CN115339351A - 基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法及*** - Google Patents

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CN115339351A CN202110529853.4A CN202110529853A CN115339351A CN 115339351 A CN115339351 A CN 115339351A CN 202110529853 A CN202110529853 A CN 202110529853A CN 115339351 A CN115339351 A CN 115339351A
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Abstract

本申请实施例公开了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法及***，所述方法包括根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，所述电网中的充电桩包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩；所述待充电电动交通工具根据所述充电方案进行充电；其中，所述充电方案中包括：超级电容充电桩和非超级电容充电桩。在本申请实施例中，利用超级电容充电桩充电速度快的特点，将超级电容充电桩作为非超级电容充电桩之间的电量补充，避免在部分非超级电容充电桩位置的充电排队问题，节省用户的充电等待时间，且提高电网中充电桩的利用率。

Description

基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法及***
技术领域
本申请涉及充电技术领域，特别是涉及一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法及***。
背景技术
随着技术的发展，电动交通工具日益普及，涵盖电动汽车、电动摩托车、电动自行车、电动三轮车等不同的产品形态。电动交通工具上通常设有蓄电池，通过蓄电池为电动交通工具提供电能。
以电动汽车为例，市面上主流的电动汽车续航里程大约在350公里到500公里，有些电动汽车甚至可以达到约1000公里的续航能力。可以看到，目前对于纯电动汽车而言，要提升满电续航里程并不是一件困难的事。然而，电动交通工具的使用者依旧存在里程焦虑，担心电动交通工具在行驶过程中，遇到没电和无处充电的难题。
用于电动汽车充电的设备通常分为交流充电桩和直流充电桩两类，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场，可以固定于地面或墙壁，供电动汽车充电使用。
交流充电桩的优势在于对电力要求不高，输入电压为220V，价格便宜，对铺设环境要求也不高，结构简单、体积小，可挂于墙面，便携式可直接随车携带。但是，交流充电桩的不足也非常明显，如充电功率低(充电功率一般为7kw)，以及充电速度慢(满电状态需要8－15小时)。这使得交流充电桩用户不能像燃油车用户那样，在没电时，通过快速地补充电量，实现续航。同时，由于交流充电桩充电慢，当公共车位采用交流充电桩充电时，会出现电动汽车停泊时间过长，造成公共资源浪费的问题。
直流充电桩具有功率大、充电快的显著优势。直流充电桩输入电压为380V，功率通常在60kw以上，满电状态仅需要20－150分钟。直流充电桩适合对充电时间要求较高的场景，如出租车、公交车、物流车等运营车充电站，以及乘用车公共充电桩。然而，直流充电桩建设需要开辟专门的充电站，并且对所在区域的电力供应也有很高的要求。因此，直流充电桩不但有成本高，而且受制于土地和电力供应限制，充电网点的铺设能力受到很大的制约。
发明内容
本申请实施例中提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法及***，以利于解决现有技术中直流充电桩和交流充电桩存在的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法，包括：
根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，所述电网中的充电桩包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩；
所述待充电电动交通工具根据所述充电方案进行充电；
其中，所述充电方案中包括：超级电容充电桩和非超级电容充电桩，所述超级电容充电桩用于对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述非超级电容充电桩。
优选地，所述超级电容充电桩的数量为N个，N≥2；
所述N个超级电容充电桩用于依次对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述非超级电容充电桩。
优选地，还包括：
在所述待充电电动交通工具使用所述超级电容充电桩充电之前，将所述待充电电动交通工具与所述超级电容充电桩进行匹配锁定，使得所述超级电容充电桩仅能为所述待充电电动交通工具提供充电服务。
优选地，还包括：
在所述待充电电动交通工具完成所述超级电容充电桩的使用后，解除所述超级电容充电桩和所述待充电电动交通工具的匹配锁定。
优选地，所述非超级电容充电桩为直流充电桩和/或交流充电桩。
优选地，所述根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，包括：
获取待充电电动交通工具的位置信息、行驶路线信息和剩余行驶里程信息；
根据所述待充电电动交通工具的位置信息、行驶路线信息和剩余行驶里程信息，以及电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案。
优选地，还包括：
接收所述待充电电动交通工具的充电请求信息。
