CN115359646A - 一种基于车载终端的换电车辆调度方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车载终端的换电车辆调度方法及系统,包括:结合换电站点区域分布情况,按预设第一规则换电站点区域划分进行边界分割,得到分割完成后的各个换电区域;根据车载终端获取新能源换电车实时数据,按预第二规则得到每个换电区域内潜在换电需求的车辆总数;分析潜在换电需求车辆换电时耗,划分各换电区域潜在换电车辆;结合预设第三规则,对存在换电需求车辆进行融合计算,得到需求换电车推荐换电站点。本发明通过车载终端和新能源车联网平台实时获取车辆数据和换电站数据,通过大数据技术进行处理,能够增加换电运营企业换电站内电池周转率,减少用户综合换电时间,并提升换电站选址决策的科学性,提高换电运营效率。

Description

一种基于车载终端的换电车辆调度方法及系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体涉及一种基于车载终端的换电车辆调度方法及系统。
背景技术
近年来,随着新能源汽车的快速发展,电动汽车在全球范围内销量持续增长,由于动力电池续航能力及充电时长的限制,在世界各地,电动汽车充换电站纷纷涌现。
换电站作为服务于电动汽车的一种新型服务站,可以为电动汽车提供动力电池充电以及电池更换等服务。在现有技术中,换电站缺乏实际有效的换电车辆调度方法,使得换电站内电池周转率低、换电站的综合运营率低,同时也降低了换电用户的体验。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种基于车载终端的换电车辆调度方法及系统,有效地解决了现有技术中换电站内电池周转率低、换电站的综合运营率低的问题。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,包括:
S1、结合换电站点区域分布情况,按预设第一规则换电站点区域划分进行边界分割,得到分割完成后的各个换电区域;
S2、根据车载终端获取新能源换电车实时数据,按预第二规则得到每个换电区域内潜在换电需求的车辆总数;
S3、分析潜在换电需求车辆换电时耗,划分各换电区域潜在换电车辆;
S4、结合预设第三规则,对存在换电需求车辆进行融合计算,得到需求换电车推荐换电站点。
作为上述方案的优选,步骤S1中,对换电站点网络区域进行边界分割的第一预设规则为:对需要进行边界分割的换电区域采用外接圆半径为固定长度的正六边形进行分割。
作为上述方案的优选,换电区域外接圆以每个区域的最大容量的换电站为中心,半径长度为10km。
作为上述方案的优选,步骤S2中,车载终端每15秒上传一次实时车辆数据到新能源车联网平台,实时数据包括:实时车辆经纬度,实时电池SOC各类数据信息。
作为上述方案的优选,步骤S2中,得到每个换电区域内存在潜在换电需求的车辆总数的预设第二规则包括:
S21、获取车辆的实时数据为分割边界后的换电区域内的车辆信息,对换电区域内的车辆信息按相对于到中心的距离远近进行排序;
S22、对排序后的车辆数据按时间间隔进行分段分类,根据分类以后的累计车辆总数分析每台车辆的换电耗时;
S23、将得到的每台车辆的累计换电耗时与预设换电平均耗时时长进行对比,当每台车辆的累计时长大于预设时长时,判断此车辆可引导到换电区域内的换电站点进行换电;
S24、根据潜在换电需求的车辆经纬度和步骤S1中分割完成后的各个换电站点经纬度,得到每个区域内潜在换电需求的车辆总数。
作为上述方案的优选,每台车辆的累计换电耗时包括:换电车到达换电站的行驶时间、在换电站的排队等待时间、车辆进入换电站的换电时间;
行驶时间采用迪杰斯特拉算法根据以下公式(1)计算得到
Figure BDA0003804551450000031
式中,Sij为基于最短路径算法的电动汽车行驶总路程;Sij1,Sij2,…,Sijn为换电车i到换电站j所经过的各路段的长度;Tij为换电车i到达换电站j通过各路段所消耗的时间和;vij1,vij2,…,vijn为车辆i到达换电站j换电所经过的各路段的速度;
换电时间为车辆进入换电工位到驶出换电平台的时间,为固定值,换电时间设定为5分钟;
排队等待时间为换电车进入换电站排队区域等待的时间,等于换电时间乘以前面排队车辆数值;
每台车辆的累计换电耗时根据以下公式(2)计算得到
