CN114475338B - 一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，包括：充电箱体和充电枪；所述充电箱体包括：充电管理模块、电池控制模块、监测模块、安全模块；所述充电管理模块用于管理充电车辆，生成充电策略；所述监测模块用于对电池进行实时监测，获取电池实时载荷；所述电池控制模块用于根据电池实时载荷，生成电池充电方案，并控制电池充电，获取电池充电数据；所述安全模块根据电池充电数据对电池进行安全管理；通过充电管理装置提高了充电桩的适用性，为更多不同类型的新能源车服务，通过监测装置保证了充电电池数据的准确性，根据电池实时状态进行充电调整，通过安全装置保护了充电桩安全和紧急断电情况下电池的安全。

Description

一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩。
背景技术
目前，随着新能源的广泛应用和新能源车辆的快速发展，新能源车在整个汽车行业中占比愈来愈高；与以往的油车相比，新能源电车，在使用成本和节能环保方面都有着巨大优势；而随着新能源电车的增多，一系列问题也随之而出，如何高效充电就是其中之一；日常在小区中，车主们可以通过为自己车位设置充电桩，除此外商场、企事业单位、高校也均有充电桩的设置；不过，在节假日期间，由于出行车辆过多，同时高速服务区的充电桩过少，并且充电桩对汽车电池的充电方式过于单一，无法合理有效的针对不同电池情况做出不同充电策略，导致出现了一些新能源车排了四五个小时队才成功充电的情况，如申请号为“202110745125.7”的“智能移动充电桩用自动充电控制方法及智能移动充电桩”；其设置了一种可以自由移动的充电桩，可以自动躲避障碍，通过精准定位对移动充电桩进行调度，实现自动避障，为那些应急的电动车进行充电，实现充电桩移动靠近车辆的功能；但移动充电桩在移动到充电车辆的位置时，其只能为充电车辆带来统一的充电方式，而无法考虑此时充电车辆的电池状态和当前充电计划；同时移动充电桩很容易遇到移动危险，从而无法实现辅助充电；而本发明通过在充电桩本体设置了充电管理装置、电池控制装置、监测装置和安全装置，对充电车辆进行充电管理，并根据不同车辆电池的不同状态分别生成对应的充电方案，在电池实时载荷变化的同时，充电桩提供充电的充电参数也进行对应变化，以完成对电池在不同阶段的高效充电，同时确保充电安全。
发明内容
本发明提供一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，用以解决无法灵活充电，面对一定范围内多个新能源车的充电请求时，如何高效决策，以及根据车辆电池的实时载荷进行充电方案调整，以提高充电效率，减少充电时间，并保证充电安全的情况。
本发明提供了一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，包括：充电桩本体；所述充电桩本体包括：
充电管理装置、电池控制装置、监测装置、安全装置；
所述充电管理装置用于管理充电车辆，生成充电策略；
所述监测装置用于对电池进行实时监测，获取电池实时载荷；
所述电池控制装置用于根据电池实时载荷，生成电池充电方案，并控制电池充电，获取电池充电数据；
所述安全装置根据电池充电数据对电池进行安全管理。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述充电管理装置包括：
无线通讯器、第一处理器、存储器；其中，
所述无线通讯器用于接收预设范围内车辆的充电请求信号；
所述第一处理器将充电请求信号转化为充电请求信息，根据所述充电请求信息，确定充电策略，并对充电车辆进行充电策略管理；其中，
所述充电策略包括：充电排序策略、充电时长分配策略；
所述存储器用于存储充电车辆信息；其中，
所述车辆充电信息包括：车辆充电请求信息、充电策略管理信息。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述充电管理装置还包括：
传感器、摄像单元、警报单元；其中，
所述传感器用于对预设范围内的车辆位移进行感应检测，获取感应数据，并传输至第一处理器；其中，
所述第一处理器用于根据感应数据，进行接近判断，判断是否有车辆靠近，若是，则调用摄像单元对所述车辆进行识别，获取车辆信息；其中，
所述车辆信息包括：车牌号码、车辆颜色、车型数据；
所述第一处理器还根据所述车辆信息和存储器中的充电车辆信息进行匹配，计算充电匹配度，并进行充电连接判断；其中，
当所述充电匹配度大于等于预设的阈值时，则与所述车辆进行充电连接；
当所述充电匹配度小于预设的阈值时，则不进行充电连接，并通过警报单元对所述车辆进行语音提醒。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述监测装置包括：
第二处理器、充电枪对接装置；其中，
所述充电枪对接装置用于将充电枪和车辆的充电端口进行对接，生成对接反馈，并传输至第二处理器，所述第二处理器根据对接反馈，进行对接处理；其中，
所述对接反馈包括：对接成功反馈、对接失败反馈；
当所述对接反馈为对接成功反馈时，则获取电池实时载荷信息；
当所述对接反馈为对接失败反馈时，对电池进行检测，获取电池初始信息；其中，
所述电池初始信息包括：电池电量、电池充电协议、电池型号、电池使用时间。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述电池控制装置包括：
第三处理器、充电控制单元；其中，
所述第三处理器用于对电池实时载荷信息进行筛选，获取电池充电信息，根据所述电池充电信息，确定电池充电方案；其中，
