CN204441966U - 电动汽车充放电的控制设备和控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车充放电的控制设备和控制系统。其中，该控制设备设置在充电设备上，该控制设备包括：信号输入装置，用于输入对电动汽车的电池的充放电请求，其中，充放电请求中携带有充放电时间和电池状态信息；数据读取装置，通过与信号输入装置连接，用于读取充放电请求所指示的分时电价表；采集装置，分别与电池和信号输入装置连接，用于采集电池的电池参数；指令生成单元，与采集装置和数据读取装置连接，生成电池参数和分时电价表对应的充放电指令。通过本实用新型，解决了现有技术中控制电动汽车充放电的操作不便捷的问题，实现了可以按照充放电时间调节充放电电价，以控制电动汽车充放电的效果。

Description

电动汽车充放电的控制设备和控制系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车电力系统领域，具体而言，涉及一种电动汽车充放电的控制设备和控制系统。

背景技术

电动汽车的发展与普及对带动我国汽车产业的发展，缓解能源危机和城市环境污染都具有重要的现实意义。而电动汽车充电电价的制定又直接影响到未来电动汽车用户的持有者成本及电动汽车的市场前景。现有技术中控制电动汽车充放电时的电价主要采用商业电价计费，并未采取分时电价计费，而未来随着电动汽车技术的提高，将使得电动汽车的放电并入电网成为可能，因此需要合理定制充放电的电价，以控制电动汽车的充放电，在满足电力供应成本的前提下，制定较低的电力价格，以此刺激电动汽车的普及；并且采用灵活的电价结构，来控制电动汽车的充放电行为。

目前国家层面没有出台充换电服务收费方面的相关政策，甚至没有将充换电服务列入物价清册。现有的国内电动汽车充换电服务主要有下面3种结算方式：

1.换电模式电动乘用车，按里程收费

国内部分电动汽车推广应用重点城市已有比较成熟的换电模式电动乘用车的商业化运营经验，地方物价部门经过核准或备案后，和用户签订充换电服务合同，并以此收取充换电服务费。如杭州已大规模应用的换电电动出租车即采用了按里程计费方式，目前的收费标准为每公里0.5元。里程的计算方法是通过车载里程计读取本次换电和上次换电对应的行驶里程，作差后得到本次换电收取费用的里程数据。

2.整车充电模式，按电度收费

对于整车充电模式，无论是电动乘用车还是电动公交车，均可以按充电电度收费，根据电动汽车(包括上述的电动乘用车和电动公交车)在充电桩上充电的电量收取费用。目前，在北京和安徽推广应用的整车充电电动乘用车采用该收费方式，收费的电价标准为一般工商业电价。

3.记录充换电数据，等待服务价格出台

当前全国大部分地区的充换电站多为单一用户(如公交公司、出租车公司等)提供充换电服务。由于目前没有出台充换电收费标准，国内很多充换电站每天、每周或每月记录用户的充电量、换电数据，并经用户签字确认，待物价部门出台收费标准后收取相关费用。中央和地方的财政补贴政策及落实情况，将直接影响到电动汽车充换电服务的收费标准。

现有的以上三种充电结算方式，均无法便捷地控制电动汽车的充放电行为。

针对现有技术中控制电动汽车充放电的操作不便捷的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对现有技术中控制电动汽车充放电的操作不便捷的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本实用新型的主要目的在于提供一种电动汽车充放电的控制设备和控制系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电动汽车充放电的控制设备，设置在充电设备上，该控制设备包括：信号输入装置，用于输入对电动汽车的电池的充放电请求，其中，充放电请求中携带有充放电时间和电池状态信息；数据读取装置，与信号输入装置连接，用于读取充放电请求所指示的分时电价表；采集装置，分别与电池和信号输入装置连接，用于采集电池的电池参数；指令生成单元，与采集装置和数据读取装置连接，生成电池参数和分时电价表对应的充放电指令。

进一步地，信号输入装置包括：按钮，用于输入电池的型号。

进一步地，控制设备还包括：接口，与电池连接；第一指示灯，与接口连接，用于在接口接入电池时亮。

进一步地，采集装置包括：电流表，与电池连接，用于采集电池的电流；温度传感器，与电池连接，用于采集电池的温度。

进一步地，控制设备还包括：显示器，与采集装置和指令生成单元连接，用于显示电池参数和充放电指令。

进一步地，显示器包括：液晶屏。

进一步地，控制设备还包括：比较器，与计算器连接，用于比较电池参数与预设值；信号生成单元，与比较器连接，用于在电池参数超过预设值时，生成报警信号。

进一步地，控制设备还包括：报警装置，与信号生成单元连接，用于按照报警信号报警。

进一步地，报警装置包括：第二指示灯，与信号生成单元连接，用于在接收到报警信号时亮；扬声器，与信号生成单元连接，用于播放报警信号。

为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电动汽车充放电的控制系统，该控制系统，包括：电动汽车充放电的控制设备；电桩，与控制设备连接，用于接入电动汽车。

