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CN112744113B - 一种电动汽车充电负荷分配方法及系统 - Google Patents

一种电动汽车充电负荷分配方法及系统 Download PDF

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CN112744113B CN202011606943.0A CN202011606943A CN112744113B CN 112744113 B CN112744113 B CN 112744113B CN 202011606943 A CN202011606943 A CN 202011606943A CN 112744113 B CN112744113 B CN 112744113B
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Abstract

本发明属于电动汽车充电负荷分配领域，提供了一种电动汽车充电负荷分配方法及系统。其中，电动汽车充电负荷分配方法包括启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。

Description

一种电动汽车充电负荷分配方法及系统
技术领域
本发明属于电动汽车充电负荷分配领域，尤其涉及一种电动汽车充电负荷分配方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
伴随着新能源电动汽车的普及，电动汽车充电设备也进入了高速发展阶段，如何充分利用充电桩功率提高充电效能、提高充电成功率等成为充电控制策略的研究重点，越来越多的精细化柔性处理成为未来的研究方向。
发明人发现，现有充电设备对充电机模块切换机制多数在充电启动前或启动过程中按照充电机模块的最大输出功率将充电机模块数量进行固定，充电过程中不再进行动态切换，并且在模块遇到故障或通讯中断时无法做出更加柔性的安全处理，操作及处理过程过于简单粗暴，大大降低了充电效能及充电成功率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种电动汽车充电负荷分配方法及系统，其将模块故障自动标记解列容错机制等与自动负荷分配系统进行融合，以提高充电效能及充电成功率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种电动汽车充电负荷分配方法。
在一个或多个实施例中，一种电动汽车充电负荷分配方法，包括：
启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
本发明的第二个方面提供一种电动汽车充电负荷分配系统。
在一个或多个实施例中，一种电动汽车充电负荷分配系统，包括：
负荷及功率动态分配模块，其用于启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
智能解列模块，其用于实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
在一个或多个实施例中，一种电动汽车充电负荷分配系统，包括充电主控单元、功率控制单元、开关模块和充电模块；所述充电主控单元设置在充电桩内，充电主控单元与车辆BMS、功率控制单元、开关模块和充电模块分别相连；
所述充电主控单元，用于完成车辆BMS需求数据交互及有序充电负荷分配获取功率需求，充电过程中充电主控单元不断向功率控制单元更新当前最新功率需求；
所述功率控制单元，用于通过控制开关模块及充电模块实现以下步骤：以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
在负荷分配及充电过程中，实时获取充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的电动汽车充电负荷分配方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的电动汽车充电负荷分配方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)提出了一种充电功率阶梯有序无损调度方法，通过不同模块的功率等级建立功率梯度，基于先到先得最小充电及功率平衡配比原则实现充电过程中模块的安全有效分配，解决了充电设备功率分配不均和无法动态安全调度的问题，提高了充电功率的有效利用率。
(2)提出了一种功率模块智能解列方法，通过自动预判机制预分析故障功率模块，进行单点停机剔除修复，实现了故障发生时功率模块的自动解列退出，消除了继续服务的安全隐患，解决了因功率模块故障引发整机中止充电服务问题，提高了充电设备的服务友好性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的电动汽车充电负荷分配系统结构示意图；
图2是本发明实施例的功率动态负荷分配流程图；
图3是本发明实施例的功率动态平衡分配流程图；
图4是本发明实施例的故障模块自动解列流程图；
图5是本发明实施例的充电过程中动态热加减流程图；
图6是本发明实施例的负荷失败标记处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
本实施例的一种电动汽车充电负荷分配方法，其包括：
启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列，如图4所示。其中，柔性处理机制就是故障模块的自动解列流程。
如图2所示，在随充电功率需求变化实时动态分配充电模块的过程中，当电动汽车充电功率需求增加时，判断需求功率大于当前输出能力+单功率组或单充电模块输出能力的预设比例，查找可用未标记功率组或充电模块，进行动态充电模块热加操作。
在随充电功率需求变化实时动态分配充电模块的过程中，当需求减少时，判断需求功率<当前输出能力–单功率组或单充电模块输出能力，待车辆需求稳定后进行动态充电模块的热切操作。
如图5所示，动态充电模块热加操作的过程为：
充电过程中当功率曲线上升车辆需求增加需要增加功率组或充电模块数量时，控制充电模块或功率组开机且调整输出电压，调整后的输出电压比当前输出电压低第一预设电压值，待电压稳定后通过开关模块控制加入当前输出回路。
充电模块的热切操作的过程为：
