CN114274827B - 一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制*** - Google Patents

一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***，包括云端服务***、本地控制***和充电桩，所述云端服务***与所述本地控制***无线通信连接，其用于接收用户充电偏好信息，并将接收到的用户充电偏好信息分配到用户待充电位置对应的本地控制***；所述充电桩通过交流电缆接入外部的配电***；所述本地控制***与所述配电***和充电桩通过本地通信电缆连接，所述本地控制***根据所述用户充电偏好信息并结合所述配电***的运行状态，调整相应充电桩的充电功率及充电时间。本发明提供的充电场站控制***在避免充电站运行过程中变压器超负荷运行的同时，为用户提供更加符合用户个性化需求的充电服务。

Description

一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***
技术领域
本发明涉及电动汽车充电场站运行控制技术领域，尤其涉及一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***。
背景技术
我国充电桩设施缺口巨大，越来越多的充电场站正在设计、建设，以满足电动汽车的充电需求。但大量的电动汽车充电桩，接入电网后会对电网产生极大的影响。在城市地区人口通常较为密集，用电量具有一定的限制。当电动汽车进行集中式充电时，可能会导致电网容量不足的情况发生，影响整个电力***的用电平衡。此外，不同的电动汽车共同充电，还将对公共电网上的电能质量造成巨大影响，威胁到电网的安全稳定运行。
同时，不同的充电用户存在不同的充电需求，如有的用户充电需求较为急迫，不愿意降低充电功率(即延长充电时间)；有的用户没有急迫的充电需求，降低充电功率影响不大；有的用户希望在电价低谷时多充电，在电价高峰时少充或者不充电，从而节约充电费用；有的用户对充电费用不敏感，不考虑电价情况，希望能充就充；有的用户希望充电至100％，有的用户希望充电至80％。目前用户一般通过手机APP或微信小程序连接充电云端服务***在充电场站进行充电操作，但仅能控制充电桩的启动和停止，无法对充电启动时间、充电停止时间、充电电价限制条件、充电紧急程度、充电深度等充电偏好进行设置，充电场站也无法根据用户充电偏好提供充电服务。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***，具体技术方案如下：
提供了一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***，用于给电动汽车充电，包括云端服务***、本地控制***和充电桩，
所述云端服务***与所述本地控制***无线通信连接，其用于接收用户充电偏好信息，并将接收到的用户充电偏好信息分配到用户待充电位置对应的本地控制***；
所述充电桩通过交流电缆接入外部的配电***；
所述本地控制***与所述配电***和充电桩通过本地通信电缆连接，所述本地控制***根据所述用户充电偏好信息并结合所述配电***的运行状态，调整相应充电桩的充电功率及充电时间。
进一步地，所述用户充电偏好信息包括充电启动时间、充电停止时间、充电电价限制条件、充电紧急程度和充电深度中的一种或多种；用户通过设置所述充电电价限制条件使得所述充电桩在电价低至一定值时才启动充电；用户通过设置所述充电紧急程度使得所述充电桩以不同充电功率充电；用户通过设置所述充电深度使得所述充电桩对所述电动汽车充电至不同充满程度。
进一步地，所述本地控制***优先满足充电电价限制条件、充电紧急程度和充电深度，其次再满足所述充电启动时间和充电停止时间。
进一步地，在执行所述充电电价限制条件之前，会先将所述电动汽车充电至安全电量后，再按照设置的充电电价限制条件进行充电；若所述电动汽车起初的电池电量就在安全电量以上，则直接按照设置的充电电价限制条件进行充电；用户设置的电价限制需要所述本地控制***的电价范围才能设置成功。
进一步地，用户通过智能终端发送用户充电偏好信息至所述云端服务***，所述智能终端与所述云端服务***通过4G/5G无线通讯。
