专利名称：一种电动车辆配套充电网络系统及基于该系统的充电方法
技术领域：
本发明属新能源技术领域，具体涉及一种电动车辆配套充电网络系统及基于该系 统的充电方法。
背景技术：
发展电动车辆是一项庞大的系统工程，包括动力电池组生产、电动车辆生产、配套 充电系统建设、整车及配件维护等方面。其中，配套充电系统就是一项必不可少的支撑体 系，类似于传统燃油汽车的加油站一样，是电动车辆推广的先决条件。目前的配套充电设备设施都是单一层面的，或者是建设充电站，或者是铺设充电 桩，互相间孤立，尚缺乏从充电系统的整体提出给电动汽车提供多层次配套技术服务的方 案。本发明提出了一种电动车辆配套充电网络系统技术方案，该方案根据电动车辆电池组 的技术特性，从整体技术服务的角度对充电桩、充电站进行了功能定位。
发明内容
本发明目的在于提供一种电动车辆配套充电网络系统，用以解决目前电动车辆充 电中存在的问题，相应地，本发明也提供了基于该系统的充电方法，便于该系统更好的得到 应用。电动车辆由电池组系统提供动力，如锂离子动力电源系统，这种电源系统通常由 电池组和电源控制系统组成，电池组的充电可以采用三种方式①车载充电器、②充电站、 ③充电桩。通常①车载充电器的功能集成于车载电源控制系统中，而对于②充电站和③充 电桩则是“车外”充电体系的组成部分，执行的是给电动车辆配套充电的功能，如配套建设 于城市停车场内、道路旁、公交车站内以及乡间道路旁等等。亦即，对于整个电动汽车交通 工程来讲，本发明的配套充电网络系统服务于电动车辆，并且与车载电源系统是承接关系。本发明的技术方案为一种电动车辆配套充电网络系统，包括总控中心、充电终端、 服务终端、用户终端，其中，所述的总控中心通过与充电终端、服务终端连接，对充电终端、用户终端、服务终 端进行综合管理；所述的充电终端包括充电站和充电桩，对电池组进行充电，并采集电池组信息；所述的用户终端包括电动车辆，设置在电动车辆上的电池组以及相应的车载电源 控制系统，还包括一充电卡，用以存储电量信息、用户信息等；所述的服务终端包括充电设施技术服务中心，用以提供充电终端的日常故障管理 和维护服务。其中各部分的职能为总控中心对于电动汽车配套充电系统进行综合管理。执行一定区域内(如一个 城市、一个城区等)电动汽车电池组技术信息汇集处理的职能，对整个区域的电池组进行 登记编号、标码(尤其是电动汽车电池组要强制执行)。为每一辆电动车电池组建立信息档案，颁发充电卡，该卡与电动汽车的整套电池组一一对应，电动汽车电池组报废或更换则要 相应吊销或更换充电卡。充电卡采用类似于公共电网购电卡的方式，车主给充电卡充值时 直接充入的是电量，这样可以避免电价波动的影响。一定时期(如一天)将区域内所有充 电桩的充电信息汇总，这种汇总可以用连网的方式也可以用单独采集的方式，视区域大小 而定。一定时期内将充电站的更换电池信息及电池维护的信息汇总。对每辆电动汽车的电 池组信息进行分析归纳，记入其信息档案，一定时期内(如一年、三年、五年)根据标准和规 定给出“建议维护”、“建议更换”、“强制更换”的指令。充电站为电动汽车电池组提供更换服务，定期为电池组提供维护服务，执行定期 检验电池组性能的任务。对于公交电动客车采用“充电站”的方式整体更换电池组，亦即可 在公交电动客车总站设立充电站。对于电动轿车(如出租车、私家车)则采用“充电站+充 电桩”的方式进行充电配套。充电桩为电动汽车提供便捷充电服务。充电卡加密，由总控中心统一制作，统一编号，随电池组一一对应颁发，卡内记录 车主用户信息，包括车主、车型、动力电池组基本数据(额定容量、工作电压、电池组数等)。 充值时，直接写入的是电量数据。充电设施技术服务中心为充电系统辅助配套项。旨在为充电桩、充电站(尤其是 充电桩)的日常故障管理和维护提供技术服务。车载电源控制系统为电动车的组成部分。控制电动汽车电池组的充放电、均衡充 电管理、热平衡管理、使用过程中数据监测等。电池组为电动车动力电池组，可以是锂离子电池组、镍氢电池组、铅酸电池组、镉 镍电池组等。