一种电动疫苗接种车负载电能管理方法、系统及装置与流程

1.本发明涉及电动汽车负载管理领域，特别是涉及一种电动疫苗接种车负载电能管理方法、系统及装置。


背景技术：

2.在全国开展疫苗接种的背景下，电动疫苗接种车孕育而生，电动疫苗接种车中的疫苗冷藏柜的运行状态尤为关键。现有的电动疫苗接种车对各负载的供电实行人为控制，可能存在人为控制疏忽，而导致疫苗冷藏柜中有疫苗时，疫苗冷藏柜的供电被关闭，从而影响疫苗冷藏柜中疫苗的药用性的问题。此外，在电动疫苗接种车行驶过程中，供电电源电量不足时，电动疫苗接种车无法自动控制各类负载的供电情况，从而无法将剩余电量尽可能地用于疫苗冷藏柜，因而无法保证疫苗的药用性不受影响。此外，现有的电动疫苗接种车还无法实现对各负载的运行情况的监控。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种电动疫苗接种车负载电能管理方法、系统及装置，以实现对电动疫苗接种车的负载电能管理。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种电动疫苗接种车负载电能管理方法，所述电动疫苗接种车负载电能管理方法包括：
6.检测电动疫苗接种车的疫苗冷藏柜中是否有疫苗；
7.当所述疫苗冷藏柜中没有疫苗时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；
8.当所述疫苗冷藏柜中有疫苗时，检测所述电动疫苗接种车的供电类型是否为储能型电源；
9.当所述供电类型为非储能型电源时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；
10.当所述供电类型为储能型电源时，检测所述储能型电源的剩余电量，并将所述剩余电量与设定阈值进行比较；
11.当所述剩余电量大于或等于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；
12.当所述剩余电量小于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车执行负载优先级管理策略。
13.可选地，所述负载优先级管理策略中设有m个设定子阈值、m 2个设定优先级及m 1个设定时间，其中，m为大于或等于1的正整数；第i设定子阈值>第i 1设定子阈值，i为从1到m
‑
1的正整数；第j设定优先级<第j 1设定优先级，j为从1到m 1的正整数；
14.所述当所述剩余电量小于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车执行负载优先级
管理策略，具体包括：
15.比较所述剩余电量与第一设定子阈值的大小；
16.当所述剩余电量大于第一设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第一设定时间后关断第一设定优先级的负载；
17.当所述剩余电量小于或等于第一设定子阈值时，比较所述剩余电量与第二设定子阈值的大小；
18.当所述剩余电量大于第二设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第二设定时间后关断第二设定优先级的负载；
19.当所述剩余电量小于或等于第二设定子阈值时，比较所述剩余电量与第三设定子阈值；
20.以此类推，当所述剩余电量大于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m设定时间后关断第m设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m 1设定时间后关断第m 1设定优先级的负载。
21.可选地，当m＝2时，第一设定优先级的负载为车载空调；第二设定优先级的负载为电脑和打印机；第三设定优先级的负载为电动机；第四设定优先级的负载为疫苗冷藏柜。
22.可选地，第一设定时间为1分钟；第二设定时间为5分钟；第三设定时间为30分钟。
23.可选地，在控制所述电动疫苗接种车在第k设定时间后关断第k设定优先级的负载之前还包括：显示对应的提示信息。
24.本发明还提供了一种电动疫苗接种车负载电能管理系统，所述电动疫苗接种车负载电能管理系统包括：
25.疫苗检测模块，用于检测电动疫苗接种车的疫苗冷藏柜中是否有疫苗；当所述疫苗冷藏柜中没有疫苗时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述疫苗冷藏柜中有疫苗时，执行“电源检测模块”；
26.电源检测模块，与所述疫苗检测模块连接，用于检测所述电动疫苗接种车的供电类型是否为储能型电源；当所述供电类型为非储能型电源时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述供电类型为储能型电源时，执行“剩余电量检测模块”；
27.剩余电量检测模块，与所述电源检测模块连接，用于检测所述储能型电源的剩余电量；
