CN106926719A - 加电资源的模块控制方法和*** - Google Patents

加电资源的模块控制方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车服务领域，具体涉及一种加电资源的模块控制方法和***。本发明旨在解决加电资源存在的加电效率低的问题。本发明的加电资源的模块控制方法包括如下步骤：获取当前服务车辆的加电参数；基于加电参数，从加电资源中确定充电模块组中充电模块的个数，并在个数确定之后，进一步从加电资源中选取出历史累计工作时间较少的充电模块；使充电模块组为当前服务车辆提供加电服务。通过合理控制充电模块组中充电模块的个数的方式，使得加电资源为当前服务车辆提供加电服务时，提高了加电效率。

Description

加电资源的模块控制方法和***
技术领域
本发明涉及电动汽车服务领域，具体涉及一种加电资源的模块控制方法和***。
背景技术
随着电动汽车的推广，如何为电量不足的汽车提供快速有效的电能补给方案成为车主和各大厂商非常关注的问题。目前的电能补给方案主要包括即到即充方案和预约充电方案。其中，即到即充方案通常是利用加电资源(如充电桩、充换电站以及移动充电车等)直接为汽车提供加电服务。举例而言，充电桩为汽车提供加电服务是通过具有冗余并联技术的模块化电源为待加电汽车的进行加电，而模块化电源由于采用了冗余并联技术，如模块化电源由若干个相互独立的充电模块并联而成，使得该模块化电源更加稳定、充电过程更加安全，并且由于各个充电模块均支持热插拔而使得模块化电源更容易维护。
仍以充电桩为例，通常充电桩在为待加电汽车充电时的模块控制方法为负载均分方法，即上述若干个充电模块同时工作，并且若干个充电模块采用均分电流的方式共同承担待加电汽车的加电需求电流。负载均分方法存在的缺陷在于，由于充电桩的输出功率一般大于待加电汽车的需求功率，所以充电模块一般未工作在额定输出点。而需要说明的是，通常模块化电源的充电模块工作在额定输出点时，其工作效率可以达到最高。因此目前采用前述的负载均分方法为待加电汽车充电的充电策略将导致模块化电源加电效率的降低。
相应地，本领域需要一种新的加电资源的模块控制方法和***来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决加电资源存在的加电效率低的问题，本发明提供了一种加电资源的模块控制方法，用于提高加电资源的加电效率。所述模块控制方法包括如下步骤：
获取当前服务车辆的加电参数；
基于所述加电参数，从所述加电资源中确定充电模块组；
使所述充电模块组为所述当前服务车辆提供加电服务。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，所述加电参数至少包括所述当前服务车辆的加电需求电流。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，所述充电模块组包括若干个充电模块，所述若干个充电模块中的至少一部分以并联的方式相连接。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，所述的“基于所述加电参数，确定充电模块组”进一步包括：
获取所述加电资源的资源参数；
基于所述资源参数和所述加电参数，确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，所述资源参数至少包括所述加电资源中各个充电模块的额定输出电流。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，在步骤“确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数”之后，所述方法还包括：
获取所述加电资源的各个所述充电模块的累计工作时间；
基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，所述的“基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块”进一步包括：
基于所述累计工作时间对各个充电模块进行排序；
基于所述排序，从各个充电模块中选取出累计工作时间最短的、与所述充电模块的个数一致的充电模块。
在上述加电资源的模块控制方法的优选技术方案中，所述充电模块为DC/DC模块或AC/DC模块。
本发明还提供了一种加电资源的模块控制***，所述模块控制***包括：
采集模块，其用于获取当前服务车辆的加电参数；
运算模块，其用于基于所述加电参数，从所述加电资源中确定充电模块组；以及