所述电池实时载荷信息包括：电池实时电量、电池实时掉电速度、电池充电预估信息、电池健康等级；其中，
所述电池充电预估信息包括：预估充电时间、预估充电速度、预估充电电量、预估电池健康等级变化；
所述电池充电方案包括：应急充电方案、阶段式充电方案；
所述充电控制单元用于根据电池充电方案控制充电枪，对充电参数进行调控，并获取电池实时充电信息；其中，
所述充电参数包括：充电电流参数、充电电压参数、电阻参数。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述安全装置包括：
温度检测单元、安全处理器、储蓄电池；其中，
所述温度检测单元用于检测充电桩和充电电池，获取实时温度数据；其中，
所述实时温度数据包括：充电桩实时温度、充电电池实时温度；
所述安全处理器用于管理充电温度安全和充断电安全，生成安全管理数据，根据所述安全管理数据进行安全性分析，计算实时充电安全值并进行充电安全判断；其中，
所述充电温度安全包括：充电桩温度安全、充电电池温度安全
当所述实时充电安全值在预设的阈值范围内时，则继续充电，并将安全管理数据传输至存储器中；
当所述实时充电安全值不在预设的阈值范围内时，则进行安全预警；其中，
所述安全预警包括：第一安全预警、第二安全预警；其中，
所述第一安全预警通过紧急断电，中断电池充电；
所述第二安全预警包括调整充电参数，并进行语音预警；
所述储蓄电池用于存储电量。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述管理充电车辆包括以下步骤：
步骤S01：通过无线通讯模块接收附近车辆的充电请求信号，获取请求信息；其中，
所述请求信息包括：车辆实时距离、车辆型号、车辆剩余电量；
步骤S02：通过第一处理器对所述请求信息进行信息分析，确定接收策略；其中，
所述信息分析包括：根据所述车辆实时距离和车辆剩余电量，计算出车辆到达充电桩的抵达时间；根据所述车辆型号和车辆剩余电量，计算车辆充电时长和结束时间；根据所述请求信息，确定车辆的紧急级别；
所述确定接收策略包括：根据所述充电请求的数量、车辆抵达时间和结束时间，进行接收策略判断；其中，
当所述充电请求的数量为一个的情况或充电请求的数量为一个以上，并且充电时间不冲突的情况，则进行单一接收；
当所述充电请求的数量为一个以上，并且充电时间冲突的情况，则进行复杂接收；
步骤S03：当进行复杂接收时，所述第一处理器根据所述紧急级别、抵达时间、充电时长和结束时间对请求车辆进行充电筛选，获取预接收车辆；
步骤S04：通过所述无线通讯模块，对预接收车辆发送预充电语音信息，并接收所述车辆的回复数据，所述第一处理器根据回复数据进行同意充电判断，确定充电车辆，并将充电车辆的信息传输至存储器中；其中，
所述预充电语音信息包括：充电桩位置信息、到达时间、预计充电时间；
当所述语音数据在预设的对应范围内时，则所述车辆确定充电行程；
当所述语音数据不在预设的对应范围内时，则取消车辆充电。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述阶段式充电方案包括以下步骤：
步骤S10：通过充电枪与充电车辆的充电接口对接成功，获取充电车辆的电池第一充电数据；其中，
所述电池第一充电数据包括：电池当前电量、电池充电电压、当前充电速度；
步骤S20：第三处理器根据所述电池第一充电数据进行充电阶段判断，确定电池当前充电阶段，并对充电功率进行调整，获取第二充电数据；其中，
所述第二充电数据包括：调整后电量、调整后电池充电电压、调整后充电速度；
所述充电阶段包括：第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段；所述第三充电阶段的充电速度最快，第一充电阶段的充电速度最慢；
步骤S30：所述第三处理器根据第一充电数据和第二充电数据进行对比计算，计算充电适配度，并进行充电阶段适配判断；其中，
当所述充电适配度在预设的阈值范围内时，则继续充电；
当所述充电适配度不在预设的阈值范围内时，则调整充电阶段。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述管理充电温度安全包括以下步骤：
步骤一：通过温度传感器在预设时间内获取温度数据，并将所述温度数据传输至安全处理器；
步骤二：所述安全处理器对温度数据进行判断，判断温度数据是否在对应的预设阈值范围内；若是，则对温度数据进行等级判断，获取温度等级；否则，温度传感器在预设的下一阶段时间继续获取温度数据；
步骤三：所述安全处理器根据温度等级，生成第一控制指令，并控制充电桩；其中，
所述第一控制指令包括：充电桩断电指令、充电参数调节指令。
作为本技术方案的一种实施例，在于所述管理充断电安全包括：
安全处理器根据车辆充电电池的实时充电阶段控制充电枪，进行对应的充电速度调控，获取电池实时充电数据；其中，
所述车辆通过充电电源进行充电，当充电电源断电时，充电桩启用应急充电；其中，
所述应急充电通过储蓄电池为车辆进行供电，基于所述安全处理器获取断电前的电池实时充电数据，并根据所述实时充电数据，调整电池的继续充电阶段，根据所述继续充电阶段对充电电池继续进行充电；其中，
所述调整电池的充电阶段包括：通过获取储蓄电池为车辆供电后的车辆电池数据，根据所述车辆电池数据和储蓄电池数据，计算继续充电值，并根据所述继续充电值和预设的继续充电表，进行充电阶段匹配，确定继续充电阶段。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩的功能图；
图2为本发明实施例中一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩中管理充电车辆的流程图；
