基于電網(wǎng)調(diào)度的電動(dòng)汽車換電方法和換電服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充換電技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于電網(wǎng)調(diào)度的電動(dòng)汽 車換電方法和換電服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著動(dòng)力電池技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)汽車W其高效、節(jié)能、低噪聲、零排放的優(yōu)勢(shì) 在不少發(fā)達(dá)國(guó)家初具規(guī)模，并將在未來(lái)市場(chǎng)中得到快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。動(dòng)力電池W 租賃的形式提供給電動(dòng)汽車車主，進(jìn)站車輛對(duì)整車電池進(jìn)行分箱更換，W達(dá)到快速進(jìn)站換 電、快速出站運(yùn)行的目的。電池租賃可W降低用戶的購(gòu)車費(fèi)用、提高電池利用率、延長(zhǎng)電池 壽命。同時(shí)，集中型充電站便于管理、能降低隨機(jī)充電給電網(wǎng)帶來(lái)的波動(dòng)。
[0003] 在V2G(VehicletoGrid)模式中，電池作為移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，一方面可W為電動(dòng)汽 車提供行駛動(dòng)力，一方面在車輛停駛時(shí)可W將電能返還到電網(wǎng)中，用于削峰填谷。但是，送 需要對(duì)電網(wǎng)接入系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并大量安裝接入設(shè)備。同時(shí)，電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中，具有 隨機(jī)性、分散性和不確定性的特點(diǎn)，在V2G背景下的存在系統(tǒng)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)困難等問(wèn)題。
[0004] B2G模式度atterytoGrid)克服了電池管理困難、對(duì)電網(wǎng)沖擊大的缺點(diǎn)，為電動(dòng) 汽車的發(fā)展提供了新思路。然而，集中充換電站若不考慮配電網(wǎng)負(fù)荷情況而對(duì)電池進(jìn)行無(wú) 序充電，仍然會(huì)對(duì)電網(wǎng)用電調(diào)度造成影響，也不能完全滿足電動(dòng)汽車對(duì)換電的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電池管理困難、對(duì)電網(wǎng)沖擊大缺陷，根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)方面，提出一種基于電網(wǎng)調(diào)度的電動(dòng)汽車換電方法。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于電網(wǎng)調(diào)度的電動(dòng)汽車換電方法，包括：車載終端獲 取電動(dòng)汽車的電池狀態(tài)信息，電池狀態(tài)信息包括當(dāng)前電池SOC值和/或電池SOC值下降速 度；根據(jù)用戶設(shè)定和當(dāng)前電動(dòng)汽車行駛情況確定用電需求信息，用電需求信息包括當(dāng)前電 池容量和電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)行駛距離；車載終端將用電需求信息和車輛信息發(fā)送至監(jiān)控中必， 車輛信息包括車輛位置信息和電池型號(hào)；監(jiān)控中必根據(jù)車載終端發(fā)送的用電需求信息、當(dāng) 前站內(nèi)電池總量和配電網(wǎng)負(fù)荷情況，監(jiān)控中必調(diào)度站內(nèi)電池進(jìn)行有序充電。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，該方法還包括；監(jiān)控中必確定電動(dòng)汽車與換電站之間的距離； 當(dāng)電動(dòng)汽車與換電站之間的距離大于電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)行駛距離時(shí)，監(jiān)控中必安排移動(dòng)配送車 為電動(dòng)汽車換電。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，當(dāng)前電池容量為：
[0009]
[0010] 其中，W表示電動(dòng)汽車每百公里電耗，tl為SOC開(kāi)始下降的時(shí)刻，Sti為tl時(shí)刻的 SOC值，S(t)為電動(dòng)汽車t時(shí)刻的SOC值；AD(t)為從SOC開(kāi)始下降時(shí)刻起車輛行駛的距 離。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，監(jiān)控中必調(diào)度站內(nèi)電池進(jìn)行有序充電，包括：
[0012] 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度需求將線路上的傳輸功率P't保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)：
[0013] P'f=PP
[一L1?，打血 9Lt,maxJ》
[0014] 其中，分別表示在時(shí)刻t電網(wǎng)調(diào)度下提供的功率范圍的最小值和最大 值；
[0015] 限制單個(gè)站內(nèi)電池的充電時(shí)長(zhǎng)，且站內(nèi)電池充電容量為：
[001 引 C| 二 t二I
[0017]U為電池的充電效率，Pt為電池在t時(shí)刻的充電功率，在任意時(shí)刻，充電功率Pt均 不大于最大充電功率Pm。、，tm。、為單個(gè)站內(nèi)電池的最大充電時(shí)長(zhǎng)。
[0018] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電池管理困難、對(duì)電網(wǎng)沖擊大缺陷，根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)方面，提出一種換電服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種換電服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)，包括；感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層；