控制模块，其用于使所述充电模块组为所述当前服务车辆提供加电服务。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述加电参数至少包括所述当前服务车辆的加电需求电流。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述充电模块组包括若干个充电模块，所述若干个充电模块中的至少一部分以并联的方式相连接。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述采集模块还用于获取所述加电资源的资源参数；所述运算模块还用于基于所述资源参数和所述加电参数，确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述资源参数至少包括所述加电资源中各个充电模块的额定输出电流。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述采集模块还用于获取所述加电资源的各个所述充电模块的累计工作时间；所述运算模块还用于基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述运算模块还用于基于所述累计工作时间对各个充电模块进行排序；以及基于所述排序，从各个充电模块中选取出累计工作时间最短的、与所述充电模块的个数一致的充电模块。
在上述加电资源的模块控制***的优选技术方案中，所述充电模块为DC/DC模块或AC/DC模块。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过获取当前服务车辆的加电参数，并基于该加电参数确定从加电资源中确定出为当前服务车辆提供加电服务的充电模块组，如在确定出充电模块的个数之后，可以根据加电资源中各个充电模块的历史累计工作时间，选取出历史累计工作时间较少的充电模块完成本次加电服务，以便使处于工作状态的充电模块能够以大致工作在额定工作点的方式为当前服务车辆提供加电服务，从而提高了加电资源的加电效率。
方案1、一种加电资源的模块控制方法，用于提高加电资源的加电效率，其特征在于，所述模块控制方法包括如下步骤：
获取当前服务车辆的加电参数；
基于所述加电参数，从所述加电资源中确定充电模块组；
使所述充电模块组为所述当前服务车辆提供加电服务。
方案2、根据方案1所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述加电参数至少包括所述当前服务车辆的加电需求电流。
方案3、根据方案1所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述充电模块组包括若干个充电模块，所述若干个充电模块中的至少一部分以并联的方式相连接。
方案4、根据方案3所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述的“基于所述加电参数，确定充电模块组”进一步包括：
获取所述加电资源的资源参数；
基于所述资源参数和所述加电参数，确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数。
方案5、根据方案4所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述资源参数至少包括所述加电资源中各个充电模块的额定输出电流。
方案6、根据方案4所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，在步骤“确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数”之后，所述方法还包括：
获取所述加电资源的各个所述充电模块的累计工作时间；
基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块。
方案7、根据方案6所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述的“基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块”进一步包括：
基于所述累计工作时间对各个充电模块进行排序；
基于所述排序，从各个充电模块中选取出累计工作时间最短的、与所述充电模块的个数一致的充电模块。
方案8、根据方案3至7中任一项所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述充电模块为DC/DC模块或AC/DC模块。
方案9、一种加电资源的模块控制***，其特征在于，所述模块控制***包括：
采集模块，其用于获取当前服务车辆的加电参数；
运算模块，其用于基于所述加电参数，从所述加电资源中确定充电模块组；以及
控制模块，其用于使所述充电模块组为所述当前服务车辆提供加电服务。
方案10、根据方案9所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述加电参数至少包括所述当前服务车辆的加电需求电流。
