CN113997822A - 电动汽车有序充电管理系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动汽车有序充电管理系统，属于电动汽车充电技术领域，包括电动汽车统计模块、充电桩统计模块、充电监测模块和充电调控模块，各个模块之间通信和/或电气连接；电动汽车统计模块用于统计区域内电动汽车的数据信息；根据车辆牌照对区域内的电动汽车进行编号；充电桩统计模块用于统计充电桩的供电信息；本发明还公开了电动汽车有序充电管理方法；本发明用于解决现有方案中没有对充电需求进行区分，没有对异常波动状态进行确定和筛选，导致处于超负荷状态的若干个电动汽车的充电不能得到合理有序管理的技术问题。

Description

电动汽车有序充电管理系统及管理方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及电动汽车有序充电管理系统及管理方法落。

背景技术

充电桩安装于公共建筑、居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电；充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电；充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式。

现有的电动汽车有序充电管理系统对多辆电动汽车的充电进行管理时，对于充电桩配电网处于超负荷状态下，没有对各个电动汽车充电的整体情况进行综合分析，同时也没有根据不同充电汽车的充电需求来进行调整，使得同时充电的多辆电动汽车不能得到合理有序的管理。

发明内容

本发明的目的在于提供电动汽车有序充电管理系统及管理方法，用于解决现有方案中没有对充电需求进行区分，没有对异常波动状态进行确定和筛选，导致处于超负荷状态的若干个电动汽车的充电不能得到合理有序管理的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

电动汽车有序充电管理系统，包括电动汽车统计模块、充电桩统计模块、充电监测模块和充电调控模块，各个模块之间通信和/或电气连接；

电动汽车统计模块用于统计区域内电动汽车的数据信息，该数据信息包含车辆型号、车辆牌照和电池容量；根据车辆牌照对区域内的电动汽车进行编号；

充电桩统计模块用于统计充电桩的供电信息，供电信息包含充电桩的供电类型和供电功率；其中，供电类型包含快速充电、普通充电和慢速充电；

电动汽车通过充电桩进行充电时，默认的充电方式为持续充电，并得到第一充电系数；当电动汽车的充电方式为短暂充电时，则判定该电动汽车的充电优先级高，并得到第二充电系数，第一充电系数和第二充电系数构成充电系数集；

充电监测模块用于对区域内电动汽车的充电情况进行实时监测并取值标记，得到充电监测信息，将充电监测信息中的各项数据进行联立计算并分析，得到充电监分集；

充电调控模块根据充电监分集对若干个电动汽车的充电进行动态调控，使得充电桩配电网的负荷保持最佳的运行状态，若干个电动汽车的充电得到有序管理。

进一步地，进行实时监测并取值标记的具体步骤包括：

根据车辆牌照获取电动汽车对应的车辆编号，获取不同车辆编号的开始充电时间点，根据实时的北京时间获取电动汽车的充电时长并标记为CDSi，i=1，2，3，...，n；充电时长的单位为分钟；

根据车辆编号获取对应的电动汽车的开始充电电量和实时电池电量，根据实时电池电量和开始充电电量，获取该电动汽车的已充电电量并标记为YCDi；

获取若干个电动汽车的实时充电功率并标记为SCGi；获取若干个电动汽车对应充电系数集中的充电系数并标记为CDXk，k=1，2；将标记的各项数据按顺序排列组合，得到充电监测信息。

进一步地，将充电监测信息中的各项数据进行联立计算并分析的具体步骤包括：

获取充电监测信息中电动汽车对应的充电时长CDSi、已充电电量YCDi、实时充电功率SCGi和充电系数CDXk，通过公式

计算获取各个电动汽车的充监值，其中，a1、a2、a3和a4表示为不同的比例系数；

将若干个充监值进行降序排列，将排首位的充监值设定为选中充监值，将排第二位的充监值设定为备选充监值，并将选中充监值和备选充监值对应的电动汽车设定为选中车辆和备选车辆；

