一种基于物联网的充电桩系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于物联网的充电桩系统及其控制方法，包括充电站控制中心、通信模块、充电桩，还包括电池包信息存储装置，所述电动汽车与充电站控制中心通信连接后，充电站控制中心匹配出电动汽车适用的充电端口，并完成电动汽车与充电桩的配对，生成的配对信息引导电动汽车至充电桩的充电位置。本发明专利技术通过电池包信息存储装置与电动汽车电池信息的匹配获得适用的充电指令，有效避免了电动汽车充电对电网负载造成不稳定的影响，提高消费者对电动车辆行驶里程、性能、可靠性以及电动车辆的蓄电池对充电相关联的时间、成本和方便性的期望，配对信息指引电动车至充电区域，提高电动汽车充电的方便性和快捷性，保证电动汽车在推广普及过程中的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的充电桩系统及其控制方法
本专利技术涉及车辆充电系统，具体涉及一种基于物联网的充电桩系统及其控制方法。
技术介绍
电动车辆（EV）需要周期性的再充电，这是通过将EV连接至充电器完成的，该充电器从供电线路接收其功率。EV充电器的功率消耗特性是这样的，当EV最初充电时，EV充电器汲取大量的功率；相反，当无EV连接至该充电器时，或当有EV连接但它具有“几乎已满的”电荷或“已满”的电荷时，该充电器需要非常少的功率或不需要功率。在所有情况下，充电器汲取功率的时间与为EV充电的时间的比例小于100%，且在一些情况下，可能非常低，仅为百分之几。尽管当EV充电已满时充电器可以自动地关掉EV充电，但供电线路和其他具体位置的基础设置是额定的以支持大致固定量的功率，这样就使得充电器没有被充分利用，更加不利于用户的充电体验，如果想要更多的充电器，则必须以额外的成本和延时增建额外的电器基础设施，大大增加额外的成本，影响EV的认可和顺利进入市场。同时，在EV普及的过程中，插电式混合动力车辆也需要再充电，以利用与所建立基础设置关联的更低的能量成本，随着新能源汽车尤其是纯电动汽车在全球范围内尤其是在中国迅速推广普及，电动汽车由于厂家、标准、电池管理系统也各色各异，充电站（桩）数量少、分布不合理、用户对电池包充电差异性的担忧等问题，成为制约电动汽车日常使用便利性和进一步普及的最大瓶颈。申请号为201480025893.3、申请日为2014.05.13、申请人为特斯拉汽车公司公开了一篇专利名称为基于位置的充电控制系统的进入中国的PCT专利申请，该专利提供了一种根据对位置敏感的充电指令集自动地对电动车辆的蓄电池组进行充电的方法，根据汽车所在不同的位置设置不同的充电指令集，充电指令集包含预设充电计划和预设充电水平限制，不同的充电计划和不同的充电水平限制被预设用于不同的充电站和位置，用户根据车辆的位置选择充电指令集内优选的充电站和充电计划，该充电方法通过电动汽车根据位置选择充电站的方式，虽然在一定程度上提高了电动汽车和充电站的适用性问题，有效避免电动汽车对电网的负载造成不稳定的风险，并且使得充电系统满足与方便性有关的消费者期望和电动车辆相关联的潜在节能，但是该充电方法中的充电接口并不能匹配出与电动汽车电池包相适应的充电信息，并且当充电用户较多时，电动汽车与充电桩之间的相互匹配也存在着很多障碍，一方面造成了电力资源的浪费，另一方面在充电繁忙期间，适用充电桩位置很难找到，若全部采用最大输出功率充电桩，一方面造成大量电力资源的浪费，另一方面也使得充电桩、充电站的成本过高，影响用户的体验，从而影响电动汽车的普及应用。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出一种基于物联网的充电桩系统及其控制方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于物联网的充电桩系统，包括充电站控制中心，用于接收充电请求信息并完成与电动汽车匹配请求充电后充电桩的功率调配；通信模块，用于实现电动汽车与充电桩、充电站控制中心的通信连接；充电桩，所述充电桩被配置为在充电站控制中心作用下给电动汽车进行充电，还包括电池包信息存储装置，所述的电池包信息存储装置为云存储装置，用于存储电动汽车的电池包信息和对应电池包信息相适应的预设充电计划和预设充电水平限制，所述电动汽车与充电站控制中心通信连接后，充电站控制中心匹配出电动汽车适用的充电端口，并完成电动汽车与充电桩的配对，生成的配对信息引导电动汽车至充电桩的充电位置。