CN116176337A - 一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质 - Google Patents

一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质，方法包括用户提交电动汽车充电预约请求，检测充电桩中所有充电枪的工作状态，判断功率调整次数是否超过预设次数阈值，若是，则拒绝用户的电动汽车充电预约请求，若否，则根据当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，若是，则不需要对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，若否，则对充电功率根据权重进行优化分配，得到新充电功率，充电桩控制所有充电中电动汽车按照新充电功率进行充电，直至充电完成。本发明根据充电预约的数量动态调整充电中的电动汽车的充电功率，通过权重进行优化分配充电功率，快速缩短充电时间，实现为更多的电动汽车充电。

Description

一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及充电控制技术领域，尤其涉及一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质。
背景技术
充电桩是电动汽车的电站，电动汽车充电一般采用的是恒压限流充电和分阶段恒流充电混合的充电模式，在充电初始阶段，采用最佳充电倍率进行限流充电，此阶段中电动汽车的电池电动势低，即使充电电压不高，充电电流也会很大，因此需要对充电电流进行限制；随着充电电压增大，电动汽车的电池电动势不断上升，电池的充电电压也不断上升，当充电电压达到最大限值时，保持恒压充电，此时充电电流呈双曲线趋势下降直至降为0。
目前充电桩在小区、工作区、高速服务口等多处提供充电服务，为实现更多电动汽车同时充电，充电桩设置为一桩双枪甚至三枪，在充电方式时，除了直接充电外，还设有充电预约的方式；但是现有的充电桩充电过程中基本上采用恒压限流充电和分阶段恒流充电混合的充电模式，在充电过程中，基本上不再对充电功率进行调整，当存在多个预约时，容易造成无法预约的情况，因此，如何快速缩短充电时间，优化充电功率分配，实现为更多的电动汽车充电目前需要解决的问题。
发明内容
技术目的：针对现有技术中的缺陷，本发明公开了一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质，根据充电预约的数量动态调整充电中的电动汽车的充电功率，通过权重进行优化分配充电功率，快速缩短充电时间，实现为更多的电动汽车充电。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，包括以下步骤：
S1、用户提交电动汽车充电预约请求，获取充电桩待充电的预约电动汽车个数M及预约时间；本发明中预约电动汽车个数M小于或充电枪个数N；
S2、检测充电桩中所有充电枪的工作状态，包括充电枪个数N、充电枪使用个数以及充电参数，其中，充电参数包括该充电枪使用时对应的电动汽车的充电状态，包括功率调整次数、当前充电电量、当前充电功率、当前已充电时间和总预约充电时间，计算每个充电中电动汽车的当前充电剩余时间；
S3、判断功率调整次数是否超过预设次数阈值，
若是，则不再进行功率调整，拒绝用户的电动汽车充电预约请求，进入S5；
若否，则根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，若是，则不需要对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S5，若否，则对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S4；
S4、对当前所有充电中电动汽车的充电功率根据权重进行优化分配，得到每个充电中电动汽车的新充电功率，作为当前充电功率，充电桩控制所有充电中电动汽车按照新充电功率进行充电，功率调整次数加1，返回S2；
S5、充电桩内所有充电中电动汽车以当前充电功率进行充电，直至充电完成。
优选地，所述S2中计算每个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，其计算公式为：
Figure BDA0004024142930000021
其中，1≤i≤p，p为所有充电中电动汽车的个数；
Figure BDA0004024142930000022
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，SOCi为第i个充电中电动汽车的当前充电电量，
Figure BDA0004024142930000023
为第i个充电中电动汽车的电池总容量，
Figure BDA0004024142930000024
为第i个充电中电动汽车的当前充电功率，
Figure BDA0004024142930000025
为第i个充电中电动汽车的总预约充电时间，
Figure BDA0004024142930000026
为第i个充电中电动汽车的当前已充电时间。
优选地，所述S3中，根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，包括：
S31、判断当前充电桩中未处于充电状态的充电枪个数是否不小于预约电动汽车个数M，若是，则进入S33，若否，则进入S32；
S32、根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间计算在预约时间前能处于充电完成状态的电动汽车的个数，与当前充电桩中未处于充电状态的充电枪个数相加后判断是否不小于预约电动汽车个数M，若是，则进入S33，若否，则进入S34；
S33、不需要对充电桩内电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S5；
S34、对充电桩内电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S4。
优选地，所述S4中，对当前所有电动汽车的充电功率进行优化分配，包括：
S41、获取充电桩内所有充电中电动汽车的当前已充电时间和电动汽车的总预约充电时间，对每个电动汽车计算第一权重；
S42、将所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间进行升序排序，对每个电动汽车计算第二权重；
S43、根据第一权重和第二权重计算每个电动汽车的总权重；
S44、对当前所有电动汽车的充电功率根据权重进行优化分配，得到每个电动汽车的新充电功率。
优选地，所述S41中，第一权重的计算公式为：
Figure BDA0004024142930000031