采用本实用新型实施例，基于信号输入装置输入的电动汽车的充放电时间确定一个分时电价表，数据读取装置进一步地从充放电请求所指示的分时电价表中读取对应充放电时间的分时电价，指令生成单元在根据电池状态信息确定电动汽车的充放电模式和在该充放电模式下的电量之后，使用分时电价和电量计算电动汽车在该充放电模式下的充放电电价，并生成对应的充放电指令，以控制充电设备为电动汽车充电。在上述实施例中，可以按照不同的充放电时间确定不同的分时电价表，并进一步地确定分时电价，如，充放电时间处于用电高峰时段内时确定较高的分时电价，充放电时间处于用电低谷时段内时确定较低的分时电价。通过本实用新型上述实施例，不同充放电时间对应的分时电价不同，可以灵活地控制电动汽车执行充放电操作，解决了现有技术中控制电动汽车充放电的操作不便捷的问题，实现了可以按照充放电时间调节充放电电价，以控制电动汽车充放电的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的电动汽车充放电的控制设备的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的电动汽车充放电电价的获取原理的示意图；以及

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的电动汽车充放电电价的获取方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本实用新型实施例的电动汽车充放电的控制设备的示意图，如图1所示该控制设备设置在充电设备30上，该控制设备10可以包括：信号输入装置11，用于输入对电动汽车50的电池51的充放电请求，其中，充放电请求中携带有充放电时间和电池状态信息；数据读取装置13，与信号输入装置11连接，用于读取充放电请求所指示的分时电价表；采集装置15，分别与电池51和信号输入装置11连接，用于采集电池的电池参数；指令生成单元17，与采集装置15和数据读取装置13连接，生成电池参数和分时电价表对应的充放电指令。

采用本实用新型实施例，基于信号输入装置输入的电动汽车的充放电时间确定一个分时电价表，数据读取装置进一步地从充放电请求所指示的分时电价表中读取对应充放电时间的分时电价，指令生成单元在根据电池状态信息确定电动汽车的充放电模式和在该充放电模式下的电量之后，使用分时电价和电量计算电动汽车在该充放电模式下的充放电电价，并生成对应的充放电指令，以控制充电设备为电动汽车充电。在上述实施例中，可以按照不同的充放电时间确定不同的分时电价表，并进一步地确定分时电价，如，充放电时间处于用电高峰时段内时确定较高的分时电价，充放电时间处于用电低谷时段内时确定较低的分时电价。通过本实用新型上述实施例，不同充放电时间对应的分时电价不同，可以灵活地控制电动汽车执行充放电操作，解决了现有技术中控制电动汽车充放电的操作不便捷的问题，实现了可以按照充放电时间调节充放电电价，以控制电动汽车充放电的效果。

具体地，在获取电动汽车请求执行充放电操作的充放电请求之后，按照充放电时间从电价表集合中确定一个分时电价表，然后从分时电价表中读取充放电时间对应的分时电价，并根据电池状态信息确定电动汽车的充放电模式及电动汽车在充放电模式下的电量，使用分时电价和电量计算电动汽车的充放电电价。

上述实施例中的电价表集合中可以包括一个或多个分时电价表；电池状态信息可以包括电动汽车电池的当前电池荷电状态(State of Charge，即SOC)值和目标SOC值。

通过上述实施例，用户可以根据充放电电价选择在合适的时间进行充放电，从而用户可以使用较低的充电成本对电动汽车充放电，灵活地控制电动汽车执行充放电操作。

在本实用新型上述实施例中，控制设备还可以包括：显示器，与采集装置和指令生成单元连接，用于显示电池参数和充放电指令。

进一步地，显示器可以包括：液晶屏。

具体地，在计算得到电动汽车的充放电电价之后，将该充放电电价和对应的充放电模式(即上述实施例中的充放电指令)显示在控制设备的显示器上，用户可以通过显示器生成指示信息，以指示接受或者拒绝该充放电电价和充放电模式。在接收到指示信息之后，若指示信息指示接受充放电电价和充放电模式，按照控制设备的显示器上显示的充放电模式对电动汽车进行充放电；若指示信息为指示不接受充放电电价和充放电模式，返回重新计算其他充放电模式下的充放电电价，直至用户指示接受充放电模式。