所述的充电桩包括输入电源、控制单元、人机交互单元、充电桩通信单元、输出电压、电流监控单元、充电端口，充电桩通过充电桩通信单元与充电站控制中心通信连接，充电站控制中心通过电压、电流监控单元对充电桩的各个充电端口的输出功率实时监控，其中，电动汽车的电池信息无法与充电站控制中心的电池包信息存储装置匹配时，根据预设指令选择默认的充电计划和充电水平限制或者通过人机交互单元输入相应的充电计划和充电水平限制对电动汽车的蓄电池组进行充电。所述的充电站控制中心与各个充电桩之间设置有供电线路断路器，所述供电线路断路器用以限制供电期间与充电系统相连接的电动汽车所汲取的总功率，在充电桩上设置功率分配模块，使得充电桩上的充电端口都能满足电动汽车的充电请求，任何给定的充电桩或所有充电桩不超过供电线路断路器的限制，所述充电桩通过充电桩通信单元与充电站控制中心连接，充电站控制中心实时获得各个充电桩充电接口的由EV汲取的充电电流、充电电压、所消耗的充电功率、以及当前电网的负载状态。在充电桩和电动汽车之间设置有位置感应牵引装置，所述电动汽车在通信模块作用下与充电桩配对后，在位置感应牵引装置作用下将电动汽车引导至充电区域。所述的功率分配模块被配置为调整充电桩上充电接口的输出电压、输出电流，功率分配模块还包括优先次序确定器，所述的优先次序确定器基于充电站控制中心接收到的充电汽车的请求信息分配给充电桩适充电接口的优先次序排列，所述的优先次序排列后的请求充电的电动汽车满足充电桩适充接口的输出电压、输出电流以及EV充电所消耗的功率不超过充电桩的充电功率和充电站控制中心的供电线路断路器限制的功率。一种基于物联网的充电桩系统的控制方法：步骤1、电动汽车请求充电；步骤2、电动汽车请求充电的信号通过通信模块传输至充电站控制中心；步骤3、充电站控制中心通过通信模块获取电动汽车电池信息；步骤4、充电站控制中心将获取的电动汽车电池信息与充电站控制中心的电池包信息存储装置进行匹配；步骤5、若匹配成功，则充电站控制中心将与电动汽车相匹配的充电桩与电动汽车配对；步骤6、若匹配不成功，通过手动控制实现电动汽车与充电桩之间的配对；步骤7、通过配对信息指引电动汽车至充电桩充电位置，电动汽车与充电桩配合无误后开始充电。优选的，在步骤7中，当电动汽车与充电桩的适充接口配对完成后，电动汽车与充电桩之间通过位置感应牵引装置生成导引信息，所述的导引信息包括人体感官信息、无线信号传输信息、磁场感应信息中的一种或多种。进一步的，在步骤5中，当充电站控制中心有新的充电请求时，充电站控制中心通过充电桩上的功率分配模块首先判断再用充电桩是否有充电接口满足请求充电的电动汽车的电池需求，若有满足的，则充电站控制中心优先选择再用充电桩给电动汽车充电，若没有满足的，则通过启动一个未再用的充电桩开始对电动汽车进行充电，其中，充电站控制中心通过供电线路断路器、以及充电桩上设置的功率分配模块、优先次序确定器实现对请求充电电动汽车的充电功率、充电次序的调节与配置。更优选的，在步骤6中，若发出充电请求的电动汽车的电池信息与充电站控制中心的电池包信息存储装置不匹配时，充电站控制中心选择未再用的充电桩充电接口与电动汽车进行配对，配对后的引导信息导引电动汽车至充电桩的充电位置，用户通过人机交互单元选择相应的充电计划和充电水平限制，在充电站控制中心默认的时间内，用户没有选择相应的充电计划，则充电站控制中心根据预设选择默认的充电计划和充电水平限制，然后充电桩与电动汽车配合无误后开始充电。