CN114056162A - 一种纯电动客车充电控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯电动客车充电控制系统，包括：功率监控模块，功率监控模块用于实时监控充电场所的多个充电终端的总功率以及单个充电终端的充电功率；充电执行模块，用于连通或断开单个充电终端的充电线路；车辆信息采集模块，用于采集车辆信息，并将车辆信息传输至控制器；本发明通过将充电场地的可充电时间划分成若干段，并对每个时间段内的预约的充电功率进行监控，避免每个时段内的充电总功率超过预设的阈值，相较于传统的粗放式的管理手段，能够在线路承载阈值功率一定的条件下，提升可接入充电的客车的数量，同样的，能够降低充电场地的线路要求，从而降低充电场地的建设与维护成本。

Description

一种纯电动客车充电控制系统
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种纯电动客车充电控制系统。
背景技术
随着环保意识的加强以及能源多元化的需求，电动车辆已经成为汽车行业的重要组成部分，相较于传统的内燃机驱动车辆，电动车存在续航里程不足以及充电时间较长的问题，尤其是电动客车，现有技术中主要是作为公交车或班车使用，其运营时间与路径较为稳定，当日耗电量与可以用来充电的时间都是比较明确的，然而大批量的电动客车在同一场所安排进行充电时，需要对充电场地进行完善的建设，一般来说需要使充电场地能够支持所有充电桩同时对电动客车进行充电，但是这样的话充电场地的线路建设成本较高，需要要求线路具有较高的承载功率，这样会大大提升充电场地的建设成本，且由于充电场地中大部分时候并不是处于所有车辆同时充电的状态，即总线路是长时间处于远低于承载功率来进行工作的，这样就会造成资源浪费，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动客车充电控制系统，解决现有技术中充电场地建设成本较高，以及充电场地中的线路长时间处于较低负载下运行带来的资源浪费问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种纯电动客车充电控制系统，包括：
功率监控模块，功率监控模块用于实时监控充电场所的多个充电终端的总功率以及单个充电终端的充电功率；
充电执行模块，用于连通或断开单个充电终端的充电线路；
车辆信息采集模块，用于采集车辆信息，并将车辆信息传输至控制器；
所述控制系统的工作方法包括如下步骤：
第一步，与充电终端建立连接，将车辆当前信息传输至控制器，控制器对车辆信息进行处理，得到车辆的最小充电量与最大充电量，并根据最小充电量与最大充电量得到对应的最小预计充电时间与最大预计充电时间；
第二步，根据车辆的停止充电时刻与当前时刻计算得到剩余可充电时段，将车辆的剩余可充电时段处理后分割为i个时长为t的时间段Ta，得到Ta1、Ta2、...Tai，将充电场所一天的可充电时间分割为n个时长为t的时间段Tb，得到Tb1、Tb2、...、Tbn；
第三步，对车辆充电时间进行预约，若车辆的剩余可充电时段时长小于最小预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tai，并将其与Tb对应，将其标记为A类充电车辆；
若车辆的剩余可充电时段时长小于等于最大预计充电时间且大于等于最小预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tac，并将其与Tb对应，其中c满足最小预计充电时间的时长等于tc，将其标记为B类充电车辆；
若车辆的剩余可充电时段时长大于最大预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tac，并将其与Tb对应，其中c满足最小预计充电时间的时长等于tc，将其标记为C类充电车辆；
第四步，当新接入充电车辆时，对各时间段Tb内预约充电的功率之和W进行统计，当W小于等于预设阈值W1时，按照第三步中的方式进行充电时间预约；
当存在W大于预设阈值W1的时间段时，依次将已预约的B类充电车辆与C类充电车辆的充电时间向后调整若干个时间段Tb，直至Tac与Tai重合或新接入充电车辆的预约时间段内均满足W小于等于阈值W1。
作为本发明的进一步方案，若Tac与Tai重合时，仍无法满足新接入充电车辆的预约时间段内均满足W小于等于阈值W1，则将新接入充电车辆的充电时间预约为满足W小于等于预设阈值W1的所有Ta。
作为本发明的进一步方案，当新接入充电车辆无法在预约时间内完成充电至车辆蓄电池电量达到最小充电量，通过预先设置的报警装置提醒车辆驾驶员。
作为本发明的进一步方案，当B类充电车辆与C类充电车辆在完成最小预计充电时间的充电后，按次序对B类充电车辆与C类充电车辆进行排队预约，将后续的满足W大于预设阈值W1的Tb时间段标记为预约充电时间进行充电。
作为本发明的进一步方案，按次序对B类充电车辆与C类充电车辆进行排队预约的方式为：按照B类充电车辆与C类充电车辆停止充电时刻进行排序，先结束充电的优先度大于后结束充电的，在结束充电时刻相同时，开始充电时刻先的优先度大于开始充电时刻后的。
