商用车柔性充电能效管理系统、方法及电子设备与流程

本发明涉及车辆充电管理，尤其涉及商用车柔性充电能效管理方法、商用车柔性充电能效管理系统、电子设备。

背景技术：

1、随着商用车电动化进程加速，充电作业已成为生产与运营环节的核心节点。然而，现有充电管理模式普遍存在以下技术瓶颈：

2、1.电量控制精度差：多充（过充）：由于巡检间隔的存在，车辆在达到目标电量后，充电桩仍会继续工作，直至被人工发现并停止。这不仅浪费电能，长期过充还会对电池造成不可逆的损伤。少充（欠充）：若设定的通用目标值过高，而车辆实际所需补充电量较少，可能导致充电时间预估不足，在巡检周期到来前提前停止充电，未能达到交付标准。

3、2.高度依赖人工巡检：整个充电过程的监控、判断、执行环节都离不开人工。这不仅劳动强度大，而且极易因人员疲劳、疏忽或经验差异导致操作失误。人工记录充电状态，数据易出错、难追溯，无法实现数字化管理。

4、3.设备利用效率低下：在车辆完成充电任务后，充电区仍处于被车辆占用状态，造成后续等待充电的车辆长时间排队等待，降低了整个充电区域的吞吐量。同时产生的电能无效消耗极大提高了生产成本。

5、4.缺乏个性化与优化：对于电池包容量、内阻、soh等参数，不同车型、不同批次甚至不同个体存在一定差异。传统“一刀切”的充电方法无法适应这种差异，无法实现针对每台车的最优充电。

6、因此，极需一种能够实现100%智能化管控、具备柔性策略计算能力、消除人工干预浪费并实现数据增值的商用车充电管理策略。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种商用车柔性充电能效管理方法、商用车柔性充电能效管理系统、电子设备，至少解决多个技术问题中的一个技术问题。