图3为本发明实施例中一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩中阶段式充电方案的流程图；
图4为本发明实施例中一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
本发明通过对智能充电桩底的充电管理装置对附近有充电需求的新能源车，根据车辆电池状态进行综合分析，预先帮助电量紧急的车辆，并将不同时间的充电车辆分别进行安排，实现了充电效用最大化；通过监测装置保证了获取到的电池状态的精准性，根据电池状态进行不同的充电设置，提高了新能源车电池的充电效率，通过安全装置保护了电池充电和充电桩本体的安全性。
实施例1：
本发明实施例提供了一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，包括：充电桩本体；所述充电桩本体包括：
充电管理装置、电池控制装置、监测装置、安全装置；
所述充电管理装置用于管理充电车辆，生成充电策略；
所述监测装置用于对电池进行实时监测，获取电池实时载荷；
所述电池控制装置用于根据电池实时载荷，生成电池充电方案，并控制电池充电，获取电池充电数据；
所述安全装置根据电池充电数据对电池进行安全管理；
上述技术方案的工作原理为：通常充电桩多是固定于底面或者墙面，也有少部分可以移动的充电桩，如申请号为“202110745125.7”的“智能移动充电桩用自动充电控制方法及智能移动充电桩”，其设置的移动充电桩可以实现充电桩向汽车移动，但其场景的局限性较强，面对多个车辆时，无法很好的将充电桩充电效率最大化；而上述技术方案中，如图1所示，通过设置充电管理装置、电池控制装置、监测装置和安全装置，对区域内待充电车辆的电池状态进行分析，确定高效充电策略，并根据所述电池状态调整充电模式，同时智能充断电管理，以保障充电安全；
上述技术方案在具体实施场景中：当车主驾驶着新能源车想要充电时，向智能充电桩发送充电请求，智能充电桩根据新能源车的电量状态以及距离等车辆信息，生成所述车辆的具体充电方案，又发送到新能源车中，并进行语音播报，如果车主同意，那么只需要语音回复同意，则成功预约充电，如果不满意当前方案，也可以回复不同意，那么会取消此次预约，同时，继续为车主匹配新的充电方案；如图4所示，当车主来到预约的智能充电桩时，将新能源车慢慢倒入或者开入智能充电桩对应的车位上，此时的车位上有伸展的机械臂，而当车主将车辆缓慢靠近时，机械臂感应到有车辆，通过充电箱体上的摄像头识别当前车辆的车牌，是否为预约车辆，如果是，则缩回第一机械臂，此时车主可以将新能源车停在充电车位上，此时如果车辆满足自动充电的条件，那么车主主要需要开启车辆充电口的充电盖，另一个机械臂会自动将充电枪与汽车充电口进行连接，开始充电；如果不满足自动充电的条件，则车主可以自行将充电枪连接至汽车的充电接口上；此时车主可以在充电箱体的屏幕上看见自己车辆的充电状态，直到完成充电；
上述技术方案的有益效果为：通过充电管理装置提高了充电桩提供充电服务的灵活性，可以应对更多充电场景，为更多不同类型的新能源车服务，通过第监测装置保证了充电电池数据的准确性，根据电池实时状态进行充电调整，通过安全装置保护了充电桩安全和紧急断电情况下电池的安全。
实施例2：
在一个实施例中，所述充电管理装置包括：
无线通讯器、第一处理器、存储器；其中，
所述无线通讯器用于接收预设范围内车辆的充电请求信号；
所述第一处理器将充电请求信号转化为充电请求信息，根据所述充电请求信息，确定充电策略，并对充电车辆进行充电策略管理；其中，
所述充电策略包括：充电排序策略、充电时长分配策略；
所述存储器用于存储充电车辆信息；其中，
所述车辆充电信息包括：车辆充电请求信息、充电策略管理信息；
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中通常为单一预约充电桩，无需进行分析单一以时间或者范围内最低电量作为充电顺序的评定标准，依赖于使用场景的稳定性，无法解决一些特殊情况，当某一区域在某一时段大量车辆需要充电时，则适用性会大幅降低，而上述技术方案中，通过无线通讯器接收预设范围内车辆的充电请求信号，将充电请求信号转化为充电请求信息，根据充电请求信息，确定充电策略，并对充电车辆进行充电策略管理；
上述技术方案在具体实施场景中：当车主驾驶新能源皮卡车辆进行充电预约时，其电池剩余量比同期预约的电动小轿车多，但因其车型过大电量消耗较多，剩余电量无法支撑到下一个充电桩，而电动小轿车虽然剩余电量少，但因其每公里耗电低，坚持到下一个充电桩绰绰有余，所以安排这辆新能源皮卡车辆优先进行充电；
上述技术方案的有益效果为：通过充电管理装置，在提高充电灵活性，解决更多车辆充电难问题的同时，也更能保障充电桩效率更高，相对成本更低。
实施例3：
在一个实施例中，所述充电管理装置还包括：
传感器、摄像单元、警报单元；其中，
所述传感器用于对预设范围内的车辆位移进行感应检测，获取感应数据，并传输至第一处理器；其中，
所述第一处理器用于根据感应数据，进行接近判断，判断是否有车辆靠近，若是，则调用摄像单元对所述车辆进行识别，获取车辆信息；其中，
所述车辆信息包括：车牌号码、车辆颜色、车型数据；
所述第一处理器还根据所述车辆信息和存储器中的充电车辆信息进行匹配，计算充电匹配度，并进行充电连接判断；其中，
当所述充电匹配度大于等于预设的阈值时，则与所述车辆进行充电连接；
当所述充电匹配度小于预设的阈值时，则不进行充电连接，并通过警报单元对所述车辆进行语音提醒；
上述技术方案的工作原理为：通过设置传感器、摄像单元、警报单元，实现对预设范围内的感应检测，判断是否有车辆靠近，如果有则识别车辆，分析所述车辆的识别信息是否和存储器中的预约车辆信息相匹配，计算其充电匹配度，当匹配度满足预设范围时，才可以为车辆进行充电，否则会进行语音提示；
