一种充电桩通断电的控制系统及方法与流程

[0001]
本发明涉及充电桩技术领域，具体涉及一种充电桩通断电的控制系统及方法。


背景技术：

[0002]
发展以电动汽车为代表的新能源汽车是当下社会非常明确的产业发展方向，新能源汽车采用非常规的车用燃料作为动力来源，例如车载蓄电池等，此类新能源汽车都配有充电桩，但是充电桩在区域电网的装配是需要解决的最重要的问题。
[0003]
现阶段，小区、社区、停车场等停车较多的场所还未建立专用语新能源汽车的配电网，在现有的配电网基础上增加充电桩，极容易增加甚至超出配电网的负荷，以下以小区为例：
[0004]
在小区的车位配置充电桩的会在相对集中的时间段内给小区电网造成巨大的用电负荷，当车辆预约充电桩充电时，当小区的用电负荷大且没有多余的电量对新预约的车辆进行充电，因此需要按照特定的规则对车辆进行顺序充电，一般都是根据充电负载量与实际需求量的实时对比结果，依次调控充电桩的通断电工作，但是为了方便一些急需充电的用户，利用竞价优先充电的方式保持对某个充电桩的持续供电，这样则需要重新设定对充电桩通断电的控制方法，而目前并没有针对具有竞价优先充电方式的充电系统设定相应的充电桩通断电控制方法。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种充电桩通断电的控制系统及方法，以解决现有技术中缺少针对竞价充电模式的通断电控制方法的技术问题。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
[0007]
一种充电桩通断电的控制方法，包括：
[0008]
充电总控制模块，实时计算充电区域电网的电网负载电荷以及对应的充电负载量；
[0009]
充电桩数据采集模块，每个所述充电区域电网内的充电桩均配置一个所述充电桩数据采集模块，所述充电桩数据采集模块用于统计每个所述充电桩接收的预约充电信息以及所述充电桩的实时充电状态信息；
[0010]
独立控制模块，安装在每个所述充电桩且与所述充电总控制模块通讯连接，用于根据所述充电总控制模块的指令调控每个所述充电桩的工作状态；
[0011]
充电桩预约调度单元，用于根据预约充电信息表示的充电需求车辆、所述充电区域电网的电网负载余量表示的充电负载量以及所述充电桩被选定的所述充电模式分类单元三个参数，共同调度所述充电桩的工作状态以响应每个预约充电请求；
[0012]
所述独立控制模块根据所述充电桩预约调度单元对正在充电所述充电桩的动态调度改变正在充电所述充电桩的通断电状态以及当前预约的所述充电桩的通断电状态。
[0013]
作为本发明的一种优选方案，所述预约充电信息包括但不限于充电预约时间、充
电汽车车型、充电电流、充电功率和车辆使用时间；所述实时充电状态信息包括但不限于汽车剩余电量、汽车充电电量和充电状态；每个所述充电桩的充电模式包括排队预约充电模式和竞价优先充电模式；每个所述充电桩的工作状态包括开启状态、待机状态和关闭状态。
[0014]
作为本发明的一种优选方案，还包括充电模式分类单元，用于划分每个所述充电桩的充电优先级及充电计费方式，不同的充电模式对应不同的充电收费模型且对应不同的充电优先级。
[0015]
作为本发明的一种优选方案，所述充电总控制模块根据不同所述充电桩的所述充电模式分类单元确定每个充电桩的充电优先级，且保持选择竞价充电模式的所述充电桩的开启状态以优先调整至通用额定电量，当根据充电负载量与充电需求量的对比结果调控选择预约排队充电模式的充电桩按照充电预约时间先后顺序依次调整至通用额定电量，将达到通用额定电量的所有车辆按照充电模式分类单元重新竞价并将选择竞价充电模式的车辆优先充满且将其他满足所述充电区域电网的电网负载的充电桩按照充电预约时间的先后顺序依次充电。
[0016]
为了解决上述问题，本发明还提供了一种小区充电桩的通断电控制方法，包括以下步骤：
[0017]
步骤100、分区电网用电监控模块根据历史的富余充电电荷-时间的变化曲线预判不同时间段对应的虚拟充电负载量，且定时监控当前的富余充电电荷校正不同时间段对应的实时充电负载量；
[0018]
步骤200、设定车辆的通用额定电量，按照预约时间点先后顺序依次对选定排队预约充电模式的充电桩送电，调控充电桩改为开启状态以对车辆充电，同时调控已满足通用额定电量的所述充电桩改为暂停状态以满足所有待充电车辆统一达到通用额定电量；
[0019]
步骤300、调控正在充电且选择排队预约充电模式的所述充电桩暂停工作，调控选定竞价优先充电模式的充电桩开启工作以对车辆充电；
[0020]
步骤400、根据实时充电负载量与充电需求量的对比结果，调控正在充电的充电桩工作状态以及等待充电的充电桩工作状态。