Ttotal=Tij+Tw+Tc (2)
式中,Ttotal为换电车换电花费的各项时间之和;Tw为排队时间;Tc为换电时间。
作为上述方案的优选,当每台车辆的累计时长大于预设时长时,引导用户通过客户端预约相应换电站内的电池;当每台车辆的累计时长小于预设时长时,车辆可直接去换电站,通过站控系统来完成换电工作。
作为上述方案的优选,步骤S4中,预设第三规则为:对换电车辆的电池SOC设定一个换电的最低SOC阈值,系统实时获取电池信息,提示用户去相应的站点换电。
作为上述方案的优选,步骤S4中,融合计算方法为:
S41、基于预设第一规则获取划分区域内存在的换电站经纬度信息,并基于换电车中装配的车载终端,获取潜在存在换电需求车辆当前的经纬度、实时电池SOC信息;
S42、基于预设第二规则,估算当前车辆行驶到划分区域内相关换电站的行驶时间和电池耗电量;
S43、基于预设第三规则,根据实时电池SOC值及电池耗电量值,估算到达相应换电站点时车辆剩余的电池SOC值,将其与预设的最低换电阈值比较,并将预估剩余电池SOC值由小及大顺序排列;
S44、借用换电站调度中心,将区域内各个站点由近及远显示在车辆应用端,引导用户进行换电站点选择。
一种基于车载终端的换电车辆调度系统,包括:
车载终端,用于从车载控制器读取车辆经纬度、电池SOC、车速信息,并将实时车辆数据上传到新能源车联网平台,包括数据传感模块、定位模块、通信模块;
换电站调度中心,通过新能源车联网平台连接到车载终端,用于根据车载终端获取新能源换电车实时数据,计算车辆到划分区域内相关换电站的行驶时间和电池耗电量,并推荐换电站点,包括调度中心服务器;
车载应用端,用于按照由近及远的顺序显示区域内各个换电站点,包括小程序、app。
由于具有上述结构,本发明的有益效果在于:
本发明通过车载终端和新能源车联网平台实时获取车辆数据和换电站数据,通过大数据技术进行处理,能够增加换电运营企业换电站内电池周转率,减少用户综合换电时间,并提升换电站选址决策的科学性,提高换电运营效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。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他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本实施例提供一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,包括:
S1、结合换电站点区域分布情况,按预设第一规则换电站点区域划分进行边界分割,得到分割完成后的各个换电区域;
S2、根据车载终端获取新能源换电车实时数据,按预第二规则得到每个换电区域内潜在换电需求的车辆总数;
S3、分析潜在换电需求车辆换电时耗,划分各换电区域潜在换电车辆;
S4、结合预设第三规则,对存在换电需求车辆进行融合计算,得到需求换电车推荐换电站点。
在本实施例中,步骤S1中,对换电站点网络区域进行边界分割的第一预设规则为:对需要进行边界分割的换电区域采用外接圆半径为固定长度的正六边形进行分割。换电区域外接圆以每个区域的最大容量的换电站为中心,半径长度为10km。
在本实施例中,步骤S2中,基于GB-32960,车载终端每15秒上传一次实时车辆数据到新能源车联网平台,实时数据包括:实时车辆经纬度,实时电池SOC(荷电状态)各类数据信息。得到每个换电区域内存在潜在换电需求的车辆总数的预设第二规则包括:
S21、获取车辆的实时数据为分割边界后的换电区域内的车辆信息,对换电区域内的车辆信息按相对于到中心的距离远近进行排序;
S22、对排序后的车辆数据按时间间隔进行分段分类,根据分类以后的累计车辆总数分析每台车辆的换电耗时;
S23、将得到的每台车辆的累计换电耗时与预设换电平均耗时时长进行对比,当每台车辆的累计时长大于预设时长时,判断此车辆可引导到换电区域内的换电站点进行换电;
S24、根据潜在换电需求的车辆经纬度和步骤S1中分割完成后的各个换电站点经纬度,得到每个区域内潜在换电需求的车辆总数。
其中,每台车辆的累计换电耗时包括:换电车到达换电站的行驶时间、在换电站的排队等待时间、车辆进入换电站的换电时间;