对区域内的实时充电情况进行监测分析，得到调控集。

进一步地，对区域内的实时充电情况进行监测分析的具体步骤包括：

根据若干个电动汽车的实时充电功率获取实时充电总功率，获取实时充电总功率与预设的调控总功率之间的差值，对该差值进行分析，若该差值大于n且出现的累计时长大于m，则生成第一调控信号；若该差值不大于n，则生成第二调控信号；其中，出现的时长包括连续时长和间断出现的累加时长，n和m的取值均为大于零的整数，且n＜m；

第一调控信号和第二调控信号构成调控集；

将调控集、若干个充监值、选中车辆和备选车辆按顺序排列组合，得到充电监分集。

进一步地，对若干个电动汽车的充电进行动态调控的具体步骤包括：

对充电监分集进行分析，若充电监分集中包含第一调控信号，则判定充电桩配电网的峰值处于超负荷状态，根据第一调控信号对若干个电动汽车的充电进行调控，包括：

根据第一调控信号降低选中车辆的充电功率，并将调控后的实时充电总功率与预设的调控总功率进行对比，若调控后的实时充电总功率不小于预设的调控总功率，则生成第一对比信号；若调控后的实时充电总功率小于预设的调控总功率，则生成第二对比信号；

根据第一对比信号继续降低备选车辆的充电功率，并继续将调控后的实时充电总功率与预设的调控总功率进行对比，若调控后的实时充电总功率不小于预设的调控总功率，则生成第三对比信号；若调控后的实时充电总功率小于预设的调控总功率，则生成第四对比信号；

根据第三对比信号继续降低备选车辆后面充监值对应的电动汽车的实时功率，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率；

其中，降低实时充电功率包括将快速充电调整为普通充电，以及将普通充电调整为慢速充电。

电动汽车有序充电管理方法，具体的步骤包括：

统计区域内电动汽车的数据信息和充电桩的供电信息；数据信息包含车辆型号、车辆牌照和电池容量；供电信息包含充电桩的供电类型和供电功率；

电动汽车通过充电桩进行充电时，默认的充电方式为持续充电，并得到第一充电系数；当电动汽车的充电方式为短暂充电时，则判定该电动汽车的充电优先级高，并得到第二充电系数，第一充电系数和第二充电系数构成充电系数集；

对区域内电动汽车的充电情况进行实时监测并取值标记，得到充电监测信息，将充电监测信息中的各项数据进行联立计算并分析，得到包含第一调控信号和第二调控信号的充电监分集；

根据充电监分集对若干个电动汽车的充电进行动态调控，根据第一调控信号降低对应电动汽车的实时充电功率，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率，使得充电桩配电网的负荷保持最佳的运行状态。

本发明的有益效果：

1、本发明根据充监值对电动车辆的实时充电情况进行监测分析，结合充电桩配电网的负载情况，及时对处于超负荷状态的若干个电动汽车的充电进行动态调整，使得充电桩配电网整体的供电保持在最佳的运行状态，避免充电桩配电网负荷出现大幅度波动的情况。

2、本发明通过设置持续充电和短暂充电两种不同的充电方式，可以实现在不同的用户充电需求下进行区别调控，在后续的计算分析和调控过程中，使得短暂充电方式的电动车辆的充电不受到影响，使得不同需求的电动汽车的充电得到合理有序的管理。

3、本发明通过对实时充电总功率与预设的调控总功率之间的差值进行分析并启动调控，可以确定充电桩的配电网处于超负荷状态，而不是异常波动状态，可以避免因为异常波动状态而进行供电调控，导致配电网整体的供电状态不稳定，从而有效提高了电动汽车充电管理的准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明电动汽车有序充电管理系统的模块框图。

图2为本发明电动汽车有序充电管理方法的流程框图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明为电动汽车有序充电管理系统，包括电动汽车统计模块、充电桩统计模块、充电监测模块和充电调控模块，各个模块之间通信和/或电气连接；