上述技术方案在具体实施场景中：车主如果未进行预约，同时当前充电桩在当前时段已经被其他车辆预约，那么车主在将车停向充电桩对应停车位时，充电桩会对车辆进行识别，并发出语音提示，此时的充电桩也无法为车主的车辆进行充电；如果车主在预约时间内来到当前充电桩，那么经过充电桩摄像识别成功，则可以正常进行充电；
上述技术方案的有益效果为：通过设置传感器和摄像单元保证了不同时间段内对应充电车辆充电的准确性，通过警报单元对非当前预约车辆进行提醒，保证充电策略的完整执行。
实施例4：
在一个实施例中，所述监测装置包括：
第二处理器、充电枪对接装置；其中，
所述充电枪对接装置用于将充电枪和车辆的充电端口进行对接，生成对接反馈，并传输至第二处理器，所述第二处理器根据对接反馈，进行对接处理；其中，
所述对接反馈包括：对接成功反馈、对接失败反馈；
当所述对接反馈为对接成功反馈时，则获取电池实时载荷信息；
当所述对接反馈为对接失败反馈时，对电池进行检测，获取电池初始信息；其中，
所述电池初始信息包括：电池电量、电池充电协议、电池型号、电池使用时间；
上述技术方案的工作原理为：通过充电枪对接装置对接充电枪和车辆充电接口，首先判断对接是否成功，如果成功则获取电池的实时载荷，如果失败，则对电池进行检测，获取电池的初始信息；
上述技术方案的有益效果为：通过设置充电枪对接装置，保证了充电的成功率，提高了充电安全，。
实施例5：
在一个实施例中，所述电池控制装置包括：
第三处理器、充电控制单元；其中，
所述第三处理器用于对电池实时载荷信息进行筛选，获取电池充电信息，根据所述电池充电信息，确定电池充电方案；其中，
所述电池实时载荷信息包括：电池实时电量、电池实时掉电速度、电池充电预估信息、电池健康等级；其中，
所述电池充电预估信息包括：预估充电时间、预估充电速度、预估充电电量、预估电池健康等级变化；
所述电池充电方案包括：应急充电方案、阶段式充电方案；
所述充电控制单元用于根据电池充电方案控制充电枪，对充电参数进行调控，并获取电池实时充电信息；其中，
所述充电参数包括：充电电流参数、充电电压参数、电阻参数；
上述技术方案的工作原理为：通过第三处理器判断电池载荷信息，从中筛选电池充电信息，并分析出电池充电方案，充电方案包括：应急充电方案、阶段式充电方案，最后根据电池充电方案控制充电枪，对充电参数进行调控，获取电池实时充电信息；
上述技术方案的有益效果为：充电控制单元对电池充电状态进行调控，提高电池充电效率和安全性，通过第三处理器提取有效电池充电信息，提高充电方案的针对性。
实施例6：
在一个实施例中，所述安全装置包括：
温度检测单元、安全处理器、储蓄电池；其中，
所述温度检测单元用于检测充电桩和充电电池，获取实时温度数据；其中，
所述实时温度数据包括：充电桩实时温度、充电电池实时温度；
所述安全处理器用于管理充电温度安全和充断电安全，生成安全管理数据，根据所述安全管理数据进行安全性分析，计算实时充电安全值并进行充电安全判断；其中，
所述充电温度安全包括：充电桩温度安全、充电电池温度安全
当所述实时充电安全值在预设的阈值范围内时，则继续充电，并将安全管理数据传输至存储器中；
当所述实时充电安全值不在预设的阈值范围内时，则进行安全预警；其中，
所述安全预警包括：第一安全预警、第二安全预警；其中，
所述第一安全预警通过紧急断电，中断电池充电；
所述第二安全预警包括调整充电参数，并进行语音预警；
所述储蓄电池用于存储电量；
上述技术方案的工作原理为：充电枪没使用时就固定在卡槽中，如果开始为车辆充电，那么先判断，充电桩当前充电状态是否安全，其自身温度是否在安全范围内，如果充电桩温度在安全范围，那么通过充电枪连接充电电池，此时监测充电电池实时温度，安全处理器在进行安全管理过程中，生成安全管理数据，并计算电池充电的安全值，如果电池充电为不安全状态，那么进行安全预警；
所述充电桩温度安全包括以下步骤：
步骤S100：获取预设时间内温度传递系数{w1,w2,…,wn}，计算温度变化函数ρ：
Figure BDA0003545988810000161
其中，ρs为第s时刻的温度变化，s为变量，且n<s，wi为第i时刻的温度传递系数，γs-i为第s-i时刻的充电桩外部温度，u0为充电桩内部的预设温度；ρs-1为第s-1时刻的温度变化，
Figure BDA0003545988810000162
为第s时刻充电造成的充电桩温度变化，
Figure BDA0003545988810000163
第s-1时刻充电造成的充电桩温度变化，k1为充电温度影响第一系数，k2为充电温度影响第二系数，k3为充电温度影响第三系数；根据气候和光照的不同，设置对应长短的温度检测时间段，通过一个时间段内，若干时刻充电桩外部温度变化，造成桩体内外部温度的变化，根据前一时刻的充电桩充电温度、前一时刻的充电温度变化和实时的充电桩温度变化，计算出当前温度变化；
步骤S200：根据所述温度变化函数ρ，计算充电桩在外部为预设温度时的指标温度δ：
Figure BDA0003545988810000171
其中，δs为第s时刻的指标温度，ρs *为第s时刻的对照温度变化，τ为对照系数，
Figure BDA0003545988810000173
为充电桩外壳导热系数；当充电桩不充电时的外部温度维持在预设的安全温度范围内时，其对应的指标温度更好的反应电池在进行充电时，充电桩体温度的安全指标；
步骤S300：根据所述指标温度δ，计算充电实时标准温度ε：
Figure BDA0003545988810000172
