新能源汽车充电管控系统及方法与流程

1.本技术涉及汽车充电的领域，尤其是涉及一种新能源汽车充电管控系统及方法。


背景技术：

2.新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。在快速的发展中，现在市场上所说的新能源汽车，一般都是以电动车为主；电动车使用电能作为动力来源，在补充电能时，一般都是采用充电桩或者是充电站的方式进行充电。
3.中国专利公开号为cn106375287b的发明专利公开了一种新能源汽车的充电方法，其技术方案包括，在新能源汽车上安装加密芯片，加密芯片的唯一设备地址及识别信息已预存入云服务器和加密芯片中，且加密芯片已与新能源汽车的用户注册信息绑定；当新能源汽车连接充电装置时，加密芯片通过充电装置而与云服务器自动通讯并利用其唯一设备地址及识别信息进行身份认证；通过身份认证后，加密芯片时时由新能源汽车的电池管理系统获得新能源汽车的电池剩余电量并上传给云服务器，云服务器根据电池剩余电量自动控制启动或停止充电。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为该方案并未考虑到电力区域市场的电价波动，可能会在电价最高的时间段内进行充电，在长期的使用中，会无形的增加充电成本。


技术实现要素：

5.为了减少充电成本，进一步的减轻新能源汽车的能源消耗，本技术提供一种新能源汽车充电管控系统及方法。
6.第一方面，本技术提供一种新能源汽车充电管控系统，采用如下的技术方案：一种新能源汽车充电管控系统，其特征在于：包括充电模块、电价获取模块、控制模块和电量获取模块；所述充电模块，用于为新能源汽车充电；所述电价获取模块，与区域电力市场通信连接，用于获取区域市场的实时电价信息，并基于实时电价信息，计算电价最低时段；所述控制模块，用于判断汽车是否急用，如果否，则基于电价最低时段和当前时间，在当前时间到达电价最低时段时启动充电模块为新能源汽车充电；用于判断充电的电价最低时段是否可充满电量，如果否，则执行预设的超期处理和波动处理；以及用于基于电网负荷做分散充电处理；所述电量获取模块，用于获取新能源汽车的电量信息，在达到充电阈值时关闭充电模块。
7.通过采用上述技术方案，新能源汽车进入到停车充电状态后，并不在第一时间进行充电，而是通过电价获取模块来计算电价最低时段，并在电价最低时段对新能源汽车进行充电，能够减少每一次充电的充电成本，在长期的使用中，达到降低使用者充电经济成本
的效果。
8.可选的，还设置有定时模块和充电时间计算模块，所述定时模块，用于设置充电结束时间；所述充电时间计算模块，用于计算充满电量所需的剩余充电时间；所述控制模块基于剩余充电时间、当前时间和充电结束时间，当剩余充电时间小于或等于当前时间与充电结束时间之差时，直接启动充电模块为新能源汽车充电。
9.通过采用上述技术方案，新能源汽车在进入充电区域后，使用者能够通过定时模块来输入充电结束时间，即需要使用新能源汽车的时间；充电时间计算模块计算充满电所需要的剩余充电时间，当剩余充电时间等于当前时间和充电结束时间之差时，直接为新能源汽车进行充电，能够保证使用者需要使用新能源汽车时，不会因为节约经济成本而导致新能源汽车电量不足。
10.可选的，所述电价获取模块包括连接单元和计算单元，所述连接单元，用于连接区域电力市场交易网站，以获取实时电价信息；所述计算单元，基于实时电价信息，计算电价最低时段。
11.通过采用上述技术方案，通过连接单元与区域电力市场的交易网站连接，能够获取到实时电价信息，并通过计算单元计算得到电价最低时段。
12.可选的，还设置有检测模块，所述检测模块用于检测电池情况、充电模块情况和环境情况，并在检测到异常情况时断开充电模块与新能源汽车的充电连接。
13.通过采用上述技术方案，检测到异常情况时断开充电模块与新能源汽车之间的充电连接，能够保护新能源汽车的电池。