作为本发明的进一步方案，最大充电量为使蓄电池总电量达到100％的充电量，最小充电量为使蓄电池电量达到支持车辆在第二次充电时刻之前续航的充电量。
作为本发明的进一步方案，最小充电量为能够让蓄电池达到预设容量的充电量。
作为本发明的进一步方案，第二步中对剩余可充电时段处理的方法为：对车辆的剩余可充电时段的两端进行切割，使Ta中的任一时段均能与Tb中的一时段对应。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过将充电场地的可充电时间划分成若干段，并对每个时间段内的预约的充电功率进行监控，并对各接入车辆的充电时间进行合理地安排，避免每个时段内的充电总功率超过预设的阈值，并在此基础上，充分地利用每个时间段，使充电场地的线路处于饱和状态运行，相较于传统的粗放式的管理手段，能够在线路承载阈值功率一定的条件下，提升可接入充电的客车的数量，同样的，能够降低充电场地的线路要求，从而降低充电场地的建设与维护成本；
(2)本发明通过大数据分析车辆数据信息，进而对车辆的充电时间进行合理分配，以保证所有充电车辆都能在不影响充电场地整体功率的情况下实现充电，并不对后续的续航造成影响。
具体实施方式
下面将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。
一种纯电动客车充电控制系统，包括：功率监控模块、充电执行模块、车辆信息采集模块与控制器；
功率监控模块，功率监控模块用于实时监控充电场所的多个充电终端的总功率以及单个充电终端的充电功率，并对各时间段内预约充电的总功率进行监控；
充电执行模块，用于连通或断开单个充电终端的充电线路，具体的，充电执行模块受控制器控制，控制器根据各充电终端的预约的充电时间段，控制充电执行开关连通或者断开单个充电终端的充电线路；
车辆信息采集模块，用于采集车辆信息，车辆信息包括历史数据与当前信息，并将车辆信息传输至控制器，其中历史数据包括行驶里程、耗电量，当前信息包括剩余电池电量、停止充电时间；
本发明所述控制系统的工作方法包括如下步骤：
第一步，与充电终端建立连接，将车辆当前信息传输至控制器，控制器对车辆信息进行处理，得到车辆的最小充电量与最大充电量，并根据最小充电量与最大充电量得到对应的最小预计充电时间与最大预计充电时间；
其中最大充电量为使蓄电池总电量达到100％的充电量；
最小充电量为使蓄电池电量达到支持车辆在第二次充电时刻之前续航的充电量；
第二步，根据车辆的停止充电时刻与当前时刻计算得到剩余可充电时段，将车辆的剩余可充电时段处理后分割为i个时长为t的时间段Ta，得到Ta1、Ta2、...、Tai，将充电场所一天的可充电时间分割为n个时长为t的时间段Tb，得到Tb1、Tb2、...、Tbn；
其中对剩余可充电时段处理是指对车辆的剩余可充电时段的两端进行切割，使Ta中的任一时段均能与Tb中的一时段对应；
第三步，对车辆充电时间进行预约，若车辆的剩余可充电时段时长小于最小预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tai，并将其与Tb对应，将其标记为A类充电车辆；
若车辆的剩余可充电时段时长小于等于最大预计充电时间且大于等于最小预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tac，并将其与Tb对应，其中c满足最小预计充电时间的时长等于tc，将其标记为B类充电车辆；
若车辆的剩余可充电时段时长大于最大预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tac，并将其与Tb对应，其中c满足最小预计充电时间的时长等于tc，将其标记为C类充电车辆；
第四步，当新接入充电车辆时，对各时间段Tb内预约充电的功率之和W进行统计，当W小于等于预设阈值W1时，按照第三步中的方式进行充电时间预约；
当存在W大于预设阈值W1的时间段时，依次将已预约的B类充电车辆与C类充电车辆的充电时间向后调整若干个时间段Tb，直至Tac与Tai重合或新接入充电车辆的预约时间段内均满足W小于等于阈值W1；
若Tac与Tai重合时，仍无法满足新接入充电车辆的预约时间段内均满足W小于等于阈值W1，则将新接入充电车辆的充电时间预约为满足W小于等于预设阈值W1的所有Ta。
在本发明的一个实施例中，当新接入充电车辆无法在预约时间内完成充电至车辆蓄电池电量达到最小充电量，应当通过预先设置的报警装置提醒车辆驾驶员，避免驾驶员无法及时了解实际情况从而影响后续的工作；
需要注意的是，当B类充电车辆与C类充电车辆在完成最小预计充电时间的充电后，按次序对B类充电车辆与C类充电车辆进行排队预约，将后续的满足W大于预设阈值W1的Tb时间段标记为预约充电时间进行充电；
按次序对B类充电车辆与C类充电车辆进行排队预约的方式为：按照B类充电车辆与C类充电车辆停止充电时刻进行排序，先结束充电的优先度大于后结束充电的，在结束充电时刻相同时，开始充电时刻先的优先度大于开始充电时刻后的；
作为本发明的进一步方案，所述最小充电量可以为能够让蓄电池达到预设容量的充电量，从而使每个车辆都能够至少达到一个预设容量，避免车辆处于长期低容量的情况，能够对蓄电池实现良好的保护效果。