基于车载终端获取的换电车实时经纬度,换电车到达换电站的换电路程是指换电车从当前位置到换电站所经过的道路里程总和,为了量化换电车到换电站经过的道路里程,假设换电车从起点到换电站的路径是按照最短路径行驶,最短行驶路径采用迪杰斯特拉算法(以下简称最短路径算法)计算得到。
根据最短路径算法,将换电车i到换电站j的最短路径所有途径的路段分别记为sij1,sij2,sij3电动汽车行驶的总路程sij可用以下公式表示:
sij=sij1+sij2+…+sijn
换电车换电时耗,包括:从当前位置到换电站的行驶时间、换电站内的排队时间、换电时间,用以下公式表示
Ttotal=Tij+Tw+Tc
式中,Ttotal表示换电车换电花费的各项时间之和;Tij表示车辆i到达换电站j通过各路段所消耗的时间;Tw表示排队时间;Tc表示换电时间。
行驶时间Tij可用以下公式表示:
Figure BDA0003804551450000061
式中,Tij表示车辆i到达换电站j通过各路段所消耗的时间和;Sij1,Sij2,…,Sijn表示车辆i到达换电站j所经过的各路段的长度;vij1,vij2,…,vijn表示车辆i到达换电站j换电所经过的各路段的速度。
排队时间:表示车辆抵达换电站后,若有前车排队,则需等待前车完成换电后,再进行换电,等待时间即为进去换电站排队区域等待的时间,等于换电时间乘以前面排队车辆数值;若无前车,则无需等待,即排队时间为0。
换电时间:表示车辆进入换电工位到驶出换电平台的时间,一般为固定值,换电时间设定为5分钟。
当每台车辆的累计时长大于预设时长时,引导用户通过客户端预约相应换电站内的电池;当每台车辆的累计时长小于预设时长时,车辆可直接去换电站,通过站控系统来完成换电工作。
在本实施例中,步骤S4中,预设第三规则为:对换电车辆的电池SOC设定一个换电的最低SOC阈值,系统实时获取电池信息,提示用户去相应的站点换电。融合计算方法为:
S41、基于预设第一规则获取划分区域内存在的换电站经纬度信息,并基于换电车中装配的车载终端,获取潜在存在换电需求车辆当前的经纬度、实时电池SOC信息;
S42、基于预设第二规则,估算当前车辆行驶到划分区域内相关换电站的行驶时间和电池耗电量;
S43、基于预设第三规则,采集车辆当前的电池SOC A,去往区域内相关换电站点所消耗的电量B,预设的最低换电阈值C,将A-B的差值与预设最低阈值C比较,并将差值由小及大顺序排列;
S44、借用换电站调度中心,将区域内各个站点由近及远显示在车辆应用端,引导用户进行换电站点选择。
本实施例还提供一种基于车载终端的换电车辆调度系统,包括:
车载终端,用于从车载控制器读取车辆经纬度、电池SOC、车速信息,并将实时车辆数据上传到新能源车联网平台,包括数据传感模块、定位模块、通信模块;
换电站调度中心,通过新能源车联网平台连接到车载终端,用于根据车载终端获取新能源换电车实时数据,计算车辆到划分区域内相关换电站的行驶时间和电池耗电量,并推荐换电站点,包括调度中心服务器;
车载应用端,用于按照由近及远的顺序显示区域内各个换电站点,包括小程序、app。
本发明通过车载终端和新能源车联网平台实时获取车辆数据和换电站数据,通过大数据技术进行处理,能够增加换电运营企业换电站内电池周转率,减少用户综合换电时间,并提升换电站选址决策的科学性,提高换电运营效率。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,包括:
S1、结合换电站点区域分布情况,按预设第一规则换电站点区域划分进行边界分割,得到分割完成后的各个换电区域;
S2、根据车载终端获取新能源换电车实时数据,按预第二规则得到每个换电区域内潜在换电需求的车辆总数;
S3、分析潜在换电需求车辆换电时耗,划分各换电区域潜在换电车辆;
S4、结合预设第三规则,对存在换电需求车辆进行融合计算,得到需求换电车推荐换电站点。
2.根据权利要求1所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,步骤S1中,对换电站点网络区域进行边界分割的第一预设规则为:对需要进行边界分割的换电区域采用外接圆半径为固定长度的正六边形进行分割。
3.根据权利要求2所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,换电区域外接圆以每个区域的最大容量的换电站为中心,半径长度为10km。