本实施例中，通过对电动车辆的实时充电情况进行监测分析，结合充电桩配电网的负载情况，及时对处于超负荷状态的若干个电动汽车的充电进行动态调整，使得充电桩配电网整体的供电保持在最佳的运行状态，避免充电桩配电网负荷出现大幅度波动的情况，使得若干个电动汽车的充电得到有序管理；

电动汽车统计模块用于统计区域内电动汽车的数据信息，该数据信息包含车辆型号、车辆牌照和电池容量；根据车辆牌照对区域内的电动汽车进行编号；车辆型号用于获取电动汽车充电时的最大功率；电池容量用于判断充电是否充满；

充电桩统计模块用于统计充电桩的供电信息，供电信息包含充电桩的供电类型和供电功率；其中，供电类型包含快速充电、普通充电和慢速充电三种类型；

电动汽车通过充电桩进行充电时，默认的充电方式为持续充电，并得到第一充电系数；当电动汽车的充电方式为短暂充电时，则判定该电动汽车的充电优先级高，并得到第二充电系数，第一充电系数和第二充电系数构成充电系数集；

其中，持续充电表示该电动汽车充电后不急着用，可以自由调控不同的供电类型；短暂充电表示该电动汽车充电后需要使用，在对供电调控过程中不对该电动汽车的供电类型进行调整；但在特殊情况下，所有的电动汽车的充电方式均为短暂充电时，则将所有充电方式统一调整为普通充电或者慢速充电；短暂充电由用户自主选择，第一充电系数和第二充电系数均为预设的不同的数值，第一充电系数取值可以为5，第二充电系数取值可以为10；

本实施例中，区域可以为整个小区，电动汽车共有五辆，分别为A、B、C、D、E；同时共有五个充电桩，分别为a、b、c、d、e；当五辆电动汽车同时进行快速充电时，则导致充电桩配电网处于超负荷状态，需要对供电进行动态调控；并且所有的电动汽车刚开始充电时，充电桩的供电类型均为快速充电；

充电监测模块用于对区域内电动汽车的充电情况进行实时监测并取值标记，具体的步骤包括：

根据车辆牌照获取电动汽车对应的车辆编号，获取不同车辆编号的开始充电时间点，根据实时的北京时间获取电动汽车的充电时长并标记为CDSi，i=1，2，3，...，n；充电时长的单位为分钟；

根据车辆编号获取对应的电动汽车的开始充电电量和实时电池电量，根据实时电池电量和开始充电电量获取该电动汽车的已充电电量并标记为YCDi；

获取若干个电动汽车的实时充电功率并标记为SCGi；获取若干个电动汽车对应充电系数集中的充电系数并标记为CDXk，k=1，2；将标记的各项数据按顺序排列组合，得到充电监测信息；其中，CDX1表示为第一充电系数，CDX2表示为第二充电系数；

将充电监测信息中的各项数据进行联立计算并分析，得到充电监分集；具体的步骤包括：

获取充电监测信息中电动汽车对应的充电时长CDSi、已充电电量YCDi、实时充电功率SCGi和充电系数CDXk，通过公式

计算获取各个电动汽车的充监值，其中，a1、a2、a3和a4表示为不同的比例系数；

将若干个充监值进行降序排列，将排首位的充监值设定为选中充监值，将排第二位的充监值设定为备选充监值，并将选中充监值和备选充监值对应的电动汽车设定为选中车辆和备选车辆；

本实施例中，不同型号的电动汽车的充电功率不同，通过将电动汽车的充电时长、已充电电量、实时充电功率和充电系数进行联立计算，通过充监值来对充电的若干个电动汽车进行整体分析，为电动汽车充电功率的调控提供了数据支持，相比于现有方案中的先来先调整的方式，或者根据已充电电量来进行调整的方式，本实施例中可以实现更加均衡的调控，使得不同充电要求的电动汽车均能得到合理有序的调控，这里不同充电要求是根据充电系数来确定的；

