CN114066040A - 一种充电调度方法、装置、***及运输车 - Google Patents

一种充电调度方法、装置、***及运输车 Download PDF

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张家力
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Abstract

本发明公开一种充电调度方法、装置、***及运输车。其中，该方法包括：监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息；如果充电状态为必充状态，则根据状态信息确定目标充电桩；如果充电状态为可充状态，则根据工作区域内其他小车的充电状态和状态信息确定目标充电桩。本发明通过自组网实现同一工作区域内的所有小车和所有充电桩之间的信息共享，从而实现了小车的智能预约充电，提高充电桩的利用率，降低充电桩的配置系数，降低小车的排队等待充电时间。

Description

一种充电调度方法、装置、***及运输车
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，具体而言，涉及一种充电调度方法、装置、***及运输车。
背景技术
AGV(Automated Guided Vehicle，简称AGV)小车，是指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
目前AGV小车和AGV小车充电桩之间的充电调度，是通过检测小车自身的电量和判断充电桩是否处于空闲状态来实现，也就是只有小车与充电桩之间的信息交换，小车与小车之间的信息并没有进行共享。导致充电桩利用效率低下，容易造成AGV小车充电排队时间长，充电桩配置系数高等问题。
针对现有技术中小车充电调度存在排队时间较长、充电桩配置系数较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种充电调度方法、装置、***及运输车，以解决现有技术中小车充电调度存在排队时间较长、充电桩配置系数较高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种充电调度方法，其中，该方法包括：监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息；如果充电状态为必充状态，则根据所述状态信息确定目标充电桩；如果充电状态为可充状态，则根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩。
进一步地，监测小车当前的充电状态，包括：监测小车当前的剩余电量；如果预设必充阈值＜所述剩余电量＜预设可充阈值，则确定小车当前的充电状态为可充状态；如果所述剩余电量＜预设必充阈值，则确定小车当前的充电状态为必充状态。
进一步地，如果充电状态为必充状态，则根据所述状态信息确定目标充电桩，包括：根据所述状态信息判断工作区域内是否有空闲充电桩；如果有，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；如果没有，则获取每个充电桩的充电结束所需时间，将充电结束所需时间最小的充电桩，确定为目标充电桩。
进一步地，如果充电状态为可充状态，则根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩，包括：根据所述状态信息判断工作区域内是否有空闲充电桩；如果有，则根据其他小车的充电状态，在所述空闲充电桩中确定目标充电桩；如果没有，则暂不充电，预设间隔时长后再次监测小车当前的充电状态。
进一步地，根据其他小车的充电状态，在所述空闲充电桩中确定目标充电桩，包括：获取工作区域内其他小车的充电状态；判断当前是否有处于必充状态的其他小车；如果有，则根据处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量，确定目标充电桩；如果没有，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩。
进一步地，根据处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量，确定目标充电桩，包括：
比较处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量；
如果处于必充状态的其他小车的数量＜空闲充电桩的数量，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；
如果处于必充状态的其他小车的数量≥空闲充电桩的数量，则比较小车自身充电所需时间与每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间，根据比较结果确定目标充电桩。
进一步地，比较小车自身充电所需时间与每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间，根据比较结果确定目标充电桩，包括：
获取每个处于必充状态的其他小车的位置信息，并根据所述位置信息确定每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间；
在每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间中，确定时间最长的到达充电桩所需时间；
如果小车自身充电所需时间＜所述时间最长的到达充电桩所需时间，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；