当功率曲线下降或车辆需求减少时，对要切除模块或功率组调整输出电压，调整后的输出电压比当前输出电压低第二预设电压值，待电压稳定时通过开关模块控制切出当前输出回路，切出后进行停机操作。其在保证安全的情况下精准进行功率切换操作，无需进行停机处理，保证了充电过程的连续性。
如图3所示，在调整各个充电枪口的功率配比的过程中，以电动汽车最大需求功率比例关系为原则，动态计算每个充电枪口的最大需求，不断调整各个充电枪口的功率配比，以达到功率分配平衡。
如图6所示，对充电模块或功率组进行标记关机处理后，延迟预设时间后再次负荷分配时优先查找未标记模块或功率组进行操作。其能够磨损均衡，防止模块的过分使用及长时间未使用。
在保证充电过程安全可靠的情况下尽可能的提高充电系统的效能：流程控制简单，易实现；对充电功率进行精细化操作，提高了充电模块或功率组的利用率；切换过程尽可能减少对硬件的冲击，从理论基础上提搞了硬件的使用寿命；负荷分配方案更加丰富和柔性，不断调整使充电设备输出处于最优状态。
实施例二
本实施例的一种电动汽车充电负荷分配系统，其包括：
负荷及功率动态分配模块，其用于启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
智能解列模块，其用于实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
如图1所示，在另一实施例中，一种电动汽车充电负荷分配系统，其包括充电主控单元、功率控制单元、开关模块和充电模块；所述充电主控单元设置在充电桩内，充电主控单元与车辆BMS、功率控制单元、开关模块和充电模块分别相连；
所述充电主控单元，用于完成车辆BMS需求数据交互及有序充电负荷分配获取功率需求，充电过程中充电主控单元不断向功率控制单元更新当前最新功率需求；
所述功率控制单元，用于通过控制开关模块及充电模块实现以下步骤：以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
在负荷分配及充电过程中，实时获取充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的电动汽车充电负荷分配方法中的步骤。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的电动汽车充电负荷分配方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种电动汽车充电负荷分配方法，其特征在于，包括：
启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
动态充电模块热加操作的过程为：
充电过程中当功率曲线上升车辆需求增加需要增加功率组或充电模块数量时，控制充电模块或功率组开机且调整输出电压，调整后的输出电压比当前输出电压低第一预设电压值，待电压稳定后通过开关模块控制加入当前输出回路；
充电模块的热切操作的过程为：
当功率曲线下降或车辆需求减少时，对要切除模块或功率组调整输出电压，调整后的输出电压比当前输出电压低第二预设电压值，待电压稳定时通过开关模块控制切出当前输出回路，切出后进行停机操作；
实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电负荷分配方法，其特征在于，在随充电功率需求变化实时动态分配充电模块的过程中，当电动汽车充电功率需求增加时，判断需求功率大于当前输出能力+单功率组或单充电模块输出能力的预设比例，查找可用未标记功率组或充电模块，进行动态充电模块热加操作。
3.如权利要求1所述的电动汽车充电负荷分配方法，其特征在于，在随充电功率需求变化实时动态分配充电模块的过程中，当需求减少时，判断需求功率<当前输出能力–单功率组或单充电模块输出能力，待车辆需求稳定后进行动态充电模块的热切操作。
4.如权利要求1所述的电动汽车充电负荷分配方法，其特征在于，在调整各个充电枪口的功率配比的过程中，以电动汽车最大需求功率比例关系为原则，动态计算每个充电枪口的最大需求，不断调整各个充电枪口的功率配比，以达到功率分配平衡。
5.如权利要求1所述的电动汽车充电负荷分配方法，其特征在于，对充电模块或功率组进行标记关机处理后，延迟预设时间后再次负荷分配时优先查找未标记模块或功率组进行操作。
6.一种电动汽车充电负荷分配系统，其特征在于，包括：
负荷及功率动态分配模块，其用于启动充电流程，以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
动态充电模块热加操作的过程为：
充电过程中当功率曲线上升车辆需求增加需要增加功率组或充电模块数量时，控制充电模块或功率组开机且调整输出电压，调整后的输出电压比当前输出电压低第一预设电压值，待电压稳定后通过开关模块控制加入当前输出回路；
充电模块的热切操作的过程为：
当功率曲线下降或车辆需求减少时，对要切除模块或功率组调整输出电压，调整后的输出电压比当前输出电压低第二预设电压值，待电压稳定时通过开关模块控制切出当前输出回路，切出后进行停机操作；
智能解列模块，其用于实时获取充电过程中的充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
7.一种用于权利要求1-5任一所述的电动汽车充电负荷分配方法的充电负荷分配系统，其特征在于，包括充电主控单元、功率控制单元、开关模块和充电模块；所述充电主控单元设置在充电桩内，充电主控单元与车辆BMS、功率控制单元、开关模块和充电模块分别相连；
所述充电主控单元，用于完成车辆BMS需求数据交互及有序充电负荷分配获取功率需求，充电过程中充电主控单元不断向功率控制单元更新当前最新功率需求；
所述功率控制单元，用于通过控制开关模块及充电模块实现以下步骤：以先到先得及最小充电为原则，随充电功率需求变化实时动态分配充电模块，同时调整各个充电枪口的功率配比，以实现功率平衡分配；
在负荷分配及充电过程中，实时获取充电模块或功率组的状态，若充电模块或功率组产生通信中断或故障，则采用柔性处理机制将充电模块或功率组标记关机并从本次充电中解列；当充电模块或功率组连续累计标记关机的次数超过预设阈值时，将该功率组或充电模块从系统中解列。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的电动汽车充电负荷分配方法中的步骤。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的电动汽车充电负荷分配方法中的步骤。
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