TWI492481B - 電動車充電分配方法 - Google Patents

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Description

電動車充電分配方法
本發明係關於一種電動車充電分配方法，尤其是一種可根據電動車之充電費率與電力線負載而進行電力分配之方法。
目前的車輛大多是以燃油進行驅動，然而，以燃油作為車輛的動力來源，除了有廢氣產生的問題外，更必須面對石油短缺所帶來的挑戰。因此，世界各國莫不對電動車的研究投注大量心力，並期待能在不久的將來以電動車替代傳統燃油車，進而解決燃油車所造成的環境汙染問題，並將石油短缺對車輛驅動所造成的不良影響降到最低。
電動車的電池在進行充電時，一般係直接連接於一配電系統之電力線，以接收電力公司所輸出之電力。隨著電動車的逐漸普及而使電動車數量漸趨上升時，勢必會增加該配電系統之電力線的負載值，當在同一地域與同一時段下，為數眾多之電動車出現過度集中的充電動作下，該地域之配電系統的電力線便有過載之虞，並可能造成停電或其他意外產生，進而降低整體配電系統的可靠度。
此外，並非所有接上配電系統之電動車都具有迫切的充電需求，若無法根據各該電動車之充電條件而進行相對應的電力分配，可能造成急需用電的電動車無法在有限的時間內完成充電，令使用者在駕駛該電動車上路時，具有電力不足而無法續行之擔憂。有鑑於此，必須要有一套較佳之電動車充電分配方法。
本發明之主要目的係提供一種電動車充電分配方法，該方法可避免因電動車充電而使電力線過載，維持配電系統的可靠度。
本發明之另一目的係提供一種電動車充電分配方法，該方法可根據各該電動車的充電費率進行相對應的電力分配，具有較佳之電力分配機制。
為達到前述發明目的，本發明係提供一種電動車充電分配方法，係由一配電系統中之一供電處理端執行以下步驟，包含：一充電數量判斷步驟，係判斷數個負載連接端所連接之欲充電的數個電動車數量是否改變，若是，則執行一負載判斷步驟，若否，則持續執行該充電數量判斷步驟；該負載判斷步驟，係判斷欲充電之數個電動車所需之電力的總負載值是否大於一負載限制值，若是，則執行一充電費率讀取步驟，若否，則執行一充電步驟；該充電費率讀取步驟，係讀取欲充電之各該電動車之一充電費率；一供電分配步驟，係根據欲充電之各該電動車之充電費率，將一額定電力傳輸至具有最高充電費率之電動車，並減少傳輸至具有最低充電費率之電動車的電力，且傳輸至所有電動車之電力的總負載值係等於或小於該負載限制值；該充電步驟，係以一電力分配程序，對連接至該數個負載連接端之各該電動車進行充電，並同時執行該充電數量判斷步驟；其中，在執行該充電數量判斷步驟後，若未執行該供電分配步驟，係對連接至該數個負載連接端之各該電動車以相同之該額定電力進行充電，以作為該電力分配程序，若在執行該充電數量判斷步驟後，有執行該供電分配步驟，係以該供電分配步驟之電力分配方式作為該電力分配程序。
本發明之電動車充電分配方法，其中，在執行該供電分配步驟時，將電力由具有最低充電費率之電動車轉而供予具有最高充電費率的 電動車時，若具有最低充電費率之電動車的數輛大於一，係平均的減少傳輸至具有最低充電費率之各該電動車的電力。
本發明之電動車充電分配方法，其中，在執行該供電分配步驟時，若具有最低充電費率之電動車已無接收任何電力，而具有最高充電費率之各該電動車所接收之電力仍未達到該額定電力時，係減少傳輸至具有次低充電費率之電動車的電力，以使具有最高充電費率之各該電動車所接收之電力達到該額定電力。
本發明之電動車充電分配方法，其中，在執行該供電分配步驟時，將電力由具有次低充電費率之電動車轉而供予具有最高充電費率的電動車時，若具有次低充電費率之電動車的數輛大於一，係平均的減少傳輸至具有次低充電費率之各該電動車的電力。
本發明之電動車充電分配方法，其中，欲充電的電動車係指連接至該負載連接端，且尚未充電完成之電動車。
本發明之電動車充電分配方法，其中，該充電數量判斷步驟係持續的執行，且在執行該充電數量判斷步驟之外的任一步驟時，當欲充電的數個電動車數量產生改變，係直接執行該負載判斷步驟。
1‧‧‧配電系統
11‧‧‧供電處理端
12‧‧‧電力線
13‧‧‧負載連接端
2‧‧‧電動車
21~23‧‧‧電動車
L‧‧‧負載限制值
t‧‧‧時間點
S1‧‧‧充電數量判斷步驟
S2‧‧‧負載判斷步驟
S3‧‧‧充電費率讀取步驟
S4‧‧‧供電分配步驟