如果小车自身充电所需时间≥所述时间最长的到达充电桩所需时间，则暂不充电，预设间隔时长后再次监测小车当前的充电状态。
进一步地，确定目标充电桩之后，所述方法还包括：通过所述小车向所述目标充电桩发送预约消息，在预约成功后所述目标充电桩的状态信息由空闲状态切换为非空闲状态。
本发明还提供了一种充电调度装置，其中，所述装置包括：信息共享模块，用于监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息；第一调度模块，用于在所述小车的充电状态为必充状态的情况下，根据所述状态信息确定目标充电桩；第二调度模块，用于在所述小车的充电状态为可充状态的情况下，根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩。
本发明还提供了一种充电调度***，其中，包括：处于同一工作区域内的多个小车和多个充电桩，还包括上述的充电调度装置。
本发明还提供了一种运输车，其中，所述运输车包括上述的充电调度装置。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如上述的方法。
应用本发明的技术方案，通过自组网实现同一工作区域内的所有小车和所有充电桩之间的信息共享，在小车处于必充状态时，根据所有充电桩的状态信息确定目标充电桩，在小车处于可充状态时，根据工作区域内其他小车的充电状态和所有充电桩的状态信息确定目标充电桩。从而实现了小车的智能预约充电，提高充电桩的利用率，降低充电桩的配置系数，降低小车的排队等待充电时间。
附图说明
图1是根据本发明实施例的充电调度方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的AGV小车与充电桩之间的充电调度流程图；
图3是根据本发明实施例的充电调度装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
实施例1
在小车的工作区域内(例如车间、厂区等)，充电桩配置系数取决于充电桩的数量和小车的数量，即充电桩的数量与小车的数量的比值。例如一个车间有10辆小车，配置了8台充电桩，充电桩配置系数为0.8，这种情况下，充电桩的数量少于小车的数量，当某一段时间有较多的AGV小车需要充电时，就需要排队等待充电桩，就会导致小车的工作效率降低。
为了解决以上问题，目前通常的做法是在车间内增加充电桩的数量。例如一个车间有10辆小车，配置10台充电桩，充电桩配置系数为1，保证小车需要充电时不需要排队，但是增加充电桩的数量的方案会增加非常高的使用成本。基于以上情况，本发明提供了一种充电调度方法，在充电桩配置系数小于或等于1的情况下(充电桩的数量没有超过小车数量)，基于上述充电调度方法能够尽量避免小车排队等待充电桩的情况，提高小车的工作效率，减少充电桩的配置数量，降低使用成本。
本方案与现有的方案的主要区别在于，小车不仅能够知道自身的电量和充电桩的空闲状态，并且通过自组网的方式，实时了解其它小车的电量信息，结合自身电量信息、其他小车电量信息和充电桩的空闲状态三种信息，综合评估，选择自己充电的最佳时机和目标充电桩。
下面通过实施例对本发明的技术方案进行详细介绍。
图1是根据本发明实施例的充电调度方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤(步骤S101-步骤S103)：
步骤S101，监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息。
在具体实现时，可以监测小车当前的剩余电量(SOC信息)，如果预设必充阈值＜所述剩余电量＜预设可充阈值，则确定小车当前的充电状态为可充状态；如果所述剩余电量＜预设必充阈值，则确定小车当前的充电状态为必充状态。
需要说明的是，上述预设必充阈值和预设可充阈值的设置，需要根据工作区域的面积来确定，假设小车通过10％的电量可以绕工作区域一整圈，那么预设必充阈值可以设置为20％(有10％的缓冲时间)，预设可充阈值可以设置为40％。基于此，能够保证小车在必须要充电时，有足够电量保证其移动到充电桩所在位置，避免在去往充电桩的途中将电量耗尽，影响小车的作业。
步骤S102，如果充电状态为必充状态，则根据状态信息确定目标充电桩。
具体地，根据所有充电桩的状态信息(包括空闲状态、非空闲状态)判断工作区域内是否有空闲充电桩；如果有，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；如果没有，则获取每个充电桩的充电结束所需时间，将充电结束所需时间最小的充电桩，确定为目标充电桩。基于此，能够在小车必须要尽快充电时，及时准确的找到目标充电桩，避免发生等候充电的情况，避免不能及时充电。
步骤S103，如果充电状态为可充状态，则根据工作区域内其他小车的充电状态和状态信息确定目标充电桩。
具体地，根据所有充电桩的状态信息判断工作区域内是否有空闲充电桩；如果有空闲充电桩，则根据其他小车的充电状态，在所述空闲充电桩中确定目标充电桩；如果没有空闲充电桩，则可以考虑暂不充电，预设间隔时长后再次监测小车当前的充电状态。
在上述确定有空闲充电桩时，由于小车当前处于可充状态，不是必须充电状态，因此可以考虑其他小车是否需要充电，考虑是否将空闲充电桩先让给必须要充电的其他小车使用。具体地，获取工作区域内其他小车的充电状态；判断当前是否有处于必充状态的其他小车；如果有，则根据处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量，确定目标充电桩；如果没有，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩。