基于上述系统的充电方法为总控中心对电动车辆的电池组进行备案登记，确定 登记号，发放充电卡；车载电源控制系统对电池组进行状态监控，在电池组电量低于事先指 定的阀值时发出报警提示，由驾驶员选择充电终端进行充电；选定的充电终端读取用户终 端中的充电卡中的用户信息，判定充电卡上的电量余额，以便确定是否需要提示用户先充 值后再充电，如果余额足够，由充电终端负责对电池组进行充电并记录相应的充电信息；服 务终端提供对充电终端的日常维护和故障排除。更进一步，当充电终端判定出需要更换电池组时，车主可在充电站中更换电池组， 并重新取得与更换后的电池组一一对应的充电卡。更进一步，所述的充电终端还对电池组状态信息进行检测，并根据检测信息，给出 是否需要更换电池组的判定。更进一步，总控中心定期将充电终端的记录信息汇总录入电池组对应的工作档 案，对各电池组的相应信息进行分析归纳，一定时期内根据标准和规定给出“建议维护”、 “建议更换”、“强制更换”的指令。本发明配套充电系统服务运营的工作流程是这样的电动汽车的车载动力电池组 信息在总控中心登记备案，建立工作档案，颁发充电卡，获得登记号。在行驶过程中，车载电 源控制系统随时监控电池组状态信息。电池容量降低到一定程度时，车载电源控制系统发 出需要充电提示，由驾驶员判断是否即时充电。确定要充电，则可以就近寻找充电桩，也可 以直接去充电站。找到充电桩，读取充电卡，由充电桩判定充电卡剩余电量是否够用。卡上余额不足则提示充值，余额够用则进入充电程式。如需要更换电池组，则到充电站更换新电 池组，换卡，另外判定充电卡是否为本车所对应的充电卡。充电站将换过来的电池组进行性 能维护。由总控中心定期将充电桩和充电站的记录信息汇总录入电池组对应的工作档案。本发明通过将各个层面的终端整合为一个充电网络系统，连接在一起，统一控制， 统一管理，并通过采集电池组的信息，便于对电池组进行维护，节约流程，实现充电的精简 化管理。本发明所涉及的配套充电系统适用于建设在城市、城市的某个区、县城、乡镇、小 区内以及参与新农村建设，本发明所涉及的配套充电系统也适用于城际间、乡镇间、村镇间 的各种公路交通的配套充电工程。本发明所涉及的配套充电系统可以为纯电动汽车、混合动力车、电动自行车等各 种电动汽车提供充电配套服务。本发明中所涉及的电池可以是锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池、镉镍电池等电化 学储能体系。以下结合附图用实例对本发明作进一步描述。
图1是配套充电系统组成原理示意图。图2是充电系统的充电方法流程框图
具体实施例方式实例一城市公交车及出租车配套充电系统M市采用η辆电动汽车作为公交车和出租车，按照申请建设电动汽车配套充电系 统和提供充电服务。配套充电系统组成如图1，该系统由总控中心Α、充电站B、充电桩C、充电卡D以 及充电设施技术服务中心E等部分组成。配套充电服务工作流程如图2，η辆电动汽车到达M市后，首先将η辆电动汽车 的η组车载动力电池组信息在总控中心A登记备案，建立η个工作档案，颁发η张充电卡， 产生η个电池组与充电卡一一对应的登记号。出租车在行驶过程中，车载电源控制系统F随时监控电池组G的状态信息。电池 容量降低到一定程度时，车载电源控制系统F发出需要充电提示，由驾驶员判断是否即时 充电。确定要充电，则可以就近寻找充电桩C，也可以直接去充电站B。找到充电桩，读取充 电卡D，由充电桩判定充电卡剩余电量是否够用。卡上余额不足则提示充值，余额够用则进 入充电程式，并检测车载动力电池组状态信息。根据检测信息，充电桩给出是否需要更换的 判定信息。如需要更换电池组，则到充电站更换新电池组，换卡，另外判定充电卡是否为本 车所对应的充电卡。充电站将换过来的电池组进行性能维护。由总控中心A定期将充电桩 和充电站的记录信息汇总录入电池组对应的工作档案。公交车则是直接到充电站(即公交 总站)更换电池组，其余步骤与出租车雷同。实例二城市私家车配套充电系统M市拥有η辆私家电动汽车，按照本申请建设电动汽车配套充电系统和提供充电服务。配套充电系统组成如图1，该系统由总控中心A、充电站B、充电桩C、充电卡D以 及充电设施技术服务中心E等部分组成。