CN117301899B - 一种电动汽车无线充电方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车无线充电方法及系统,涉及电动汽车技术领域,该方法包括:泊车进入距离无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求;根据充电请求以及无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将充电策略发送至电动汽车;基于充电策略,通过无线供电装置从可再生能源装置、储能装置和电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电;计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给无线供电装置,以通过无线供电装置输送至储能装置或电网中,本发明能够解决现有技术中无线充电基础设施对多个电动汽车进行无线充电,充电效率低下,充电成本高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体涉及一种电动汽车无线充电方法及系统。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,电动汽车在近几年已经备受各界的高度重视,在各个应用领域都有了飞跃式的增长,但仍处于发展初期。在电池续航里程低的现状下,充电难依然是困扰电动汽车发展的最大难题,阻碍了电动汽车的推广速度,尤其是无线充电。
目前比较常见的无线充电的方法为通过无线充电基础设施储存电量,为电动汽车的无线充电提供能量,但是,无线充电基础设施一般是从电网获取能量,当多个电动汽车加入无线充电基础设施区域时,无线充电基础设备对应多个电动汽车,能量损耗较大,导致每个电动汽车的充电效率低下,充电成本高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种电动汽车无线充电方法及系统,旨在解决现有技术中无线充电基础设施对多个电动汽车进行无线充电,充电效率低下,充电成本高的技术问题。
本发明一方面在于提供一种电动汽车无线充电方法,应用于电动汽车无线充电系统,所述系统包括无线供电装置,所述无线供电装置分别连接可再生能源装置、储能装置和电网,所述方法包括:
泊车进入距离所述无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求,所述充电请求包括电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量以及预计充电时间;
根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,包括:
基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数;
基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略;
待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电;
在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过本发明提供的电动汽车无线充电方法,能有效地提高充电效率,降低充电成本,具体为,根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,将可再生能源装置、储能装置、电网与无线供电装置相结合,并根据可再生能源装置、储能装置、电网的能量信息,优化电动汽车的充电策略,降低无线充电的成本和充电误差,提高了充电效率和安全性,提高了充电基础设施的智能化、集成化、绿色化水平,提升了电动汽车的使用便利性和经济性;待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电,根据预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,能有效地提高充电效率,减少充电过程中的安全隐患,提高系统的稳定性;在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中,能有效地减少能源浪费和降低成本,从而解决了现有技术中无线充电基础设施对多个电动汽车进行无线充电,充电效率低下,充电成本高的技术问题。
根据上述技术方案的一方面,基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数的步骤,具体包括:
获取所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,所述可再生能源装置的能量信息包括发电量、发电成本以及发电稳定性,所述储能装置的能量信息包括储存电量、储存成本以及储存效率,所述电网的能量信息包括供电电量、供电成本以及供电稳定性;
根据电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量,以及所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,构建充电成本函数,所述充电成本函数的计算公式为:
,
其中,Ci为第i辆电动汽车的充电成本,Sim为第i辆电动汽车的目标电量,Sis为第i辆电动汽车的剩余电量,Ci z为可再生能源装置的发电成本,Ci w为储能装置的储存成本,Ci d为电网的供电成本,αi为第i辆电动汽车的可再生能源装置的输出电量比率,βi为第i辆电动汽车的储能装置的输出电量比率。
根据上述技术方案的一方面,所述充电误差函数的计算公式为:
其中,Ei为第i辆电动汽车的充电误差,Xi z为可再生能源装置的发电量,Xi w为储能装置的储存电量,Xi d为电网的供电电量,Yi z为可再生能源装置的发电稳定性,Ri w为储能装置的储存效率,Yi d为电网的供电稳定性。
根据上述技术方案的一方面,所述目标函数的计算公式为:
其中,n为需要充电的电动汽车的数量,λ为权重系数。
根据上述技术方案的一方面,待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电的步骤,具体包括:
待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量;
