CN114228545A - 一种电动汽车智能节能充电桩系统及充电优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车智能节能充电桩系统及充电优化方法，属于汽车充电桩技术领域，包括车辆识别模块、充电预约模块、充电模块和服务器；所述充电预约模块用于电动汽车用户预约充电桩，建立预约通道，用户进行身份注册，将用户的注册信息进行储存，并生成识别标志；用户通过预约通道预约充电桩，设置充电预约时间YT、等待计费价格JG和等待时长DT，并将预约信息发送到车辆识别模块；所述车辆识别模块用于识别电动车辆，当识别成功时，通过充电模块对电动车辆进行充电；通过设置充电预约时间YT、等待计费价格JG和等待时长DT，督促用户在预约后能够按时到达停车位，避免预约后，也没有按时充电，造成资源的浪费。

Description

一种电动汽车智能节能充电桩系统及充电优化方法
技术领域
本发明属于汽车充电桩技术领域，具体是一种电动汽车智能节能充电桩系统及充电优化方法。
背景技术
电动汽车的充电桩功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁上，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和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，输出端都装有充电枪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，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
随着电动车的增加，对充电桩的数量需求也在增强，目前充电桩的使用过程中，经常出现非电动车辆占用充电车位，使得电动车辆无法充电；同时因为充电桩的数量不够充足，而有的车主预约后却不能按时的到达预约位置进行充电，造成资源的浪费。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种电动汽车智能节能充电桩系统及充电优化方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电动汽车智能节能充电桩系统，包括车辆识别模块、充电预约模块、充电模块和服务器；
所述充电预约模块用于电动汽车用户预约充电桩，具体方法包括：
步骤SA1：建立预约通道，用户进行身份注册，将用户的注册信息进行储存，并生成识别标志；
步骤SA2：用户通过预约通道预约充电桩，设置充电预约时间YT、等待计费价格JG和等待时长DT，并将预约信息发送到车辆识别模块；
所述车辆识别模块用于识别电动车辆，当识别成功时，通过充电模块对电动车辆进行充电。
进一步地，车辆识别模块识别电动车辆的方法包括：
步骤SB1：设置车辆触发装置和识别单元，当检测到有车辆停在车位上时，生成触发信号，并将触发信号发送到识别单元；
步骤SB2：识别单元对停车车辆进行识别；当识别到识别标志时，获取对应的预约信息；
当预约信息匹配成功时，获取充电开始时间KT，根据公式QT＝(KT-YT)×JTH获得等待费用QT；
当预约信息没有匹配成功时，发出警报声，劝离停车车辆；
当没有识别到识别标志时，进入步骤SB3。
进一步地，步骤SB2中KT-YT≦DT，且当QT<0时，不收取费用。
进一步地，步骤SB3：获取充电桩的预约信息，当有预约时，发出警报声，劝离停车车辆；
当没有预约时，获取车辆的车牌高清图像，设置车牌识别模型，将车牌高清图像输入到车牌识别模型中，获得车辆类型；
当车辆的类型不是电动汽车时，发出警报声，劝离停车车辆；
当车辆的类型是电动汽车时，允许充电。
进一步地，充电模块对电动车辆进行充电的方法包括：
步骤SC1：获取汽车剩余电量LY和总电量ZD，获得需要充电量XY＝ZD-LY，获取充电桩的充电速度CV，获得预估充电时长
Figure BDA0003467200130000031
步骤SC2：开始充电后，实时获取汽车剩余电量LY，当LY≧X1时，实时获取充电电池的荷电状态HD，当HD≧X2时，停止充电。
进一步地，步骤SC1中λ的取值范围为0<λ≤1。
进一步地，还包括分时策略模块，所述分时策略模块用于规划不同充电时间段内的充电费用，具体方法包括：
步骤SD1：获取充电桩在不同时间段内的预约数量Pi，获得平均值
Figure BDA0003467200130000032
将每个时间段的时间长度标记为di，获取充电桩在所在城市的用电高峰期D，获得比重值
Figure BDA0003467200130000033
获取每个时间段的时间长度在用电高峰期的占比ei；