进一步地，所述云端服务***在云端存储有所述充电桩与本地控制***的对应关系；所述智能终端通过对所述充电桩扫码以获取其标号，并将该标号附带在所述用户充电偏好信息中发送至所述云端服务***，所述云端服务***根据该标号定位到所述充电桩所属的本地控制***，从而使得所述用户充电偏好信息被发送至相应的本地控制***。
进一步地，所述云端服务***与所述电动汽车的车载充电***无线通讯连接，所述车载充电***将当前的充电程度实时反馈至所述云端服务***，使得用户能够通过所述智能终端实时查看到所述云端服务***中相应电动汽车的充满程度数据；
所述云端服务***将所述充满程度数据反馈至相应的本地控制***，使得所述本地控制***实时调整充电功率。
进一步地，所述云端服务***与所述充电桩通过4G/5G无线通讯连接，所述云端服务***能够发出充电启动和/或充电停止的基础指令给相应的充电桩，若所述充电桩接到所述基础指令与所述本地控制***发出的控制信号矛盾，则所述充电桩执行所述本地控制***发出的控制信号。
进一步地，所述本地控制***对于新接收到的用户充电偏好信息与之前的用户充电偏好信息进行统筹安排，若无法满足新接收到的用户充电偏好信息，则会通过所述云端服务***反馈给用户，并请求用户修改相应的用户充电偏好信息。
进一步地，所述本地控制***实时检测所述配电***中的本地变压器的实时负荷，若所述本地变压器的实时负荷不满足其额定容量的安全要求，则调整所述本地充电桩的充电功率，使得所述本地变压器的实时负荷满足其额定容量的安全要求。
本发明具有下列优点：
a.充电桩的控制信号传输更加稳定；
b.避免了长时间超负荷运行情况，充电更加安全；
c.满足用户的个性化充电需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的所述充电场站控制***的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明的一个实施例中，一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***，用于给电动汽车充电，参见图1，包括云端服务***、本地控制***和充电桩，所述云端服务***与所述本地控制***采用4G/5G无线通信连接，其用于接收用户充电偏好信息，并将接收到的用户充电偏好信息分配到用户待充电位置对应的本地控制***；所述充电桩通过交流电缆接入外部的配电***；所述本地控制***与所述配电***和充电桩通过本地通信电缆连接，所述本地控制***根据所述用户充电偏好信息并结合所述配电***的运行状态，调整相应充电桩的充电功率及充电时间。
由于配电***中的本地变压器负荷和充电桩运行功率在时刻变化且变化速度极快，若通过云端服务***采集本地变压器和充电桩实时运行数据，再结合用户充电偏好下发控制指令给充电桩，期间若发生网络延迟或网络中断，将会对充电场站的安全运行造成影响，因此本实施例设计了本地控制***，同时本地控制***通过本地有线通讯的方式采集本地变压器、充电桩的实时运行数据，通过4G/5G无线方式接收云端服务***下发的用户偏好信息，综合分析后，向充电桩下发控制指令，以确保控制信息的稳定。
本实施例在充电站运行的过程中根据配电***中的变压器容量和变压器的实时负荷，对电动汽车的充电桩运行进行调节，避免充电站运行过程中变压器超负荷运行的情况发生。所述本地控制***与充电桩之间形成本地控制，其不受网络稳定性影响，设备响应快，利用本地控制***独立控制充电桩，业务逻辑简单，充电桩可选择支持本地监控的品牌型号。
