一种电动车充电自动管理系统及方法与流程

1.本发明涉及电动车充电技术领域，特别涉及一种电动车充电控制系统及方法。


背景技术：

2.作为解决交通、能源和环境问题的重要手段，电动汽车(electric vehicle,ev)是未来汽车工业发展的方向，也是我国重点发展的战略性产业之一。随着国家能源战略的调整，电动汽车产业与新能源产业的协同发展所带来的能源转型与社会综合效益已经受到了充分肯定与高度重视。为了保障规模化电动汽车接入电网后的安全经济运行，未来的电网格局与运行模式也将因此发生深刻变革，发展既能保障电网可靠运行又使用户易于接受的充电指引及疏导策略已成为业界的共识。
3.目前电动汽车补充电能主要通过三种方式：常规(慢速)充电方式、快速充电方式和换电站更换电池方式。慢速充电方式需要的时间较长、充电功率较低，这样的充电方式能够降低电池的寿命减损，减小充电行为对电网的冲击。由于充电过程缓慢，因此该方式的目标群体是有着长时间停车过程的用户，其充电接口往往布置在具有一定规模的大型公共停车场、小区地下车库以及商业中心停车场等地。
4.其中的快充模式具有快捷性、便利性以及灵活性，正在成为电动汽车用户的重要充电选择。但是，电动汽车的快充模式会给电网的安全、稳定和经济运行带来显著的影响。电动汽车快充功率较大，充电时间短，并且用户对充电站的自主选择具有随机性和不可控性。另一方面，随着各个小区电动汽车使用者越来越多，电动车充电存在着高低峰的情况，上班时间充电车辆较少，下班及晚上充电的车辆会比较多，而现在中国的大多数小区在规划设计时，没有考虑到电动车的普及。大量电动车同时充电，造成对电力需求的大幅度上升。电动车对电力需求的这种短时、功率大以及不确定性的特点，对新安装的变压器扩容等造成极大的困扰，不仅对电网造成极大的负荷冲击，同时已安装的旧变压器容易过载。
5.现有小区中充电桩的充电需求具有短时、功率大以及不确定性的特点，同时充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度。