其中，εs为第s时刻的充电实时标准温度，γs-1为第s-1时刻的充电桩外部温度，T为实时温度第一影响系数；通过计算不同时刻的充电实时标准温度，可以更精准的调控充电过程中充电温度的变化范围；
上述技术方案在具体实施场景中：当将新能源车停好进行自动充电时，充电桩的安全装置首先会判断充电桩的温度安全，若充电桩因为刚为其他车辆充过电或者是天气原因造成自身温度过高，那么需要快速降温后，才能为当前车辆充电，当为当前车辆充电时，也要检测电池充电过程的温度，若超出规定范围，则进行判定，如果超出过多则进行语音警报；
上述技术方案的有益效果为：通过安全装置对充电桩温度安全和电池充电安全加以保障，提高了车主用车安全，也保护了充电效率；通过考虑充电桩装外部温度变化造成与内部预设安全温度的差值变化，结合时间段内不同时刻的温度影响，计算当前时刻的温度变化，提高了温度变化的准确度，并通过改变检测时间段和对一个时间段内不同时刻的划分，提高了适用范围和适用灵活度；通过精准的调控安全温度变化范围，提高充电安全性。
实施例7：
在一个实施例中，所述管理充电车辆包括以下步骤：
步骤S01：通过无线通讯模块接收附近车辆的充电请求信号，获取请求信息；其中，
所述请求信息包括：车辆实时距离、车辆型号、车辆剩余电量；
步骤S02：通过第一处理器对所述请求信息进行信息分析，确定接收策略；其中，
所述信息分析包括：根据所述车辆实时距离和车辆剩余电量，计算出车辆到达充电桩的抵达时间；根据所述车辆型号和车辆剩余电量，计算车辆充电时长和结束时间；根据所述请求信息，确定车辆的紧急级别；
所述确定接收策略包括：根据所述充电请求的数量、车辆抵达时间和结束时间，进行接收策略判断；其中，
当所述充电请求的数量为一个的情况或充电请求的数量为一个以上，并且充电时间不冲突的情况，则进行单一接收；
当所述充电请求的数量为一个以上，并且充电时间冲突的情况，则进行复杂接收；
步骤S03：当进行复杂接收时，所述第一处理器根据所述紧急级别、抵达时间、充电时长和结束时间对请求车辆进行充电筛选，获取预接收车辆；
步骤S04：通过所述无线通讯模块，对预接收车辆发送预充电语音信息，并接收所述车辆的回复数据，所述第一处理器根据回复数据进行同意充电判断，确定充电车辆，并将充电车辆的信息传输至存储器中；其中，
所述预充电语音信息包括：充电桩位置信息、到达时间、预计充电时间；
当所述语音数据在预设的对应范围内时，则所述车辆确定充电行程；
当所述语音数据不在预设的对应范围内时，则取消车辆充电；
上述技术方案的工作原理为：现有技术方案中通常根据某一车辆的电量或者预约时间来考虑哪个车辆进行充电，从而很容易忽视需要紧急充电的群体，同时造成充电桩资源浪费；而上述技术方案中通过充电策略管理，如图2所示，首先，接收附近车辆的充电请求，获取请求信息，其次对所述请求信息进行信息分析，确定接收策略；其中，信息分析包括：根据所述车辆实时距离和车辆剩余电量，计算出车辆到达充电桩的抵达时间；根据所述车辆型号和车辆剩余电量，计算车辆充电时长和结束时间；根据所述请求信息，确定车辆的紧急级别；定接收策略包括：根据所述充电请求的数量、车辆抵达时间和结束时间，进行接收策略判断；电请求的数量为一个的情况或充电请求的数量为一个以上，并且充电时间不冲突的情况，则进行单一接收，充电请求的数量为一个以上，并且充电时间冲突的情况，则进行复杂接收；单一接收较为简单，直接进行排列即可，而复杂接收需要分析一个较好的时间段；如果进行的是复杂接收，那么根据所述紧急级别、抵达时间、充电时长和结束时间对请求车辆进行充电筛选，获取预接收车辆，最后，和这些预约车辆进行充电确定，接收车主是否接受这个充电计划的安排，从而确定整体的充电策略；
上述技术方案在具体实施场景中：充电桩接收到三个车辆的充电请求，分别是一点到两点、三点到四点和五点到七点，那么直接与车主进行充电确认，进行充电安排；但如果遇到甲、乙、丙三个车的请求情况有重合，甲车距离充电桩10km，电量剩余20％，乙车距离充电桩30km，电量剩余80％，丙车距离40km，电量剩余20％，那么首先需要分析三个车电量不同，距离不同，那个车最先达到充电桩，再根据其剩余电量，以及第二个车、第三个车什么时候到达和第二个车、第三个车的剩余电量分析第一个到达的车充多久的电，冲到百分之多少，如果智能充电桩的覆盖网够大，还可为车辆在行驶路段中，不同地方进行不同的充电安排；
上述技术方案的有益效果为：通过扩大充电有限度因素的范围，提高了车辆充电安排的适用性，考虑到更多更细的充电场景，提高了充电桩适用度和为对应车辆电池充电的充电效率。
实施例8：
在一个实施例中，所述阶段式充电方案包括以下步骤：
步骤S10：通过充电枪与充电车辆的充电接口对接成功，获取充电车辆的电池第一充电数据；其中，
所述电池第一充电数据包括：电池当前电量、电池充电电压、当前充电速度；
步骤S20：第三处理器根据所述电池第一充电数据进行充电阶段判断，确定电池当前充电阶段，并对充电功率进行调整，获取第二充电数据；其中，
所述第二充电数据包括：调整后电量、调整后电池充电电压、调整后充电速度；
所述充电阶段包括：第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段；所述第三充电阶段的充电速度最快，第一充电阶段的充电速度最慢；
步骤S30：所述第三处理器根据第一充电数据和第二充电数据进行对比计算，计算充电适配度，并进行充电阶段适配判断；其中，
当所述充电适配度在预设的阈值范围内时，则继续充电；
当所述充电适配度不在预设的阈值范围内时，则调整充电阶段；
上述技术方案的工作原理为：如图3所示，首先，将充电枪与充电车辆的充电接口连接，获取充电车辆的电池第一充电数据，其次，对第一充电数据进行判断，获取充电阶段，充电阶段包括：第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段；调整充电功率，获取到第二充电数据，最后，将第一充电数据和第二充电数据进行对比计算，计算充电适配度，如果符合预设的范围，则继续充电，否则，调整其充电阶段；
