CN117022028A - 一种充电桩智能管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，具体为一种充电桩智能管理系统及方法。所述方法运用了所述系统，所述系统包括信息采集模块，用于采集识别车牌号以及车辆型号，并获取车辆当前位置以及车辆电池信息，还用于获取目标充电电量和预计停车时长；时长管理模块，用于根据目标充电电量与车辆电池信息得到预计充电时长；当预计停车时长不大于预计充电时长时，以最大充电功率进行充电；当预计停车时长大于预计充电时长时，根据预计停车时长计算车辆的实际充电功率；导航模块，用于根据充电功率分配充电桩类型，并根据预计充电时长决定车辆距离出入口的位置，还用于规划到达充电桩的路径。该技术方案能够更合理地分配充电桩资源，提高充电桩利用效率。

Description

一种充电桩智能管理系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，具体为一种充电桩智能管理系统及方法。

背景技术

停车场是供车辆停放的场所，随着新能源汽车的发展，现有运营的停车场内开设有部分安装充电桩的可充电停车位，并且随着技术的进步越来越多的快充充电桩得到普及，使充电过程变得更为便捷、迅速，极大地减少了电动汽车车主在充电过程中的等待时间。

但是，仍然有大量过去的慢充充电桩在设计寿命周期内继续服役，如果将这些充电桩全部更换成本很高，也较为浪费资源，且当前仍然有许多电动汽车仅支持慢充充电，因此许多停车场同时安装有慢充充电桩与快充充电桩，驾驶员可根据实际情况自行选择合适的充电桩进行充电。

然而，由于充电桩的安装位置与出入口的位置有远近区别，且驾驶员有时仅仅只是停车时顺便充电，并未注意区分慢充充电桩与快充充电桩，导致许多快充充电桩被仅支持慢充的电动汽车占用，以低充电功率进行充电，许多以充电为目的希望尽快充电且支持快充的车辆，无法使用快充充电桩进行快速充电，导致充电桩资源无法合理分配，降低了电动汽车驾驶员的体验。

此外，目前电动汽车进行充电的方法一般是根据充电桩的充电能力以及车辆的最大充电功率来决定的，整个充电过程中充电的控制序列相对固定，缺乏足够的灵活性，无法根据用户的具体需求进行个性化的调整。在目前的技术水平下，充电控制的智能化程度还有待提高。

例如，许多支持快充的车辆在停车的时候可能仅仅是顺便进行充电，因为充电速度虽然更快，但是它并不是满足驾驶员所有需求的最优方式。另一方面，由于慢充充电桩在使用过程中的成本较低，并且不会对电池造成过度的损耗，驾驶员在时间充足的前提下，可能会选择使用低功率充电，以节省更多的费用或者避免电池的过度损耗。而这种情况下，如果仅仅按照车辆是否支持快充来配置充电桩，那么可能会导致充电桩的利用率不高，因为很多时候驾驶员并不需要这么高的充电速度。此外，如果直接按照车辆的最大功率进行充电，虽然速度很快，但是并不能满足驾驶员的个性化需求。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种充电桩智能管理系统，该技术方案能够更合理地分配充电桩资源，提高充电桩利用效率。

为实现上述目的，第一方面，本公开实施例提供了一种充电桩智能管理系统，包括信息采集模块，用于采集识别车牌号以及车辆型号，并通过车牌号获取车辆当前位置，通过车辆型号获取车辆电池信息，车辆电池信息包括充电功率与电池容量，还用于获取电池健康程度、当前实时电量、目标充电电量和预计停车时长；

时长管理模块，用于根据目标充电电量与车辆电池信息得到预计充电时长；当预计停车时长不大于预计充电时长时，以最大充电功率进行充电；当预计停车时长大于预计充电时长时，根据预计停车时长计算车辆的实际充电功率；