28.比较模块，与所述剩余电量检测模块连接，用于比较所述剩余电量与所述设定阈值；当所述剩余电量大于或等于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述剩余电量小于设定阈值时，执行“负载优先级管理模块”；
29.负载优先级管理模块，与所述比较模块及用于控制所述电动疫苗接种车的负载的所有继电器连接，用于控制所述电动疫苗接种车执行负载优先级管理策略。
30.可选地，所述负载优先级管理模块包括m个比较单元；
31.所述负载优先级管理策略中设有m个设定子阈值、m 2个设定优先级及m 1个设定时间，其中，m为大于或等于1的正整数；第i设定子阈值>第i 1设定子阈值，i为从1到m
‑
1的正整数；第j设定优先级<第j 1设定优先级，j为从1到m 1的正整数；
32.第一比较单元，与所述比较模块及控制所述电动疫苗接种车的第一设定优先级负载的所有继电器连接，用于比较所述剩余电量与第一设定子阈值的大小；当所述剩余电量
大于第一设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第一设定时间后关断第一设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第一设定子阈值时，执行“第二比较单元”；
33.第二比较单元，与所述第一比较单元及控制所述电动疫苗接种车的第二设定优先级负载的所有继电器连接，用于比较所述剩余电量与第二设定子阈值的大小；当所述剩余电量大于第二设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第二设定时间后关断第二设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第二设定子阈值时，执行“第三比较单元”；
34.第三比较单元，与所述第二比较单元连接及控制所述电动疫苗接种车的第三设定优先级负载的所有继电器连接，用于比较所述剩余电量与第三设定子阈值；
35.以此类推，第m比较单元，与第m
‑
1比较单元及用于控制所述电动疫苗接种车的第m设定优先级负载的所有继电器连接，用于在当所述剩余电量大于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m设定时间后关断第m设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m 1设定时间后关断第m 1设定优先级的负载。
36.本发明还提供了一种电动疫苗接种车负载电能管理装置，所述电动疫苗接种车负载电能管理装置包括：
37.总控制器，与控制所述电动疫苗接种车的负载的所有继电器连接，用于执行如上述电动疫苗接种车负载电能管理方法。
38.可选地，所述电动疫苗接种车负载电能管理装置还包括：
39.触摸显示屏，与所述总控制器连接，用于输入疫苗有无状态，并显示供电类型、剩余电量和提示信息。
40.可选地，所述触摸显示屏为步科et系列et070触摸屏。
41.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
42.本发明提供了一种电动疫苗接种车负载电能管理方法、系统及装置，首先检测电动疫苗接种车的疫苗冷藏柜中是否有疫苗；当疫苗冷藏柜中没有疫苗时，控制电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当疫苗冷藏柜中有疫苗时，检测电动疫苗接种车的供电类型是否为储能型电源；当供电类型为非储能型电源时，控制电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当供电类型为储能型电源时，检测储能型电源的剩余电量，并将剩余电量与设定阈值进行比较；当剩余电量大于或等于设定阈值时，控制电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当剩余电量小于设定阈值时，控制电动疫苗接种车执行负载优先级管理策略。本发明通过检测疫苗冷藏柜中是否有疫苗、检测供电类型是否为储能型电源及检测储能型电源的剩余电量，并将剩余电量与设定阈值进行比较，根据检测结果及比较结果对电动疫苗接种车的负载运行状态进行控制，从而实现了对电动疫苗接种车的负载电能管理。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理方法的流程图；
45.图2为本发明提供的一种电动疫苗接种车的负载优先级管理策略的流程图；
46.图3为本发明提供的电动疫苗接种车的负载控制框图；
47.图4为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理系统的总线框图；
48.图5为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理装置的触摸显示屏的组态界面图；