所述充电管理还包括以下步骤：
步骤S11：对正在充电的充电电池进行分层，并对每一层进行电量监测，建立电量分布坐标系{(x1,y1),(x2,y2),…,(xp,yq)}，计算预设范围内的电量波动量λ：
Figure BDA0003545988810000211
其中，
Figure BDA0003545988810000212
在以点(xi,yj)为中点，预设范围内的电量波动量；
Figure BDA0003545988810000213
为坐标(xi,yj)的电量波动密度函数，θ0为标准密度函数，ω为第一影响系数；通过建立电量监测中心点，可以根据不同车型对应的不同充电电池和充电协议，来调整中心点位置和检测的波动范围，计算范围内不同波动密度的电量波动总量；
步骤S22：根据所述电量波动量λ，计算充电过程中电量分布函数η：
Figure BDA0003545988810000221
其中，d为第一影响系数，e为自然底数；根据充电过程中不同的电量分布函数，可以判断其对应的最佳充电协议，可以实时调整其充电速度；
步骤S33：根据所述电量分布函数η，计算实时电量分布，并进行充电阶段管理；充电阶段管理一方面根据不同时刻分布函数的值，对充电速度进行控制，另一方面，也要根据分布函数的变化值，对充电进行及时管理；
上述技术方案的有益效果为：通过充电管理，对电池充电进行阶段管理，提高了电池充电效率，保护了电池的充电安全，通过对充电过程中电量分布不同，及时调整充电阶段，提高了充电阶段的实时有效性。
实施例9：
在一个实施例中，所述管理充电温度安全包括以下步骤：
步骤一：通过温度传感器在预设时间内获取温度数据，并将所述温度数据传输至安全处理器；
步骤二：所述安全处理器对温度数据进行判断，判断温度数据是否在对应的预设阈值范围内；若是，则对温度数据进行等级判断，获取温度等级；否则，温度传感器在预设的下一阶段时间继续获取温度数据；
步骤三：所述安全处理器根据温度等级，生成第一控制指令，并控制充电桩；其中，
所述第一控制指令包括：充电桩断电指令、充电参数调节指令；
上述技术方案的工作原理为：首先，通过第一传感器在预设时间内获取温度数据，并将温度数据传输至控制芯片，其次，判断其是否在对应的预设阈值范围内，若是，则对温度数据进行等级判断，获取温度等级；最后，据温度等级，控制充电桩；
上述技术方案在具体实施场景中：当天气炎热或者充电时间过长，温度升高，则智能充电桩通过自动调节温度的方式来让车电池充电保持较高的充电效率；
上述技术方案的有益效果为：通过对温度数据分级，提高了对温度安全的控制强度，提高了场景适用度和充电安全性。
实施例10：
在一个实施例中，所述管理充断电安全包括：
安全处理器根据车辆充电电池的实时充电阶段控制充电枪，进行对应的充电速度调控，获取电池实时充电数据；其中，
所述车辆通过充电电源进行充电，当充电电源断电时，充电桩启用应急充电；其中，
所述应急充电通过储蓄电池为车辆进行供电，基于所述安全处理器获取断电前的电池实时充电数据，并根据所述实时充电数据，调整电池的继续充电阶段，根据所述继续充电阶段对充电电池继续进行充电；其中，
所述调整电池的充电阶段包括：通过获取储蓄电池为车辆供电后的车辆电池数据，根据所述车辆电池数据和储蓄电池数据，计算继续充电值，并根据所述继续充电值和预设的继续充电表，进行充电阶段匹配，确定继续充电阶段；
上述技术方案的工作原理为：通过对充电过程中的充断电进行管理，在充电时，根据电池所处的不同充电阶段，控制充电枪，调整充电数据，如果车辆在通过充电电源进行充电的过程中，发生了停电情况，那么启用储蓄电池继续为车辆进行供电，并通过储蓄电池对车辆电池进行了充电管理，可以通过判断断电前的充电状态并结合出蓄电池的电池数据，进行充电分析，确定储蓄电池供电后的充电阶段；
上述技术方案的有益效果为：通过对车辆电池不同充电阶段进行调控，提高了充电效率，并通过储蓄电池实现充电记忆，提高了对车辆充电的稳定性和安全度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，包括：充电桩本体；所述充电桩本体包括：
充电管理装置、电池控制装置、监测装置、安全装置；
所述充电管理装置用于管理充电车辆，生成充电策略；
所述监测装置用于对电池进行实时监测，获取电池实时载荷；
所述电池控制装置用于根据电池实时载荷，生成电池充电方案，并控制电池充电，获取电池充电数据；
所述安全装置根据电池充电数据对电池进行安全管理；
所述安全装置包括：
温度检测单元、安全处理器、储蓄电池；其中，
所述温度检测单元用于检测充电桩和充电电池，获取实时温度数据；其中，
所述实时温度数据包括：充电桩实时温度、充电电池实时温度；
所述安全处理器用于管理充电温度安全和充断电安全，生成安全管理数据，根据所述安全管理数据进行安全性分析，计算实时充电安全值并进行充电安全判断；其中，
所述充电温度安全包括：充电桩温度安全、充电电池温度安全；
当所述实时充电安全值在预设的阈值范围内时，则继续充电，并将安全管理数据传输至存储器中；
当所述实时充电安全值不在预设的阈值范围内时，则进行安全预警；其中，
所述安全预警包括：第一安全预警、第二安全预警；其中，
所述第一安全预警通过紧急断电，中断电池充电；
所述第二安全预警包括调整充电参数，并进行语音预警；
所述储蓄电池用于存储电量；
所述充电桩温度安全包括以下步骤：
步骤S100：获取预设时间内温度传递系数
Figure 826443DEST_PATH_IMAGE001
，计算温度变化函数