其中，
Figure BDA0004024142930000032
为第i个充电中电动汽车的第一权重，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure BDA0004024142930000033
为第i个充电中电动汽车的当前已充电时间，
Figure BDA0004024142930000034
为第i个充电中电动汽车的总预约充电时间，σ1为当前已充电时间影响系数，σ2为总预约充电时间影响系数。
优选地，所述S42中，第二权重的计算过程为：对当前充电剩余时间进行降序排序，设定排序后的当前充电剩余时间集
Figure BDA0004024142930000035
其中，
Figure BDA0004024142930000036
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，分配当前充电剩余时间集中
Figure BDA0004024142930000037
对应的排序值Si，计算第二权重：
Figure BDA0004024142930000038
其中，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure BDA0004024142930000039
为第i个充电中电动汽车的第二权重，
Figure BDA00040241429300000310
为第i个充电中电动汽车的初始权重，
Figure BDA00040241429300000311
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，α为初始权重比例系数，β为当前充电剩余时间比例系数。
优选地，所述S43中，总权重的计算公式为：
Figure BDA0004024142930000041
其中，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；ωi为第i个充电中电动汽车的总权重，
Figure BDA0004024142930000042
为第i个充电中电动汽车的第一权重，
Figure BDA0004024142930000043
为第i个充电中电动汽车的第二权重。
优选地，所述S44中，每个电动汽车的新充电功率计算公式为：
Figure BDA0004024142930000044
其中，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure BDA0004024142930000045
为第i个充电中电动汽车的当前充电功率，
Figure BDA0004024142930000046
为第i个充电中电动汽车能接受的最大充电功率，Pcharge为充电桩的总功率，ωi为第i个充电中电动汽车的总权重。
一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序或指令，所述处理器执行所述程序或指令时实现以上任一所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法。
一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现以上任一项所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法的步骤。
有益效果：本发明根据充电预约的数量动态调整充电中的电动汽车的充电功率，根据充电中电动汽车的总预约充电时间、当前已充电时间、当前充电剩余时间快速缩短充电时间计算总权重，通过权重进行优化分配充电功率，快速缩短充电时间，实现为更多的电动汽车充电。
附图说明
图1为本发明的总方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法、设备及介质做进一步的说明和解释。
如附图1所示，一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，包括以下步骤：
S1、用户提交电动汽车充电预约请求，获取充电桩待充电的预约电动汽车个数M及预约时间；本发明中预约电动汽车个数M小于或等于充电枪个数N；
S2、检测充电桩中所有充电枪的工作状态，包括充电枪个数N、充电枪使用个数以及充电参数，其中，充电参数包括该充电枪使用时对应的电动汽车的充电状态，包括功率调整次数、当前充电电量、当前充电功率、当前已充电时间和总预约充电时间，计算每个充电中电动汽车的当前充电剩余时间；
S3、判断功率调整次数是否超过预设次数阈值，
若是，说明经过若干此功率调整之后仍然无法满足预约电动汽车个数，也就是说，功率调整后也不会出现足够个数的未使用充电枪，在预约时间无法空出充电枪为预约电动汽车充电，此时则不再进行功率调整，拒绝用户的电动汽车充电预约请求，进入S5；
若否，则根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，若是，则不需要对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S5，若否，则对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S4；
S4、对当前所有充电中电动汽车的充电功率根据权重进行优化分配，得到每个充电中电动汽车的新充电功率，充电桩控制所有充电中电动汽车按照新充电功率进行充电，功率调整次数加1，返回S2，重新判断在新充电功率下是否出现足够个数的未使用充电枪，能在预约时间空出充电枪为预约电动汽车充电；
S5、充电桩内所有充电中电动汽车以当前充电功率进行充电，直至充电完成。
所述S2中计算每个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，其计算公式为：
Figure BDA0004024142930000051
其中，1≤i≤p，p为所有充电中电动汽车的个数；
Figure BDA0004024142930000052
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，SOCi为第i个充电中电动汽车的当前充电电量，
Figure BDA0004024142930000053
为第i个充电中电动汽车的电池总容量，
Figure BDA0004024142930000054
为第i个充电中电动汽车的当前充电功率，
Figure BDA0004024142930000061
为第i个充电中电动汽车的总预约充电时间，
Figure BDA0004024142930000062
为第i个充电中电动汽车的当前已充电时间。
所述S3中，根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，包括：