导航模块，用于根据充电功率分配充电桩类型，并根据预计充电时长决定车辆距离出入口的位置，还用于根据车辆的当前位置规划到达所分配的充电桩的路径。

基础方案的有益效果：信息采集模块采集车牌号，既可以将其作为车辆的标识，也可以据此获取车辆的当前位置，便于后续针对性分配充电桩，指示路径方向，也方便进行管理收费。通过车辆型号能够获取车辆的电池信息，即能够对车辆是否为电动汽车进行判断，还能够对车辆电池的诸多详细信息进行获取，便于后续更准确地分配充电桩类型。

目标充电电量与预计停车时长能够体现驾驶员的目的，本技术方案通过目标充电电量与车辆电池信息得到预计充电时长，当预计充电时长不大于预计充电时长时，说明驾驶员以充电为目的，希望能尽快将车辆的电量充至目标充电电量，而当预计停车时长大于预计充电时长时，说明驾驶员并不很着急，可能主要以停车为目的，而顺便进行汽车的能源补充。通过分析驾驶员的目的，能够更好地为车辆分配合适的充电桩，而非简单地为支持快充的汽车分配快充充电桩，为不支持快充的车辆分配慢充充电桩。能够使得充电桩分配更符合驾驶员的意向，也使得停车场的充电桩资源得到更合理的分配利用。

导航模块能够根据充电功率分配充电桩类型，并根据预计充电时长分配该充电桩类型下与停车场出入口不同距离位置的具体充电桩，例如将预计充电时长较长的车辆，分配到离出入口更远的位置，即停车场更深的位置，避免产生拥堵，将预计充电时长较短的车辆，分配到离出入口更近的位置，便于车辆快速进出。使得停车场的运行更加顺畅，更加符合驾驶员的意向，同时从这个角度也能提升充电桩的利用效率，使得充电桩资源得到更合理的分配利用，避免离出入口更近的充电桩使用频率更高，导致需要频繁检修维护。

由于本技术方案通过车牌号获取了车辆的当前实时位置，因此导航模块能够根据车辆的当前位置规划到达所分配的充电桩的路径，便于驾驶员快速到达充电桩位置，提升驾驶员的体验感，同时也能够避免车辆无序行驶导致的拥堵等现象，使得停车场的运行更加顺畅。

作为优选方案，所述信息采集模块包括图像识别子模块，用于根据图像识别获取车辆的车牌号与车辆型号，并根据车牌号图像的采集位置，得到车辆的当前位置。

图像采集装置一般为现有设备，因此通过加入图像识别算法实现本技术方案能够节约硬件成本。

作为优选方案，所述导航模块包括指示子模块，用于根据到达充电桩的路径以及据车辆当前位置，在岔道处指示车辆的行驶方向。

指示子模块能够指示车辆到达，比起仅显示路径，使得驾驶员容易找到正确路径。在岔道口进行提示，它可以大幅度降低驾驶员因错误理解道路信息而导致的问题，使得驾驶员在众多路径中快速找到正确的方向，提升驾驶员的效率和安全性。

作为优选方案，所述图像识别子模块与指示子模块均设置在停车场的入口以及各个路口处。

停车场的入口以及各个路口处，一般是车辆的必经处，因此在这些地点进行图像采集，能够提升图像采集的有效性，同时由于本技术方案中通过对车牌号进行图像识别获取车辆的当前实时位置，因此图像识别子模块与指示子模块均设置在停车场的入口以及各个路口处。能够及时在车辆即将分路的时候获取车辆的当前实时位置，并及时进行指示，提供为车辆提供更有效的导航指示，进而保证停车场的运行顺畅。

作为优选方案，所述信息采集模块还用于采集停车场内的充电桩信息，充电桩信息包括额定充电功率、实时充电功率、实时占用情况与故障情况；所述导航模块将根据车辆的充电功率以及充电桩信息分配充电桩。