步骤SD2：设置计费模型，将Ps、Pi、di、ei、β输入到计费模型中，获得对应时间段内的充电费用Ki。
一种电动汽车智能节能充电桩的充电优化方法，其特征在于，具体方法包括：
步骤一：建立预约通道，进行充电桩预约；
步骤二：对停车车辆进行识别；
步骤三：对电动车辆进行充电；
步骤四：根据充电车辆数量和用电高峰期规划充电费用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置充电预约时间YT、等待计费价格JG和等待时长DT，督促用户在预约后能够按时到达停车位，避免预约后，也没有按时充电，造成资源的浪费；同时通过设置等待时长DT，避免长期的等待和造成更大的资源浪费，同时避免给用户带来较大的经济损失；通过进行预约和识别车辆，避免了非电动车辆占用车位，造成充电桩资源的浪费，使得充电桩等不到有效的利用；通过设置分时收费，鼓励用户在非用电高峰期进行充电，充分利用现有的资源。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种电动汽车智能节能充电桩系统，包括车辆识别模块、充电预约模块、分时策略模块、充电模块和服务器；
所述充电预约模块用于电动汽车用户预约充电桩，具体方法包括：
步骤SA1：建立预约通道，预约通道可以是客户端、公众号等可以沟通预约的通道，用户进行身份注册，用户在本文中指的是电动汽车驾驶员；将用户的注册信息进行储存，并生成识别标志；
步骤SA2：用户通过预约通道预约充电桩，设置充电预约时间YT，充电预约时间YT就是用户预约开始充电的时间点，设置等待计费价格JG和等待时长DT，并将预约信息发送到车辆识别模块，预约信息就是上述设置的信息，等待计费价格JG就是从充电预约时间YT开始，当用户没有进行充电时，进行收费的单价，就是单位时间内收费多少，等待时长DT就是从充电预约时间YT开始，当用户没有进行充电时，最大可以等待的时长，超过等待时长DT时，将会取消预约。
所述车辆识别模块用于识别电动车辆，具体方法包括：
步骤SB1：设置车辆触发装置和识别单元，用于提示有车辆停在停车位上，车辆触发装置可以是利用压力传感器的装置，就是当车位上的压力超过设定值时，生成触发信号；车辆触发装置可以是激光扫描装置，当有车辆停在停车位上时，阻断激光的传输，产生触发信号，或者根据激光的反射时间进行判断；识别单元用于识别车辆信息，当有车辆停在车位上时，生成触发信号，并将触发信号发送到识别单元；
步骤SB2：识别单元对停车车辆进行识别；当识别到识别标志时，获取对应的预约信息；
当预约信息匹配成功时，获取充电开始时间KT，根据公式QT＝(KT-YT)×JTH获得等待费用QT，其中KT-YT≦DT，且当QT<0时，不收取费用；
当预约信息没有匹配成功时，发出警报声，劝离停车车辆；
步骤SB3：当没有识别到识别标志时，获取充电桩的预约信息，当有预约时，发出警报声，劝离停车车辆；
当没有预约时，获取车辆的车牌高清图像，设置车牌识别模型，将车牌高清图像输入到车牌识别模型中，获得车辆类型；因为电动汽车车牌的颜色和其他车辆车牌的颜色并不相同，容易区分；
当车辆的类型不是电动汽车时，发出警报声，劝离停车车辆；
当车辆的类型是电动汽车时，允许充电。
步骤SB3中设置车牌识别模型的方法包括：
获取车牌识别历史数据；所述车牌识别历史数据包括车牌高清图像；为车牌识别历史数据设置对应的车辆类型；构建人工智能模型；人工智能模型包括误差逆向传播神经网络、RBF神经网络和深度卷积神经网络；将车牌识别历史数据和对应的车辆类型按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；所述设定比例包括2：1：1、3：2：1和3：1：1；通过训练集、测试集和校验集对人工智能模型进行训练、测试和校验；将训练完成的人工智能模型标记为车牌识别模型。
所述充电模块用于对电动车辆进行充电，具体方法包括：
步骤SC1：获取汽车剩余电量LY和总电量ZD，获得需要充电量XY＝ZD-LY，获取充电桩的充电速度CV，获得预估充电时长
Figure BDA0003467200130000061
其中λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1；
步骤SC2：开始充电后，实时获取汽车剩余电量LY，因为电动汽车内有电量显示装置，可以直接获取，当LY≧X1时，X1为预设值，例如百分之九十的电量；实时获取充电电池的荷电状态HD，当HD≧X2时，X2为预设值，例如百分之九十五；停止充电。
所述分时策略模块用于规划不同充电时间段内的充电费用，具体方法包括：
步骤SD1：获取充电桩在不同时间段内的预约数量Pi，其中i＝1、2、……、n，n为时间段的数量；i代表时间段；获得平均值
