一种电动汽车充电系统及方法技术方案

本公开提供了一种电动汽车充电系统及方法，包括至少一个充电站和充电管理平台，所述充电站内包括多个充电设备，每个充电设备包括多个并联的充电模块；充电管理平台被配置为接收各充电设备发送的功率需求请求，获取空闲充电设备队列中各充电模块的状态信息，根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值，根据功率需求请求和状态信息动态分配投入的充电模块数量；根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择相应数量的最优充电模块分配至运行充电设备队列中。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电系统及方法
本公开属于充电系统领域，具体涉及一种电动汽车充电系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。大功率群充系统主要适用于公交站、物流站、公共运营站等场站式用户的车辆充电需求。具备功率和枪数灵活配置、充电模块动态切换、充电模块输出特性曲线追踪、功率智能负荷分配等特点，满足用户“慢充”“快补”等多元化的充电策略，大大提高设备的利用率和综合充电服务效能。目前市场上的大功率快充桩为了适用于多种功率等级的新能源车，目前，市场上的直流充电设备依靠充电模块将输入的三相交流电经过整流、滤波和稳压后输出直流电流来提供充电车辆所需的电流，通过改变充电模块的数量来调节直流充电设备的功率等级，以此适用于多种类型的电动汽车。为了保证能够输出足够大的充电电流，充电设备内采用多台充电模块并联的方式进行电流输出，所需电流均分到每台充电模块。据专利技术人了解，目前的大功率群充桩为一机多桩系统，其充电模块的数量庞大，在功率分配时上述方案并没有考虑各充电模块的实际损耗情况，会存在充电模块使用不均衡的问题。同时，充电模块切换机制多数在充电启动前或启动过程中按照充电模块的最大输出功率将充电模块数量进行固定，充电过程中不再进行动态切换，但是充电过程中随着车辆需求曲线的变化以及充电模块输出特性曲线的变化，充电机功率的利用率会降低，大大降低充电效能。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种电动汽车充电系统及方法，本公开可以有效避免充电系统充电过程中充电模块使用不均衡。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种电动汽车充电系统，包括至少一个充电站和充电管理平台，所述充电站内包括多个充电设备，每个充电设备包括多个并联的充电模块；所述充电管理平台被配置为接收各充电设备发送的功率需求请求，获取空闲充电设备队列中各充电模块的状态信息，根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值，根据功率需求请求和状态信息动态分配投入的充电模块数量；根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择相应数量的最优充电模块分配至运行充电设备队列中。上述技术方案通过充电模块的功率曲线进行实时追踪，并将追踪的数据和电动汽车BMS需求请求数据进行综合考虑，合理得到充电模块分配策略，利用各时刻得到的分配策略，判断所需充电模块的数量变化，以达到平衡各充电模块的损耗为目的，投入最为合适的充电模块，具有很强的普适性，且提高了充电设备的效能。充电设备包括但不限于充电机、充电桩等。作为可选择的实施方式，各充电设备发送的功率需求请求通过电动汽车车辆BMS需求数据进行确定。作为可选择的实施方式，所述充电管理平台，包括：第一接收模块，用于接收充电设备发送的功率需求请求；获取模块，用于获取空闲队列中各充电模块的状态信息；计算模块，用于利用负载均衡算法根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值；功率分配模块，用于根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择最优充电模块分配至所述充电设备的运行队列，且选择的最优充电模块的功率总和大于等于功率需求请求。作为可选择的实施方式，所述功率分配模块包括：排序子模块，用于按照所述优先值由大到小的顺序对所述空闲队列中的所述充电模块进行排序；确定子模块，用于根据所述功率需求请求确定所述充电模块的需求数量；选择子模块，用于在所述空闲队列中按照所述由大到小的顺序选择所述需求数量的充电模块作为所述最优充电模块；分配子模块，用于将所述最优充电模块分配至所述充电设备的运行队列。作为可选择的实施方式，所述确定子模块在恒功率段，利用充电模块在恒功率段内功率不变，动态计算出恒功率阶段当前单充电模块的最大输出电流，根据电流计算出满足当前满足电动汽车需求所需模块个数。作为可选择的实施方式，所述确定子模块，在非恒功率段，根据充电模块的特性曲线变化，即当前最大输出电流等于当前输出电压和第一实数的差值与第二实数的乘积，计算出满足当前满足车辆需求所需模块个数，其中，第一实数和第二实数均为非零。作为可选择的实施方式，所述确定子模块根据当前的实际输出电压计算出当前充电模块的最大输出电流，用总的需求电流除单充电模块的最大输出电流获得模块数量，按照当前使用的充电模块数量与需求的充电模块数量进行对比，实现充电模块的数量加减控制。作为可选择的实施方式，所述功率分配模块还包括：第二接收模块，用于接收所述充电设备发送的功率减少请求；第一确定模块，用于根据所述功率减少请求确定所述充电模块的减少数量；第二确定模块，用于根据所述减少数量及所述充电设备的运行队列中各充电模块的状态信息确定待回收充电模块；功率回收模块，用于将所述待回收充电模块由所述充电设备的运行队列回收至所述空闲队列。一种电动汽车充电方法，包括以下步骤：接收各充电设备发送的功率需求请求；获取空闲充电设备队列中各充电模块的状态信息，根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值；根据功率需求请求和状态信息动态分配投入的充电模块数量；根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择相应数量的最优充电模块分配至运行充电设备队列中。作为可选择的实施方式，当所述状态信息包括运行时长、启动次数及理论使用时长时，所述利用负载均衡算法根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值，包括：根据公式ξi＝(Ti-ti)/Ti+1/ni计算所述各充电模块的优先值；其中，ξi为第i个充电模块的优先值，Ti为所述第i个充电模块的理论使用时长，ti为所述第i个充电模块的运行时长，ni为所述第i个充电模块的启动次数。作为可选择的实施方式，在根据所述优先值在所述空闲队列中选择最优充电模块分配至所述充电设备的运行队列之后，还包括：接收所述充电设备发送的功率减少请求；根据所述功率减少请求确定所述充电模块的减少数量；根据所述减少数量及所述充电设备的运行队列中各充电模块的状态信息确定待回收充电模块；将所述待回收充电模块由所述充电设备的运行队列回收至所述空闲队列。作为可选择的实施方式，定时对所述空闲队列中的充电模块进行故障检测；当发现故障模块时，将所述故障模块从所述空闲队列中移除到无效队列中；当接收到所述故障模块替换完成的信息时，将所述故障模块从所述无效队列中添加到所述空闲队列中。作为可选择的实施方式，若需要减少模块数量，则调节设定数量的充电模块电压降低至设定值后进行切除，若需要增加模块数量，则调节设定数量的充电模块电压上升至设定值后投入充电，继续调整电压值到需求电压。作为可选择的实施方式，如果当前充电设备没有空闲充电模块，强制从其他充电输出回路切回一组充电模块。还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述电动汽车充电方法的步骤。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车充电系统，其特征是：包括至少一个充电站和充电管理平台，所述充电站内包括多个充电设备，每个充电设备包括多个并联的充电模块；/n所述充电管理平台被配置为接收各充电设备发送的功率需求请求，获取空闲充电设备队列中各充电模块的状态信息，根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值，根据功率需求请求和状态信息动态分配投入的充电模块数量；/n根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择相应数量的最优充电模块分配至运行充电设备队列中。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电系统，其特征是：包括至少一个充电站和充电管理平台，所述充电站内包括多个充电设备，每个充电设备包括多个并联的充电模块；
所述充电管理平台被配置为接收各充电设备发送的功率需求请求，获取空闲充电设备队列中各充电模块的状态信息，根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值，根据功率需求请求和状态信息动态分配投入的充电模块数量；
根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择相应数量的最优充电模块分配至运行充电设备队列中。


