信息符合后开始充电。
所述若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电，之后还包括：
充电完成后，自动充电桩1的充电枪断开退出，并继续执行下一充电时间安排/空置；
所述云服务器4更新所述自动充电桩1的充电安排，并与用户手机客户端3通讯，通知所述用于取车。
所述若没有到达，则与所述云服务器4通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端3查询所述用户意向，之后还包括：
若所述用户取消充电需求或请求延后充电开始时间，则所述云服务器4更新相应的自动充电桩1的充电时间安排，并将更新后的充电时间安排发送至相应的自动充电桩1。
如图3所示，电动汽车预约充电决策流程：
车主抵达停车场附近，通过手机客户端输入目标充电量SOC1，预期取车时间Tf，选定充电模式n。。手机通过蓝牙和车载通讯模块2通讯，获取当前车辆SOC2.计算实际充电所需时间Tc。
Figure BDA0003043852550000081
其中，μn为在充电模式n下每小时能够充入的电池电量。
校核Tf，Tc是否满足Tc+Tn≤Tf,其中Tn为当前时间。若满足，执行第三步，若不满足，则用户输入的充电需求不可能实现，请求用户重新输入充电需求。
客户端与云服务器4通讯，传递数据包括实际充电时间Tc，预期取车时间Tf，设定充电模式n，云服务器4接收到对应数据后，遍历当前停车场内所有自动充电桩1的当前充电任务完成时间Tzi，若存在Tzj，使得Tzj+Tc≤Tf。则存在满足当前车辆充电需求的充电桩。若不存在，将建议取车时间Tfn＝min(Tzi+Tc)发送至用户侧。若存在，将分配的自动充电桩1Kj，充电停车位Kj-m，充电时间[Tzj，Tzj+Tc]发送至用户侧。
同时云服务器4将充电时间[Tzj，Tzj+Tc]，充电停车位Kj-m,充电车辆信息发送至对应自动充电桩1Kj。
用户侧客户端接受云服务器4的返回数据。若不能满足充电需求，则显示建议取车时间Tfn，请求用户重新输入充电需求。若能够满足充电需求，则显示分配的充电停车位置Kj-m，充电时间[Tzj，Tzj+Tc]，引导用户前往充电停车位置。
用户需在Tzj时间段前到达该充电停车位。若按时抵达，自动充电桩1识别停靠车辆信息，确定与接受到的车辆信息符合后开始充电。若未能按时抵达，自动充电桩1未能识别到车辆信息，自动充电桩1与云服务器4通讯，请求更新Kj的充电时间安排。云服务器4与手机端通讯，查询用户意向。若用户取消充电需求或请求延后充电开始时间，则云服务器4更新充电停车点Kj的充电时间安排，并将更新后的充电时间安排发送至自动充电点Kj。
在充电过程中，自动充电桩1实时与车载BMS通过CAN总线通讯，其规则符合国标GB/T20234.3-2015。并将当前充电状态实时同步至云服务器4以及用户客户端。
完成充电后，自动充电枪断开退出，继续执行下一充电时间安排/空置。自动充电桩1与云服务器4通讯，云服务器4更新该充电桩的充电安排，并与用户客户端通讯，通知其来取车。
本发明适用于自动充电桩1，可实现完成当前待充电车辆的充电任务后立刻执行下一辆带充电车辆的充电任务，时间空间利用率高。车主可基于该系统准确快速的选择合适的自动充电桩1，所需要花费的时间大幅降低。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电动汽车自动充电系统，其特征在于，包括：多台自动充电桩、车载通讯模块、用户手机客户端以及云服务器；
所述车载通讯模块安装在待充电的电动汽车上；所述车载通讯模块用于获取所述待充电的电动汽车的车辆信息；所述车辆信息包括：车辆型号、充电接口类型、电池容量以及当前电池SOC；所述充电接口类型包括快充接口以及慢充接口；
所述用户手机客户端与所述车载通讯模块通讯；所述用户手机客户端用于获取用户的充电需求以及接收所述车辆信息，并根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现；若能实现，则将所述充电需求发送至所述云服务器；若不能实现，则重新获取充电需求；所述充电需求包括：当前车辆GPS定位、自动充电桩GPS定位、目标充电量、预期取车时间以及选定充电模式；
所述云服务器分别与所述用户手机客户端以及当前停车场内所有的自动充电桩通讯；所述云服务器用于当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩；所述云服务器还用于当存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩；所述充电信息包括充电停车位置以及充电时间段；
所述自动充电桩用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电；若没有到达，则与所述云服务器通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端查询用户意向。
2.一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，包括：
利用车载通讯模块获取待充电的电动汽车的车辆信息，以及利用用户手机客户端获取用户的充电需求；
根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现；
若能实现，则将所述充电需求发送至云服务器；若不能实现，则重新获取充电需求；
当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩；
当存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩；
根据所述自动充电桩的编号以及充电信息进行导航；
所述自动充电桩用于判断所述待充电的电动汽车是否在所述充电开始时刻到达；若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电；若没有到达，则与所述云服务器通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端查询所述用户意向。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，所述根据充电需求以及所述车辆信息判断所述充电需求是否能实现，具体包括：
利用公式
Figure FDA0003043852540000021
确定实际充电所需时间；
当Tc+Tn≤Tf时，所述充电需求能实现；
其中，Tc为实际充电所需时间，SOC1为目标充电量，Tf为预期取车时间，μn为在充电模式n下每小时能够充入的电池电量，SOC2为当前电池SOC，Tn为当前时间。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，所述当所述充电需求能实现时，根据所述充电需求判断是否存在满足所述充电需求的自动充电桩，具体包括：
根据所述充电需求遍历当前停车场内所有自动充电桩的当前充电任务完成时间；
判断所述当前充电任务完成时间与实际充电所需时间的和是否小于等于预期取车时间。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，所述当存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将相应的自动充电桩的编号以及充电信息发送至所述用户手机客户端；并将所述充电信息发送至相应的自动充电桩，之后还包括：
当不存在满足所述充电需求的自动充电桩时，将建议取车时间发送至所述用户手机客户端；所述建议取车时间为当前充电任务完成时间与实际充电所需时间之和的最小值；
所述用户手机客户端显示建议取车时间，并请求所述用户重新输入充电需求。
6.根据权利要求2所述的一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，所述若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电，具体包括：
若到达，所述自动充电桩识别停靠的车辆信息，并当停靠的车辆信息与接受到的车辆信息符合后开始充电。
7.根据权利要求2所述的一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，所述若到达，则对所述待充电的电动汽车进行充电，之后还包括：
充电完成后，自动充电桩的充电枪断开退出，并继续执行下一充电时间安排/空置；
所述云服务器更新所述自动充电桩的充电安排，并与用户手机客户端通讯，通知所述用于取车。
8.根据权利要求2所述的一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，所述若没有到达，则与所述云服务器通讯，请求更新充电时间段并通过所述用户手机客户端查询所述用户意向，之后还包括：
若索虎用户取消充电需求或请求延后充电开始时间，则所述云服务器更新相应的自动充电桩的充电时间安排，并将更新后的充电时间安排发送至相应的自动充电桩。
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