方案11、根据方案9所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述充电模块组包括若干个充电模块，所述若干个充电模块中的至少一部分以并联的方式相连接。
方案12、根据方案11所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，
所述采集模块还用于获取所述加电资源的资源参数；
所述运算模块还用于基于所述资源参数和所述加电参数，确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数。
方案13、根据方案12所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述资源参数至少包括所述加电资源中各个充电模块的额定输出电流。
方案14、根据方案13所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，
所述采集模块还用于获取所述加电资源的各个所述充电模块的累计工作时间；
所述运算模块还用于基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块。
方案15、根据方案14所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述运算模块还用于基于所述累计工作时间对各个充电模块进行排序；以及
基于所述排序，从各个充电模块中选取出累计工作时间最短的、与所述充电模块的个数一致的充电模块。
方案16、根据方案11至14中任一项所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述充电模块为DC/DC模块或AC/DC模块。
附图说明
图1是本发明的加电资源的模块控制方法的流程示意图；
图2是本发明的加电资源的模块控制***的框架示意图；
图3A是本发明的加电资源的模块控制***在第一种实施方式中的结构示意图(加电资源为移动充电车)；
图3B是本发明的加电资源的模块控制***在第二种实施方式中的结构示意图(加电资源为充电桩或充换电站)。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图3A中的储能单元通过DC/DC模块为当前服务车辆提供加电服务，但是这种充电模块的设置方式非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的目的在于，通过提供一种加电资源的模块控制方法和***，克服现有的加电资源普遍存在的加电效率偏低的缺陷。具体来讲，本发明通过合理控制加电资源中处于工作状态的充电模块，使处于开启状态的各个充电模块能够大致工作在额定输出点，从而提高加电资源的加电效率。
在本发明中，加电资源可以是充换电站、充电桩或移动充电车等任意可以为当前服务车辆提供加电服务的结构形式。本领域技术人员可以理解的是，当加电资源为充换电站或者充电桩时，充电模块应当为AC/DC模块；而当加电资源为移动充电车时，充电模块应当为DC/DC模块。
如图1所示，为实现上述目的，本发明提供了一种加电资源的模块控制方法，该方法主要包括如下步骤：
S100、获取当前服务车辆的加电参数。如可以获取当前服务车辆的加电需求电流Ic等。
需要说明的是，加电需求电流Ic可以是当前服务车辆进行加电时所需要的电流，如当前服务车辆的储能单元(动力电池)在加电过程中需要的额定充电电流等。并且，由于当前服务车辆在加电时所需要的电流是加电前可预知的，因此加电资源只需获取当前服务车辆的型号信息或当前服务车辆的储能单元的型号信息便可以直接获知该当前服务车辆的加电需求电流Ic。
S200、基于加电参数，从加电资源中确定充电模块组。如可以基于当前服务车辆的加电需求电流Ic，计算并确定加电资源为当前服务车辆提供加电服务的、包括若干个充电模块的充电模块组。优选地，若干个充电模块的型号相同，并且若干个充电模块之间全部以并联的方式连接。当然，充电模块的型号和连接方式并非唯一，本领域技术人员可以根据具体应用环境进行调整。
S300、使充电模块组为当前服务车辆提供加电服务。如可以是加电资源控制充电模块组中的若干个充电模块以大致工作在额定输出点的方式为当前服务车辆提供加电服务。
步骤S200进一步包括如下步骤(S210、S220、S230和S240)：
S210、获取加电资源的资源参数。如可以获取加电资源的额定输出电流Ij、充电模块的额定输出电流Im以及充电模块的个数n，并且Ij、Im、n通常满足公式(1)：
Ij＝n·Im (1)