S31、判断当前充电桩中未处于充电状态的充电枪个数是否不小于预约电动汽车个数M，若是，则进入S33，若否，则进入S32；
S32、根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间计算在预约时间前能处于充电完成状态的电动汽车的个数，与当前充电桩中未处于充电状态的充电枪个数相加后判断是否不小于预约电动汽车个数M，若是，说明在预约时间时有足够数量的空充电枪供预约电动汽车使用，则进入S33，若否，说明在预约时间时没有足够数量的空充电枪供预约电动汽车使用，则进入S34；
S33、不需要对充电桩内电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S5；
S34、对充电桩内电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S4；
所述S4中，对当前所有电动汽车的充电功率进行优化分配，包括：
S41、获取充电桩内所有充电中电动汽车的当前已充电时间和电动汽车的总预约充电时间，对每个电动汽车计算第一权重；其计算公式为：
Figure BDA0004024142930000063
其中，
Figure BDA0004024142930000064
为第i个充电中电动汽车的第一权重，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure BDA0004024142930000065
为第i个充电中电动汽车的当前已充电时间，
Figure BDA0004024142930000066
为第i个充电中电动汽车的总预约充电时间，σ1为当前已充电时间影响系数，σ2为总预约充电时间影响系数；本发明中根据充电中电动汽车的当前已充电时间和总预约充电时间计算第一权重，为当前已充电时间和总预约充电时间较高的电动汽车赋予高权重，实现先充电的电动汽车能够提前充电完成。
S42、将所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间进行升序排序，对每个电动汽车计算第二权重；其计算过程为：对当前充电剩余时间进行降序排序，设定排序后的当前充电剩余时间集
Figure BDA0004024142930000071
其中，
Figure BDA0004024142930000072
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，分配当前充电剩余时间集中
Figure BDA0004024142930000073
对应的排序值Si，当前充电剩余时间越小，则对应的排序值Si越大，计算第二权重：
Figure BDA0004024142930000074
其中，
Figure BDA0004024142930000075
为第i个充电中电动汽车的第二权重，
Figure BDA0004024142930000076
为第i个充电中电动汽车的初始权重，
Figure BDA0004024142930000077
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，α为初始权重比例系数，根据实际需求选取；β为当前充电剩余时间比例系数，根据实际需求选取；本发明中根据排序值以及当前充电剩余时间计算第二权重值，根据比例系数为当前充电剩余时间较少的电动汽车赋予高权重，提高分配的功率，快速缩短充电时间，使得相应的电动汽车能够提前充电完成，增加多个预约空位。
S43、根据第一权重和第二权重计算每个电动汽车的总权重，其计算公式为：
Figure BDA0004024142930000078
其中，ωi为第i个充电中电动汽车的总权重，
Figure BDA0004024142930000079
为第i个充电中电动汽车的第一权重，
Figure BDA00040241429300000710
为第i个充电中电动汽车的第二权重；
S44、对当前所有电动汽车的充电功率根据权重进行优化分配，得到每个充电中电动汽车的新充电功率，作为当前充电功率，其计算公式为：
Figure BDA00040241429300000711
其中，
Figure BDA00040241429300000712
为第i个充电中电动汽车的当前充电功率，
Figure BDA00040241429300000713
为第i个充电中电动汽车能接受的最大充电功率，Pcharge为充电桩的总功率，ωi为第i个充电中电动汽车的总权重。
本发明根据充电预约的数量动态调整充电中的电动汽车的充电功率，根据充电中电动汽车的总预约充电时间、当前已充电时间、当前充电剩余时间快速缩短充电时间计算总权重，通过权重进行优化分配充电功率，快速缩短充电时间，实现为更多的电动汽车充电。
一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以上任一所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法。存储器可为各种类型的存储器，可为随机存储器、只读存储器、闪存等。处理器可为各种类型的处理器，例如，中央处理器、微处理器、数字信号处理器或图像处理器等。
一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现以上任一项所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、用户提交电动汽车充电预约请求，获取充电桩待充电的预约电动汽车个数M及预约时间；本发明中预约电动汽车个数M小于或充电枪个数N；
S2、检测充电桩中所有充电枪的工作状态，包括充电枪个数N、充电枪使用个数以及充电参数，其中，充电参数包括该充电枪使用时对应的电动汽车的充电状态，包括功率调整次数、当前充电电量、当前充电功率、当前已充电时间和总预约充电时间，计算每个充电中电动汽车的当前充电剩余时间；
S3、判断功率调整次数是否超过预设次数阈值，
若是，则不再进行功率调整，拒绝用户的电动汽车充电预约请求，进入S5；
若否，则根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，若是，则不需要对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S5，若否，则对充电中电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S4；
S4、对当前所有充电中电动汽车的充电功率根据权重进行优化分配，得到每个充电中电动汽车的新充电功率，作为当前充电功率，充电桩控制所有充电中电动汽车按照新充电功率进行充电，功率调整次数加1，返回S2；
S5、充电桩内所有充电中电动汽车以当前充电功率进行充电，直至充电完成。