4.根据权利要求1所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,步骤S2中,车载终端每15秒上传一次实时车辆数据到新能源车联网平台,实时数据包括:实时车辆经纬度,实时电池SOC各类数据信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,步骤S2中,得到每个换电区域内存在潜在换电需求的车辆总数的预设第二规则包括:
S21、获取车辆的实时数据为分割边界后的换电区域内的车辆信息,对换电区域内的车辆信息按相对于到中心的距离远近进行排序;
S22、对排序后的车辆数据按时间间隔进行分段分类,根据分类以后的累计车辆总数分析每台车辆的换电耗时;
S23、将得到的每台车辆的累计换电耗时与预设换电平均耗时时长进行对比,当每台车辆的累计时长大于预设时长时,判断此车辆可引导到换电区域内的换电站点进行换电;
S24、根据潜在换电需求的车辆经纬度和步骤S1中分割完成后的各个换电站点经纬度,得到每个区域内潜在换电需求的车辆总数。
6.根据权利要求5所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,每台车辆的累计换电耗时包括:换电车到达换电站的行驶时间、在换电站的排队等待时间、车辆进入换电站的换电时间;
行驶时间采用迪杰斯特拉算法根据以下公式(1)计算得到
sij=sij1+sij2+…+sijn
Figure FDA0003804551440000021
式中,Sij为基于最短路径算法的电动汽车行驶总路程;Sij1,Sij2,…,Sijn为换电车i到换电站j所经过的各路段的长度;Tij为换电车i到达换电站j通过各路段所消耗的时间和;vij1,vij2,…,vijn为车辆i到达换电站j换电所经过的各路段的速度;
换电时间为车辆进入换电工位到驶出换电平台的时间,为固定值,换电时间设定为5分钟;
排队等待时间为换电车进入换电站排队区域等待的时间,等于换电时间乘以前面排队车辆数值;
每台车辆的累计换电耗时根据以下公式(2)计算得到
Ttotal=Tij+Tw+Tc (2)
式中,Ttotal为换电车换电花费的各项时间之和;Tw为排队时间;Tc为换电时间。
7.根据权利要求5所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,当每台车辆的累计时长大于预设时长时,引导用户通过客户端预约相应换电站内的电池;当每台车辆的累计时长小于预设时长时,车辆可直接去换电站,通过站控系统来完成换电工作。
8.根据权利要求1所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,步骤S4中,预设第三规则为:对换电车辆的电池SOC设定一个换电的最低SOC阈值,系统实时获取电池信息,提示用户去相应的站点换电。
9.根据权利要求1所述的一种基于车载终端的换电车辆调度方法,其特征在于,步骤S4中,融合计算方法为:
S41、基于预设第一规则获取划分区域内存在的换电站经纬度信息,并基于换电车中装配的车载终端,获取潜在存在换电需求车辆当前的经纬度、实时电池SOC信息;
S42、基于预设第二规则,估算当前车辆行驶到划分区域内相关换电站的行驶时间和电池耗电量;
S43、基于预设第三规则,根据实时电池SOC值及电池耗电量值,估算到达相应换电站点时车辆剩余的电池SOC值,将其与预设的最低换电阈值比较,并将预估剩余电池SOC值由小及大顺序排列;
S44、借用换电站调度中心,将区域内各个站点由近及远显示在车辆应用端,引导用户进行换电站点选择。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的一种基于车载终端的换电车辆调度系统,其特征在于,包括:
车载终端,用于从车载控制器读取车辆经纬度、电池SOC、车速信息,并将实时车辆数据上传到新能源车联网平台,包括数据传感模块、定位模块、通信模块;
换电站调度中心,通过新能源车联网平台连接到车载终端,用于根据车载终端获取新能源换电车实时数据,计算车辆到划分区域内相关换电站的行驶时间和电池耗电量,并推荐换电站点,包括调度中心服务器;
车载应用端,用于按照由近及远的顺序显示区域内各个换电站点,包括小程序、app。
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