14.可选的，所述检测模块包括电池温度检测单元、环境温度检测单元、充电电流检测单元、充电电压检测单元和处理单元；所述电池温度检测单元，用于检测到电池温度，并输出电池温度信号；所述环境温度检测单元，用于检测环境温度，并输出环境温度信号；所述充电电流检测单元，用于检测充电电流，并输出电流信号；所述充电电压检测单元，用于检测充电电压，并输出电压信号；所述处理单元，分别与电池温度检测单元、环境温度检测单元、充电电流检测单元和充电电压检测单元通信连接，用于接收电池温度信号、环境温度信号、电流信号和电压信号并处理，判断是否出现异常情况，并在出现异常情况时输出切断信号；所述控制模块与处理单元通信连接，响应于切断信号以切断新能源汽车与充电模块之间的充电连接。
15.通过采用上述技术方案，通过检测电池温度、环境温度、充电电流和充电电压，并使用处理单元对其进行处理，判断充电过程中是否出现异常情况，在出现异常情况后使用控制模块切断新能源汽车与充电模块之间的充电连接，断开充电，能够保护新能源汽车的电池。
16.可选的，所述超期处理包括：获取充电电压和充电电流，判断电压是否符合预选的最佳电压范围，如果是，则判断电流是否不低于电流阈值；如果否，则判定为电压欠佳并输出欠压提示信息；当判断电流不低于电流阈值，则根据当前时间和充电结束时间判断是否为充电时
间不足，如果是，则输出时间不足提示信息；如果否，则输出其他因素提示信息；当判断电流低于电流阈值，则判定为电流欠佳，并输出欠流提示信息。
17.可选的，所述波动处理包括：获取最低电价结束时间的汽车电量，并判断是否低于用户预设的耐受电量阈值，如果是，则计算充电结束时间与最低电价的差值，结合剩余充电时间计算超期充电的额外费用，并输出；获取用户对额外费用的反馈，如果反馈不同意充电，则输出控制信号，以停止充电。
18.可选的，分散充电处理包括：获取电网基于蒙特卡洛模拟的汽车充电负荷计算的结果，判断充电时段是否超出负荷阈值，如果是，则判断当前电量是否低于用户预设的耐受电量阈值，如果当前电量低于用户预设的耐受电量阈值，则输出分散充电建议信息；如果当前电量不低于用户预设的耐受电量阈值，则输出暂缓充电建议信息。
19.第二方面，本技术提供一种新能源汽车充电管控方法，采用如下的技术方案：一种新能源汽车充电管控方法，包括以下步骤，s1，获取区域电价信息；s2，基于区域电价信息，计算区域电价的电价最低时段；s3，进入到电价最低时段，为新能源汽车充电；s4，获取新能源汽车的电池电量信息，并在电池电量达到充电阈值时停止为新能源汽车充电。
20.通过采用上述技术方案，获取到电价最低时段后，在电价最低时段为新能源汽车充电，能够在长期的充电过程中，减少使用者的充电经济成本。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、新能源汽车进入到停车充电状态后，并不在第一时间进行充电，而是通过电价获取模块来计算电价最低时段，并在电价最低时段对新能源汽车进行充电，能够减少每一次充电的充电成本，在长期的使用中，达到降低使用者充电经济成本的效果；2、新能源汽车在进入充电区域后，使用者能够通过定时模块来输入充电结束时间，即需要使用新能源汽车的时间；充电时间计算模块计算充满电所需要的剩余充电时间，当剩余充电时间等于当前时间和充电结束时间之差时，直接为新能源汽车进行充电，能够保证使用者需要使用新能源汽车时，不会因为节约经济成本而导致新能源汽车电量不足。
附图说明
22.图1是本发明实施例的系统框图。
23.图2是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
24.以下结合附图1
‑
2对本技术作进一步详细说明。
25.本技术实施例公开一种新能源汽车充电管控系统。
26.参照图1，一种新能源汽车充电管控系统，包括充电模块、电价获取模块、控制模
块，电量获取模块；其中，电价获取模块、控制模块和电量获取模块都可以集成在一个处理器中，在本实施例中，采用嵌入式工业平板作为处理器。
27.充电模块用于为新能源汽车充电，充电模块可采用家用充电桩或公用充电桩。充电模块与处理器连接，能够接收处理器的控制信号，启动为新能源汽车充电。