2.根据权利要求1所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S2中计算每个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，其计算公式为：
Figure FDA0004024142920000011
其中，1≤i≤p，p为所有充电中电动汽车的个数；
Figure FDA0004024142920000012
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，SOCi为第i个充电中电动汽车的当前充电电量，
Figure FDA0004024142920000013
为第i个充电中电动汽车的电池总容量，
Figure FDA0004024142920000014
为第i个充电中电动汽车的当前充电功率，
Figure FDA0004024142920000015
为第i个充电中电动汽车的总预约充电时间，
Figure FDA0004024142920000016
为第i个充电中电动汽车的当前已充电时间。
3.根据权利要求1所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S3中，根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间判断预约时间是否满足预约电动汽车个数，包括：
S31、判断当前充电桩中未处于充电状态的充电枪个数是否不小于预约电动汽车个数M，若是，则进入S33，若否，则进入S32；
S32、根据所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间计算在预约时间前能处于充电完成状态的电动汽车的个数，与当前充电桩中未处于充电状态的充电枪个数相加后判断是否不小于预约电动汽车个数M，若是，则进入S33，若否，则进入S34；
S33、不需要对充电桩内电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S5；
S34、对充电桩内电动汽车的当前充电功率进行调整，进入S4。
4.根据权利要求1所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S4中，对当前所有电动汽车的充电功率进行优化分配，包括：
S41、获取充电桩内所有充电中电动汽车的当前已充电时间和电动汽车的总预约充电时间，对每个电动汽车计算第一权重；
S42、将所有充电中电动汽车的当前充电剩余时间进行升序排序，对每个电动汽车计算第二权重；
S43、根据第一权重和第二权重计算每个电动汽车的总权重；
S44、对当前所有电动汽车的充电功率根据权重进行优化分配，得到每个电动汽车的新充电功率。
5.根据权利要求4所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S41中，第一权重的计算公式为：
Figure FDA0004024142920000021
其中，
Figure FDA0004024142920000022
为第i个充电中电动汽车的第一权重，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure FDA0004024142920000023
为第i个充电中电动汽车的当前已充电时间，
Figure FDA0004024142920000024
为第i个充电中电动汽车的总预约充电时间，σ1为当前已充电时间影响系数，σ2为总预约充电时间影响系数。
6.根据权利要求4所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S42中，第二权重的计算过程为：对当前充电剩余时间进行降序排序，设定排序后的当前充电剩余时间集
Figure FDA0004024142920000031
其中，
Figure FDA0004024142920000032
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，分配当前充电剩余时间集中
Figure FDA0004024142920000033
对应的排序值Si，计算第二权重：
Figure FDA0004024142920000034
其中，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure FDA0004024142920000035
为第i个充电中电动汽车的第二权重，
Figure FDA0004024142920000036
为第i个充电中电动汽车的初始权重，
Figure FDA0004024142920000037
为第i个充电中电动汽车的当前充电剩余时间，α为初始权重比例系数，β为当前充电剩余时间比例系数。
7.根据权利要求4所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S43中，总权重的计算公式为：
Figure FDA0004024142920000038
其中，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；ωi为第i个充电中电动汽车的总权重，
Figure FDA0004024142920000039
为第i个充电中电动汽车的第一权重，
Figure FDA00040241429200000310
为第i个充电中电动汽车的第二权重。
8.根据权利要求4所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法，其特征在于：所述S44中，每个电动汽车的新充电功率计算公式为：
Figure FDA00040241429200000311
其中，1≤i≤p，p为充电中电动汽车的个数；
Figure FDA00040241429200000312
为第i个充电中电动汽车的当前充电功率，
Figure FDA00040241429200000313
为第i个充电中电动汽车能接受的最大充电功率，Pcharge为充电桩的总功率，ωi为第i个充电中电动汽车的总权重。
9.一种电子设备，其特征在于：包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序或指令，所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1-8任一所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的一种多充电预约下充电桩的功率分配方法的步骤。
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