[0021]
作为本发明的一种优选方案，用户根据虚拟充电负载量在一天时间内的分布情况在用户移动终端内选择竞价优先充电模式，管理终端向正在充电的所述充电桩对应的用户移动终端发送竞价规则，从参与选择竞价优先充电模式的用户中选择竞价最高且用户数量少于虚拟充电负载量对应的充电桩保留开启状态持续充电，具体的实现步骤为：
[0022]
在用户移动终端根据虚拟充电负载量对应的负载量低谷期选定竞价优先充电模式；
[0023]
管理终端向预约充电的所有用户的用户移动终端发送竞价规则，用户按照竞价规则进行竞价，管理终端选择竞价最高且用户数量少于虚拟充电负载量的用户对应的所述充电桩保留开启状态对车辆持续充电，其中竞价规则为竞价价格按照梯度递增且保证用户数量少于当前时间点对应的充电负载量；
[0024]
将超出当前时间点对应的所述充电负载量的充电桩按照充电电量从高到低的顺序依次调整为暂停状态，对充电桩临时断电处理。
[0025]
作为本发明的一种优选方案，根据实时充电负载量校正所述虚拟充电负载量对应所述充电桩的通断电状态，具体的实现步骤为：
[0026]
监控负载量低谷期对应的实时充电负载量，将负载量低谷期的实时充电负载量与选定所述竞价优先充电模式的充电需求量进行对比；
[0027]
当实时充电负载量大于对应选定所述竞价优先充电模式的充电需求量时，则按照预约时间点先后顺序依次将选定所述排队预约充电模式的所述充电桩由暂停状态改为开启状态进行通电操作；
[0028]
当实时充电负载量小于对应选定所述竞价优先充电模式的充电需求量时，则按照预约时间点从后到前的顺序依次将选定所述竞价优先充电模式的所述充电桩由开启状态改为暂停状态进行断电操作。
[0029]
作为本发明的一种优选方案，将待充电车辆的电量统一充电至通用额定电量的实现方法为：
[0030]
每个充电桩检测待充电车辆的电量初始值，当电量初始值大于等于所述通用额定电量且当前时刻的充电负载量大于当前时刻的充电需求量时，调控该所述充电桩为开启状态进行充电，否则，保持该所述充电桩为关闭状态，待所有车辆统一充电至额定电量或者当前时刻的充电负载量大于当前时刻的充电需求量时，调控该所述充电桩为开启状态进行充电至满量状态；
[0031]
当电量初始值小于所述通用额定电量时且当前时刻的充电负载量大于当前时刻的充电需求量时，调控该所述充电桩为开启状态进行充电，否则，保持该所述充电桩为关闭状态，按照预约时间点的先后顺序调控该所述充电桩为开启状态。
[0032]
作为本发明的一种优选方案，当电量初始值小于所述通用额定电量的车辆被充电至通用额定电量时，则调控该充电桩的工作状态由开启状态改为暂停状态，以补偿其他充电桩的充电工作。
[0033]
作为本发明的一种优选方案，当所有充电桩的车辆充电至通用额定电量后，再根据竞价规则对选定所述竞价优先充电模式的充电桩优先充电，并同样根据充电负载量与充电需求量的对比结果将选定排队预约充电模式的充电桩按照预约时间点先后顺序进行充电。
[0034]
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0035]
本发明根据充电负载量与充电需求量的对比结果，按照预约时间点的先后顺序调控对应的充电桩通电工作并按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，且增加竞价优先充电模式，保持选定竞价优先充电模式的充电桩的通电工作，并且将超出充电负载量的充电桩同样按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，从而在保证竞价优先充电的同时，还确保了选定排队预约充电模式的充电量均衡供电。
附图说明
[0036]
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0037]
图1为本发明实施例提供计费系统的结构框图；
[0038]
图2为本发明实施例提供计费方法的流程示意图。
[0039]
图中的标号分别表示如下：
[0040]
2-充电总控制模块；3-充电模式分类单元；4-充电桩数据采集模块；5-独立控制模块；6-充电桩预约调度单元。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0042]