在本发明的一个实施例中，所述用户充电偏好信息包括充电启动时间、充电停止时间、充电电价限制条件、充电紧急程度和充电深度中的一种或多种；用户通过设置所述充电电价限制条件使得所述充电桩在电价低至一定值时才启动充电，所述充电电价限制条件包括正常电价、峰值电价、谷值电价以及无限制电价，例如设置谷值电价时启动充电；用户通过设置所述充电紧急程度使得所述充电桩以不同充电功率充电，例如充电紧急程度包括紧急、一般、不紧急三种设置，分别对应高、中、低充电功率；用户通过设置所述充电深度使得所述充电桩对所述电动汽车充电至不同充满程度，例如充电深度包括充满、充到80％、充到50％，充到对应深度就进行停止。在执行所述充电电价限制条件之前，会先将所述电动汽车充电至安全电量后，比如安全电量设置为充电到10％，再按照设置的充电电价限制条件进行充电；若所述电动汽车起初的电池电量就在安全电量以上，则直接按照设置的充电电价限制条件进行充电；用户设置的电价限制需要所述本地控制***的电价范围才能设置成功。所述本地控制***优先满足充电电价限制条件、充电紧急程度和充电深度，其次再满足所述充电启动时间和充电停止时间。
例如，电量30％的电动汽车用户设置充电启动时间为当天10:00，充电停止时间为当天15:00，充电电价限制条件为无限制，充电紧急程度为紧急，充电深度为充满，相应的充电桩在保证对应配电***不超出其最大的负荷时，将会在当天10:00对该电动汽车以其能接收的最大的功率进行充电，直至其充满，若到了当天15:00仍未充满，则会继续充电，直至充满。
用户通过智能终端发送用户充电偏好信息至所述云端服务***，所述智能终端与所述云端服务***通过4G/5G无线通讯，所述智能终端可选择为智能移动手机。所述云端服务***在云端存储有所述充电桩与本地控制***的对应关系；所述智能终端通过对所述充电桩扫码以获取其标号，并将该标号附带在所述用户充电偏好信息中发送至所述云端服务***，所述云端服务***根据该标号定位到所述充电桩所属的本地控制***，从而使得所述用户充电偏好信息被发送至相应的本地控制***。
采用云端服务***与充电桩直接通过4G/5G无线信号进行通讯，云端服务***可以采集到充电桩和车辆的实时状态并通过智能终端的APP或小程序的方式向用户显示，用户也可以通过APP或小程序下发充电启动或充电停止的指令给云端服务***，云端服务***再将指令下发给充电桩。所述云端服务***能够发出充电启动和/或充电停止的基础指令给相应的充电桩，实现快捷基础充电，若所述充电桩接到所述基础指令与所述本地控制***发出的控制信号矛盾，则所述充电桩执行所述本地控制***发出的控制信号。例如，所述充电桩接收到所述云端服务***的充电启动基础指令进行充电，同时本地控制***也在检测配电***上负荷是否满足安全要求，若不满足，本地控制***会控制所述充电桩调低充电功率甚至停止。
在本发明的一个实施例中，所述云端服务***与所述电动汽车的车载充电***无线通讯连接，所述车载充电***将当前的充电程度实时反馈至所述云端服务***，使得用户能够通过所述智能终端实时查看到所述云端服务***中相应电动汽车的充满程度数据；所述云端服务***将所述充满程度数据反馈至相应的本地控制***，使得所述本地控制***实时调整充电功率，即控制充电桩在电动汽车不同的充电程度采用不同或者相同的功率进行充电，比如，电动汽车在充电到80％之前以大功率充电，在后面20％以小功率充电，以保护充电电池。
在本发明的一个实施例中，所述本地控制***对于新接收到的用户充电偏好信息，会与之前的用户充电偏好信息进行统筹安排，若无法满足新接收到的用户充电偏好信息，则会通过所述云端服务***反馈给用户，并请求用户修改相应的用户充电偏好信息。所述本地控制***实时检测所述配电***中的本地变压器的实时负荷，若所述本地变压器的实时负荷不满足其额定容量的安全要求，则调整所述本地充电桩的充电功率，使得所述本地变压器的实时负荷满足其额定容量的安全要求。
在本发明的一个实施例中，用户进入充电场站，将充电桩与电动汽车连接后，通过手机APP或小程序，设置充电偏好，用户充电偏好包括充电启动时间、充电停止时间、充电电价限制条件(在电价低至一定值时才启动充电)、充电紧急程度(如紧急、一般、不紧急)、充电深度(充满、充到80％、充到50％)等；将用户充电偏好发送给云端服务***，再由云端服务***下发给本地控制***；本地控制***收到用户充电偏好信息后，结合实时采集到的变压器和充电桩运行数据，确定每个充电桩最符合用户偏好和场站用电安全要求的运行方式，并向充电桩下发调节控制指令；充电桩接收到本地控制***的调节控制指令后执行。考虑到用户使用充电服务的便捷性，应让用户使用唯一的云端服务***进行操作，即让用户在一个APP或小程序中完成所有充电设定操作，且用户充电偏好的设置不会对充电场站用电安全造成影响，对网络稳定性的要求稍低，因此让用户通过现有云端服务***将设置充电偏好并由云端服务***将用户设置的充电偏好信息下发给本地控制***，再由本地控制***结合充电场站变压器容量和实时负荷，统一对场站内充电桩的运行进行控制。