S5‧‧‧充電步驟
第1圖：本發明之電動車充電分配方法之實施環境圖。
第2圖：本發明之電動車充電分配方法步驟流程圖。
第3圖：本發明之電動車充電分配方法之電力分配示意圖。
第4a圖：本發明之電動車充電分配方法之電力分配示意圖。
第4b圖：本發明之電動車充電分配方法之電力分配示意圖。
第5a圖：本發明之電動車充電分配方法之電力分配示意圖。
第5b圖：本發明之電動車充電分配方法之電力分配示意圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明所述之「充電費率」，係指一電動車接收一度電所欲付出之電價，且該充電費率可由使用者自行設定，例如當欲以4元購進一度電時，該充電費率即為4。
請參照第1圖所示，本發明電動車充電分配方法之實施環境係包含一配電系統1，該配電系統1具有一供電處理端11，並透過一電力線12連接至一負載連接端13。該供電處理端11可為習知之一變電所，並包含數個繼電器或處理器以進行電力傳輸與數據運算，藉此，該供電處理端11係可監控該電力線12的負載狀況，並進而控制傳輸至各該負載連接端13的電力。各該負載連接端13係供連接一電動車2，使該電動車2得以接收由該供電處理端11所傳輸之電力，其中，該供電處理端11可根據各該電動車的充電費率，進一步控制欲傳輸至各該電動車之電力。
請參照第2圖所示，本發明電動車充電分配方法係於上述配電系統中執行以下步驟，係包含：一充電數量判斷步驟S1、一負載判斷步驟S2、一充電費率讀取步驟S3、一供電分配步驟S4及一充電步驟S5。
該充電數量判斷步驟S1，係判斷該數個負載連接端13所連接之欲充電的數個電動車數量是否改變，若是，則執行該負載判斷步驟S2，若否，則持續執行該充電數量判斷步驟S1。其中，該充電數量判斷步驟S1係持續的執行，且在執行該充電數量判斷步驟S1之外的任一步驟時，當欲充電的數個電動車數量產生改變，係直接執行該負載判斷步驟S2。
更詳言之，當該電動車2欲進行充電時，必須電性連接至該 負載連接端13以接收來自該供電處理端11的電力，而為了避免該電力線12產生過載的情形，該供電處理端11係監控數個負載連接端13與該電動車2的電性連接狀態，以在後續步驟中控制傳輸至各該負載連接端之電力。其中，欲充電的電動車2係指「連接至該負載連接端13，且尚未充電完成之電動車2」；若該電動車2未電性連接該負載連接端13，或雖電性連接該負載連接端13但已充電完成者，則不視為欲充電之電動車。
該負載判斷步驟S2，係判斷欲充電之數個電動車所需之電力的總負載值是否大於一負載限制值，若是，則執行該充電費率讀取步驟S3，若否，則執行該充電步驟S5。
更詳言之，在對連接至各該負載連接端13之電動車2進行充電時，該供電處理端11係計算以相同之一額定電力傳輸至該數個負載連接端13時，所傳輸之電力的總負載值是否大於該電力線12之該負載限制值，若是，則執行下述之步驟S3及S4，以避免該電力線12產生過載的情況；若否，即傳輸相同之該額定電力至各該負載連接端13，以對相連接之該電動車2進行充電。據此，該負載判斷步驟S2可確實掌握該電力線12的負載狀況，具有避免電力線12過載的功效。
該充電費率讀取步驟S3，係讀取欲充電之各該電動車之一充電費率。
更詳言之，各該電動車2在連接至該負載連接端13時，使用者可設定該充電費率，該充電費率亦即接收一度電所欲付出之電價，例如當欲以4元購進一度電時，該充電費率即為4。其中，該數個電動車的充電條件，可藉由有線(相連接之該負載連接端13及該電力線12)或無線(無線網路)之方式傳輸至該供電處理端11，使該供電處理端11可確實掌握各該電動車的充電費率，以進行後續之電力分配。
該供電分配步驟S4，係根據欲充電之各該電動車之充電費 率，將該額定電力傳輸至具有最高充電費率之電動車，並減少傳輸至具有最低充電費率之電動車的電力，且傳輸至所有電動車之電力的總負載值係等於或小於該負載限制值。
更詳言之，對於電動車的使用者而言，若該電動車具有較迫切的充電需求，該電動車在充電時可設定較高之充電費率，以取得充電的優先權，且為了避免傳輸至所有電動車之電力的負載值的總和大於該負載限制值，因此係將具有最低充電費率之數個電動車的部分電力轉而供予具有最高充電費率的電動車，以確保具有最高費率之電動車可穩定接收該額定電力，且亦可使傳輸至所有電動車之電力的負載值的總和等於或小於該負載限制值。其中，將電力由具有最低充電費率之電動車轉而供予具有最高充電費率的電動車時，若具有最低充電費率之電動車的數輛大於一，係平均的減少傳輸至具有最低充電費率之各該電動車的電力。據此，該供電分配步驟S4可避免傳輸至所有電動車之電力的負載值的總和大於該負載限制值，且可使具有最高充電費率之電動車獲得充電的優先權，並在可容許的範圍下，使具有最低費率的電動車仍能以部分電力進行充電，以提昇整體的充電彈性。