优选地，充电模块的额定输出电流Im可以是充电模块的最大输出电流。也就是说，输出电压一定，充电模块以最大输出电流工作时，充电模块的工作效率最高。在上述充电模块的额定输出电流Im为最大输出电流的情况下，加电资源的额定输出电流Ij即加电资源的最大输出电流，并且加电资源以最大输出电流工作时，其加电效率最高。本领域技术人员可以想到的是，充电模块的额定输出电流Im与加电资源的额定输出电流Ij也可以为其他电流值，只要充电模块和加电资源满足工作在该电流值时达到最大工作效率的条件即可。
S220、基于加电参数和资源参数，确定充电模块组中应当包含的充电模块的个数m。如可以通过比较加电需求电流Ic与加电资源的额定输出电流Ij的大小来确定充电模块组中充电模块的个数m。具体地，可以利用最小值函数，即利用公式(2)计算加电资源实际提供的充电电流Iout：
Iout＝min(Ic,Ij) (2)
进一步地，在确定出Iout之后，充电模块的个数m的确定方式为：
i)当Iout＝min(Ic,Ij)＝Ij时，m＝n。也就是说，当前服务车辆的加电需求电流Ic大于加电资源的额定输出电流Ij时，加电资源开启所有的充电模块，并且所有的充电模块能够以工作在额定输出电流Im的方式为当前服务车辆提供加电服务。
ii)Iout＝min(Ic,Ij)＝Ic时，可以进一步利用取整函数，即利用公式(3)计算充电模块的个数m：
也就是说，当前服务车辆的加电需求电流Ic小于加电资源的额定输出电流Ij时，仍以负载均分的方法为当前服务车辆进行加电将由于充电模块未工作在额定工作点(即额定输出电流Im)而导致加电资源的加电效率下降。此时对加电需求电流Ic与充电模块的额定输出电流Im的比值进行取整加一的运算，可以计算出充电模块的个数m，然后加电资源开启m个充电模块，并且该m个充电模块能够以工作在额定输出电流Im或接近额定输出电流Im的方式为当前服务车辆提供加电服务。
当然，通常情况下，加电资源的服务能力是能够满足当前服务车辆的需求水平的。也就是说，加电资源实际提供的充电电流Iout通常为上述情形ii)。显而易见地，在加电需求电流Ic与加电资源的额定输出电流Ij相等的情形下，也按照情形i)处理即可。
显然，上述公式(3)只是确定充电模块个数的一种方式，本领域技术人员可以根据具体应用环境进行调整，只要该调整能够使处于工作状态的充电模块以工作在额定输出电流或近似额定输出电流的方式为当前服务车辆提供加电服务即可。
S230、获取各个充电模块的累计工作时间。如可以是在确定了充电模块的个数m后，加电资源获取所有充电模块的累计工作时间ti,i∈(1,n)，并组成累计工作时间的向量T＝(t1,t2...tn)。
S240、基于充电模块的个数和累计工作时间，从加电资源中选取充电模块。如可以是对向量T＝(t1,t2...tn)进行排序，如按照累计工作时间的长短，由短到长排序，然后从排好序的充电模块中选择前m个充电模块作为充电模块组中的充电模块，为当前服务车辆提供加电服务。
可以看出，在本发明的加电资源的模块控制方法中，通过合理控制充电模块的开启数量以及按设定顺序选定本次开启的各个充电模块，使充电模块以额定或接近额定输出电流为当前服务车辆提供加电服务的方式，可以提高加电资源的工作效率。并且，在选定本次加电服务(即为当前服务车辆加电)应当开启的各个充电模块的过程中，通过均衡各个充电模块的历史开启时间，选择开启历史累计工作时间相对较短的充电模块，还可以提高单个充电模块的使用寿命，进而间接地提高加电资源的使用寿命。
如图2所示，本发明另一方面还提供了一种加电资源的模块控制***，该***主要包括：
采集模块，其可以用于获取当前服务车辆的加电参数以及加电资源的资源参数。如采集模块可以获取当前服务车辆的加电需求电流Ic、加电资源的额定输出电流Ij、充电模块的额定输出电流Im、充电模块的个数n等参数以及各个充电模块的累计工作时间ti,i∈(1,n)等。
运算模块，其可以用于基于加电参数，从加电资源中确定充电模块组。如运算模块可以按照公式(2)计算加电资源实际提供的充电电流Iout、可以按照公式(3)计算充电模块的个数m、以及对各个充电模块的累计工作时间ti,i∈(1,n)进行向量运算并选取出相应的m个充电模块等。
控制模块，其可以用于使充电模块组为当前服务车辆提供加电服务。如控制模块可以使选取出的若干个充电模块以工作在额定工作点(即额定输出电流Im)的方式为当前服务车辆提供加电服务等。
如图3A和图3B所示，优选地，本领域技术人员可以理解的是，当加电资源为充换电站或者充电桩时，充电模块可以为若干个同型号的AC/DC模块，并且若干个AC/DC模块之间采用并联的方式连接；而当加电资源为移动充电车时，充电模块可以为若干个同型号的DC/DC模块，并且若干个DC/DC模块之间采用并联的方式连接。
参照图2和图3A，以加电资源为移动充电车(即移动充电车的充电模块为DC/DC模块)为例，本发明的加电资源的模块控制方法主要流程可以是：
首先，采集模块采集当前服务车辆的加电需求电流I′c、DC/DC模块的个数n′和额定输出电流I′m，以及移动充电车的额定输出电流I′j，运算模块利用最小值函数计算移动充电车实际提供的充电电流I′out＝min(I′c,I′j)。