49.图6为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理装置的触摸显示屏的通信原理框图。
具体实施方式
50.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。
51.本发明的目的是提供一种电动疫苗接种车负载电能管理方法、系统及装置，以实现对电动疫苗接种车的负载电能管理。
52.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
53.实施例1为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理方法；实施例2为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理系统；实施例3为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理装置。
54.实施例1
55.图1为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理方法的流程图，如图1所示，电动疫苗接种车负载电能管理方法如下：
56.首先，进行系统初始化，并检测电动疫苗接种车的疫苗冷藏柜中是否有疫苗。
57.当所述疫苗冷藏柜中没有疫苗时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述疫苗冷藏柜中有疫苗时，再检测所述电动疫苗接种车的供电类型是否为储能型电源。
58.当所述供电类型为非储能型电源时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述供电类型为储能型电源时，再检测所述储能型电源的剩余电量，并将所述剩余电量与设定阈值进行比较。
59.当所述剩余电量大于或等于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述剩余电量小于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车执行负载优先级管理策略。
60.其中，系统对疫苗冷藏柜中是否有疫苗的判断主要是通过读取触摸显示屏中的疫苗有无状态得到，该状态是操作者通过检查疫苗冷藏柜的疫苗有无的状况来设置的，当有疫苗时，操作者将该状态设置为1，无疫苗时，操作者将该状态设置为0，总控制器读取该位的状态值作为疫苗有无状态的检测值。
61.图2为本发明提供的一种电动疫苗接种车的负载优先级管理策略的流程图，如图2所示，所述负载优先级管理策略具体为：
62.分别设置m个设定子阈值、m 2个设定优先级及m 1个设定时间，其中，m为大于或等于1的正整数；第i设定子阈值>第i 1设定子阈值，i为从1到m
‑
1的正整数(即设定子阈值按照由大到小依次排列)；第j设定优先级<第j 1设定优先级，j为从1到m 1的正整数(即设定优先级按照由低到高依次排列)；且所述设定阈值大于任意一个设定子阈值。
63.首先，比较所述剩余电量与第一设定子阈值的大小。
64.当所述剩余电量大于第一设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第一设定时间后关断第一设定优先级的负载。
65.当所述剩余电量小于或等于第一设定子阈值时，比较所述剩余电量与第二设定子阈值的大小。
66.当所述剩余电量大于第二设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第二设定时间后关断第二设定优先级的负载。
67.当所述剩余电量小于或等于第二设定子阈值时，比较所述剩余电量与第三设定子阈值。
68.以此类推，当所述剩余电量大于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m设定时间后关断第m设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m 1设定时间后关断第m 1设定优先级的负载。
69.优选地，在控制所述电动疫苗接种车在第k设定时间后关断第k设定优先级的负载之前还包括：显示对应的提示信息。
70.在本实施例中，当m＝2时，各阈值的大小关系为：设定阈值>第一设定子阈值>第二设定子阈值；第一设定优先级的负载为车载空调；第二设定优先级的负载为电脑和打印机；第三设定优先级的负载为电动机；第四设定优先级的负载为疫苗冷藏柜；各负载的优先级顺序按照从高到低依次为：疫苗冷藏柜>电动机>电脑和打印机>车载空调；所述第四设定优先级为最高优先级，在执行负载优先级管理策略时，不对最高优先级的负载做关断操作。
71.作为本实施例的一种具体实施方式，第一设定时间为1分钟；第二设定时间为5分钟；第三设定时间为30分钟。