進一步而言，若具有最低充電費率之電動車已無接收任何電力，而具有最高充電費率之各該電動車所接收之電力仍未達到該額定電力時，係減少傳輸至具有次低充電費率之電動車的電力，以使具有最高充電費率之各該電動車所接收之電力達到該額定電力。其中，將電力由具有次低充電費率之電動車轉而供予具有最高充電費率的電動車時，若具有次低充電費率之電動車的數輛大於一，係平均的減少傳輸至具有次低充電費率之各該電動車的電力。據此，該供電分配步驟S4可使具有最高充電費率之電動車皆可以該額定電力進行充電，以確保最高充電費率之電動車的充電優先權。
該充電步驟S5，係以一電力分配程序，對連接至該數個負載連接端之各該電動車進行充電，並同時執行該充電數量判斷步驟S1，其中，在執行該充電數量判斷步驟S1後，若未執行該供電分配步驟S4，係對連接至該數個負載連接端之各該電動車以該額定電力進行充電，以作為該電力分配程序，若在執行該充電數量判斷步驟S1後，有執行該供電分配步驟S4，係以該供電分配步驟S4之電力分配方式作為該電力分配程序。
更詳言之，請參照第3圖所示，若該電動車21之充電費率為4，該電動車22之充電費率為5，在同一時間區段中，若欲以相同之該額定電力對該二電動車21及二電動車22進行充電，且該數個電動車21、22以該額定電力充電之負載值皆為P時，由於該二電動車21及該二電動車22所需電力之總負載值(4P)不大於該負載限制值L，因此，在經過該負載判斷步驟S2的判斷後，係直接執行該充電步驟S5，對該數個電動車21、22以相同之該額定電力進行充電。
請參照第4a圖所示，在該時間區段中，若在時間點t時具有充電費率為6之電動車23欲進行充電，由於在執行該充電步驟S5時，係同時執行該充電數量判斷步驟S1，因此，當該電動車23連接至該負載連接端13時，該充電數量判斷步驟S1可偵測在該時間點t所欲充電的電動車數量產生改變，並執行該負載判斷步驟S2，若該電動車23以該額定電力充電之負載值亦為P時，該負載判斷步驟S2可判斷在該時間點t欲充電之電動車21、22及23所需的總負載值(5P)大於該負載限制值L。
請參照第4b圖所示，當該負載判斷步驟S2判斷欲充電之電動車21、22及23所需的總負載值大於該負載限制值L時，係執行該供電分配步驟S4及該充電步驟S5，在該時間點t時使充電費率為6之該電動車23可接收該額定電力，並減少充電費率為4之該數個電動車21之部分電力，使充電至該數個電動車21、22及23之電力的總負載值仍維持在4P， 且不大於該負載限制值L，其中，傳輸至充電費率為4之該數個電動車21的電力係平均的減少，以使充電費率為4之該數個電動車21仍可接收部分電力以進行充電，以提升充電的彈性。
請參照第5a圖所示，在該時間區段中，若在時間點t時，具有充電費率為6之電動車23欲進行充電，且該電動車的數量為三，由於在執行該充電步驟S5時，係同時執行該充電數量判斷步驟S1，因此，當該電動車23連接至該負載連接端13時，該充電數量判斷步驟S1可偵測在該時間點t欲充電的電動車數量產生改變，並執行該負載判斷步驟S2，若該三輛電動車23以該額定電力充電之負載值皆為P時，該負載判斷步驟S2可判斷在該時間點t時，欲充電之電動車21、22及23所需的總負載值(7P)大於該負載限制值L。
請參照第5b圖所示，當該負載判斷步驟S2判斷欲充電之電動車21、22及23所需的總負載值大於該負載限制值L時，係執行該供電分配步驟S4及該充電步驟S5，然而，由於充電費率為6之電動車23數量為三，充電費率為4之電動車21數量為二，即使充電費率為4之電動車21皆無接收電力，充電費率為6之三輛電動車23仍無法分別以該額定電力進行充電。因此，在該時間點t時，係使充電費率為6之二電動車23完全接收原本欲傳輸至充電費率為4之二電動車21的電力，當充電費率為4之二電動車21皆無接收電力後，再減少傳輸至充電費率為5之電動車的電力，並將該以電力轉而供予充電費率為6之另一電動車23，使充電至該數個電動車21、22及23之電力的總負載值(4P)不大於該負載限制值L。其中，傳輸至充電費率為5之該數個電動車22的電力係平均的減少，以使充電費率為5之該數個電動車22仍可接收部分電力以進行充電，除了可提升充電的彈性外，更可確保具有最高充電費率之電動車的充電優先權。