对区域内的实时充电情况进行监测分析，得到调控集；具体的步骤包括：

根据若干个电动汽车的实时充电功率获取实时充电总功率，获取实时充电总功率与预设的调控总功率之间的差值，对该差值进行分析；

若该差值大于n且出现的累计时长大于m，则生成第一调控信号；

若该差值不大于n，则生成第二调控信号；其中，出现的时长包括连续时长和间断出现的累加时长，n和m的取值均为大于零的整数，且n＜m；

若该差值大于n且出现的累计时长不大于m时，则判定充电桩的配电网处于异常波动状态，且不进行调控；

第一调控信号和第二调控信号构成调控集；将调控集、若干个充监值、选中车辆和备选车辆按顺序排列组合，得到充电监分集；

本实施例中，n可以取值为1，单位为kW，m可以取值为5，单位为min；n表示为实时充电总功率超过预设的调控总功率之间的波动值，超过这个波动值，在评估时间内一直超过这个波动值，以及反复出现的累计时长超过评估时间时，则自动对充电桩的供电进行调控；m则为评估时间。

本实施例中，基于实时充电总功率与预设的调控总功率之间的差值进行分析并启动调控，可以确定充电桩的配电网处于超负荷状态，而不是异常波动状态，可以避免因为异常波动状态而进行供电调控，导致配电网整体的供电状态不稳定；当一次调控后实时充电总功率还不小于预设的调控总功率，后续的调控准则基于实时充电总功率与预设的调控总功率之间的关系，而不是实时充电总功率与预设的调控总功率之间的差值。

充电调控模块根据充电监分集对若干个电动汽车的充电进行动态调控，使得充电桩配电网的负荷保持最佳的运行状态；具体的步骤包括：

对充电监分集进行分析，若充电监分集中包含第一调控信号，则判定充电桩配电网的峰值处于超负荷状态，根据第一调控信号对若干个电动汽车的充电进行调控，包括：

根据第一调控信号降低选中车辆的充电功率，并将调控后的实时充电总功率与预设的调控总功率进行对比，若调控后的实时充电总功率不小于预设的调控总功率，则生成第一对比信号；若调控后的实时充电总功率小于预设的调控总功率，则生成第二对比信号；

根据第一对比信号继续降低备选车辆的充电功率，并继续将调控后的实时充电总功率与预设的调控总功率进行对比，若调控后的实时充电总功率不小于预设的调控总功率，则生成第三对比信号；若调控后的实时充电总功率小于预设的调控总功率，则生成第四对比信号；

根据第三对比信号继续降低备选车辆后面充监值对应的电动汽车的实时功率，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率；其中，降低实时充电功率包括将快速充电调整为普通充电，以及将普通充电调整为慢速充电。

本实施例中，A、B、C、D同时在充电，D的充电方式为短暂充电，电动A、B、C、D都在快速充电，当电动汽车E开始充电时，实时充电总功率大于预设的调控总功率，根据充监值的大小进行排序，得到A、B、C、E、D，则电动汽车A为选中车辆，电动汽车B为备选汽车，将电动汽车A的快速充电调整为普通充电，若此时实时充电总功率还大于预设的调控总功率，则将电动汽车B的快速充电调整为普通充电；若此时实时充电总功率等于预设的调控总功率，则将电动汽车C的快速充电调整为普通充电，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率；同时不对D的充电方式进行调整；预设的调控总功率根据实际情况进行设定。

上述的公式均是去除量纲取其数值计算，通过采集大量的数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设比例系数以及相关的阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取。

请参阅图2，本发明为电动汽车有序充电管理方法，具体的步骤包括：

步骤一：统计区域内电动汽车的数据信息和充电桩的供电信息；数据信息包含车辆型号、车辆牌照和电池容量；供电信息包含充电桩的供电类型和供电功率；

步骤二：电动汽车通过充电桩进行充电时，默认的充电方式为持续充电，并得到第一充电系数；当电动汽车的充电方式为短暂充电时，则判定该电动汽车的充电优先级高，并得到第二充电系数，第一充电系数和第二充电系数构成充电系数集；