28.电价获取模块，包括连接单元和计算单元，连接单元用于与区域电力市场进行通信，以获取区域电力市场的实时电价信息，计算单元基于实时电价信息，计算电价最低时段。在区域电力市场中, 对于市场管理者而言，合理的定价不仅使各市场主体都能从市场中获利，同时也是维持市场健康稳定的关键，纵观国际电力市场，区域电价和节点电价就是两种最为典型的电力现货市场定价方式，它们被广泛运用的原因，正是因为通过市场供需关系确定电价可显著减轻电网阻塞，优化电网运行。
29.节点电价是市场中某时间、某地点消费每增加/减少1mw负荷所增减的成本。它反映了特定节点的电力供需关系，即价格高表示该节点电力供给趋紧；价格低表示该节点电力供给富余在每日都会提供。处理器与区域电力市场网站连接后，处理器可采用爬虫的方式获取节点电价，通过节点电价，就能够获得电价最低时段。
30.在为新能源汽车充电时，为了节约经济成本；新能源汽车进入充电模式后，并不在第一时间为其充电，而是先与用户的终端通信，根据反馈判断是否急用，如果否，则通过电价获取模块获得电价最低时段。
31.然后控制模块基于电价最低时段和当前时间，在判断当前时间到达电价最低时段时，再启动充电模块为新能源汽车充电。
32.通过上述充电方式，能够在最大程度上减少新能源汽车充电带来的经济成本，到达省钱的效果，且能够匹配电力市场的电力供需关系，在电力富余的时间段充电，不会浪费电力资源，符合新能源汽车低碳出行的理念。
33.对于其中的与用户的终端通信，可以理解的是，本技术的处理器连接一无线通讯模块，如4g/5g模块等，以其联网并与终端（手机、车载中控电脑）连接。
34.电量获取模块用于获取新能源汽车的电量信息，并在达到充电阈值时关闭充电模块以停止充电，充电阈值预设值在电量获取模块内，通过设置充电阈值，在电量即将充满时断开充电，能够使电池不会充电过饱和，从而保护电池。
35.本技术还设置有定时模块和充电时间计算模块，定时模块用于设置充电结束时间；充电时间计算模块用于计算充满电量所需的剩余充电时间。为了不让省钱策略影响到车主正常出行，车主在停车准备充电时，首先在定时模块上设置充电结束时间，充电时间计算模块能够通过电池的剩余电量和充电电量，来计算得到充电所需的剩余充电时间。控制模块基于剩余充电时间、当前时间和充电结束时间，当控制模块判断剩余充电时间小于或等于当前时间与充电结束时间之差时，直接启动充电模块为新能源汽车充电。能够保证车主在出行时，电池充满电。
36.本技术还设置有检测模块，检测模块用于检测电池情况、充电模块情况和环境情况，检测模块包括电池温度检测单元、环境温度检测单元、充电电流检测单元、充电电压检测单元、处理单元和切断单元。其中，电池温度检测单元用于检测到电池温度，并输出电池温度信号；环境温度检测单元用于检测环境温度，并输出环境温度信号；充电电流检测单元用于检测充电电流并输出电流信号；充电电压检测单元，用于检测充电电压并输出电压信
号。
37.处理单元包括多个信号输入端，多个信号输入端分别与电池温度检测单元、环境温度检测单元、充电电流检测单元和充电电压检测单元的信号输出端连接；用于接收电池温度信号、环境温度信号、电流信号和电压信号并处理，得到电池温度、环境温度、电流和电压。处理单元内设置有电池温度阈值、环境温度阈值、电流阈值和电压阈值，当电池温度大于电池温度阈值、环境温度大于环境温度阈值、电流大于电流阈值或电压大于电压阈值时，处理单元都可以判断为出现异常情况，则此时处理单元就输出切断信号。
38.控制模块的其中一个信号输入端与处理单元的信号输出端连接，响应于切断信号以切断充电模块与新能源汽车之间的充电连接。通过上述设置，在充电过程中，若是出现异常情况，会损坏电池或新能源汽车，就能够在第一时间断开充电，从而保护电池和新能源汽车。
39.考虑到实际使用过程中，并非一定可以在电价最低时段完成充电，因此，控制模块，其还用于判断充电的电价最低时段是否可充满电量，如果否，则执行预设的超期处理和波动处理。