[0020] 感知層包括電池箱，用于利用電池箱內(nèi)的信息采集模塊獲取電動(dòng)汽車的電池狀態(tài) 信息，并通過(guò)網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層，電池狀態(tài)信息包括當(dāng)前電池SOC值和/或電池SOC值下降 速度；
[0021] 網(wǎng)絡(luò)層用于根據(jù)有線通信和/或無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)感知層與應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)傳輸；
[0022] 應(yīng)用層包括車載終端和監(jiān)控中必，用于從網(wǎng)絡(luò)層獲取各類感知數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù) 分析處理；
[0023] 車載終端還用于根據(jù)用戶設(shè)定和當(dāng)前電動(dòng)汽車行駛情況確定用電需求信息，用電 需求信息包括當(dāng)前電池容量和電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)行駛距離；車載終端將用電需求信息和車輛信 息發(fā)送至監(jiān)控中必，車輛信息包括車輛位置信息和電池型號(hào)；
[0024] 監(jiān)控中必根據(jù)車載終端發(fā)送的用電需求信息、當(dāng)前站內(nèi)電池總量和配電網(wǎng)負(fù)荷情 況，監(jiān)控中必調(diào)度站內(nèi)電池進(jìn)行有序充電。
[0025] 在上述技術(shù)方案中，應(yīng)用層包括：數(shù)據(jù)子層、服務(wù)子層和應(yīng)用子層；
[0026] 數(shù)據(jù)子層，用于接收各類感知數(shù)據(jù)，并按照一定的規(guī)則和形式，實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)與數(shù) 據(jù)映射；
[0027] 服務(wù)子層，用于對(duì)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的功能進(jìn)行抽象與分類，將服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的功能歸結(jié)于不 同的服務(wù)類別，并為具體應(yīng)用提供服務(wù)接口；
[0028] 應(yīng)用子層，用于完成服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。
[0029] 在上述技術(shù)方案中，監(jiān)控中必還用于確定電動(dòng)汽車與換電站之間的距離；當(dāng)電動(dòng) 汽車與換電站之間的距離大于電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)行駛距離時(shí)，監(jiān)控中必安排移動(dòng)配送車為電動(dòng) 汽車換電。
[0030] 在上述技術(shù)方案中，當(dāng)前電池容量為：
[0031]
[0032] 其中，W表示電動(dòng)汽車每百公里電耗，tl為SOC開(kāi)始下降的時(shí)刻，Sti為tl時(shí)刻的 SOC值，S(t)為電動(dòng)汽車t時(shí)刻的SOC值；AD(t)為從SOC開(kāi)始下降時(shí)刻起車輛行駛的距 離。
[0033] 在上述技術(shù)方案中，監(jiān)控中必還用于，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度需求將線路上的傳輸功率P't 保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)：
[0034] P'l居[町|恤，f)ui"?！?；
[00巧]其中，Pt,mi。，Pt,niM分別表不在時(shí)刻t電網(wǎng)調(diào)度下提供的功率范圍的最小值和最大 值；
[0036] 限制單個(gè)站內(nèi)電池的充電時(shí)長(zhǎng)，且站內(nèi)電池充電容量為：
[0037]
[0038] U為電池的充電效率，Pt為電池在t時(shí)刻的充電功率，在任意時(shí)刻，充電功率Pt均 不大于最大充電功率Pm。、，tm。、為單個(gè)站內(nèi)電池的最大充電時(shí)長(zhǎng)。
[0039] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于電網(wǎng)調(diào)度的電動(dòng)汽車換電方法和換電服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)， 考慮電網(wǎng)負(fù)荷情況對(duì)站內(nèi)電池進(jìn)行有序充電，根據(jù)換電需求和電網(wǎng)調(diào)度對(duì)電池進(jìn)行有序充 電管理，減少對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊。
[0040] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明 書、權(quán)利要求書、W及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0041] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0043] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于電網(wǎng)調(diào)度的電動(dòng)汽車換電方法流程圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中電動(dòng)汽車換電服務(wù)基本流程圖；
[0045] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行電池有序充電的流程圖；
[0046] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中電動(dòng)汽車換電服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保 護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0048] 電動(dòng)汽車采用電池租賃的換電服務(wù)，從根本上實(shí)現(xiàn)了車輛與電池的解禪，從而擺 脫了車輛屬性對(duì)于電池充放電的一系列束縛。然而，隨之也帶來(lái)了電池使用、監(jiān)測(cè)、管理等 方面的問(wèn)題。一方面，電池作為資產(chǎn)，運(yùn)營(yíng)公司需要對(duì)其進(jìn)行跟蹤和統(tǒng)計(jì)，掌握電池運(yùn)行狀 態(tài)，合理配置和管理電池的使用和充電；另一方面，電動(dòng)汽車車主通過(guò)安裝在電池內(nèi)的感知 模塊，實(shí)時(shí)掌握電池狀態(tài)，根據(jù)自身需求安排換電服務(wù)。因此，實(shí)時(shí)掌握電池的相關(guān)信息顯 得尤