根据电动汽车的所述预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,以将所述充电能量传输给电动汽车,实现电动汽车的无线充电。
根据上述技术方案的一方面,在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中的步骤,具体包括:
在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置;
将所述剩余的充电能量优先回馈给所述储能装置,待所述储能装置满载后,再回馈给所述电网中,
其中,计算公式为:
,
其中,Pe为剩余的充电功率,Pz为可再生能源装置给无线供电装置输送的功率,Pw为储能装置给无线供电装置输送的功率,Pd为电网给无线供电装置输送的功率,Ps为电动汽车所需的实际充电功率,Pf为无线供电装置给储能装置回馈的功率,Pwmax为储能装置的最大储存功率,Ph为无线供电装置给电网回馈的功率。
根据上述技术方案的一方面,所述方法还包括:
获取电动汽车制动、下坡等过程中产生的多余能量,将所述多余能量回馈至所述无线供电装置,所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
本发明另一方面在于提供了一种电动汽车无线充电系统,所述电动汽车无线充电系统用于实现上述电动汽车无线充电方法,所述电动汽车无线充电系统包括:
充电请求发送模块,用于泊车进入距离所述无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求;
充电策略制定模块,用于根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,所述充电请求包括电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量以及预计充电时间;
无线充电启动模块,用于待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电,包括:
基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数;
基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略;
充电能量回馈模块,用于在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
附图说明
本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解,其中:
图1为本发明第一实施例中的电动汽车无线充电方法的流程示意图;
图2为本发明第二实施例中的电动汽车无线充电系统的结构框图;
附图元器件符号说明:
充电请求发送模块100,充电策略制定模块200,无线充电启动模块300,充电能量回馈模块400。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的,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、以特定的方位构造与操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定与限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的与所有的组合。
实施例一
请参阅图1,所示本发明的第一实施例提供的一种电动汽车无线充电方法,应用于电动汽车无线充电系统,所述系统包括无线供电装置,所述无线供电装置分别连接可再生能源装置、储能装置和电网,所述方法包括S10-步骤S13:
步骤S10,泊车进入距离所述无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求,所述充电请求包括电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量以及预计充电时间;
步骤S11,根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,包括:
基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数;
基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略;
进一步地,获取所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,所述可再生能源装置的能量信息包括发电量、发电成本以及发电稳定性,所述储能装置的能量信息包括储存电量、储存成本以及储存效率,所述电网的能量信息包括供电电量、供电成本以及供电稳定性;
根据电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量,以及所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,构建充电成本函数,所述充电成本函数的计算公式为:
,
其中,Ci为第i辆电动汽车的充电成本,Sim为第i辆电动汽车的目标电量,Sis为第i辆电动汽车的剩余电量,Ci z为可再生能源装置的发电成本,Ci w为储能装置的储存成本,Ci d为电网的供电成本,αi为第i辆电动汽车的可再生能源装置的输出电量比率,βi为第i辆电动汽车的储能装置的输出电量比率。
所述充电误差函数的计算公式为:
其中,Ei为第i辆电动汽车的充电误差,Xi z为可再生能源装置的发电量,Xi w为储能装置的储存电量,Xi d为电网的供电电量,Yi z为可再生能源装置的发电稳定性,Ri w为储能装置的储存效率,Yi d为电网的供电稳定性。
需要说明的是,通过将可再生能源装置、储能装置、电网与无线供电装置相结合,为电动汽车提供无线充电的能量,提高了充电基础设施的智能化、集成化、绿色化水平,提升电动汽车的充电效率,提升了电动汽车的使用便利性和经济性,能有效地解决无线供电装置一供多个电动汽车的能量损耗和充电效率低下问题。并且可再生能源装置的引入实现充电过程中的清洁能源利用,降低碳排放和运营成本,提高能源利用效率。
再者,基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略。