Figure BDA0003467200130000062
将每个时间段的时间长度标记为di，获取充电桩在所在城市的用电高峰期D，获得比重值
Figure BDA0003467200130000063
获取每个时间段的时间长度在用电高峰期的占比ei，就是对应的时间段是否在用电高峰期，在用电高峰期内的部分占时间段的百分比；
步骤SD2：设置计费模型，将Ps、Pi、di、ei、β输入到计费模型中，获得对应时间段内的充电费用Ki；
步骤SD2中设置计费模型的方法包括：
获取计费历史数据；所述计费历史数据包括Ps、Pi、di、ei、β；为计费历史数据设置对应时间段内的充电费用Ki；构建人工智能模型；人工智能模型包括误差逆向传播神经网络、RBF神经网络和深度卷积神经网络；将计费历史数据和对应时间段内的充电费用Ki按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；所述设定比例包括2：1：1、3：2：1和3：1：1；通过训练集、测试集和校验集对人工智能模型进行训练、测试和校验；将训练完成的人工智能模型标记为计费模型。
一种电动汽车智能节能充电桩的充电优化方法，具体方法包括：
步骤一：建立预约通道，进行充电桩预约；
步骤SA1：用户进行身份注册，将用户的注册信息进行储存，并生成识别标志；
步骤SA2：用户通过预约通道预约充电桩，设置充电预约时间YT，设置等待计费价格JG和等待时长DT。
步骤二：对停车车辆进行识别；
步骤SB1：设置车辆触发装置和识别单元，当有车辆停在车位上时，生成触发信号，并将触发信号发送到识别单元；
步骤SB2：识别单元对停车车辆进行识别；当识别到识别标志时，获取对应的预约信息；
当预约信息匹配成功时，获取充电开始时间KT，根据公式QT＝(KT-YT)×JTH获得等待费用QT，其中KT-YT≦DT，且当QT<0时，不收取费用；
当预约信息没有匹配成功时，发出警报声，劝离停车车辆；
步骤SB3：当没有识别到识别标志时，获取充电桩的预约信息，当有预约时，发出警报声，劝离停车车辆；
当有预约时，获取车辆的车牌高清图像，设置车牌识别模型，将车牌高清图像输入到车牌识别模型中，获得车辆类型；因为电动汽车车牌的颜色和其他车辆车牌的颜色并不相同，容易区分；
当车辆的类型不是电动汽车时，发出警报声，劝离停车车辆；
当车辆的类型是电动汽车时，允许充电。
步骤三：对电动车辆进行充电；
步骤SC1：获取汽车剩余电量LY和总电量ZD，获得需要充电量XY＝ZD-LY，获取充电桩的充电速度CV，获得预估充电时长
Figure BDA0003467200130000081
其中λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1；
步骤SC2：开始充电后，实时汽车剩余电量LY，当LY≧X1时，实时获取充电电池的荷电状态HD，当充HD≧X2时，停止充电。
步骤四：根据充电车辆数量和用电高峰期规划充电费用；
步骤SD1：获取充电桩在不同时间段内的预约数量Pi，其中i＝1、2、……、n，n为时间段的数量；i代表时间段；获得平均值
Figure BDA0003467200130000082
将每个时间段的时间长度标记为di，获取充电桩在所在城市的用电高峰期D，获得比重值
Figure BDA0003467200130000083
获取每个时间段的时间长度在用电高峰期的占比ei，就是对应的时间段是否在用电高峰期，在用电高峰期内的部分占时间段的百分比；
步骤SD2：设置计费模型，将Ps、Pi、di、ei、β输入到计费模型中，获得对应时间段内的充电费用Ki。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：建立预约通道，进行充电桩预约；用户进行身份注册，将用户的注册信息进行储存，并生成识别标志；用户通过预约通道预约充电桩，设置充电预约时间YT，设置等待计费价格JG和等待时长DT。对停车车辆进行识别；设置车辆触发装置和识别单元，当有车辆停在车位上时，生成触发信号，并将触发信号发送到识别单元；识别单元对停车车辆进行识别；当识别到识别标志时，获取对应的预约信息；当预约信息匹配成功时，获取充电开始时间KT，根据公式QT＝(KT-YT)×JTH获得等待费用QT，其中KT-YT≦DT，且当QT<0时，不收取费用；当预约信息没有匹配成功时，发出警报声，劝离停车车辆；当没有识别到识别标志时，获取充电桩的预约信息，当有预约时，发出警报声，劝离停车车辆；当有预约时，获取车辆的车牌高清图像，设置车牌识别模型，将车牌高清图像输入到车牌识别模型中，获得车辆类型；当车辆的类型不是电动汽车时，发出警报声，劝离停车车辆；当车辆的类型是电动汽车时，允许充电。