在上述确定有处于必充状态的其他小车(简称必充车)时，可以考虑将空闲充电桩优先供其使用，在满足其他必充车的充电需求后，也要考虑是否有空闲充电桩可以供小车自身充电。
具体地，比较处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量；如果处于必充状态的其他小车的数量＜空闲充电桩的数量，则说明在满足其他必充车的充电需求的基础上，还有剩余空闲充电桩可以供自己使用，因此将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩。
如果处于必充状态的其他小车的数量≥空闲充电桩的数量，则比较小车自身充电所需时间与每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间，根据比较结果确定目标充电桩。具体地，获取每个处于必充状态的其他小车的位置信息，并根据所述位置信息确定每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间；在每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间中，确定时间最长的到达充电桩所需时间；如果小车自身充电所需时间＜所述时间最长的到达充电桩所需时间，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；如果小车自身充电所需时间≥所述时间最长的到达充电桩所需时间，则暂不充电，预设间隔时长后再次监测小车当前的充电状态。
基于以上优选实施例，在小车自身为可充状态的前提下，可以优先将空闲充电桩给其他必充车使用，但是考虑到其他必充车可能距离充电桩位置较远，其他必充车移动到充电桩的时间内也许能够供自己充完电，因此设置了时间最长的其他必充车到达充电桩所需时间与自身充电所需时间的比较，从而能够高效利用空闲充电桩，避免排队等候。
需要说明的是，在同一工作区域内，所有充电桩一般设置在同一处位置处，因此在计算小车们到达充电桩所需时间时，其目的地为同一位置。
基于以上优选实施例，能够高效准确及时的找到目标充电桩，为了避免小车在开往目标充电桩的过程中，该目标充电桩被其他小车占用充电的情况，本实施例提供了一种优选实施方式，即在确定目标充电桩之后，小车向目标充电桩发送预约消息(应答机制)，在预约成功(应答成功)后目标充电桩的状态信息由空闲状态切换为非空闲状态，那么该目标充电桩便不再是空闲充电桩。以上非空闲状态可以理解为包括预约状态和充电状态。
实施例2
本实施例以AGV小车为例，对充电调度方案进行详细介绍。
图2是根据本发明实施例的AGV小车与充电桩之间的充电调度流程图，如图2所示，包括以下步骤(步骤S201-步骤S217)：
步骤S201，通过自组网，每辆AGV小车收集其它AGV小车的SOC(State of Charge，电池荷电状态，也叫剩余电量)信息、每辆AGV小车的位置信息、每个充电桩的状态信息(空闲状态和非空闲状态)、正在充电中的充电桩的充电结束所需时间t。
步骤S202，根据自身SOC信息，判断自身充电需求。如果自身充电需求是必充状态，则执行步骤S203；如果自身充电需求是可充状态，则执行步骤S206。
步骤S203，AGV小车进入必充状态，判断是否有空闲充电桩。如果有则执行步骤S204，如果没有则执行步骤S205。
步骤S204，有空闲充电桩，则驶向最近的空闲充电桩进行充电。
步骤S205，没有空闲充电桩，则获取充电桩充电结束所需时间t，驶向充电结束所需时间t最小的充电桩。
步骤S206，进入可充状态。
步骤S207，判断是否有空闲充电桩，如果有则执行步骤S209，如果没有则执行步骤S208。
步骤S208，没有空闲充电桩，保持当前状态不变。之后返回执行步骤S202，例如在预设间隔时长后重新返回执行步骤S202。
步骤S209，有空闲充电桩，判断其它AGV小车的SOC状态，判断是否有AGV小车进入必充状态，如果有则执行步骤S211，如果没有则执行步骤S210。
步骤S210，没有AGV小车进入必充状态，则驶向最近的空闲充电桩进行充电。
步骤S211，有AGV小车进入必充状态，则确定空闲充电桩的数量N和进入必充状态的AGV小车数量M的大小。
步骤S212，判断N＞M是否成立，如果是则执行步骤S213，如果否则执行步骤S214。
步骤S213，驶向最近的空闲充电桩进行充电。
步骤S214，确定前N辆必充车到达充电桩的时间Ti与自身充电完所需时间tc。i∈(1、2、、、、N)。
步骤S215，在Ti中确定时间最长的Tmax，判断Tmax＞tc是否成立，如果是则执行步骤S216，如果否则执行步骤S217。
步骤S216，驶向最近的空闲充电桩进行充电。
步骤S217，AGV小车保持当前的状态不变。之后返回执行步骤S202，例如在预设间隔时长后重新返回执行步骤S202。
本实施例通过自组网实现同一工作区域内的所有小车和所有充电桩之间的信息共享，在小车处于必充状态时，根据所有充电桩的状态信息确定目标充电桩，在小车处于可充状态时，根据工作区域内其他小车的充电状态和所有充电桩的状态信息确定目标充电桩。从而实现了小车的智能预约充电，提高充电桩的利用率，降低充电桩的配置系数，降低小车的排队等待充电时间。
实施例3
对应于图1介绍的充电调度方法，本实施例提供了一种充电调度装置，如图3所示的充电调度装置的结构框图，该装置包括：
信息共享模块10，用于监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息；
第一调度模块20，连接至信息共享模块10，用于在所述小车的充电状态为必充状态的情况下，根据所述状态信息确定目标充电桩；
第二调度模块30，连接至信息共享模块10，用于在所述小车的充电状态为可充状态的情况下，根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩。