Figure 274742DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 585637DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 512005DEST_PATH_IMAGE004
为第
Figure 591957DEST_PATH_IMAGE005
时刻的温度变化，
Figure 945578DEST_PATH_IMAGE005
为变量，且
Figure 743769DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 473828DEST_PATH_IMAGE007
为第
Figure 673865DEST_PATH_IMAGE008
时刻的温度传递系数，
Figure 998055DEST_PATH_IMAGE009
为第
Figure 486805DEST_PATH_IMAGE010
时刻的充电桩外部温度，
Figure 754975DEST_PATH_IMAGE011
为充电桩内部的预设温度；
Figure 809519DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 770522DEST_PATH_IMAGE013
时刻 的温度变化，
Figure 543305DEST_PATH_IMAGE014
为第
Figure 349587DEST_PATH_IMAGE005
时刻充电造成的充电桩温度变化，
Figure 524217DEST_PATH_IMAGE015
第
Figure 921700DEST_PATH_IMAGE013
时刻充电造成的充 电桩温度变化，
Figure 978518DEST_PATH_IMAGE016
为充电温度影响第一系数，
Figure 588491DEST_PATH_IMAGE017
为充电温度影响第二系数，
Figure 617627DEST_PATH_IMAGE018
为充电温度 影响第三系数；根据气候和光照的不同，设置对应长短的温度检测时间段，通过一个时间段 内，若干时刻充电桩外部温度变化，造成桩体内外部温度的变化，根据前一时刻的充电桩充 电温度、前一时刻的充电温度变化和实时的充电桩温度变化，计算出当前温度变化；
步骤S200：根据所述温度变化函数
Figure 123694DEST_PATH_IMAGE002
，计算充电桩在外部为预设温度时的指标温度
Figure 605491DEST_PATH_IMAGE019
：
Figure 19155DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 899868DEST_PATH_IMAGE021
为第
Figure 373574DEST_PATH_IMAGE005
时刻的指标温度，
Figure 342667DEST_PATH_IMAGE022
为第
Figure 294443DEST_PATH_IMAGE005
时刻的对照温度变化，
Figure DEST_PATH_IMAGE024A
为对照系数，
Figure 360488DEST_PATH_IMAGE025
为 充电桩外壳导热系数；当充电桩不充电时的外部温度维持在预设的安全温度范围内时，其 对应的指标温度更好的反应电池在进行充电时，充电桩体温度的安全指标；
步骤S300：根据所述指标温度
Figure 5096DEST_PATH_IMAGE019
，计算充电实时标准温度
Figure 461485DEST_PATH_IMAGE026
：
Figure 216951DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 730978DEST_PATH_IMAGE028
为第
Figure 549417DEST_PATH_IMAGE005
时刻的充电实时标准温度，
Figure 493102DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 52260DEST_PATH_IMAGE013
时刻的充电桩外部温度，
Figure 765001DEST_PATH_IMAGE030
为实时温度第一影响系数；通过计算不同时刻的充电实时标准温度，可以更精准的调控充 电过程中充电温度的变化范围。
2.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述充电管理装置包括：
无线通讯器、第一处理器、存储器；其中，
所述无线通讯器用于接收预设范围内车辆的充电请求信号；
所述第一处理器将充电请求信号转化为充电请求信息，根据所述充电请求信息，确定充电策略，并对充电车辆进行充电策略管理；其中，
所述充电策略包括：充电排序策略、充电时长分配策略；
所述存储器用于存储充电车辆信息；其中，
所述充电车辆信息包括：车辆充电请求信息、充电策略管理信息。
3.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述充电管理装置还包括：
传感器、摄像单元、警报单元；其中，
所述传感器用于对预设范围内的车辆位移进行感应检测，获取感应数据，并传输至第一处理器；其中，
所述第一处理器用于根据感应数据，进行接近判断，判断是否有车辆靠近，若是，则调用摄像单元对所述车辆进行识别，获取车辆信息；其中，
所述车辆信息包括：车牌号码、车辆颜色、车型数据；
所述第一处理器还根据所述车辆信息和存储器中的充电车辆信息进行匹配，计算充电匹配度，并进行充电连接判断；其中，