需要进一步说明的是，在上述实施例中，用户还可以通过显示器选择放弃对电动汽车进行充放电操作。

通过本实用新型上述实施例，在使用分时电价和电量计算电动汽车的充放电电价之后，可以通过控制设备的显示器显示该充放电电价和充放电模式，若用户拒绝该充放电电价和充放电模式，可以通过重新计算确定电动汽车在其他充放电模式下的充放电电价，以供用户选择。进一步地，用户可以在通过上述实施例获取充放电电价之后，选择需要的充放电电价和充放电模式。

需要进一步说明的是，通过本实用新型上述实施例，可以提供多种充放电模式，以满足用户的不同需求。如，若用户需要在短时间内完成电动汽车的充放电操作，可以选择时间较短的充放电模式，若用户需要降低充放电成本，则可以选择费用较低的充放电模式。

根据本实用新型上述实施例，信号输入装置可以包括：按钮，用于输入电池的型号。

进一步地，控制设备还可以包括：接口，与电池连接；第一指示灯，与接口连接，用于在接口接入电池时亮。

具体地，通过第一指示灯是否亮起可以判断电动汽车是否接入控制设备，并在电动汽车接入控制设备的情况下，接收充放电时间和电池状态信息。

需要进一步说明的是，当电动汽车接入控制设备之后，用户可以通过控制设备的显示器选择执行充电操作或者执行放电操作，以及输入充电操作的充电时间、放电操作的放电时间、电池状态信息和电动汽车离开控制设备的离开时间。

上述的充电操作的充电时间为充电操作持续的时间，放电操作的放电时间为放电操作持续的时间。

在上述实施例中，在电池通过接口与控制设备连接时，第一指示灯亮起，以提示用户电动汽车的电池与控制设备成功连接；若电池通过接口与控制设备连接时，第一指示灯未亮起，则表明电池与控制设备未成功连接，需要重新连接或检查线路是否存在故障。

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的电动汽车充放电电价的获取原理的示意图。下面结合图2详细介绍本实用新型上述实施例。

如图2所示，在电动汽车50的充电设备30上安装有控制设备10，控制设备可以获取分时电价装置70中的分时电价，并按照该分时电价和电动汽车的电池状态信息确定充放电模式，然后按照该充放电模式控制电动汽车进行充放电。具体地，用户可以通过控制设备的显示器选择显示器上提供的充放电模式，以对电动汽车充电或放电。

根据本实用新型上述实施例，采集装置可以包括：电流表，与电池连接，用于采集电池的电流；温度传感器，与电池连接，用于采集电池的温度。

具体地，采集装置采集到电池的电流和电池的温度之后，将该电流和温度计算传输至信号输入装置，该电流和温度可用于计算电池的SOC值，以便后续指令生成单元生成正确的充放电指令。

根据本实用新型上述实施例，控制设备还可以包括：比较器，与计算器连接，用于比较电池参数与预设值；信号生成单元，与比较器连接，用于在电池参数超过预设值时，生成报警信号。

进一步地，控制设备还可以包括：报警装置，与信号生成单元连接，用于按照报警信号报警。

在本实用新型上述实施例中，报警装置可以包括：第二指示灯，与信号生成单元连接，用于在接收到报警信号时亮；扬声器，与信号生成单元连接，用于播放报警信号。

具体地，若电池出现了故障，则采集装置采集到的电池参数为异常参数，那么通过比较电池参数与预设值(预先设定的表示电池参数在正常范围内的值)，可以在电池参数超过预设值时生成报警信号，并且报警装置按照该报警信号报警。

