CN104933466B 一种基于电动汽车充电优先级的充电调度系统及方法

本发明公开了一种基于电动汽车充电优先级充电调度系统及方法,系统包括子节点装置和锚节点装置,子节点装置安装于子节点充电桩处,用于充电桩数据的采集;锚节点装置安装于锚节点充电桩处,用于数据整合和处理,执行充电调度算法,处理用户反馈信息,进行充电调度。本发明根据锚节点的位置进行区域划分,一个锚节点管理若干子节点,提高了数据收集和运算的效率。所用的充电调度算法根据电动汽车和充电桩的信息,进行两次充电优先程度评估,并对最终的优先程度评估值进行全局的比较,确定电动汽车在各个可达充电桩处的相对优先级,实现了全局的求解。本发明提高了充电桩资源的利用率以及电动汽车的充电效率,提高了电动汽车充电系统的性能。

 

CN104933466B 一种基于电动汽车充电优先级的充电调度系统及方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域,涉及一种充电调度系统及方法,尤其是一种基于电动汽车充电优先级的充电调度系统及方法。
背景技术
近年来,化石能源枯竭,环境污染严重,研究开发新能源汽车成为建设资源节约、环境友好型社会的必由之路。在这种背景下,电动汽车应运而生。然而电动汽车历经多年发展也未能进入千家万户,这是因为其固有的局限性一直未能突破:储能少、行驶里程短、充电慢,需要借助公用充电装置接力充电才能保障续航能力。然而目前对此类问题的解决方法集中在汽车动力电池建模与电动汽车充电对电网性能的影响等领域,而且没有实质性的突破。因此对电动汽车进行充电调度,提高充电效率,实现充电桩资源最优化分配,是目前最行之有效的解决方法。
当前,大数据处理和云计算技术发展兴盛,为电动汽车和充电桩数据的获取及处理打下的基础。通过对电动汽车和充电桩的众多类型数据的获取以及高速处理,合理高效地获取充电桩分配方案,进行充电调度。
发明内容
本发明主要是解决电动汽车充电系统整体运行效率低、充电桩资源利用率低的问题,提供了一种通过对电动汽车剩余电量、电动汽车位置坐标、电动汽车类型等级、电动汽车车主会员等级等电动汽车数据以及充电桩是否可以工作、充电桩是否过载、充电桩位置坐标,充电桩所在路段车流量,充电桩所在路段车辆平均车速和充电桩队列中电动汽车的预计充电完成时间等充电桩数据的采集以及算法处理来进行电动汽车充电优先级计算,并根据优先级信息来进行充电调度的系统及方法。
本发明的系统所采用的技术方案是:一种基于电动汽车充电优先级的充电调度系统,其特征在于:包括子节点装置和锚节点装置;
所述的子节点装置安装于子节点充电桩处,包括第一中央控制器、第一无线通讯模块、第一车速监测模块和第一流量监测模块,所述的第一流量监测模块和第一车速监测模块将所在路段的车流量信息以及车辆平均行车速度信息进行采集传送给第一中央处理器,第一中央处理器将数据进行汇总和预处理后,通过第一无线通信模块将子节点充电桩信息发送给锚节点充电桩;
所述的锚节点装置安装于锚节点充电桩处,包括第二中央控制器、第二无线通讯模块、第二车速监测模块、第二流量监测模块和算法处理模块,所述的第二无线通信模块接收发送充电请求的电动汽车的信息和所辖区域中子节点充电桩的信息,传送给第二中央控制器,第二流量监测模块和第二车速监测模块采集锚节点充电桩所在路段的车流量信息以及车辆平均行车速度信息采集并传递给第二中央处理器,第二中央处理器将数据进行汇总和预处理后,传递给算法处理模块执行充电调度算法,计算结果传递给第二中央处理器进行处理得到优先级信息,第二无线通信模块将优先级信息发送给用户。
本发明的方法所采用的技术方案是:一种基于电动汽车充电优先级的充电调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:电动汽车发出充电请求;
步骤2:各个锚节点装置通过第二无线通讯模块获取各个发送充电请求的电动汽车的信息;
步骤3:各个锚节点装置通过第二无线通讯模块获取所辖区域中各个子节点充电桩的信息;
步骤4:各个锚节点装置通过第二中央处理器将所获信息进行汇总处理,并将处理后的数据作为参数传递给算法处理模块;