如图1所示，本发明提供了一种充电桩通断电的控制方法，本实施方式根据充电负载量与充电需求量的对比结果，按照预约时间点的先后顺序调控对应的充电桩通电工作并按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，且增加竞价优先充电模式，保持选定竞价优先充电模式的充电桩的通电工作，并且将超出充电负载量的充电桩同样按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，从而在保证竞价优先充电的同时，还确保了选定排队预约充电模式的充电量均衡供电。
[0043]
充电桩通断电控制系统包括充电总控制模块、充电模式分类单元、充电桩数据采集模块、充电桩数据采集模块、独立控制模块和充电桩预约调度单元。
[0044]
充电总控制模块实时计算充电区域电网的电网负载电荷以及对应的充电负载量。
[0045]
每个充电区域电网内的充电桩均配置一个充电桩数据采集模块，充电桩数据采集模块用于统计每个充电桩接收的预约充电信息以及充电桩的实时充电状态信息。
[0046]
预约充电信息包括但不限于充电预约时间、充电汽车车型、充电电流、充电功率和车辆使用时间；实时充电状态信息包括但不限于汽车剩余电量、汽车充电电量和充电状态。
[0047]
独立控制模块安装在每个充电桩且与充电总控制模块通讯连接，用于根据充电总控制模块的指令调控每个充电桩的工作状态。
[0048]
充电模式分类单元，用于划分每个充电桩的充电优先级及充电计费方式，不同的充电模式对应不同的充电收费模型且对应不同的充电优先级，每个充电桩的充电模式包括排队预约充电模式和竞价优先充电模式。
[0049]
充电桩预约调度单元，用于根据预约充电信息表示的充电需求车辆、充电区域电网的电网负载余量表示的充电负载量以及充电桩被选定的充电模式分类单元三个参数，共同调度充电桩的工作状态以响应每个预约充电请求，每个充电桩的工作状态包括开启状态、待机状态和关闭状态。
[0050]
独立控制模块根据充电桩预约调度单元对正在充电充电桩的动态调度改变正在充电充电桩的通断电状态以及当前预约的充电桩的通断电状态。
[0051]
独立控制模块根据充电总控制模块的指令调控每个充电桩的工作状态的具体实现方式分为以下两种方式：
[0052]
①
对于选定排队预约充电方式的充电桩的通断电控制方式如下
[0053]
一、当前时刻的充电负载量大于等于充电需求量时，充电总控制模块调控所有的充电桩调整为工作状态，并且对所有充电桩的预约时间点进行先后时间排序，调控独立控制模块相应的按照预约时间点先后顺序将充电桩改为工作状态，以对接入的车辆进行充
电；
[0054]
二、当前时刻的充电负载量小于充电需求量时，充电总控制模块调控充电桩按照充电量高低顺序进行断电处理，且独立控制模块选择充电量对比较高的充电桩断电暂停工作。
[0055]
②
对于选定竞价优先充电方式的充电桩的通断电控制方式如下
[0056]
一、当前时刻的充电负载量小于充电需求量时，充电总控制模块调控选定排队预约充电模式的充电桩按照充电量高低顺序进行断电处理；
[0057]
二、当前时刻的充电负载量小于充电需求量且当前时刻的充电负载量小于选定竞价优先充电模式的竞价需求量时，充电总控制模块调控选定竞价优先充电模式的充电桩按照预约时间点先后顺序进行断电处理；
[0058]
三、当前时刻的充电负载量大于等于竞价需求量时，充电总控制模块调控所有的充电桩调整为工作状态，并且对所有充电桩的预约时间点进行先后时间排序，调控独立控制模块相应的先调控选定竞价优先充电模式的充电桩按照预约时间点先后顺序依次通电更改为工作状态，再调控选定排队预约充电模式的充电桩按照预约时间点先后顺序依次通电更改为工作状态。
[0059]
从而增加竞价优先充电模式，保持选定竞价优先充电模式的充电桩的通电工作，并且将超出充电负载量的充电桩同样按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，从而在保证竞价优先充电的同时，还确保了选定排队预约充电模式的充电量均衡供电。
[0060]
还需要补充说明的是，充电总控制模块根据不同充电桩的充电模式分类单元确定每个充电桩的充电优先级，且保持选择竞价充电模式的充电桩的开启状态以优先调整至通用额定电量，当根据充电负载量与充电需求量的对比结果调控选择预约排队充电模式的充电桩按照充电预约时间先后顺序依次调整至通用额定电量。
[0061]
将达到通用额定电量的所有车辆按照充电模式分类单元重新竞价并将选择竞价充电模式的车辆优先充满且将其他满足充电区域电网的电网负载的充电桩按照充电预约时间的先后顺序依次充电，二次竞价电量充满时的操作与一次竞价通用额定电量时的操作相同。
[0062]
另外，本发明还提供了一种小区充电桩的计费方法，包括以下步骤：
[0063]