采集停车场内的充电桩信息，能够使得导航模块在分配充电桩时更加准确，同时便于了解停车场内充电桩信息，以便后续进行整体调控管理。

作为优选方案，还包括充电管理模块，用于自动开启和关闭充电桩，根据实际充电功率调整充电桩的充电功率，并记录车辆的起始充电时间与结束充电时间。

由于本技术方案充电时，会根据车辆的具体情况，对充电时间段进行合理调度，以及对实际充电功率进行适应性调控。因此，通过充电管理模块能够保证智能化地实现上述技术效果，提升停车场充电桩的整体运行效率，并且保证车辆在安全、高效地完成充电的同时，满足了驾驶员的实际需求。

作为优选方案，所述时长管理模块，还用于将车辆的充电时长以及充电功率在时间轴上进行标注，分析每一时刻停车场的充电总功率，以此调整车辆的充电时间段。

本技术方案，能够有效避免停车场同一时刻充电总功率过高的问题，防止单个充电桩的输出功率受到影响而降低，影响充电效率。同时还能够更加合理地对电力资源进行整体调控，保障每个充电桩的正常运行，避免出现资源浪费的现象。

作为优选方案，时长管理模块还用于根据预计停车时长得到预计结束停车时间，并计算车辆的充电紧急参考值，计算公式如下：

其中，为预计充电时长，/>表示预计结束停车时间，/>为当前时间。所得到的充电紧急参考值/>越大，则表示车辆的充电紧急程度越高。

本技术方案能够根据充电紧急参考值安排车辆进行充电，以确保这些车辆能够在预计时间内完成充电任务，且保证整体的充电总功率处于合理范围。

作为优选方案，所述意向采集子模块还用于采集驾驶员的停车目的，所述时长管理模块还用于根据停车目的预测驾驶员的预计停车时长。

本技术方案能够帮助驾驶员完善预计停车时长，从而使得时长管理模块能够为驾驶员匹配更合适的充电策略。

第二方面，本公开实施例提供了一种充电桩智能管理方法，该方法采用了上述一种充电桩智能管理系统。

附图说明

图1是一种充电桩智能管理系统及方法的结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本申请技术方案进行进一步详细说明：

实施例一

参照图1，一种充电桩智能管理系统，包括：

信息采集模块，包括图像识别子模块，电池信息采集子模块、意向采集子模块、充电桩信息采集子模块。

图像识别子模块设置在停车场的入口以及各个路口处，用于采集并识别车牌号以及车辆型号，并根据车辆型号在数据库中获取该车辆型号对应的车辆电池信息，车辆电池信息包括但不限于车辆的充电功率与电池容量。图像识别子模块还用于获取车辆的实时位置，通过采集车牌号图像，识别车牌号对应车辆，图像识别子模块通过，图像采集装置采集车辆的图像，根据车牌号图像的采集位置，获取车辆对应的当前位置。

电池信息采集子模块，用于获取车辆电池的电池健康程度与当前实时电量等车辆电池信息。本实施例中，电池健康程度以百分数表示，如100%、90%、80%等。车辆电池信息获取可由驾驶员根据新能源车机系统数据直接录入，也可由驾驶员提供本车行驶里程、使用时长、驾驶习惯等信息后进行估算，还可以在新能源车机系统中安装app读取车机系统数据并发送至本系统中。

意向采集子模块，用于获取车辆的目标充电电量和预计停车时长，目标充电电量与预计停车时长可由驾驶员直接录入，驾驶员无法确定预计停车时长时，可选择不填写，此时预计停车时长为0。

充电桩信息采集子模块，用于采集停车场内的充电桩信息，充电桩信息包括额定充电功率、实时充电功率、实时占用情况与故障情况等。

时长管理模块，用于根据充电功率、电池容量、当前实时电量、目标充电电量与电池健康程度等信息得到车辆的预计充电时长。将预计停车时长与预计充电时长进行比较，当预计停车时长不大于预计充电时长时，按照最大充电功率进行充电，并将预计充电时长告知驾驶员；当预计停车时长大于预计充电时长时，根据预计停车时长计算车辆的实际充电功率，使得车辆的实际充电时长与预计停车时长保持一致。