72.图3为本发明提供的电动疫苗接种车的负载控制框图，如图3所示，电动疫苗接种车的储能型电源经过逆变电路，将直流电变换为220v的交流电，逆变电路输出的220v交流电可以直接供给疫苗冷藏柜、电脑和打印机、车载空调等负载，为实现对负载供电端的控制，分别在逆变电路输出电压端与各负载端之间添加一个高压继电器，图3中的cb1、cb2、cb3分别为控制疫苗冷藏柜、电脑和打印机、车载空调的高压继电器。电动疫苗接种车的储能型电源经过三相逆变电路，将直流电变换为380v的交流电，三相逆变电路输出的380v交流电用于供给电动疫苗接种车的电动机，为实现对电动机供电端的控制，在三相逆变电路输出电压端与电动机之间添加一个高压继电器cb4，以控制电动机的通电与断电。
73.高压继电器控制通常包括传感器、控制器、执行器，高压继电器主要由总控制器控制其开通与关断。通过总控制器对高压继电器的开通与关断进行控制，进而可以控制负载的开通与关断。
74.电动疫苗接种车的全负载运行状态是指电动疫苗接种车上各负载的供电模块正常供电，在本实施例中，即cb1、cb2、cb3闭合。在全负载运行状态设计中，系统控制命令与操作者通过触摸显示屏的组态界面键入的控制命令构成逻辑与的关系，只有两者对设备的指
令均为打开时，设备才能够正常运行。
75.作为本实施例的一种具体实施方式，当储能型电源的剩余电量处于第一设定子阈值<剩余电量<设定阈值时，总控制器执行黄灯的闪烁程序，同时触摸显示屏上出现黄灯闪烁提醒，且在1分钟后自动切断车载空调的继电器cb3。当剩余电量处于第二设定子阈值<剩余电量≤第一设定子阈值时，总控制器执行红灯的闪烁程序，同时触摸显示屏上出现红灯闪烁提醒，为了让操作者有时间保存电脑文件，系统将在5分钟后切断电脑与打印机的继电器cb2，由于设定的疫苗接种型负载优先级高于舒适型负载，在电量低于或等于第一设定子阈值时，疫苗接种型负载(在本实施例中为疫苗冷藏柜)仍能正常工作一段时间，此设计使疫苗接种型负载工作时间最长。最后，若剩余电量低于第二设定子阈值，触摸显示屏上出现红灯闪烁提醒，系统发出停车预警信息，在保证安全停车的情况下，系统将在30分钟后关闭电动机对应的继电器cb4，迫使驾驶人停车接入稳定电源供给疫苗冷藏柜以及给储能型电源充电，该过程中保证了疫苗冷藏柜一直处于运行状态，保证了疫苗的安全性以及有效性，减少了因疫苗冷藏柜停止运行而导致疫苗损坏带来的经济损失。
76.实施例2
77.本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理系统包括疫苗检测模块、电源检测模块、剩余电量检测模块、比较模块以及负载优先级管理模块。
78.具体地，所述疫苗检测模块用于检测电动疫苗接种车的疫苗冷藏柜中是否有疫苗；当所述疫苗冷藏柜中没有疫苗时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述疫苗冷藏柜中有疫苗时，执行“电源检测模块”。
79.所述电源检测模块与所述疫苗检测模块连接，用于检测所述电动疫苗接种车的供电类型是否为储能型电源；当所述供电类型为非储能型电源时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述供电类型为储能型电源时，执行“剩余电量检测模块”。
80.所述剩余电量检测模块与所述电源检测模块连接，用于检测所述储能型电源的剩余电量。
81.所述比较模块与所述剩余电量检测模块连接，用于比较所述剩余电量与所述设定阈值；当所述剩余电量大于或等于设定阈值时，控制所述电动疫苗接种车进入全负载运行状态；当所述剩余电量小于设定阈值时，执行“负载优先级管理模块”。
82.所述负载优先级管理模块，与所述比较模块及用于控制所述电动疫苗接种车的负载的所有继电器连接，用于控制所述电动疫苗接种车执行负载优先级管理策略。
83.进一步地，所述负载优先级管理模块包括m个比较单元；所述负载优先级管理策略中设有m个设定子阈值、m 2个设定优先级及m 1个设定时间，其中，m为大于或等于1的正整数；第i设定子阈值>第i 1设定子阈值，i为从1到m
‑
1的正整数；第j设定优先级<第j 1设定优先级，j为从1到m 1的正整数。
84.具体地，第一比较单元与所述比较模块及控制所述电动疫苗接种车的第一设定优先级负载的所有继电器连接，用于比较所述剩余电量与第一设定子阈值的大小；当所述剩余电量大于第一设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第一设定时间后关断第一设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第一设定子阈值时，执行“第二比较单元”。
85.第二比较单元与所述第一比较单元及控制所述电动疫苗接种车的第二设定优先级负载的所有继电器连接，用于比较所述剩余电量与第二设定子阈值的大小；当所述剩余
电量大于第二设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第二设定时间后关断第二设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第二设定子阈值时，执行“第三比较单元”。