2.如权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：各充电设备发送的功率需求请求通过电动汽车车辆BMS需求数据进行确定。


3.如权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：所述充电管理平台，包括：
第一接收模块，用于接收充电设备发送的功率需求请求；
获取模块，用于获取空闲队列中各充电模块的状态信息；
计算模块，用于利用负载均衡算法根据所述状态信息计算所述各充电模块的优先值；
功率分配模块，用于根据所述优先值和数量在所述空闲队列中选择最优充电模块分配至所述充电设备的运行队列，且选择的最优充电模块的功率总和大于等于功率需求请求。


4.如权利要求3所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：所述功率分配模块包括：
排序子模块，用于按照所述优先值由大到小的顺序对所述空闲队列中的所述充电模块进行排序；
确定子模块，用于根据所述功率需求请求确定所述充电模块的需求数量；
选择子模块，用于在所述空闲队列中按照所述由大到小的顺序选择所述需求数量的充电模块作为所述最优充电模块；
分配子模块，用于将所述最优充电模块分配至所述充电设备的运行队列。


5.如权利要求4所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：所述确定子模块在恒功率段，利用充电模块在恒功率段内功率不变，动态计算出恒功率阶段当前单充电模块的最大输出电流，根据电流计算出满足当前满足电动汽车需求所需模块个数。


6.如权利要求4所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：所述确定子模块，在非恒功率段，根据充电模块的特性曲线变化，即当前最大输出电流等于当前输出电压和第一实数的差值与第二实数的乘积，计算出满足当前满足车辆需求所需模块个数，其中，第一实数和第二实数均为非零。


7.如权利要求4所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：所述确定子模块根据当前的实际输出电压计算出当前充电模块的最大输出电流，用总的需求电流除单充电模块的最大输出电流获得模块数量，按照当前使用的充电模块数量与需求的充电模块数量进行对比，实现充电模块的数量加减控制。


8.如权利要求4所述的一种电动汽车充电系统，其特征是：所述功率分配模块还包括：
第二接收模块，用于接收所述充电设备发送的功率减少请求；
第一确定模块，用于根据所述功率减少请求确定所述充电模块的减少数量；
第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立军，段连君，刘雷，王渝华，胡勇，胡超，尚文政，庄德才，卜宪林，侯仁泉，李建康，崔亚鹏，李磊，吴韶鑫，蒋洪轩，
申请(专利权)人：山东鲁能软件技术有限公司智能电气分公司，
类型：发明
国别省市：山东;37