所述目标函数的计算公式为:
其中,n为需要充电的电动汽车的数量,λ为权重系数。
需要说明的是,将可再生能源装置、储能装置、电网与无线供电装置相结合,并根据可再生能源装置、储能装置、电网的能量信息,优化电动汽车的充电策略,降低无线充电的成本和充电误差,提高了充电效率和安全性。
步骤S12,待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电;
具体为,待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量;
根据电动汽车的所述预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,以将所述充电能量传输给电动汽车,实现电动汽车的无线充电。
在一些优选的实施例当中,根据用户所需的预计充电时间,采用遗传算法或其他优化算法,求解出最优的传输功率、传输效率、充电顺序等。
具体的算法步骤如下:
初始化:随机生成一组可行的传输功率、传输效率、充电顺序,作为初始种群;
评估:计算每个个体(即一组传输功率、传输效率、充电顺序)的适应度值;
选择:根据适应度值,选择一部分个体作为父代,用于进行交叉和变异操作;
交叉:从父代中随机选择两个个体,按照一定的概率和规则,交换它们的部分基因(即传输功率、传输效率、充电顺序),产生两个新的个体,作为子代;
变异:对子代中的每个个体,按照一定的概率和规则,改变它们的部分基因(即传输功率、传输效率、充电顺序),产生一些变异个体;
更新:将子代和变异个体加入到种群中,替换掉一些适应度值较低的个体,形成新的种群;
终止:判断是否达到预设的迭代次数或适应度值阈值,如果是,则停止算法,输出最优的传输功率、传输效率、充电顺序;如果否,则返回第二步,继续迭代。
需要说明的是,根据电动汽车的所述预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,能有效地提高充电效率,减少充电过程中的安全隐患,提高系统的稳定性。
步骤S13,在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
具体为,在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置;
将所述剩余的充电能量优先回馈给所述储能装置,待所述储能装置满载后,再回馈给所述电网中,
其中,计算公式为:
,
其中,Pe为剩余的充电功率,Pz为可再生能源装置给无线供电装置输送的功率,Pw为储能装置给无线供电装置输送的功率,Pd为电网给无线供电装置输送的功率,Ps为电动汽车所需的实际充电功率,Pf为无线供电装置给储能装置回馈的功率,Pwmax为储能装置的最大储存功率,Ph为无线供电装置给电网回馈的功率。
需要说明的是,当无线供电装置从可再生能源装置、储能装置或电网获取的功率大于向电动汽车传输的功率时,即产生了剩余的充电能量。将剩余的充电能量回馈给储能装置或电网中,能有效地减少能源浪费和降低成本,其中,将剩余的充电能量优先回馈给储能装置,以储存长期和短期的剩余的充电能量,提高系统的灵活性和鲁棒性;其次,将剩余的充电能量回馈给电网,以平衡电网的供需关系,提高系统的稳定性和可靠性。
另外,所述方法还包括:
获取电动汽车制动、下坡等过程中产生的多余能量,将所述多余能量回馈至所述无线供电装置,所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
在实际操作中,通过电动汽车的电池能量回收技术,实现了对制动、下坡等过程中产生的多余能量,当电动汽车充满电量后,在距离所述无线供电装置的预设范围内行驶的过程中,电动汽车的制动、下坡等过程中产生的多余能量可以回馈至无线供电装置中,避免电动汽车的电池电量充足,无法接收多余能量,这部分多余能量会以热能或声能等形式散失,造成能源浪费和环境污染。
同理,回馈至无线供电装置的多余能量,优先回馈给所述储能装置,待所述储能装置满载后,再回馈给所述电网中。
与现有技术相比,采用本实施例当中的电动汽车无线充电方法,有益效果在于:通过本发明提供的电动汽车无线充电方法,能有效地提高充电效率,降低充电成本,具体为,根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,将可再生能源装置、储能装置、电网与无线供电装置相结合,并根据可再生能源装置、储能装置、电网的能量信息,优化电动汽车的充电策略,降低无线充电的成本和充电误差,提高了充电效率和安全性,提高了充电基础设施的智能化、集成化、绿色化水平,提升了电动汽车的使用便利性和经济性;待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电,根据预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,能有效地提高充电效率,减少充电过程中的安全隐患,提高系统的稳定性;在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中,能有效地减少能源浪费和降低成本,从而解决了现有技术中无线充电基础设施对多个电动汽车进行无线充电,充电效率低下,充电成本高的技术问题。
实施例二
请参阅图2,所示为本发明的第二实施例提供的一种电动汽车无线充电系统,所述系统包括:
充电请求发送模块100,用于泊车进入距离所述无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求,所述充电请求包括电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量以及预计充电时间;
充电策略制定模块200,用于根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,包括:
基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数;
基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略;
进一步地,获取所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,所述可再生能源装置的能量信息包括发电量、发电成本以及发电稳定性,所述储能装置的能量信息包括储存电量、储存成本以及储存效率,所述电网的能量信息包括供电电量、供电成本以及供电稳定性;