本案在進行充電的優先權判斷時，僅考量該充電費率，不考 量該電動車之電池的充電狀態(State of charge，SOC)或欲離時間等私人資訊，可避免私人資訊外洩的風險。此外，由於具有最高充電費率之電動車可具有較高的充電優先權，並可擷取原本欲傳輸至具有最低充電費率之電動車的電力，故，具有最低充電費率的電動車在充電時，可延長本身的充電時間，並可在具有最高充電費率之電動車充電完成後，經由該充電數量判斷步驟S1的判斷，進一步判斷是否可進行充電，以確保具有最低充電費率之電動車不會產生充電上的損失；或者，當具有最高充電費率之電動車擷取原本欲傳輸至具有最低充電費率的電動車的電力時，亦可另外提高具有最高充電費率之電動車的充電費用，並以另外提高之該充電費用補償予具有最低充電費率之電動車的使用者。以上所述僅為本發明在運作時之實施情形，在此並不設限。
綜上所述，本發明可適度的分配傳輸至各該電動車的電力，並使欲傳輸至電動車之電力的總負載值不大於該負載限制值，具有維持配電系統的可靠度功效。
本發明可根據各該電動車的充電費率，決定傳輸至各該電動車的電力，並在可容許的範圍下，使具有最低費率的電動車仍能以部分電力進行充電，具有提昇整體的充電彈性功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S1‧‧‧充電數量判斷步驟
S2‧‧‧負載判斷步驟
S3‧‧‧充電費率讀取步驟
S4‧‧‧供電分配步驟
S5‧‧‧充電步驟

Claims (6)

  1. 一種電動車充電分配方法，係由一配電系統中之一供電處理端執行以下步驟，包含：一充電數量判斷步驟，係判斷數個負載連接端所連接之欲充電的數個電動車數量是否改變，若是，則執行一負載判斷步驟，若否，則持續執行該充電數量判斷步驟；該負載判斷步驟，係判斷欲充電之數個電動車所需之電力的總負載值是否大於一負載限制值，若是，則執行一充電費率讀取步驟，若否，則執行一充電步驟；該充電費率讀取步驟，係讀取欲充電之各該電動車之一充電費率；一供電分配步驟，係根據欲充電之各該電動車之充電費率，將一額定電力傳輸至具有最高充電費率之電動車，並減少傳輸至具有最低充電費率之電動車的電力，且傳輸至所有電動車之電力的總負載值係等於或小於該負載限制值；該充電步驟，係以一電力分配程序，對連接至該數個負載連接端之各該電動車進行充電，並同時執行該充電數量判斷步驟；其中，在執行該充電數量判斷步驟後，若未執行該供電分配步驟，係對連接至該數個負載連接端之各該電動車以相同之該額定電力進行充電，以作為該電力分配程序，若在執行該充電數量判斷步驟後，有執行該供電分配步驟，係以該供電分配步驟之電力分配方式作為該電力分配程序。
  2. 根據申請專利範圍第1項之電動車充電分配方法，其中，在執行該供電分配步驟時，將電力由具有最低充電費率之電動車轉而供予具有最高充電費率的電動車時，若具有最低充電費率之電動車的數輛大於一，係平均的減少傳輸至具有最低充電費率之各該電 動車的電力。
  3. 根據申請專利範圍第1項之電動車充電分配方法，其中，在執行該供電分配步驟時，若具有最低充電費率之電動車已無接收任何電力，而具有最高充電費率之各該電動車所接收之電力仍未達到該額定電力時，係減少傳輸至具有次低充電費率之電動車的電力，以使具有最高充電費率之各該電動車所接收之電力達到該額定電力。
  4. 根據申請專利範圍第3項之電動車充電分配方法，其中，在執行該供電分配步驟時，將電力由具有次低充電費率之電動車轉而供予具有最高充電費率的電動車時，若具有次低充電費率之電動車的數輛大於一，係平均的減少傳輸至具有次低充電費率之各該電動車的電力。
  5. 根據申請專利範圍第1項之電動車充電分配方法，其中，欲充電的電動車係指連接至該負載連接端，且尚未充電完成之電動車。
  6. 根據申請專利範圍第1項之電動車充電分配方法，其中，該充電數量判斷步驟係持續的執行，且在執行該充電數量判斷步驟之外的任一步驟時，當欲充電的數個電動車數量產生改變，係直接執行該負載判斷步驟。
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