86.第三比较单元与所述第二比较单元连接及控制所述电动疫苗接种车的第三设定优先级负载的所有继电器连接，用于比较所述剩余电量与第三设定子阈值。
87.以此类推，第m比较单元与第m
‑
1比较单元及用于控制所述电动疫苗接种车的第m设定优先级负载的所有继电器连接，用于在当所述剩余电量大于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m设定时间后关断第m设定优先级的负载；当所述剩余电量小于或等于第m设定子阈值时，控制所述电动疫苗接种车在第m 1设定时间后关断第m 1设定优先级的负载。
88.与实施例1相同或相应的部分在此不作赘述。
89.实施例3
90.本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理装置包括总控制器；所述总控制器与控制所述电动疫苗接种车的负载的所有继电器连接，用于执行上述电动疫苗接种车负载电能管理方法。
91.在本实施例中，总控制器与各负载进行can总线通信控制，can属于多路传输系统中的一种，can数据总线主要是由一个控制器、一个收发器、两个数据终端以及两条数据传输线组成。
92.图4为本发明提供的一种电动疫苗接种车负载电能管理装置的总线框图，如图4所示，总控制器中包含了微处理器、can控制器、can收发器，其中总控制器采用符合车规的nxp(飞思卡尔)的mpc系列，s08系列，s12系列，kea系列，s32k系列等。疫苗冷藏柜、车载空调、发动机(即电动机)等电动疫苗接种车的基本组成均挂在can总线的节点上，总控制器的输出命令通过can总线传输到响应的节点上，使各节点上的负载能够响应总控制器的命令；而且也能利用can总线的双向传输性，将总线节点上负载的数据信息传输回总控制器，总控制器再将该数据信息传输到触摸显示屏进行显示。
93.进一步地，所述电动疫苗接种车负载电能管理装置还包括触摸显示屏；所述触摸显示屏与所述总控制器连接，用于输入疫苗有无状态，并显示供电类型、剩余电量和提示信息。在本实施例中，所述触摸显示屏优选为为步科et系列et070触摸屏。
94.本发明利用kinco hmiware 2.5软件对et070触摸屏进行组态编辑，电动疫苗接种车的组态界面如图5所示，由显示、控制两部分组成。显示主要包括储能电源电量指示条、当前时间、报警指示灯、供电电源类型，控制部分包括了疫苗状态、疫苗冷藏柜设置键、车载空调设置键、充电设置键等。
95.触摸显示屏与控制器之间通过rs485接口进行通信连接，主要采用modbus协议实现二者的数据传输。触摸显示屏的通信框图如图6所示，主要包括串口通信、modbus协议、数据缓存、数据显示与指令设置界面。串口通信模块通过调用serialport类完成串口底层数据的接收和发送；modbus协议部分一方面将接收到的底层数据进行拆包，提取有意义的采样数据与指令数据并将其装入接收缓存，以供界面程序调用，另一方面将界面层程序发过来的指令进行协议打包，送给serialport类发送出去；数据显示界面完成采样数据的实时数值显示，控制界面通过接收用户输入，完成指令的翻译与向下传递。
96.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
97.(1)电动疫苗接种车负载电能管理策略采用负载优先级管理。本发明将疫苗冷藏柜置于最高优先级，在储能电源不足的情况下，按照优先级顺序关闭负载，优先保证疫苗冷藏柜的供电，使疫苗冷藏柜在电动车动力电源或备用电源等供电端电量不足的情况下运行时间最长。
98.(2)对发动机进行控制管理。在电动疫苗接种车行驶过程中出现储能电源电量不足的情况下，系统发出停车预警，在30分钟时间后，发动机停止工作，迫使驾驶人停车给储能电源接入充电电源，保证疫苗冷藏柜继续工作，防止疫苗失活。
99.(3)当供电电源为储能电源且电量不足时，迫使发动机停止运行到储能电源电量全部耗尽，设置了第二设定子阈值，该阈值下的电量能保证疫苗冷藏柜能继续工作一段时间，为接入平稳的市电或储能电源充电到一定电量提供了充足的时间，保证了疫苗冷藏柜在该过程中能一直运行。
100.(4)在电动疫苗接种车的触摸显示屏上，疫苗冷藏柜、车载空调这些按键只有在其相应指示灯为绿灯亮时，才可对其进行相应的设置。这样设计使得整体系统优先遵循负载电能管理系统，二者不会发生冲突，使得负载能有序运行。
101.(5)电动疫苗接种车整体通过can总线通信，可以对负载的工作状态、控制温度等数据进行采集与传送，实现总控制器对负载的运行状态、参数的控制，提高系统的智能化水平。
102.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
103.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。