需要进一步说明的是，报警装置可以通过点亮第二指示灯的方式提醒用户电池参数异常，还可以通过扬声器播放报警声音的方式向用户发出警报。

在本实用新型的一种可选的实施例中，可以按照如图3所示的电动汽车充放电电价的获取方法实现为电动汽车进行充放电。

如图3所示，该电动汽车充放电电价的获取方法可以包括如下步骤：

步骤S301，从电价表集合中读取一个分时电价表，并从该分时电价表中读取分时电价。

步骤S303，判断是否有新的电动汽车接入。

在有新的电动汽车接入的情况下，执行步骤S305；在没有新的电动汽车接入的情况下，返回执行步骤S301。

步骤S305，接收用户需求信息。

步骤S307，有序充放电控制器根据分时电价和用户需求信息确定一个充放电模式。

步骤S309，判断接收到的用户的指示信息是否指示接受该充放电模式。

在接收到的用户的指示信息指示接受该充放电模式的情况下，执行步骤S311；在接收到的用户的指示信息指示不接受该充放电模式的情况下，返回执行步骤S307。

步骤S311，按照充放电模式对电动汽车执行充放电操作。

步骤S313，电动汽车结束充电，离开充电桩。

具体地，有序充放电控制器可以获取分时电价表中的分时电价。当电动汽车接入充电设备时，用户通过充电设备上的有序充放电控制器的显示屏输入用户需求信息，有序充放电控制器在接收到该用户需求信息之后，根据分时电价和用户需求信息确定一种充放电模式。有序充放电控制器将该充放电模式下发给用户，经显示屏提供给用户操作，若用户选择确定，则生成指示接受该充放电模式的指示信息，有序充放电控制器接收到该指示信息之后按此充放电模式对电动汽车执行充放电操作，若用户选择不接受，则生成指示不接受该充放电模式的指示信息，有序充放电控制器的内部算法将选择其他充放电模式，并经显示屏提供给用户选择。此外，用户还可以选择放弃对电动汽车进行充放电。在充放电结束之后，电动汽车离开充电设备(即上述实施例中的充电桩)。

该实施例中的用户需求信息可以包括请求执行充电操作、请求执行放电操作、充放电时间和电动汽车的各种基本信息(包括上述实施例中的电池状态信息)，如：当前SOC值、目标SOC值以及离开时间t等；有序充放电控制器对应本实用新型上述实施例中的电动汽车充放电的控制设备。

在本实用新型的上述实施例中，充放电时间可以包括充放电的时间范围，其中，从分时电价表中读取充放电时间对应的分时电价可以包括：从分时电价表中读取落入充放电的时间范围的计价时间段，以及读取各个计价时间段在分时电价表中预存的分时电价。

具体地，分时电价表中可以包括多个计价时间段，每个计价时间段预存一个分时电价，从分时电价表中读取落入充放电的时间范围内的所有计价时间段，并读取各个计价时间段内预存的分时电价，可以按照计价时间段对应的分时电价计算电动汽车的充放电电价，计算结果更加准确。

在本实用新型的上述实施例中，在获取电动汽车在充放电模式下的电量对应各个计价时间段的电量值之后，将各个计价时间段的电量值和分时电价相乘，得到各个计价时间段内的充放电电价，通过将各个计价时间段内的充放电电价相加可以得到电动汽车的充放电电价。

通过本实用新型上述实施例，按照落入充放电的时间范围内的各个计价时间段计算充放电电价，计算得到的电动汽车的充放电电价更加准确合理。

在本实用新型的一个可选的实施例中，电价表集合中的分时电价表可以通过居民电价的分时电价表获得。

例如，可以在不同时段按该时段对应的居民电价的0.8倍确定分时电价。表1中包括居民电价、按照居民电价的0.8倍确定的第一充电电价(即上述实施例中的分时电价)、电动汽车百公里花费以及燃油车百公里花费。

其中，电动汽车按单次充满电之后的电量为56kWh计算，该电量可使电动汽车行驶300公里左右，则电动汽车百公里耗电量约为19kWh，则通过分时电价和百公里耗电量即可计算电动汽车百公里花费；普通燃油汽车按行驶百公里耗油约8升计算，按最新97#汽油的价格计算，燃油汽车百公里花费为58.88元。

如表1所示，将一天(24小时)的时间划分为第一时段、第二时段和第三时段，每个时段对应的第一充电电价均不同。

表1

又如，可以在第一时段按第一时段居民电价的1.2倍确定第一时段的第二充电电价，在第二时段按第二时段居民电价的1倍确定第二时段的第二充电电价，并在第三时段按第三时段居民电价的0.8倍确定第三时段的第二充电电价。表2中包括居民电价、按照居民电价的确定的第二充电电价(即上述实施例中的分时电价)、电动汽车百公里花费以及燃油车百公里花费。

表2

再如，在表2的基础上，增加放电电价，如在第一时段按第一时段居民电价的1.5倍确定第一时段的放电电价，在第二时段按第二时段居民电价的1倍确定第二时段的放电电价，并在第三时段按第三时段居民电价的0.6倍确定第三时段的放电电价。表3中包括居民电价、按照居民电价的确定的第二充电电价、按照居民电价的确定的放电电价、电动汽车百公里花费以及燃油车百公里花费。