步骤5:各个锚节点装置的算法处理模块执行充电调度算法并将计算得到的发送充电请求的电动汽车在所辖区域各子节点充电桩处的充电优先程度评估值反馈给第二中央处理模块;
步骤6:各个锚节点装置将同一电动汽车在各自管辖区域的充电桩处的充电优先程度评估值进行比较,最终得到电动汽车在各个可选充电桩处的相对充电优先级;
步骤7:各个锚节点装置将充电优先级信息通过第二无线通信模块发送给电动汽车车主,并在定时器所限时间内等待车主反馈信息并进行处理,完成充电调度。
作为优选,步骤2中所述的各个锚节点装置通过第二无线通讯模块获取各个发送充电请求的电动汽车的信息包括电动汽车剩余电量信息、电动汽车相对于绝对零点的坐标信息、电动汽车类型等级信息、电动汽车车主会员等级信息。
作为优选,步骤3中所述的各个锚节点装置通过第一无线通讯模块获取所辖区域中各个子节点充电桩的信息包括充电是否可以工作信息、充电桩的是否过载信息、充电桩相对于绝对零点的坐标信息、所在路段车流量信息、所在路段车辆平均车速信息和队列中电动汽车的预计充电完成时间信息。
作为优选,步骤5中所述的充电调度算法,其具体实现包括以下子步骤:
步骤5.1:锚节点装置从数据中提取发出充电请求的电动汽车的绝对坐标,结合自身的绝对坐标,求出电动汽车相对于该锚节点的相对坐标;
步骤5.2:锚节点充电桩从数据中提取所辖区域内子节点充电桩的绝对坐标,结合自身的绝对坐标,求出子节点充电桩相对于该锚节点充电桩的相对坐标;
步骤5.3:根据发出充电请求的电动汽车相对于该锚节点的相对坐标、锚节点充电桩所辖区域中所有子节点充电桩相对于该锚节点充电桩的相对坐标和锚节点充电桩所辖区域中所有子节点充电桩是否可以工作信息,根据Dijkstra算法计算电动汽车到达该区域可工作的各个充电桩的最短路径并根据距离值由小到大排序,结合所选路径数量的下限和距离值之比超出预设阈值的两条相邻的路径在序列中的位置,确定序列中前若干条路径为分析对象;
步骤5.4:对各路径进行分段,锚节点装置获取路径上各路段端点处充电桩相对于该锚节点充电桩的相对坐标、所在路段的车辆平均速度和车流量,求得电动汽车通过各路径到达充电桩的时间;
步骤5.5:根据电动汽车的剩余电量,结合电池特性,计算得到其在各路径上的最大行驶时间,选择出最大行驶时间允许的路径作为目标路径;
步骤5.6:每条目标路径对应一处目标充电桩,通过电动汽车的类型等级、电动汽车车主会员等级、目的充电桩是否过载以及队列中电动汽车的预计充电完成时间来对电动汽车在该目标充电桩处的优先程度进行评估;
步骤5.7:比较同时发送充电请求的电动汽车中将同一区域中同一充电桩作为目标充电桩的若干电动汽车在该充电桩处的优先程度评估值,优先程度评估值越小,处理优先级越高;处理优先程度低的电动汽车的优先程度评估值通过结合处理优先级较高的若干辆电动汽车的处理的结果进行更正,获得电动汽车在该充电桩处最终的优先程度评估值。
作为优选,步骤6中所述的最终得到电动汽车在各个可选充电桩处的相对充电优先级的具体方法为:比较电动汽车在所有区域中所有可选充电桩处的优先程度并排序,确定电动汽车在所有区域中所有可选充电桩处的相对优先级。
作为优选,步骤7中所述的处理车主反馈信息,其具体实现包括以下子步骤:
步骤7.1:各个锚节点装置将充电优先级信息通过第二无线通信模块发送给电动汽车车主,并推荐相对充电优先级高的充电桩为目的充电桩;
步骤7.2:第二中央处理器开始定时。
步骤7.3:第二中央处理器等待电动汽车车主选择目的充电桩;
步骤7.4:判断在定时是否结束以及电动汽车车主是否完成选择;
若定时未结束且电动汽车车主未选择目的充电桩,则重复步骤7.3;
若定时未结束且电动汽车车主做出目的充电桩的选择,则完成充电预约;
若定时结束但电动汽车车主未做出目的充电桩的选择,则结束调度;
步骤7.5:完成预约的电动汽车进入目的充电桩的充电队列中,当接受到充电允许提示后,第二中央处理器开始定时;
步骤7.6:第二中央处理器等待电动汽车进行充电;
步骤7.7:判断在定时是否结束以及电动汽车是否开始充电;
若定时未结束且电动汽车未开始充电,则重复步骤7.6;
若定时未结束且电动汽主开始进行充电,则调度结束;
若定时结束但电动汽车未开始进行充电,则放弃对该电动汽车的等待,结束调度。