再进一步的，所述的充电站控制中心还具有预约功能，电动汽车电量小于预设阈值时，电动汽车自动启动请求充电功能，充电站控制中心根据车辆的位置信息、速度、方向优先选择相应的充电站进行匹配，其中定位步骤以及所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的充电桩系统，包括充电站控制中心，用于接收充电请求信息并完成与电动汽车匹配请求充电后充电桩的功率调配；通信模块，用于实现电动汽车与充电桩、充电站控制中心的通信连接；充电桩，所述充电桩被配置为在充电站控制中心作用下给电动汽车进行充电，其特征在于：还包括电池包信息存储装置，所述的电池包信息存储装置为云存储装置，用于存储电动汽车的电池包信息和对应电池包信息相适应的预设充电计划和预设充电水平限制，所述电动汽车与充电站控制中心通信连接后，充电站控制中心匹配出电动汽车适用的充电端口，并完成电动汽车与充电桩的配对，生成的配对信息引导电动汽车至充电桩的充电位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的充电桩系统，包括充电站控制中心，用于接收充电请求信息并完成与电动汽车匹配请求充电后充电桩的功率调配；通信模块，用于实现电动汽车与充电桩、充电站控制中心的通信连接；充电桩，所述充电桩被配置为在充电站控制中心作用下给电动汽车进行充电，其特征在于：还包括电池包信息存储装置，所述的电池包信息存储装置为云存储装置，用于存储电动汽车的电池包信息和对应电池包信息相适应的预设充电计划和预设充电水平限制，所述电动汽车与充电站控制中心通信连接后，充电站控制中心匹配出电动汽车适用的充电端口，并完成电动汽车与充电桩的配对，生成的配对信息引导电动汽车至充电桩的充电位置。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的充电桩系统，其特征在于：所述的充电桩包括输入电源、控制单元、人机交互单元、充电桩通信单元、输出电压、电流监控单元、充电端口，充电桩通过充电桩通信单元与充电站控制中心通信连接，充电站控制中心通过电压、电流监控单元对充电桩的各个充电端口的输出功率实时监控，其中，电动汽车的电池信息无法与充电站控制中心的电池包信息存储装置匹配时，根据预设指令选择默认的充电计划和充电水平限制或者通过人机交互单元输入相应的充电计划和充电水平限制对电动汽车的蓄电池组进行充电。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的充电桩系统，其特征在于：所述的充电站控制中心与各个充电桩之间设置有供电线路断路器，所述供电线路断路器用以限制供电期间与充电系统相连接的电动汽车所汲取的总功率，在充电桩上设置功率分配模块，使得充电桩上的充电端口都能满足电动汽车的充电请求，任何给定的充电桩或所有充电桩不超过供电线路断路器的限制，所述充电桩通过充电桩通信单元与充电站控制中心连接，充电站控制中心实时获得各个充电桩充电接口的由EV汲取的充电电流、充电电压、所消耗的充电功率、以及当前电网的负载状态。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的充电桩系统，其特征在于：在充电桩和电动汽车之间设置有位置感应牵引装置，所述电动汽车在通信模块作用下与充电桩配对后，在位置感应牵引装置作用下将电动汽车引导至充电区域。5.根据权利要求1或3所述的一种基于物联网的充电桩系统，其特征在于：所述的功率分配模块被配置为调整充电桩上充电接口的输出电压、输出电流，功率分配模块还包括优先次序确定器，所述的优先次序确定器基于充电站控制中心接收到的充电汽车的请求信息分配给充电桩适充电接口的优先次序排列，所述的优先次序排列后的请求充电的电动汽车满足充电桩适充接口的输出电压、输出电流以及EV充电所消耗的功率不超过充电桩的充电功率和充电站控制中心的供电线路断路器限制的功率。6.一种基于物联网的充电桩系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑坚江，邵柳东，黄晓玲，
申请(专利权)人：宁波三星智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33