导航模块，包括分配子模块与指示子模块，分配子模块用于根据车辆的充电功率以及充电桩信息，为车辆分配快充充电桩或慢充充电桩，并根据预计充电时长决定车辆距离出入口的位置，例如将预计充电时长较长的车辆，分配到离出入口更远的位置，即停车场更深的位置，避免产生拥堵，将预计充电时长较短的车辆，分配到离出入口更近的位置，便于车辆快速进出。指示子模块，设置在停车场的入口以及各个路口处，用于根据车辆的当前位置规划车辆到达所分配的充电桩的路径，并在车辆通过指示子模块时指示车辆到达分配的充电桩位置。于一种实施例中，指示子模块根据到达充电桩的路径以及据车辆当前位置，在岔道处指示车辆的行驶方向。

充电管理模块，用于自动开启和关闭充电桩，并记录车辆的起始充电时间与结束充电时间，同时根据实际充电功率调整充电桩的充电功率。还用于在车辆当前实时电量到达目标充电电量后，自动关闭充电桩，使得关闭充电桩时的当前实时电量与目标充电电量保持一致，同时也避免过度充电导致电池老化。

本实施例还提供一种充电桩智能管理方法，该系统采用了上述一种充电桩智能管理系统。

实施例二

本实施例与实施例一的区别技术特征在于，时长管理模块，用于将停车场中所有预计停车时长不大于预计充电时长时的车辆的充电时长以及充电功率在时间轴上进行标注，分析每一时刻停车场的充电总功率，然后将预计停车时长大于预计充电时长的车辆的充电时间段，安排在时间轴上充电总功率较低的时间段，并根据计算车辆的实际充电功率。能够避免停车场同一时刻充电总功率过高，导致单个充电桩的输出功率降低，影响充电效率，更合理地对电力资源进行整体调控。

本实施例还提供一种充电桩智能管理方法，该系统采用了上述一种充电桩智能管理系统。

实施例三

本实施例与实施例二的区别技术特征在于，时长管理模块还用于计算预计停车时长大于预计充电时长的车辆的充电紧急参考值，根据车辆的预计停车时长得到预计结束停车时间、预计充电时长以及当前时间得到车辆的充电紧急参考值，计算公式如下：

其中，为预计充电时长，/>表示预计结束停车时间，/>为当前时间。所得到的充电紧急参考值/>越大，则表示车辆的充电紧急程度越高。

在得到车辆的充电紧急参考值后，时长管理模块会根据充电紧急程度，优先安排充电紧急参考值较高的车辆进行充电，以确保这些车辆能够在预计时间内完成充电任务，且保证整体的充电总功率处于合理范围。

本实施例还提供一种充电桩智能管理方法，该系统采用了上述一种充电桩智能管理系统。

实施例四

本实施例与实施例三的区别技术特征在于，意向采集子模块还用于采集驾驶员的停车目的，如购物、餐饮、娱乐等，意向采集子模块将引导驾驶员进行细化填写，如具体的购物类型、餐饮类型和娱乐类型，以及各类型下具体的店名等。

信息采集模块还用于采集统计停车场所在商场或区域内各个店面的基本数据，基本数据包括该店面所述类型、位置分布和距离信息，可通过网络爬虫技术或实地考察统计录入的方法进行。距离信息包括店面距离停车场的距离以及店面之间的距离。

当驾驶员选择了具体的停车目的时，时长管理模块将根据停车目的计算预计停车时长。例如，当驾驶员选择了珠宝购物时，时长管理模块将调取基本数据中珠宝店的相关信息，通过珠宝店的数量、位置分布、距离信息以及一般顾客珠宝店停留时长等信息计算预计停车时长；当用户选择了电影娱乐时，意向管理子模块将进一步引导驾驶员填写电影名和场次信息，时长管理模块将根据电影时长以及电影院距离等信息计算预计停车时长。

进一步，充电管理模块将实际充电时长划分为若干时间段，每个时间段的时长长短根据停车场的充电总功率进行调整。停车场的充电总功率升高时，对应的时间段时长将会变短，反之，停车场的充电总功率升高时，对应的时间段时长将会变长。