本实施例中各个模块的具体工作原理前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。充电调度装置通过自组网实现同一工作区域内的所有小车和所有充电桩之间的信息共享，从而实现了小车的智能预约充电，提高充电桩的利用率，降低充电桩的配置系数，降低小车的排队等待充电时间。
本实施例还提供了一种充电调度***，包括：处于同一工作区域内的多个小车和多个充电桩，还包括上述的充电调度装置。
本实施例还提供了一种运输车，包括上述的充电调度装置。
实施例4
本发明实施例提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的充电调度。
上述存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种充电调度方法，其特征在于，所述方法包括：
监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息；
如果充电状态为必充状态，则根据所述状态信息确定目标充电桩；
如果充电状态为可充状态，则根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，监测小车当前的充电状态，包括：
监测小车当前的剩余电量；
如果预设必充阈值＜所述剩余电量＜预设可充阈值，则确定小车当前的充电状态为可充状态；
如果所述剩余电量＜预设必充阈值，则确定小车当前的充电状态为必充状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果充电状态为必充状态，则根据所述状态信息确定目标充电桩，包括：
根据所述状态信息判断工作区域内是否有空闲充电桩；
如果有，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；
如果没有，则获取每个充电桩的充电结束所需时间，将充电结束所需时间最小的充电桩，确定为目标充电桩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果充电状态为可充状态，则根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩，包括：
根据所述状态信息判断工作区域内是否有空闲充电桩；
如果有，则根据其他小车的充电状态，在所述空闲充电桩中确定目标充电桩；
如果没有，则暂不充电，预设间隔时长后再次监测小车当前的充电状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据其他小车的充电状态，在所述空闲充电桩中确定目标充电桩，包括：
获取工作区域内其他小车的充电状态；
判断当前是否有处于必充状态的其他小车；
如果有，则根据处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量，确定目标充电桩；
如果没有，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量，确定目标充电桩，包括：
比较处于必充状态的其他小车的数量和空闲充电桩的数量；
如果处于必充状态的其他小车的数量＜空闲充电桩的数量，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；
如果处于必充状态的其他小车的数量≥空闲充电桩的数量，则比较小车自身充电所需时间与每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间，根据比较结果确定目标充电桩。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，比较小车自身充电所需时间与每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间，根据比较结果确定目标充电桩，包括：
获取每个处于必充状态的其他小车的位置信息，并根据所述位置信息确定每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间；
在每个处于必充状态的其他小车到达充电桩所需时间中，确定时间最长的到达充电桩所需时间；
如果小车自身充电所需时间＜所述时间最长的到达充电桩所需时间，则将距离最近的空闲充电桩确定为目标充电桩；
如果小车自身充电所需时间≥所述时间最长的到达充电桩所需时间，则暂不充电，预设间隔时长后再次监测小车当前的充电状态。
8.根据权利要求1至7中所述的方法，其特征在于，确定目标充电桩之后，所述方法还包括：
通过所述小车向所述目标充电桩发送预约消息，在预约成功后所述目标充电桩的状态信息由空闲状态切换为非空闲状态。
9.一种充电调度装置，其特征在于，所述装置包括：
信息共享模块，用于监测小车当前的充电状态，以及，获取工作区域内所有充电桩的状态信息；
第一调度模块，用于在所述小车的充电状态为必充状态的情况下，根据所述状态信息确定目标充电桩；
第二调度模块，用于在所述小车的充电状态为可充状态的情况下，根据工作区域内其他小车的充电状态和所述状态信息确定目标充电桩。
10.一种充电调度***，其特征在于，包括：处于同一工作区域内的多个小车和多个充电桩，还包括权利要求9所述的充电调度装置。
11.一种运输车，其特征在于，所述运输车包括权利要求9所述的充电调度装置。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。
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