步骤三：对区域内电动汽车的充电情况进行实时监测并取值标记，得到充电监测信息，将充电监测信息中的各项数据进行联立计算并分析，得到包含第一调控信号和第二调控信号的充电监分集；

步骤四：根据充电监分集对若干个电动汽车的充电进行动态调控，根据第一调控信号降低对应电动汽车的实时充电功率，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率，使得充电桩配电网的负荷保持最佳的运行状态。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，包括充电监测模块和充电调控模块；电动汽车通过充电桩进行充电时，默认的充电方式为持续充电，并得到第一充电系数；当电动汽车的充电方式为短暂充电时，则判定该电动汽车的充电优先级高，并得到第二充电系数，第一充电系数和第二充电系数构成充电系数集；

充电监测模块用于对区域内电动汽车的充电情况进行实时监测并取值标记，得到充电监测信息，将充电监测信息中的各项数据进行联立分析，得到包含第一调控信号和第二调控信号的充电监分集；其中，第一调控信号表示充电桩配电网的实时供电总功率处于超负荷状态，需要进行调控；第二调控信号表示充电桩配电网的供电不需要进行调控；

充电调控模块根据充电监分集对若干个电动汽车的充电进行动态调控，根据第一调控信号降低对应电动汽车的实时充电功率，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率，使得充电桩配电网的负荷保持最佳的运行状态，若干个电动汽车的充电得到有序管理。

2.根据权利要求1所述的电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，还包括电动汽车统计模块和充电桩统计模块，电动汽车统计模块用于统计区域内电动汽车的数据信息，并对区域内的电动汽车进行编号；充电桩统计模块用于统计充电桩的供电信息。

3.根据权利要求2所述的电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，数据信息包含车辆型号、车辆牌照和电池容量；供电信息包含充电桩的供电类型和供电功率。

4.根据权利要求3所述的电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，进行实时监测并取值标记的具体步骤包括：根据车辆牌照获取电动汽车对应的车辆编号，根据不同车辆编号的开始充电时间点获取电动汽车的充电时长CDSi，i=1，2，3，...，n；根据电动汽车的实时电池电量和开始充电电量，获取该电动汽车的已充电电量YCDi；获取若干个电动汽车的实时充电功率SCGi；获取充电系数集中若干个电动汽车的充电系数CDXk，k=1，2；标记的各项数据按顺序排列组合得到充电监测信息。

5.根据权利要求4所述的电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，进行联立分析的具体步骤包括：

通过公式

计算获取各个电动汽车的充监值，其中，a1、a2、a3和a4表示为不同的比例系数；将若干个充监值进行降序排列，根据排首位的充监值得到选中充监值和选中车辆，根据排第二位的充监值得到备选充监值和备选车辆；对区域内的实时充电情况进行监测分析。

6.根据权利要求5所述的电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，对区域内的实时充电情况进行监测分析的具体步骤包括：根据若干个电动汽车的实时充电功率获取实时充电总功率，获取实时充电总功率与预设的调控总功率之间的差值并进行分析，若该差值大于n且出现的累计时长大于m，则生成第一调控信号；若该差值不大于n，则生成第二调控信号；其中，n和m的取值均为大于零的整数，且n＜m。

7.根据权利要求6所述的电动汽车有序充电管理系统，其特征在于，降低实时充电功率包括将快速充电调整为普通充电，以及将普通充电调整为慢速充电。

8.电动汽车有序充电管理方法，其特征在于，具体的步骤包括：

统计区域内电动汽车的数据信息和充电桩的供电信息；

对区域内电动汽车的充电情况进行实时监测并取值标记，得到充电监测信息，将充电监测信息中的各项数据进行联立计算并分析，得到包含第一调控信号和第二调控信号的充电监分集；

根据充电监分集对若干个电动汽车的充电进行动态调控，根据第一调控信号降低对应电动汽车的实时充电功率，直至实时充电总功率小于预设的调控总功率，使得充电桩配电网的负荷保持最佳的运行状态。

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