优选地，所述行驶路线信息包括历史行驶路线信息和/或规划行驶路线信息。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法，包括：
根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，所述电网中的充电桩包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩；
所述待充电电动交通工具根据所述充电方案进行充电；
其中，所述充电方案中包括：第一超级电容充电桩和第二超级电容充电桩，所述第一超级电容充电桩用于对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述第二超级电容充电桩。第三方面，本申请实施例提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***，包括电网，所述电网中包括一个或多个超级电容充电桩，以及一个或多个非超级电容充电桩。
优选地，还包括控制中心，所述控制中心用于与待充电电动交通工具、所述超级电容充电桩和所述非超级电容充电桩通信连接，完成上述第一方面和第二方面任一项所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***，包括：
电网，所述电网中包括两个或两个以上超级电容充电桩；
控制中心，所述控制中心用于与待充电电动交通工具以及所述两个或两个以上超级电容充电桩通信连接，完成上述第二方面所述的方法。
在本申请实施例中，利用超级电容充电桩充电速度快的特点，将超级电容充电桩作为非超级电容充电桩之间的电量补充，避免在部分非超级电容充电桩位置的充电排队问题，节省用户的充电等待时间，且提高电网中充电桩的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图；
图5为本申请实施例提供的一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法流程示意图；
图6为本申请实施例还提供的一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***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申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要指出的是，在本申请实施例中，以电动汽车为例对本申请提供的技术方案进行示例性说明，但是本方案同样适用于其他电动交通工具，例如，电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等。
超级电容器(Supercapac itor)是一种介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。因此，采用超级电容器制造的超级电容充电桩可以通过先储能，再放电的方式给电动交通工具充电。当储能时，超级电容充电桩既可以像交流充电桩那样使用220V的低功率输入，也可以采用如直流电桩那样的380V高功率输入。当放电时，超级电容充电桩可以像直流充电桩那样对电动移动交通工具进行大功率的充电。
但是，超级电容的能量密度过低。当前，电动汽车用锂离子电池的能量密度是200-300Wh/kg，而超级电容器的能量密度通常小于10Wh/kg。因此，如果要用超级电容充电桩为一辆电动汽车充满电量，所需要超级电容的重量可能要超过几吨重，非常不经济。
针对上述问题，本申请实施例提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法及***，该***中包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩，可以利用超级电容充电桩充电速度快的特点，将超级电容充电桩作为非超级电容充电桩之间的电量补充。例如，当离用户最近的非超级电容充电桩被占用或需要排队等待时，用户可以通过超级电容充电桩快速充少量电量，使得用户可以到达下一个非超级电容充电桩。
在本申请实施例中，所述非超级电容充电桩可以为直流充电桩或交流充电桩。在另一种应用场景中，当离用户最近的充电桩为交流充电桩(充电速度较慢)时，用户可以通过超级电容充电桩快速充少量电量，使得用户可以到达下一个直流充电桩，实现快速充电。以下进行详细说明。
参见图1，为本申请实施例提供的一种应用场景示意图。如图1所示，沿着电动汽车200的行驶方向(图1中的箭头方向)的电网100中包括3种不同类型的充电桩，分别为交流充电桩110、超级电容充电桩120和直流充电桩130。当电动汽车200行驶至交流充电桩110时(此时，电量还能维持至超级电容充电桩120位置，但不足以维持至直流充电桩130位置)，存在3个充电方案：
1、在交流充电桩110通过8-15个小时将电量充满；
2、在交流充电桩110充电3-4小时，使得电动汽车200可以行驶至直流充电桩130，然后继续通过直流充电桩130充电；
3、行驶至超级电容充电桩120，在超级电容充电桩120快速充电10-20分钟，使得电动汽车200可以行驶至直流充电桩130，然后继续通过直流充电桩130充电。
显然，采用上述第3种方案充电花费的时间较短。
另外，当用户采用上述第3种方案时，为了避免其他用户对超级电容充电桩120的占用，可以在该电动汽车200使用超级电容充电桩120充电之前，锁定该超级电容充电桩120；待该电动汽车200充电完成后，解除该超级电容充电桩120的锁定，以供其他电动交通工具使用。
参见图2，为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图。如图2所示，沿着电动汽车的行驶方向(图2中的箭头方向)的电网100中包括3个充电桩，分别为第一直流充电桩131、超级电容充电桩120和第二直流充电桩132。
当第一电动汽车201行驶至第一直流充电桩131时(此时，电量还能维持至超级电容充电桩120位置，但不足以维持至第二直流充电桩132位置)，第一直流充电桩131被其它待充电电动汽车(第二电动汽车202、第三电动汽车203、第四电动汽车204)占用，需要排队等待，此时存在2个充电方案：