当所述充电匹配度大于等于预设的阈值时，则与所述车辆进行充电连接；
当所述充电匹配度小于预设的阈值时，则不进行充电连接，并通过警报单元对所述车辆进行语音提醒。
4.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述监测装置包括：
第二处理器、充电枪对接装置；其中，
所述充电枪对接装置用于将充电枪和车辆的充电端口进行对接，生成对接反馈，并传输至第二处理器，所述第二处理器根据对接反馈，进行对接处理；其中，
所述对接反馈包括：对接成功反馈、对接失败反馈；
当所述对接反馈为对接成功反馈时，则获取电池实时载荷信息；
当所述对接反馈为对接失败反馈时，对电池进行检测，获取电池初始信息；其中，
所述电池初始信息包括：电池电量、电池充电协议、电池型号、电池使用时间。
5.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述电池控制装置包括：
第三处理器、充电控制单元；其中，
所述第三处理器用于对电池实时载荷信息进行筛选，获取电池充电信息，根据所述电池充电信息，确定电池充电方案；其中，
所述电池实时载荷信息包括：电池实时电量、电池实时掉电速度、电池充电预估信息、电池健康等级；其中，
所述电池充电预估信息包括：预估充电时间、预估充电速度、预估充电电量、预估电池健康等级变化；
所述电池充电方案包括：应急充电方案、阶段式充电方案；
所述充电控制单元用于根据电池充电方案控制充电枪，对充电参数进行调控，并获取电池实时充电信息；其中，
所述充电参数包括：充电电流参数、充电电压参数、电阻参数。
6.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述管理充电车辆包括以下步骤：
步骤S01：通过无线通讯模块接收附近车辆的充电请求信号，获取请求信息；其中，
所述请求信息包括：车辆实时距离、车辆型号、车辆剩余电量；
步骤S02：通过第一处理器对所述请求信息进行信息分析，确定接收策略；其中，
所述信息分析包括：根据所述车辆实时距离和车辆剩余电量，计算出车辆到达充电桩的抵达时间；根据所述车辆型号和车辆剩余电量，计算车辆充电时长和结束时间；根据所述请求信息，确定车辆的紧急级别；
所述确定接收策略包括：根据所述充电请求的数量、车辆抵达时间和结束时间，进行接收策略判断；其中，
当所述充电请求的数量为一个的情况或充电请求的数量为一个以上，并且充电时间不冲突的情况，则进行单一接收；
当所述充电请求的数量为一个以上，并且充电时间冲突的情况，则进行复杂接收；
步骤S03：当进行复杂接收时，所述第一处理器根据所述紧急级别、抵达时间、充电时长和结束时间对请求车辆进行充电筛选，获取预接收车辆；
步骤S04：通过所述无线通讯模块，对预接收车辆发送预充电语音信息，并接收所述车辆的回复数据，所述第一处理器根据回复数据进行同意充电判断，确定充电车辆，并将充电车辆的信息传输至存储器中；其中，
所述预充电语音信息包括：充电桩位置信息、到达时间、预计充电时间；
当语音数据在预设的对应范围内时，则所述车辆确定充电行程；
当所述语音数据不在预设的对应范围内时，则取消车辆充电。
7.如权利要求5所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述阶段式充电方案包括以下步骤：
步骤S10：通过充电枪与充电车辆的充电接口对接成功，获取充电车辆的电池第一充电数据；其中，
所述电池第一充电数据包括：电池当前电量、电池充电电压、当前充电速度；
步骤S20：第三处理器根据所述电池第一充电数据进行充电阶段判断，确定电池当前充电阶段，并对充电功率进行调整，获取第二充电数据；其中，
所述第二充电数据包括：调整后电量、调整后电池充电电压、调整后充电速度；
所述充电阶段包括：第一充电阶段、第二充电阶段、第三充电阶段；所述第三充电阶段的充电速度最快，第一充电阶段的充电速度最慢；
步骤S30：所述第三处理器根据第一充电数据和第二充电数据进行对比计算，计算充电适配度，并进行充电阶段适配判断；其中，
当所述充电适配度在预设的阈值范围内时，则继续充电；
当所述充电适配度不在预设的阈值范围内时，则调整充电阶段。
8.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述管理充电温度安全包括以下步骤：
步骤一：通过温度传感器在预设时间内获取温度数据，并将所述温度数据传输至安全处理器；
步骤二：所述安全处理器对温度数据进行判断，判断温度数据是否在对应的预设阈值范围内；若是，则对温度数据进行等级判断，获取温度等级；否则，温度传感器在预设的下一阶段时间继续获取温度数据；
步骤三：所述安全处理器根据温度等级，生成第一控制指令，并控制充电桩；其中，
所述第一控制指令包括：充电桩断电指令、充电参数调节指令。
9.如权利要求1所述的一种根据电池实时载荷进行充电的智能充电桩，其特征在于，所述管理充断电安全包括：
安全处理器根据车辆充电电池的实时充电阶段控制充电枪，进行对应的充电速度调控，获取电池实时充电数据；其中，
所述车辆通过充电电源进行充电，当充电电源断电时，充电桩启用应急充电；其中，
所述应急充电通过储蓄电池为车辆进行供电，基于所述安全处理器获取断电前的电池实时充电数据，并根据所述实时充电数据，调整电池的继续充电阶段，根据所述继续充电阶段对充电电池继续进行充电；其中，
所述调整电池的充电阶段包括：通过获取储蓄电池为车辆供电后的车辆电池数据，根据所述车辆电池数据和储蓄电池数据，计算继续充电值，并根据所述继续充电值和预设的继续充电表，进行充电阶段匹配，确定继续充电阶段。
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