对电动车辆进行充电，获取汽车剩余电量LY和总电量ZD，获得需要充电量XY＝ZD-LY，获取充电桩的充电速度CV，获得预估充电时长
Figure BDA0003467200130000091
开始充电后，实时汽车剩余电量LY，当LY≧X1时，实时获取充电电池的荷电状态HD，当充HD≧X2时，停止充电。根据充电车辆数量和用电高峰期规划充电费用；获取充电桩在不同时间段内的预约数量Pi，获得平均值
Figure BDA0003467200130000092
将每个时间段的时间长度标记为di，获取充电桩在所在城市的用电高峰期D，获得比重值
Figure BDA0003467200130000093
获取每个时间段的时间长度在用电高峰期的占比ei，设置计费模型，将Ps、Pi、di、ei、β输入到计费模型中，获得对应时间段内的充电费用Ki。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
另对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车智能节能充电桩系统，其特征在于，包括车辆识别模块、充电预约模块、充电模块和服务器；
所述充电预约模块用于电动汽车用户预约充电桩，具体方法包括：
步骤SA1：建立预约通道，用户进行身份注册，将用户的注册信息进行储存，并生成识别标志；
步骤SA2：用户通过预约通道预约充电桩，设置充电预约时间YT、等待计费价格JG和等待时长DT，并将预约信息发送到车辆识别模块；
所述车辆识别模块用于识别电动车辆，当识别成功时，通过充电模块对电动车辆进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能节能充电桩系统，其特征在于，车辆识别模块识别电动车辆的方法包括：
步骤SB1：设置车辆触发装置和识别单元，当检测到有车辆停在车位上时，生成触发信号，并将触发信号发送到识别单元；
步骤SB2：识别单元对停车车辆进行识别；当识别到识别标志时，获取对应的预约信息；
当预约信息匹配成功时，获取充电开始时间KT，根据公式QT＝(KT-YT)×JTH获得等待费用QT；
当预约信息没有匹配成功时，发出警报声，劝离停车车辆；
步骤SB3：当没有识别到识别标志时，获取充电桩的预约信息，当有预约时，发出警报声，劝离停车车辆；
当没有预约时，获取车辆的车牌高清图像，设置车牌识别模型，将车牌高清图像输入到车牌识别模型中，获得车辆类型；
当车辆的类型不是电动汽车时，发出警报声，劝离停车车辆；
当车辆的类型是电动汽车时，允许充电。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车智能节能充电桩系统，其特征在于，步骤SB2中KT-YT≦DT，且当QT<0时，不收取费用。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能节能充电桩系统，其特征在于，充电模块对电动车辆进行充电的方法包括：
步骤SC1：获取汽车剩余电量LY和总电量ZD，获得需要充电量XY＝ZD-LY，获取充电桩的充电速度CV，获得预估充电时长
Figure FDA0003467200120000021
步骤SC2：开始充电后，实时获取汽车剩余电量LY，当LY≧X1时，实时获取充电电池的荷电状态HD，当HD≧X2时，停止充电。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车智能节能充电桩系统，其特征在于，步骤SC1中λ的取值范围为0<λ≤1。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能节能充电桩系统，其特征在于，还包括分时策略模块，所述分时策略模块用于规划不同充电时间段内的充电费用，具体方法包括：
步骤SD1：获取充电桩在不同时间段内的预约数量Pi，获得平均值
Figure FDA0003467200120000022
将每个时间段的时间长度标记为di，获取充电桩在所在城市的用电高峰期D，获得比重值
Figure FDA0003467200120000023
获取每个时间段的时间长度在用电高峰期的占比ei；
步骤SD2：设置计费模型，将Ps、Pi、di、ei、β输入到计费模型中，获得对应时间段内的充电费用Ki。
7.基于权利要求1-6任一项所述的一种基于电动汽车智能节能充电桩系统的充电优化方法，其特征在于，具体方法包括：
步骤一：建立预约通道，进行充电桩预约；
步骤二：对停车车辆进行识别；
步骤三：对电动车辆进行充电；
步骤四：根据充电车辆数量和用电高峰期规划充电费用。
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