表3

上述的第一时段可以为9:00-12:00和17:00-22:00；第二时段可以为8:00-9:00、12:00-17:00和22:00-23:00；第三时段可以为23:00-24:00和24:00-8:00。

需要进一步说明的是，可以在每年的不同月份分别执行第一充电电价和第二充电电价，如，每年的1月、3月、5月、7月、9月和11月执行第一充电电价和放电电价，2月、4月、6月、8月、10月和12月执行第二充电电价和放电电价。

在该实施例中，用户可以根据需要选择在不同的时段内对电动汽车充放电，如，若用户希望充电成本较低，则用户可以在第三时段内完成对电动汽车的充电；若用户希望充电成本较低的同时兼顾充电时间，如避免在23:00-24:00和24:00-8:00时段内充电，则可以选择在第二时段内对电动汽车充电；若用户需要对电动汽车放电，则可以选择收益较大的第一时段。

通过本实用新型上述实施例，在不同时段内设定不同的分时电价，可以通过选择不同的充放电时间灵活调整电动汽车的充放电电价，实现了可以按照充放电时间调节充放电电价的效果。用户可以根据充放电电价选择在合适的时间进行充放电，从而用户可以使用较低的充电成本对电动汽车充电，并在电动汽车放电时获得较高的收益。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果：

采用本实用新型实施例，基于信号输入装置输入的电动汽车的充放电时间确定一个分时电价表，数据读取装置进一步地从充放电请求所指示的分时电价表中读取对应充放电时间的分时电价，指令生成单元在根据电池状态信息确定电动汽车的充放电模式和在该充放电模式下的电量之后，使用分时电价和电量计算电动汽车在该充放电模式下的充放电电价，并生成对应的充放电指令，以控制充电设备为电动汽车充电。在上述实施例中，可以按照不同的充放电时间确定不同的分时电价表，并进一步地确定分时电价，如，充放电时间处于用电高峰时段内时确定较高的分时电价，充放电时间处于用电低谷时段内时确定较低的分时电价。通过本实用新型上述实施例，不同充放电时间对应的分时电价不同，可以灵活地控制电动汽车执行充放电操作，解决了现有技术中控制电动汽车充放电的操作不便捷的问题，实现了可以按照充放电时间调节充放电电价，以控制电动汽车充放电的效果。

本实用新型所要保护的电动汽车充放电的控制设备以及构成该控制设备的各个组件都是一种具有确定形状、构造且占据一定空间的实体产品。例如，信号输入装置、数据读取装置、采集装置、指令生成单元、比较器等都是可以独立运行的、具有具体硬件结构的计算机设备、终端或服务器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车充放电的控制设备，其特征在于，设置在充电设备上，所述控制设备包括：

信号输入装置，用于输入对电动汽车的电池的充放电请求，其中，所述充放电请求中携带有充放电时间和电池状态信息；

数据读取装置，与所述信号输入装置连接，用于读取所述充放电请求所指示的分时电价表；

采集装置，分别与所述电池和所述信号输入装置连接，用于采集所述电池的电池参数；

指令生成单元，与所述采集装置和所述数据读取装置连接，生成所述电池参数和所述分时电价表对应的充放电指令。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述信号输入装置包括：

按钮，用于输入所述电池的型号。

3.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

接口，与所述电池连接；

第一指示灯，与所述接口连接，用于在所述接口接入所述电池时亮。

4.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述采集装置包括：

电流表，与所述电池连接，用于采集所述电池的电流；

温度传感器，与所述电池连接，用于采集所述电池的温度。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

显示器，与所述采集装置和所述指令生成单元连接，用于显示所述电池参数和所述充放电指令。

6.根据权利要求5所述的控制设备，其特征在于，所述显示器包括：液晶屏。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

比较器，与计算器连接，用于比较所述电池参数与预设值；

信号生成单元，与所述比较器连接，用于在所述电池参数超过所述预设值时，生成报警信号。

8.根据权利要求7所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括：

报警装置，与所述信号生成单元连接，用于按照所述报警信号报警。

9.根据权利要求8所述的控制设备，其特征在于，所述报警装置包括：

第二指示灯，与所述信号生成单元连接，用于在接收到所述报警信号时亮；

扬声器，与所述信号生成单元连接，用于播放所述报警信号。

10.一种电动汽车充放电的控制系统，其特征在于，包括：

权利要求1至9中任意一项所述的电动汽车充放电的控制设备；

电桩，与所述控制设备连接，用于接入所述电动汽车。