其次，i)在I′out＝min(I′c,I′j)＝I′j的情况下，控制模块开启n′个DC/DC模块，并使n′个模块以工作在额定输出电流I′m的方式为当前服务车辆提供加电服务。
ii)在I′out＝min(I′c,I′j)＝I′c的情况下，运算模块进一步利用取整函数计算为当前服务车辆进行加电服务的DC/DC模块组中DC/DC模块的个数然后，采集模块采集所有DC/DC模块的累计工作时间t′i,i∈(1,n′)，运算模块将所有DC/DC模块的累计工作时间组成向量T′＝(t′1,t′2...t′n′)并按照累计工作时间的长短将向量中的个元素由短到长排列。最后，控制单元开启向量T′＝(t′1,t′2...t′n′)中前m′个累计工作时间t′i对应的DC/DC模块，也就是控制单元开启加电资源中累计工作时间最短的m′个DC/DC模块，并使这些模块以工作在额定或接近额定输出电流I′m的方式为当前服务车辆提供加电服务。
当然，运算模块排列向量中元素的方式并非唯一，本领域技术人员可以根据具体应用环境灵活地进行调整，如将T′＝(t′1,t′2...t′n′)中的元素按由长到短排列并开启后m′个累计工作时间t′i对应的DC/DC模块等。
上述优选的实施方式，加电资源的模块控制方法和***，通过获取当前服务车辆的加电参数(即加电需求电流Ic)，合理调整充电模块组中充电模块的开启数量，使得处于工作状态的充电模块能够以额定或接近额定工作点(额定输出电流Im)的方式为当前服务车辆提供加电服务，提高了加电资源的工作效率。此外，在确定充电模块组中充电模块的开启数量后，通过对充电模块的累计工作时间进行排序，并选择累计工作时间短的充电模块进行开启的方式，还有效地提高加电资源的使用寿命。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加电资源的模块控制方法，用于提高加电资源的加电效率，其特征在于，所述模块控制方法包括如下步骤：
获取当前服务车辆的加电参数；
基于所述加电参数，从所述加电资源中确定充电模块组；
使所述充电模块组为所述当前服务车辆提供加电服务。
2.根据权利要求1所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述加电参数至少包括所述当前服务车辆的加电需求电流。
3.根据权利要求1所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述充电模块组包括若干个充电模块，所述若干个充电模块中的至少一部分以并联的方式相连接。
4.根据权利要求3所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述的“基于所述加电参数，确定充电模块组”进一步包括：
获取所述加电资源的资源参数；
基于所述资源参数和所述加电参数，确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数。
5.根据权利要求4所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述资源参数至少包括所述加电资源中各个充电模块的额定输出电流。
6.根据权利要求4所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，在步骤“确定所述充电模块组应当包含的充电模块的个数”之后，所述方法还包括：
获取所述加电资源的各个所述充电模块的累计工作时间；
基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块。
7.根据权利要求6所述的加电资源的模块控制方法，其特征在于，所述的“基于所述累计工作时间和所述充电模块的个数，从所述加电资源中选取出所述充电模块组中的各个充电模块”进一步包括：
基于所述累计工作时间对各个充电模块进行排序；
基于所述排序，从各个充电模块中选取出累计工作时间最短的、与所述充电模块的个数一致的充电模块。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述充电模块为DC/DC模块或AC/DC模块。
9.一种加电资源的模块控制***，其特征在于，所述模块控制***包括：
采集模块，其用于获取当前服务车辆的加电参数；
运算模块，其用于基于所述加电参数，从所述加电资源中确定充电模块组；以及
控制模块，其用于使所述充电模块组为所述当前服务车辆提供加电服务。
10.根据权利要求9所述的加电资源的模块控制***，其特征在于，所述加电参数至少包括所述当前服务车辆的加电需求电流。
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