本发明具有如下优点:
1.获取数据类型全面,通过充电调度算法,可进行最合理的求解;
2.通过对电动汽车在充电桩处的充电优先程度进行初次评估来建立处理优先级队列,并在此队列基础上获取最终的优先程度评估值,体现出时序上的合理性;
3,通过对电动汽车在各区域可选充电桩处的优先程度评估值的比较来获取电动汽车在各充电桩处的相对优先级,向电动汽车车主推荐相对优先级较高的充电桩最为目标充电桩,可实现充电桩资源分配的最优化,提高整体充电效率。
附图说明
图1:是本发明实施例的系统子节点装置结构框图。
图2:是本发明实施例的系统锚节点装置结构框图。
图3:是本发明实施例的系统锚节点装置与子节点装置的分布示意图。
图4:是本发明实施例的系统数据处理示意图。
图5:是本发明实施例的方法流程图。
图6:是本发明实施例的方法中充电调度算法的的流程图。
图7:是本发明实施例的方法中锚节点装置处理电动汽车车主反馈信息的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述,应当理解,此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
请见图1、图2、图3和图4,本发明提供的一种基于电动汽车充电优先级的充电调度系统,包括子节点装置和锚节点装置;子节点装置安装于子节点充电桩处,包括第一中央控制器、第一无线通讯模块、第一车速监测模块和第一流量监测模块,所述的第一流量监测模块和第一车速监测模块将所在路段的车流量信息以及车辆平均行车速度信息进行采集传送给第一中央处理器,第一中央处理器将数据进行汇总和预处理后,通过第一无线通信模块将子节点充电桩信息发送给锚节点充电桩;锚节点装置安装于锚节点充电桩处,包括第二中央控制器、第二无线通讯模块、第二车速监测模块、第二流量监测模块和算法处理模块,所述的第二无线通信模块接收发送充电请求的电动汽车的信息和所辖区域中子节点充电桩的信息,传送给第二中央控制器,第二流量监测模块和第二车速监测模块采集锚节点充电桩所在路段的车流量信息以及车辆平均行车速度信息采集并传递给第二中央处理器,第二中央处理器将数据进行汇总和预处理后,传递给算法处理模块执行充电调度算法,计算结果传递给第二中央处理器进行处理得到优先级信息,第二无线通信模块将优先级信息发送给用户。
请见图5,本发明提供的一种基于电动汽车充电优先级的充电调度方法,包括以下步骤:
步骤1:电动汽车发出充电请求;
步骤2:各个锚节点装置通过第二无线通讯模块获取各个发送充电请求的电动汽车的信息(包括电动汽车剩余电量Car_Q(CQ)、电动汽车相对于绝对零点的坐标Car_Absolute_X,Car_Absolute_Y(CAX,CAY)、电动汽车类型等级Car_Level(CL)、电动汽车车主会员等级Owner_Level(OL)等);
步骤3:各个锚节点装置通过第二无线通讯模块获取所辖区域中各个子节点充电桩的信息(包括充电是否可以工作Point_Enable(PE)、充电桩的是否过载Point_Overload(PO)、充电桩相对于绝对零点的坐标Point_Absolute_X(PAX),Point_Absolute_Y(PAY),所在路段车流量Point_Traffic_Flow(PTF),所在路段车辆平均车速Point_Traffic_Velocity(PTV)和队列中电动汽车的预计充电完成时间[Charging_Time_1(CT1),..Charging_Time_i(CTi)..,Charging_Time_n(CTn)]等);
步骤4:各个锚节点装置通过第二中央处理器将所获信息进行汇总处理,并将处理后的数据作为参数传递给算法处理模块;
步骤5:各个锚节点装置的算法处理模块执行充电调度算法并将计算得到的发送充电请求的电动汽车在所辖区域各子节点充电桩处的充电优先程度评估值反馈给第二中央处理模块;

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THE END
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