充电管理模块将在每一个时间段内按照时长管理模块的充电策略进行充电，并在每一个时间段结束时，信息采集模块将获取当前驾驶员的停车目的实施进度，并根据驾驶员当前进度预测剩余的预计停车时长，时长管理模块将根据新的预计停车时长更新充电策略。例如，信息采集模块将采集驾驶员的位置信息，位置信息包括当前位置、历史位置以及历史位置停留时长等信息，并根据上述信息以及集合基本数据，得到驾驶员未逛剩余店面的情况，同时预测驾驶员后续的路线，从而预测剩余的预计停车时长。

信息采集模块还用于对用户的付款情况进行采集统计，采集统计付款情况可以采取与店面合作与店面收银进行同步；也可以通过在驾驶员的智能终端上安装软件，通过获取对收集界面的读取识别，从而在驾驶员付款时进行识别，采集统计驾驶员的付款情况；还可以通过接入监控设备通过图像识别的方式，分析驾驶员身上购物袋的变化情况，采集统计驾驶员的付款情况，付款情况包括付款金额、付款次数以及付款间隔时长等。时长管理模块根据付款情况，分析驾驶员继续购物意愿，对驾驶员后续线路进行修正，从而修正对预计停车时长的预测。

以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未做过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种充电桩智能管理系统，其特征在于：包括：

信息采集模块，用于采集识别车牌号以及车辆型号，并通过车牌号获取车辆当前位置，通过车辆型号获取车辆电池信息，车辆电池信息包括充电功率与电池容量，还用于获取电池健康程度、当前实时电量、目标充电电量和预计停车时长；

时长管理模块，用于根据目标充电电量与车辆电池信息得到预计充电时长；当预计停车时长不大于预计充电时长时，以最大充电功率进行充电；当预计停车时长大于预计充电时长时，根据预计停车时长计算车辆的实际充电功率；

导航模块，用于根据充电功率分配充电桩类型，并根据预计充电时长决定车辆距离出入口的位置，还用于根据车辆的当前位置规划到达所分配的充电桩的路径。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：所述信息采集模块包括图像识别子模块，用于根据图像识别获取车辆的车牌号与车辆型号，并根据车牌号图像的采集位置，得到车辆的当前位置。

3.根据权利要求2所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：所述导航模块包括指示子模块，用于根据到达充电桩的路径以及据车辆当前位置，在岔道处指示车辆的行驶方向。

4.根据权利要求3所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：所述图像识别子模块与指示子模块均设置在停车场的入口以及各个路口处。

5.根据权利要求1所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：

所述信息采集模块还用于采集停车场内的充电桩信息，充电桩信息包括额定充电功率、实时充电功率、实时占用情况与故障情况；

所述导航模块将根据车辆的充电功率以及充电桩信息分配充电桩。

6.根据权利要求1所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：还包括充电管理模块，用于自动开启和关闭充电桩，根据实际充电功率调整充电桩的充电功率，并记录车辆的起始充电时间与结束充电时间。

7.根据权利要求1所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：所述时长管理模块，还用于将车辆的充电时长以及充电功率在时间轴上进行标注，分析每一时刻停车场的充电总功率，以此调整车辆的充电时间段。

8.根据权利要求7所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：所述时长管理模块还用于根据预计停车时长得到预计结束停车时间，并计算车辆的充电紧急参考值，计算公式如下：

其中，为预计充电时长，/>表示预计结束停车时间，/>为当前时间，所得到的充电紧急参考值/>越大，则表示车辆的充电紧急程度越高。

9.根据权利要求1所述的一种充电桩智能管理系统，其特征在于：所述意向采集子模块还用于采集驾驶员的停车目的，所述时长管理模块还用于根据停车目的预测驾驶员的预计停车时长。

10.一种充电桩智能管理方法，其特征在于：运用了如权利要求1－9任一项所述的一种充电桩智能管理系统。