根据电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量,以及所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,构建充电成本函数,所述充电成本函数的计算公式为:
,
其中,Ci为第i辆电动汽车的充电成本,Sim为第i辆电动汽车的目标电量,Sis为第i辆电动汽车的剩余电量,Ci z为可再生能源装置的发电成本,Ci w为储能装置的储存成本,Ci d为电网的供电成本,αi为第i辆电动汽车的可再生能源装置的输出电量比率,βi为第i辆电动汽车的储能装置的输出电量比率。
所述充电误差函数的计算公式为:
其中,Ei为第i辆电动汽车的充电误差,Xi z为可再生能源装置的发电量,Xi w为储能装置的储存电量,Xi d为电网的供电电量,Yi z为可再生能源装置的发电稳定性,Ri w为储能装置的储存效率,Yi d为电网的供电稳定性。
再者,基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略。
所述目标函数的计算公式为:
其中,n为需要充电的电动汽车的数量,λ为权重系数。
在一些优选的实施例当中,可再生能源装置例如可以是,太阳能板或风力发电机等等,储能装置例如可以是,锂离子电池组或超级电容器等等。
无线充电启动模块300,用于待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电;
待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量;
根据电动汽车的所述预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,以将所述充电能量传输给电动汽车,实现电动汽车的无线充电。
在一些优选的实施例当中,无线供电装置给电动成汽车的无线充电例如可以说,包括能量传输器和能量接收器,其中,能量传输器设于无线供电装置上,能量接收器设于电动汽车上,通过磁共振或磁感应等原理,在无物理接触的情况下,向电动汽车传输能量。
充电能量回馈模块400,用于在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
其中,在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置;
将所述剩余的充电能量优先回馈给所述储能装置,待所述储能装置满载后,再回馈给所述电网中,
其中,计算公式为:
,
其中,Pe为剩余的充电功率,Pz为可再生能源装置给无线供电装置输送的功率,Pw为储能装置给无线供电装置输送的功率,Pd为电网给无线供电装置输送的功率,Ps为电动汽车所需的实际充电功率,Pf为无线供电装置给储能装置回馈的功率,Pwmax为储能装置的最大储存功率,Ph为无线供电装置给电网回馈的功率。
另外,该系统还可以获取电动汽车制动、下坡等过程中产生的多余能量,将所述多余能量回馈至所述无线供电装置,所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
同理,回馈至无线供电装置的多余能量,优先回馈给所述储能装置,待所述储能装置满载后,再回馈给所述电网中。
在一些优选的实施例当中,电动汽车和无线供电装置的能量回馈,例如可以为,设置回馈装置,包括回馈线圈,回馈装置通过设于无线供电装置的回馈线圈以及设于电动汽车的电池上的输送线圈和开关元件,实现多余能量的回收和输送。当电动汽车在制动、下坡等过程中产生多余能量时,通过通信模块向回馈装置发送指令,使开关元件闭合,从而使输送线圈能输送多余能量至回馈线圈,回馈至无线供电装置。当电动汽车不再产生多余能量时,通过通信模块向回馈装置发送指令,使开关元件断开,从而使回馈线圈与输送线圈断开连接。这样,电池里的剩余的能量不会流出,并保持在原有的状态。
与现有技术相比,采用本实施例当中所示的电动汽车无线充电系统,有益效果在于:通过本发明提供的电动汽车无线充电系统,能有效地提高充电效率,降低充电成本,具体为,通过充电策略制定模块将可再生能源装置、储能装置、电网与无线供电装置相结合,并根据可再生能源装置、储能装置、电网的能量信息,优化电动汽车的充电策略,降低无线充电的成本和充电误差,提高了充电效率和安全性,提高了充电基础设施的智能化、集成化、绿色化水平,提升了电动汽车的使用便利性和经济性;通过无线充电启动模块为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,能有效地提高充电效率,减少充电过程中的安全隐患,提高系统的稳定性;通过充电能量回馈模块将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中,能有效地减少能源浪费和降低成本,从而解决了现有技术中无线充电基础设施对多个电动汽车进行无线充电,充电效率低下,充电成本高的技术问题。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体与详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形与改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种电动汽车无线充电方法,其特征在于,应用于电动汽车无线充电系统,所述系统包括无线供电装置,所述无线供电装置分别连接可再生能源装置、储能装置和电网,所述方法包括:
泊车进入距离所述无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求,所述充电请求包括电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量以及预计充电时间;
根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,包括:
基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数,包括:
获取所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,所述可再生能源装置的能量信息包括发电量、发电成本以及发电稳定性,所述储能装置的能量信息包括储存电量、储存成本以及储存效率,所述电网的能量信息包括供电电量、供电成本以及供电稳定性,
根据电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量,以及所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,构建充电成本函数,所述充电成本函数的计算公式为:
,
其中,Ci为第i辆电动汽车的充电成本,Sim为第i辆电动汽车的目标电量,Sis为第i辆电动汽车的剩余电量,Ci z为可再生能源装置的发电成本,Ci w为储能装置的储存成本,Ci d为电网的供电成本,αi为第i辆电动汽车的可再生能源装置的输出电量比率,βi为第i辆电动汽车的储能装置的输出电量比率,
所述充电误差函数的计算公式为:
其中,Ei为第i辆电动汽车的充电误差,Xi z为可再生能源装置的发电量,Xi w为储能装置的储存电量,Xi d为电网的供电电量,Yi z为可再生能源装置的发电稳定性,Ri w为储能装置的储存效率,Yi d为电网的供电稳定性;
基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略,所述目标函数的计算公式为:
其中,n为需要充电的电动汽车的数量,λ为权重系数;
待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电;
在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
2.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电方法,其特征在于,待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电的步骤,具体包括:
待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量;
根据电动汽车的所述预计充电时间,为电动汽车匹配最优的传输功率和传输效率,以将所述充电能量传输给电动汽车,实现电动汽车的无线充电。
3.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电方法,其特征在于,在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中的步骤,具体包括:
在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置;
将所述剩余的充电能量优先回馈给所述储能装置,待所述储能装置满载后,再回馈给所述电网中,
其中,计算公式为:
,
其中,Pe为剩余的充电功率,Pz为可再生能源装置给无线供电装置输送的功率,Pw为储能装置给无线供电装置输送的功率,Pd为电网给无线供电装置输送的功率,Ps为电动汽车所需的实际充电功率,Pf为无线供电装置给储能装置回馈的功率,Pwmax为储能装置的最大储存功率,Ph为无线供电装置给电网回馈的功率。
4.根据权利要求3所述的电动汽车无线充电方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取电动汽车制动、下坡过程中产生的多余能量,将所述多余能量回馈至所述无线供电装置,所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
5.一种电动汽车无线充电系统,其特征在于,所述电动汽车无线充电系统用于实现权利要求1-4中任意一项所述的电动汽车无线充电方法,所述电动汽车无线充电系统包括:
充电请求发送模块,用于泊车进入距离所述无线供电装置的预设范围内后,与电动汽车的通信模块信息互通,接收电动汽车发送的充电请求,所述充电请求包括电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量以及预计充电时间;
充电策略制定模块,用于根据所述充电请求以及所述无线供电装置的供电信息,为电动汽车制定充电策略,并将所述充电策略发送至电动汽车,所述供电信息包括所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,包括:
基于所述充电请求和所述供电信息,构建电动汽车的充电成本函数以及充电误差函数,包括:
获取所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,所述可再生能源装置的能量信息包括发电量、发电成本以及发电稳定性,所述储能装置的能量信息包括储存电量、储存成本以及储存效率,所述电网的能量信息包括供电电量、供电成本以及供电稳定性,
根据电动汽车的剩余电量、所需充电的目标电量,以及所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网的能量信息,构建充电成本函数,所述充电成本函数的计算公式为:
,
其中,Ci为第i辆电动汽车的充电成本,Sim为第i辆电动汽车的目标电量,Sis为第i辆电动汽车的剩余电量,Ci z为可再生能源装置的发电成本,Ci w为储能装置的储存成本,Ci d为电网的供电成本,αi为第i辆电动汽车的可再生能源装置的输出电量比率,βi为第i辆电动汽车的储能装置的输出电量比率,
所述充电误差函数的计算公式为:
其中,Ei为第i辆电动汽车的充电误差,Xi z为可再生能源装置的发电量,Xi w为储能装置的储存电量,Xi d为电网的供电电量,Yi z为可再生能源装置的发电稳定性,Ri w为储能装置的储存效率,Yi d为电网的供电稳定性;
基于所述充电成本函数和所述充电误差函数,构成目标函数,根据所述目标函数最小化制定充电策略,所述目标函数的计算公式为:
其中,n为需要充电的电动汽车的数量,λ为权重系数;
无线充电启动模块,用于待电动汽车接收并确认所述充电策略,基于所述充电策略,通过所述无线供电装置从所述可再生能源装置、所述储能装置和所述电网中获取充电能量,对电动汽车进行无线充电;
充电能量回馈模块,用于在电动汽车进行无线充电过程中,计算电动汽车所需的实际充电能量,将剩余的充电能量回馈给所述无线供电装置,以通过所述无线供电装置输送至所述储能装置或所述电网中。
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