2、核心技术问题：电量控制精度差、高度依赖人工巡检、设备利用效率低下、缺乏个性化与优化的问题。

3、本发明提供了下述方案：

4、根据本发明的第一个方面，提供一种商用车柔性充电能效管理方法，包括：

5、s1，针对抵达充电工位的车辆，进行车辆身份识别，发送车辆识别信息至mes；

6、s2，mes生成绑定车辆识别信息和电池目标荷电soc的充电订单，发送至cpms；

7、s3，cpms解析充电订单，下发订单指令至对应充电桩；

8、s4，车辆bms向充电桩上报当前车辆实时状态信息；

9、s5，根据车辆bms上报的车辆实时状态信息，计算充电终止条件和预估结束时间；

10、s6，充电桩充电过程持续与bms通信，实时监测电池状态并循环判断是否预估结束时间内满足充电终止条件；

11、s7，判定满足充电终止条件后，充电桩自动停止输出，锁定充电枪；

12、充电桩向cpms发送订单完成信号及最终充电数据；

13、s8，cpms同步历史充电信息至mes，mes更新车辆状态为补电完成；

14、s9，mes推送通知告知拔枪，充电桩状态变更为空闲，等待接收下一充电订单。

15、进一步的，包括：

16、s4，充电桩与车辆bms建立can总线通信，车辆bms向充电桩上报当前电池荷电soc、电压、温度和电池健康状态soh的车辆实时状态；

17、s6还包括，充电桩依据分阶段柔性充电控制逻辑启动充电：

18、小电流状态：soc_current<20%，平稳恢复亏电电池至最佳工况；

19、动态充电状态：20%≤soc_current

20、脉冲补电状态：soc_targetsoc_current<2%，切换小电流补电或脉冲补电模式，避免充电电量超调；

21、其中，soc_current为bms上报的电池当前荷电soc；

22、soc_target为电池目标荷电soc。

23、根据本发明的第二个方面，提供一种商用车柔性充电能效管理系统，包括：

24、信息层制造执行系统mes、控制层充电管理系统cpms、执行层充电桩与车辆bms；

25、信息层制造执行系统mes，用于存储每辆车的生产订单信息，根据生产计划提前生成充电订单；

26、车辆插枪与充电桩建立连接，mes接收到车辆vin后，生成绑定vin与出厂电池目标荷电soc的唯一充电订单，并通过标准api接口下发至充电管理系统cpms；

27、同时接收cpms回传的充电全过程数据，更新车辆补电状态并存储可追溯电子档案；

28、控制层充电管理系统cpms为系统中枢神经，用于接收并解析mes下发的充电订单，将具体充电指令分发给对应充电桩；

29、统一管理全部充电桩运行状态，内置云端柔性策略引擎，收集充电桩和车辆bms实时充电过程数据并反馈至mes，形成数据闭环；

30、执行层包括充电桩、车辆bms；充电桩搭载通信设备实现与cpms的数据交互，can总线实现与车辆bms的物理通信；

31、车辆bms作为电池状态管理单元，向充电桩实时上报精确电池状态数据；

32、充电桩依据cpms下发的柔性充电策略动态调节充电输出，实时校验充电终止条件并自主停止充电。

33、进一步的，云端柔性策略引擎内置充电量智能计算模块，智能计算模块执行如下算法逻辑：

34、电池目标荷电soc计算：soc_target=作业需求荷电soc+健康存储电量+车辆存放损耗；

35、作业需求荷电soc包括：充电结束停放损耗之后的电池荷电状态；

36、需求电量e_required计算：

37、e_required=(soc_target-soc_current)×capacity_nominal×soh；

38、其中，soc_current为bms上报的电池实时soc，capacity_nominal为电池包最大容量，soh为电池健康状态，soc_target为电池目标荷电状态；

39、充电倍率系数k的计算：k=k_base×f_temp(t_battery)；

40、k_base为0.5c~1c基础充电倍率，t_battery为电池包平均温度，f_temp(t_battery)为查表式温度修正系数；

41、实时充电电流i_charge计算：i_charge=min(i_max,k×capacity_nominal)；i_max为电池允许最大充电电压、最大充电电流中的电流限值。

42、进一步的，温度修正系数f_temp(t_battery)按照电池温度区间查表取值：

43、电池温度t＜0℃，温度修正系数0.1-0.3；

44、0℃≤电池温度t＜10℃，温度修正系数0.3-0.5；

45、10℃≤电池温度t＜45℃，温度修正系数1.0；

46、45℃≤电池温度t＜55℃，温度修正系数0.5-0.8；

47、电池温度t≥55℃，温度修正系数0-0.3。

48、进一步的，平台执行分阶段柔性充电控制逻辑：

49、小电流状态：soc_current<20%，平稳恢复亏电电池至最佳工况；

50、动态充电状态：20%≤soc_current

51、脉冲补电状态：soc_targetsoc_current<2%，切换小电流补电或脉冲补电模式，避免充电电量超调。

52、进一步的，包括：

53、通过扫描vin码或rfid识别车辆身份，工位终端将车辆识别信息发送至mes，触发mes生成充电订单流程。

54、进一步的，cpms包括场站排队调度子模块；

55、场站排队调度子模块，用于当充电工位全部占用、新车辆入场识别后，mes生成待充电排队订单存入cpms调度队列；

56、存入cpms调度队列后，充电桩释放空闲后自动按入场顺序下发排队订单，优化场站车辆吞吐效率，解决车辆排队拥堵缺陷。

57、进一步的，包括：

58、cpms内置通信中断容错处理模块；

59、通信中断容错处理模块，用于当充电桩与cpms、充电桩与bms任一链路断线时，充电桩本地缓存当前充电订单、电池实时数据；

60、断线期间沿用本地柔性算法持续充电；链路恢复后自动补传缓存数据，防止通信丢失导致过充或欠充。

61、进一步的，包括：

62、云端柔性策略引擎内置电池异常防护子模块；

63、电池异常防护子模块，用于实时监测电池单体压差、温升速率和绝缘阻值，当出现单体压差超标或绝缘故障时，立即逐级降低充电电流直至切断输出，并向mes推送故障告警，锁定当前充电订单禁止继续补电。

64、通过上述方案，获得如下有益的技术效果：

65、本发明根据不同车型、电池等参数来确定充电任务订单，为每台车提供了“定制化充电”的技术，实现充电任务的精准化。

66、本发明自动完成从下发订单、状态获取、指标计算到充电终止的全部过程，大幅减少人工操作的工作量，节省人力成本，实现充电过程的自动化。

67、本发明根据电池参数的变化，及时调整充电策略，不但可以满足精度要求，同时提升了充电效率和安全性，实现充电控制的智能化。