上述充电方式能够对充电场地的可充电时间划分成若干段，并对每个时间段内的预约的充电功率进行监控，并避免每个时段内的充电总功率超过预设的阈值，并在此基础上，充分地利用每个时间段，使充电场地的线路处于饱和状态运行，相较于传统的粗放式的管理手段，能够在线路阈值功率一定的条件下，提升可接入充电的客车的数量，同样的，能够降低充电场地的线路要求，从而降低充电场地的建设与维护成本；
第一步中对车辆信息进行处理的方式为：
S1、对车辆历史信息进行大数据处理，得到电动客车蓄电池电量与续航里程之间关系以及蓄电池剩余电量与充电速度之间的关系；
S2、读取车辆第二日工作计划，得到车辆第二日的预计行驶里程，根据步骤S1中得到的电量与续航里程之间的关系得到车辆第二日蓄电池的最低蓄电量，并根据蓄电池剩余电量信息得到需要充电电量；
S3、根据步骤S1中的蓄电池剩余电量与充电速度之间的关系得到对应车辆充电至最小充电量与最大充电量需要的时间。
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)

1.一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，该控制系统的工作方法包括如下步骤：
第一步，与充电终端建立连接，将车辆当前信息传输至控制器，控制器对车辆信息进行处理，得到车辆的最小充电量与最大充电量，并根据最小充电量与最大充电量得到对应的最小预计充电时间与最大预计充电时间；
第二步，根据车辆的停止充电时刻与当前时刻计算得到剩余可充电时段，将车辆的剩余可充电时段处理后分割为i个时长为t的时间段Ta，得到Ta1、Ta2、...、Tai，将充电场所一天的可充电时间分割为n个时长为t的时间段Tb，得到Tb1、Tb2、...、Tbn；
第三步，对车辆充电时间进行预约，若车辆的剩余可充电时段时长小于最小预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tai，并将其与Tb对应，将其标记为A类充电车辆；
若车辆的剩余可充电时段时长小于等于最大预计充电时间且大于等于最小预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tac，将其与Tb对应，其中c满足最小预计充电时间的时长等于tc，将其标记为B类充电车辆；
若车辆的剩余可充电时段时长大于最大预计充电时间，则车辆预约的充电时间为Ta1至Tac，并将其与Tb对应，其中c满足最小预计充电时间的时长等于tc，将其标记为C类充电车辆；
第四步，当新接入车辆时，对各Tb内预约充电的功率之和W进行统计，当W小于等于预设阈值W1时，按照第三步中的方式进行充电时间预约；
当存在W大于预设阈值W1的时间段时，依次将已预约的B类充电车辆与C类充电车辆的充电时间向后调整若干个时间段Tb，直至Tac与Tai重合或新接入充电车辆的预约时间段内均满足W小于等于阈值W1。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，若Tac与Tai重合时，仍无法满足新接入充电车辆的预约时间段内均满足W小于等于阈值W1，则将新接入充电车辆的充电时间预约为满足W小于等于预设阈值W1的所有Ta。
3.根据权利要求2所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，当新接入充电车辆无法在预约时间内完成充电至车辆蓄电池电量达到最小充电量，通过预先设置的报警装置提醒车辆驾驶员。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，当B类充电车辆与C类充电车辆在完成最小预计充电时间的充电后，按次序对B类充电车辆与C类充电车辆进行排队预约，将后续的满足W大于预设阈值W1的Tb时间段标记为预约充电时间进行充电。
5.根据权利要求4所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，按次序对B类充电车辆与C类充电车辆进行排队预约的方式为：按照B类充电车辆与C类充电车辆停止充电时刻进行排序，先结束充电的优先度大于后结束充电的，在结束充电时刻相同时，开始充电时刻先的优先度大于开始充电时刻后的。
6.根据权利要求1所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，最大充电量为使蓄电池总电量达到100％的充电量，最小充电量为使蓄电池电量达到支持车辆在第二次充电时刻之前续航的充电量。
7.根据权利要求1所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，最小充电量为能够让蓄电池达到预设容量的充电量。
8.根据权利要求1所述的一种纯电动客车充电控制系统，其特征在于，第二步中对剩余可充电时段处理的方法为：对车辆的剩余可充电时段的两端进行切割，使Ta中的任一时段均能与Tb中的一时段对应。
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