40.关于超期处理，其包括：获取充电电压和充电电流，判断电压是否符合预选的最佳电压范围（厂家指导电参数），如果是，则判断电流是否不低于电流阈值；如果否，则判定为电压欠佳并输出欠压提示信息；当判断电流不低于电流阈值，则根据当前时间和充电结束时间判断是否为充电时间不足，如果是，则输出时间不足提示信息；如果否，则输出其他因素提示信息；当判断电流低于电流阈值，则判定为电流欠佳，并输出欠流提示信息。
41.上述提示信息，均通过无线通讯模块发送至用户的终端，以便其掌控充电环境，及时响应。
42.关于波动处理，其包括：获取最低电价结束时间的汽车电量，并判断是否低于用户预设的耐受电量阈值（可以接受的某一电量值），如果是，则计算充电结束时间与最低电价的差值，结合剩余充电时间计算超期充电的额外费用，并输出，即输出给用户终端。后续，根据终端的反馈，即获取用户对额外费用的反馈，如果反馈不同意充电，则输出控制信号，以停止充电。
43.此时，可存在非最低电价充电时，可以帮助用户主动减少成本。
44.对于新能源汽车（本技术指电动汽车）而言，除了考虑用户充电外，还应该考虑电网，即当地的电力市场，若根据上述方法，存在一定几率充电集中率过高，电网负荷过大的问题，为此控制模块还用于基于电网负荷做分散充电处理。
45.分散充电处理包括：获取电网基于蒙特卡洛模拟的汽车充电负荷计算的结果，判断充电时段是否超出负荷阈值，如果是，则判断当前电量是否低于用户预设的耐受电量阈值，如果当前电量低于用户预设的耐受电量阈值，则输出分散充电建议信息；如果当前电量不低于用户预设的耐受电量阈值，则输出暂缓充电建议信息。
46.其中，建议信息同样发送至用户终端，具体的建议信息根据预设或上述负荷运算的结果确定，如推迟n小时，在低负荷时段开始充电；需要注意的是，充电时段建议应参考剩
余充电时间，在低成本的基础上做建议。
47.上述基于蒙特卡洛模拟的汽车充电负荷计算，其由某一云平台预配置，该云平台连接当地电力市场的云台，并连接本技术的处理器，以做计并反馈计算结果。
48.本技术实施例还公开一种新能源汽车充电管控方法。
49.参照图2，一种新能源汽车充电管控方法，包括以下步骤，s1，获取区域电价信息。
50.区域电价信息通过电价获取模块获取，s2，基于区域电价信息，计算区域电价的电价最低时段；s3，进入到电价最低时段，为新能源汽车充电；s4，获取新能源汽车的电池电量信息，并在电池电量达到充电阈值时停止为新能源汽车充电。
51.获取到电价最低时段后，在电价最低时段为新能源汽车充电，在长期的充电过程中，能够减少使用者的充电经济成本，且在电力市场电力冗余的时段进行充电，不易浪费电力资源，符合新能源汽车绿色低碳出行的理念。
52.还包括定时充电的方法，包括以下步骤，101，获取当前电量、充电效率、当前时间和充电结束时间；充电结束时间为预设时间；102，基于当前电量和充电效率，计算充满电池所需的剩余充电时间；103，基于当前时间与充电结束时间之差，若当前时间与充电结束时间之差小于或等于剩余充电时间时，则直接开始充电。
53.充电结束时间是车主预设的，车主将新能源汽车停放到充电位置后，根据自己需要用车的时间来设置充电结束时间；此时通过充电效率和当前电量，计算得到剩余充电时间后，获取当前时间与充电结束时间之差，再比较当前时间与充电结束时间之差、剩余充电时间之间的大小关系；若是当前时间与充电结束时间之差大于剩余充电时间，则说明在车主用车之前，拥有足够的时间来充电，执行节约充电经济成本内的充电方法；若是当前时间与充电结束时间之差小于或等于剩余充电时间，则说明在车主用车之前，不能够充满电，则以充满电为第一优先级，直接开始充电。
54.通过设置上述方法，能够保证车主在出行时电池电量充满，能够保证使用者需要使用新能源汽车时，不会因为节约经济成本而导致新能源汽车电量不足。
55.还包括保护电池的方法，包括实时获取电池温度、环境温度、充电电流和充电电压，并进行判断，在任意一个参数出现异常时切断充电。在电池温度、环境温度、充电电流和充电电压出现异常时切断充电，能够达到保护电池的效果。
56.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。