技术实现要素：

6.针对现有小区中充电桩无法满足短时、功率大及不确定性充电需求，且充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度的问题，提出一种电动车充电自动管理系统及方法，通过物联网通讯技术将电动汽车终端、移动终端及充电桩，根据电网系统运行状态，通过分时段计价对用户充电需求进行分时段管理，达到了削峰填谷的调度目标，解决了现有小区中充电桩无法满足短时、功率大及不确定性充电需求，且充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度的问题。
7.一种电动车充电自动管理系统，包括：
8.控制单元；
9.通讯单元；
10.显示单元；
11.电能测量单元；
12.电能分配单元；
13.所述通讯单元、电能测量单元、电能分配单元、显示单元分别与所述控制单元电连接；
14.所述电能测量单元用于检测电动车辆实时充电量信息，并将该充电量信息传输到所述控制单元；
15.所述电能分配单元用于根据电动车电能需求、变压器二次侧总负荷对电动车进行分时段充电；
16.所述通讯单元用于将电动车充电状态信息传输到云端、车辆终端或者用户移动控制终端；
17.所述显示单元用于将所述电动车充电状态信息显示给用户。
18.结合本发明中的电动车充电自动管理系统，第一种可能的实施方式中，所述电能分配单元包括：
19.分析单元；
20.调整单元；
21.所述分析单元用于根据获取的用户充电需求信息及实时价格信息，获取用户的价格敏感度信息；
22.所述调整单元用于通过根据所述价格敏感度信息分时段对电动车用户充电进行计价对电动汽车充电需求进行调整。
23.结合本发明第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述自动管理系统还包括：
24.噪声检测单元；
25.温度检测单元；
26.所述噪声检测单元、温度检测单元分别用于检测充电桩环境噪声和温度。
27.结合本发明第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述通讯单元包括：
28.第一通信电路；
29.所述第一通信电路包括收发器及传输电路；
30.所述收发器用于对接收或者发送的信号进行转换；
31.所述传输电路用于进行接收或者发送信号的传输。
32.结合本发明第三种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述传输电路包括：
33.第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管；
34.所述第一电容的第一端与所述收发器的接地引脚共接后接地，所述第一电容的第二端与所述收发器的电源端、第一电阻的第一端共接后连接电源，所述第一电阻的第二端
与第二电阻的第一端、第三电阻的第一端、所述收发器的第一输入信号引脚共接；
35.所述第二电阻的第二端与所述第四电阻的第一端、所述收发器的第二输入信号引脚、第五电阻的第一端共接；
36.所述第五电阻的第二端接地；
37.所述第四电阻的第二端连接所述第二稳压二极管的阳极端，所述第二稳压二极管的阴极端与所述第一稳压二极管的阴极端共接后接地，所述第一稳压二极管的阳极端与所述第三电阻的第二端连接。
38.结合本发明第四种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述自动管理系统还包括采样单元；所述采样单元包括：
39.检测电路；
40.滤波电路；
41.峰值保持电路；
42.所述检测电路用于检测电压信号；
43.所述滤波电路用于滤除控制单元收到的高频和低频噪声；
44.所述峰值保持电路用于钳制电压峰值。
45.结合本发明第五种可能的实施方式，第六种可能的实施方式中，所述检测电路包括：
46.第六电阻、电压互感器、第七电阻；
47.所述滤波电路包括第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、运算放大器、第十电阻、第十一电阻、第一二极管；
48.所述峰值保持电路包括第四电容、第十二电阻；
49.所述第六电阻与所述电压互感器的第一输入端连接，所述第七电阻的第一端与所述电压互感器的第二输出端、第八电阻的第一端共接，所述第八电阻的第二端与第二电容的第一端、第三电容的第一端共接，所述第三电容的第二端与第九电阻的第一端、所述运算放大器的正极输入端共接，所述运算放大器的负极输入端与第十电阻的第一端、第十一电阻的第一端共接，所述第十电阻的第二端接地，所述第十一电阻的第二端与所述运算放大器的输出端、第一二极管的阳极端共接，所述第一二极管的阴极端与所述第十二电阻的第一端、第四电容的第一端共接，所述第七电阻的第二端、第二电容的第二端、第九电阻的第二端、第十二电阻的第二端、第四电容的第二端共接后接地。
50.第二方面，一种电动车充电自动管理方法，利用第一方面的自动管理系统，包括：
51.步骤100、检测电动车辆实时充电量信息，并将该充电量信息传输到所述控制单元；
52.步骤200、根据电动车电能需求、变压器二次侧总负荷对电动车进行分时段充电；
53.步骤300、将电动车充电状态信息传输到云端、车辆终端或者用户移动控制终端。
54.结合本发明第二方面的电动车充电自动管理方法，第一种可能的实施方式中，所述步骤200包括：
55.根据获取的用户充电需求信息及实时价格信息，获取用户的价格敏感度信息；
56.通过根据所述价格敏感度信息分时段对电动车用户充电进行计价对电动汽车充电需求进行调整。
57.实施本发明所述的电动车充电自动管理系统及方法，通过物联网通讯技术将电动汽车终端、移动终端及充电桩，根据电网系统运行状态，通过分时段计价对用户充电需求进行分时段管理，达到了削峰填谷的调度目标，解决了现有小区中充电桩无法满足短时、功率大及不确定性充电需求，且充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度的问题。
附图说明
58.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
59.图1是本发明中电动车充电自动管理系统实施例逻辑连接示意图；
60.图2是本发明中电动车充电自动管理系统中传输电路电子元件连接示意图；
61.图3是本发明中电动车充电自动管理系统中采样单元电子元件连接示意图；
62.图4是本发明中电动车充电自动管理方法第一实施例示意图；
63.图5是本发明中电动车充电自动管理方法第二实施例示意图；
64.附图中各数字所指代的部位名称为：110——控制单元、120——噪声检测单元、130——通讯单元、140——显示单元、150——电能测量单元、160——采样单元、170——温度检测单元。