配套充电服务工作流程如图2，η辆电动私家电动汽车到达M市后，首先将η辆电 动汽车的η组车载动力电池组信息在总控中心A登记备案，建立η个工作档案，颁发η张充 电卡，产生η个电池组与充电卡一一对应的登记号。在行驶过程中，车载电源控制系统F随时监控电池组G的状态信息。电池容量降 低到一定程度时，车载电源控制系统F发出需要充电提示，由驾驶员判断是否即时充电。确 定要充电，则可以就近寻找充电桩C，充电桩可能在行驶道路旁，也可能在居民小区停车场 内；也可以直接去充电站B。找到充电桩，读取充电卡D，由充电桩判定充电卡剩余电量是否 够用。卡上余额不足则提示充值，余额够用则进入充电程式，并检测车载动力电池组状态信 息。根据检测信息，充电桩给出是否需要更换的判定信息。如需要更换电池组，则到充电站 更换新电池组，换卡，另外判定充电卡是否为本车所对应的充电卡。充电站将换过来的电池 组进行性能维护。由总控中心A定期将充电桩和充电站的记录信息汇总录入电池组对应的 工作档案。
权利要求
1.一种电动车辆配套充电网络系统，其特征在于，包括总控中心、充电终端、服务终端、 用户终端，其中，所述的总控中心通过与充电终端、服务终端连接，对充电终端、用户终端、服务终端进行综合管理；所述的充电终端包括充电站和充电桩，对电池组进行充电，并采集电池组信息；所述的用户终端包括电动车辆，设置在电动车辆上的电池组以及相应的车载电源控制 系统，还包括一充电卡，用以存储电量信息、用户信息；所述的服务终端包括充电设施技术服务中心，用以提供充电终端的日常故障管理和维 护服务。
2.一种基于电动车辆配套充电网络系统的充电方法，其特征在于，首先，总控中心对 电动车辆的电池组进行备案登记，确定登记号，制作与电池组一一对应的充电卡，发放给车 主；其次，车辆运行过程中，车载电源控制系统对电池组进行持续状态监控，当电池组电量 低于事先指定的阀值时发出报警，提示车主选择充电终端进行充电；再次，车主将车辆连接 至选定的充电终端，通过读取用户终端中充电卡的用户信息，判定充电卡上的电量余额，以 便确定是否需要提示用户先充值后再充电，如果余额足够，由车主在充电终端上选择充电 制式，开始对电池组进行充电并记录相应的充电信息；最后，服务终端定期检测充电终端的 工作状态，当发现充电终端不能使用时，给予维修，排除故障。
3.如权利要求2所述的充电方法，其特征在于，所述的充电终端还对电池组状态信息 进行检测，并根据检测信息，给出是否需要更换电池组的判定。
4.如权利要求3所述的充电方法，其特征在于，当充电终端判定出需要更换电池组时， 车主可在充电站中更换电池组，并重新取得与更换后的电池组一一对应的充电卡。
5.如权利要求2-4之一所述的充电方法，其特征在于，总控中心定期将充电终端的记 录信息汇总录入电池组对应的工作档案，对各电池组的相应信息进行分析归纳，一定时期 内根据事先设定的标准和规定给出“建议维护”、“建议更换”、“强制更换”的提示。
全文摘要
本发明涉及的技术方案为一种电动车辆配套充电网络系统，包括总控中心、充电终端、服务终端、用户终端，其中，所述的总控中心通过与充电终端、服务终端连接，对充电终端、用户终端、服务终端进行综合管理；所述的充电终端包括充电站和充电桩，对电池组进行充电，并采集电池组信息；所述的用户终端包括电动车辆，设置在电动车辆上的电池组以及相应的车载电源控制系统，还包括一充电卡，用以存储电量信息、用户信息等；所述的服务终端包括充电设施技术服务中心，用以提供充电终端的日常故障管理和维护服务。本发明通过将各个层面的终端整合为一个充电网络系统，连接在一起，统一控制，统一管理，并通过采集电池组的信息，便于对电池组进行维护，节约流程，实现充电的精简化管理。
文档编号H02J7/00GK102044889SQ20101000102
公开日2011年5月4日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者王春临, 王春生, 金颖, 陶树生 申请人:王春生