本发明提供的充电场站控制***解决了现有方案中无法避免充电站运行过程中变压器超负荷运行的情况以及无法根据用户充电偏好提供充电服务的情况，利用云端服务与本地控制结合，根据变压器容量和变压器的实时负荷，以及用户的充电偏好，在避免充电站运行过程中变压器超负荷运行的同时，为用户提供更加符合用户个性化需求的充电服务。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种云端服务与本地控制结合的充电场站控制***，用于给电动汽车充电，其特征在于，包括云端服务***、本地控制***和充电桩，
所述云端服务***与所述本地控制***无线通信连接，所述云端服务***在云端存储有所述充电桩与本地控制***的对应关系，用户通过智能终端发送用户充电偏好信息至所述云端服务***，所述智能终端通过对所述充电桩扫码以获取其标号，并将该标号附带在所述用户充电偏好信息中发送至所述云端服务***，所述云端服务***根据该标号定位到所述充电桩所属的本地控制***，从而使得所述用户充电偏好信息被发送至相应的本地控制***；
所述充电桩通过交流电缆接入外部的配电***；
所述本地控制***与所述配电***和充电桩通过本地通信电缆连接，所述本地控制***通过本地通信电缆采集本地变压器、充电桩的实时运行数据，所述本地控制***根据所述用户充电偏好信息并结合所述配电***的运行状态，调整相应充电桩的充电功率及充电时间；
在充电站运行的过程中根据配电***中的变压器容量和变压器的实时负荷，对所述充电桩的运行进行调节，所述本地控制***实时检测所述配电***中的本地变压器的实时负荷，若所述本地变压器的实时负荷不满足其额定容量的安全要求，则调整所述充电桩的充电功率，使得所述本地变压器的实时负荷满足其额定容量的安全要求；
用户通过设置所述充电电价限制条件使得所述充电桩在电价低至一定值时才启动充电；用户通过设置所述充电紧急程度使得所述充电桩以不同充电功率充电；用户通过设置所述充电深度使得所述充电桩对所述电动汽车充电至不同充满程度；
在执行所述充电电价限制条件之前，会先将所述电动汽车充电至安全电量后，再按照设置的充电电价限制条件进行充电；若所述电动汽车起初的电池电量就在安全电量以上，则直接按照设置的充电电价限制条件进行充电；
所述云端服务***能够发出充电启动和/或充电停止的基础指令给相应的充电桩，若所述充电桩接到所述基础指令与所述本地控制***发出的控制信号矛盾，则所述充电桩执行所述本地控制***发出的控制信号；
所述本地控制***还被配置为实时调整充电功率，控制所述充电桩在电动汽车不同的充电程度采用不同的功率进行充电。
2.根据权利要求1所述的充电场站控制***，其特征在于，所述本地控制***优先满足充电电价限制条件、充电紧急程度和充电深度，其次再满足所述充电启动时间和充电停止时间。
3.根据权利要求1所述的充电场站控制***，其特征在于，所述智能终端与所述云端服务***通过4G/5G无线通讯。
4.根据权利要求3所述的充电场站控制***，其特征在于，所述云端服务***与所述电动汽车的车载充电***无线通讯连接，所述车载充电***将当前的充电程度实时反馈至所述云端服务***，使得用户能够通过所述智能终端实时查看到所述云端服务***中相应电动汽车的充满程度数据；
所述云端服务***将所述充满程度数据反馈至相应的本地控制***，使得所述本地控制***实时调整充电功率。
5.根据权利要求1所述的充电场站控制***，其特征在于，所述云端服务***与所述充电桩通过4G/5G无线通讯连接。
6.根据权利要求1所述的充电场站控制***，其特征在于，所述本地控制***对于新接收到的用户充电偏好信息与之前的用户充电偏好信息进行统筹安排，若无法满足新接收到的用户充电偏好信息，则会通过所述云端服务***反馈给用户，并请求用户修改相应的用户充电偏好信息。
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