具体实施方式
65.下面将结合发明中的附图，对本发明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的一部分实施例，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付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
66.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
67.针对现有小区中充电桩无法满足短时、功率大及不确定性充电需求，且充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度的问题，提出一种电动车充电自动管理系统及方法。
68.一种电动车充电自动管理系统，如图1，图1是本发明中电动车充电自动管理系统实施例逻辑连接示意图，包括控制单元110110、通讯单元130、显示单元140、电能测量单元150、电能分配单元；通讯单元130、电能测量单元150、电能分配单元、显示单元140分别与控制单元110电连接；电能测量单元150用于检测电动车辆实时充电量信息，并将该充电量信息传输到控制单元110；电能分配单元用于根据电动车电能需求、变压器二次侧总负荷对电动车进行分时段充电；通讯单元130用于将电动车充电状态信息传输到云端、车辆终端或者用户移动控制终端；显示单元140用于将电动车充电状态信息显示给用户。通过物联网通讯
技术将电动汽车终端、移动终端及充电桩，根据电网系统运行状态，通过分时段计价对用户充电需求进行分时段管理，达到了削峰填谷的调度目标，解决了现有小区中充电桩无法满足短时、功率大及不确定性充电需求，且充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度的问题。
69.进一步地，电能分配单元包括分析单元、调整单元；分析单元用于根据获取的用户充电需求信息及实时价格信息，获取用户的价格敏感度信息；调整单元用于通过根据价格敏感度信息分时段对电动车用户充电进行计价对电动汽车充电需求进行调整。
70.优选地，自动管理系统还包括噪声检测单元120、温度检测单元170；噪声检测单元120、温度检测单元170分别用于检测充电桩环境噪声和温度。
71.进一步地，通讯单元130包括通信电路；通信电路包括收发器u1及传输电路；收发器u1用于对接收或者发送的信号进行转换；传输电路用于进行接收或者发送信号的传输。
72.具体地，如图2，图2是本发明中电动车充电自动管理系统中传输电路电子元件连接示意图，传输电路包括：
73.第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管；第一电容的第一端与收发器的接地引脚共接后接地，第一电容的第二端与收发器的电源端、第一电阻的第一端共接后连接电源，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端、第三电阻的第一端、收发器的第一输入信号引脚共接；第二电阻的第二端与第四电阻的第一端、收发器的第二输入信号引脚、第五电阻的第一端共接；第五电阻的第二端接地；第四电阻的第二端连接第二稳压二极管的阳极端，第二稳压二极管的阴极端与第一稳压二极管的阴极端共接后接地，第一稳压二极管的阳极端与第三电阻的第二端连接，其中，如图2，第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一稳压二极管、第二稳压二极管分别为c1、r1、r2、r3、r4、r5、d1、d2。
74.优选地，如图3，图3是本发明中电动车充电自动管理系统中采样单元电子元件连接示意图，自动管理系统还包括采样单元160，采样单元160包括检测电路、滤波电路、峰值保持电路；检测电路用于检测电压信号；滤波电路用于滤除控制单元收到的高频和低频噪声；峰值保持电路用于钳制电压峰值。
75.具体地，检测电路包括：第六电阻、电压互感器、第七电阻；滤波电路包括第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、运算放大器、第十电阻、第十一电阻、第一二极管；峰值保持电路包括第四电容、第十二电阻；第六电阻与电压互感器的第一输入端连接，第七电阻的第一端与电压互感器的第二输出端、第八电阻的第一端共接，第八电阻的第二端与第二电容的第一端、第三电容的第一端共接，第三电容的第二端与第九电阻的第一端、运算放大器的正极输入端共接，运算放大器的负极输入端与第十电阻的第一端、第十一电阻的第一端共接，第十电阻的第二端接地，第十一电阻的第二端与运算放大器的输出端、第一二极管的阳极端共接，第一二极管的阴极端与第十二电阻的第一端、第四电容的第一端共接，第七电阻的第二端、第二电容的第二端、第九电阻的第二端、第十二电阻的第二端、第四电容的第二端共接后接地，其中，如图3，第六电阻、电压互感器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、运算放大器、第十电阻、第十一电阻、第一二极管、第四电容、第十二电阻分别为r6、u2、r7、r8、r9、c2、c3、u3、r10、r11、d3、c4、r12。
76.第二方面，如图4，图4是本发明中电动车充电自动管理方法第一实施例示意图，一
种电动车充电自动管理方法，利用第一方面的自动管理系统，包括：步骤100、检测电动车辆实时充电量信息，并将该充电量信息传输到控制单元；步骤200、根据电动车电能需求、变压器二次侧总负荷对电动车进行分时段充电；步骤300、将电动车充电状态信息传输到云端、车辆终端或者用户移动控制终端。
77.优选地，如图5，图5是本发明中电动车充电自动管理方法第二实施例示意图，步骤200包括步骤210、根据获取的用户充电需求信息及实时价格信息，获取用户的价格敏感度信息；步骤220、通过根据价格敏感度信息分时段对电动车用户充电进行计价对电动汽车充电需求进行调整。
78.实施本发明所述的电动车充电自动管理系统及方法，通过物联网通讯技术将电动汽车终端、移动终端及充电桩，根据电网系统运行状态，通过分时段计价对用户充电需求进行分时段管理，达到了削峰填谷的调度目标，解决了现有小区中充电桩无法满足短时、功率大及不确定性充电需求，且充电桩之间缺少通讯连接，无法根据变压器的额定功率和用户的需求对区域内的充电桩进行调度的问题。
79.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。