步骤100、分区电网用电监控模块根据历史的富余充电电荷-时间的变化曲线预判不同时间段对应的虚拟充电负载量，且定时监控当前的富余充电电荷校正不同时间段对应的实时充电负载量；
[0064]
步骤200、设定车辆的通用额定电量，按照预约时间点先后顺序依次对选定排队预约充电模式的充电桩送电，调控充电桩改为开启状态以对车辆充电，同时调控已满足通用额定电量的充电桩改为暂停状态以满足所有待充电车辆统一达到通用额定电量。
[0065]
用户根据虚拟充电负载量在一天时间内的分布情况在用户移动终端内选择竞价优先充电模式，管理终端向正在充电的充电桩对应的用户移动终端发送竞价规则，从参与选择竞价优先充电模式的用户中选择竞价最高且用户数量少于虚拟充电负载量对应的充电桩保留开启状态持续充电，从而根据虚拟充电负载量实现提前预先竞价操作，避免在负载量低谷区当前时刻无法及时利用竞价方式进行充电。
[0066]
用户可在用户移动终端实时查看充电需求量、车辆当前充电量和一天时间内的虚拟充电负载量，来自行判断距离车辆使用时间的最终充电量，来选择参不参与竞价以对车辆持续充电，而管理终端接收用户移动终端的数据后，利用充电总控制模块调控对应的充电桩在负载量低谷期的通断电情况。
[0067]
具体的实现步骤为：
[0068]
在用户移动终端根据虚拟充电负载量对应的负载量低谷期选定竞价优先充电模式；
[0069]
管理终端向预约充电的所有用户的用户移动终端发送竞价规则，用户按照竞价规则进行竞价，管理终端选择竞价最高且用户数量少于虚拟充电负载量的用户对应的充电桩保留开启状态对车辆持续充电，其中竞价规则为竞价价格按照梯度递增且保证用户数量少于当前时间点对应的充电负载量；
[0070]
将超出当前时间点对应的充电负载量的充电桩按照充电电量从高到低的顺序依次调整为暂停状态，对充电桩临时断电处理。
[0071]
用户还根据实时充电负载量校正虚拟充电负载量的方式来更改充电桩的通断电状态，以保证用户区的稳定供电，根据实时充电负载量校正虚拟充电负载量对应充电桩的通断电状态，具体的实现步骤为：
[0072]
监控负载量低谷期对应的实时充电负载量，将负载量低谷期的实时充电负载量与选定竞价优先充电模式的充电需求量进行对比；
[0073]
当实时充电负载量大于对应选定竞价优先充电模式的充电需求量时，则按照预约时间点先后顺序依次将选定排队预约充电模式的充电桩由暂停状态改为开启状态进行通电操作；
[0074]
当实时充电负载量小于对应选定竞价优先充电模式的充电需求量时，则按照预约时间点从后到前的顺序依次将选定竞价优先充电模式的充电桩由开启状态改为暂停状态进行断电操作。
[0075]
步骤300、调控正在充电且选择排队预约充电模式的充电桩暂停工作，调控选定竞价优先充电模式的充电桩开启工作以对车辆充电；
[0076]
步骤400、根据实时充电负载量与充电需求量的对比结果，调控正在充电的充电桩工作状态以及等待充电的充电桩工作状态。
[0077]
将待充电车辆的电量统一充电至通用额定电量的实现方法为：
[0078]
每个充电桩检测待充电车辆的电量初始值，当电量初始值大于等于通用额定电量且当前时刻的充电负载量大于当前时刻的充电需求量时，调控该充电桩为开启状态进行充电，否则，保持该充电桩为关闭状态，待所有车辆统一充电至额定电量或者当前时刻的充电负载量大于当前时刻的充电需求量时，调控该充电桩为开启状态进行充电至满量状态；
[0079]
当电量初始值小于通用额定电量时且当前时刻的充电负载量大于当前时刻的充电需求量时，调控该充电桩为开启状态进行充电，否则，保持该充电桩为关闭状态，按照预约时间点的先后顺序调控该充电桩为开启状态。
[0080]
当电量初始值小于通用额定电量的车辆被充电至通用额定电量时，则调控该充电桩的工作状态由开启状态改为暂停状态，以补偿其他充电桩的充电工作。
[0081]
当所有充电桩的车辆充电至通用额定电量后，再根据竞价规则对选定竞价优先充
电模式的充电桩优先充电，并同样根据充电负载量与充电需求量的对比结果将选定排队预约充电模式的充电桩按照预约时间点先后顺序进行充电。
[0082]
本实施方式根据充电负载量与充电需求量的对比结果，按照预约时间点的先后顺序调控对应的充电桩通电工作并按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，且增加竞价优先充电模式，保持选定竞价优先充电模式的充电桩的通电工作，并且将超出充电负载量的充电桩同样按照充电电量从高到低的顺序调控充电桩断电暂停工作，从而在保证竞价优先充电的同时，还确保了选定排队预约充电模式的充电量均衡供电。
[0083]
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。