1、第一电动汽车201在第一直流充电桩131处排队等待，待其它电动汽车充电完成后，再使用第一直流充电桩131充电；
2、第一电动汽车201行驶至超级电容充电桩120，在超级电容充电桩120快速充电10-20分钟，使得第一电动汽车201可以行驶至第二直流充电桩132，然后继续通过第二直流充电桩132充电。
显然，采用上述第2种方案充电花费的时间较短，且有利于电动汽车在第一直流充电桩131位置的疏散，提高电网100中充电桩的利用率。
参见图3，为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图。如图3所示，沿着电动汽车200的行驶方向(图3中的箭头方向)的电网100中包括5个充电桩，分别为交流充电桩110、第一超级电容充电桩121、第二超级电容充电桩122、第三超级电容充电桩123和直流充电桩130。
由于超级电容充电桩的能量密度较低，因此超级电容充电桩一次充电仅能为电动汽车200补充少量的电量。当交流充电桩110和直流充电桩130距离较远时，需要设置多个超级电容充电桩接力完成电动汽车200的电量补充。
具体地，电动汽车200行驶至第一超级电容充电桩121完成电量补充(补充完成后可以行驶至第二超级电容充电桩122，但不足以维持至第三超级电容充电桩123)；然后行驶至第二超级电容充电桩122进行第二次电量补充(补充完成后可以行驶至第三超级电容充电桩123，但不足以维持至直流充电桩130)；行驶至第三超级电容充电桩123进行第三次电量补充(补充完成后可以行驶至直流充电桩130)；行驶至直流充电桩130充电。
本申请实施例与图1所示实施例的不同之处在于通过多个超级电容充电桩接力充电，使得电动汽车200到达直流充电桩130。其它内容可以相互参见，在此不再赘述。
在一种可选实施例中，电网中也可能仅包含超级电容充电桩。例如，包括第一超级电容充电桩和第二超级电容充电桩，所述第一超级电容充电桩用于对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述第二超级电容充电桩。也就是说，仅通过超级电容充电桩进行接力充电，本申请实施例对此不作限制。
参见图4，为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图。如图3所示，沿着电动汽车的行驶方向(图3中的箭头方向)的电网100中包括5个充电桩，分别为交流充电桩110、第一超级电容充电桩121、第二超级电容充电桩122、第三超级电容充电桩123和直流充电桩130。同时，该应用场景中存在3辆电动汽车，分别为第一电动汽车201、第二电动汽车202和第三电动汽车203。
当该三辆电动汽车行驶至交流充电桩110时，均希望通过超级电容充电桩过渡后，到达直流充电桩130进行充电，但是，第一电动汽车201的剩余电量均够维持到达第一超级电容充电桩121、第二电动汽车202和第三电动汽车203的电量均可以维持到达第三超级电容充电桩123。控制中心将第一电动汽车201与第一超级电容充电桩121进行锁定，使得第一超级电容充电桩121仅能为第一电动汽车201提供充电服务，避免第二电动汽车202和第三电动汽车203对第一超级电容充电桩121的占用；当第二电动汽车202行驶经过第二超级电容充电桩122时，可以与第二超级电容充电桩122匹配锁定，采用第二超级电容充电桩122进行充电，或者第二电动汽车202可以在到达第二超级电容充电桩122前向控制中心申请与第二超级电容充电桩122匹配锁定；在第一超级电容充电桩121和第二超级电容充电桩122均被锁定的情况下，第三电动汽车203只能行驶至第三超级电容充电桩123进行充电，或者控制中心将第三电动汽车203与第三超级电容充电桩123进行匹配锁定。
其中，当第一电动汽车201在第一超级电容充电桩121位置充电完成后，可以与第一超级电容充电桩121解除锁定，使得该第一超级电容充电桩121释放至电网100，可以重新为其它电动交通工具提供充电服务。另外，第一电动汽车201在第一超级电容充电桩121位置可以补充维持至第二超级电容充电桩122的电量，或者补充维持至第三超级电容充电桩123的电量，或者补充维持至直流充电桩130的电量，可以根据充电桩的充电能力或者用户的选择确定，本申请实施例对此不作限定。第二超级电容充电桩122和第三超级电容充电桩123的工作原理与第一超级电容充电桩121相同，为了表述简洁，在此不再赘述。
参见图5，为本申请实施例提供的一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法流程示意图，该方法可应用于上述应用场景，如图5所示，其主要包括以下步骤。
步骤S501：控制中心根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，所述电网中的充电桩包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩。
具体地，所述非超级电容充电桩包括直流充电桩和交流充电桩。控制中心可以基于待充电电动交通工具的请求，为待充电电动交通工具生成充电方案；同样也可以根据待充电电动交通工具的剩余电量，主动向待充电电动交通工具推送充电方案。
在一种可能的实现方式中，控制中心获取待充电电动交通工具的位置信息、行驶路线信息和剩余行驶里程信息；根据所述待充电电动交通工具的位置信息、行驶路线信息和剩余行驶里程信息，以及电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案。
可理解，根据行驶路线信息，控制中心可以尽量为待充电电动交通工具分配行驶路线上的充电桩进行充电，避免待充电电动交通工具绕路。另外，该行驶路线信息可以为历史行驶路线信息和/或规划行驶路线信息
步骤S502：所述待充电电动交通工具根据所述充电方案进行充电。
其中，所述充电方案中包括：超级电容充电桩和非超级电容充电桩，所述超级电容充电桩用于对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述非超级电容充电桩。
在一种可选实施例中，所述超级电容充电桩的数量为N个，N≥2；所述N个超级电容充电桩用于依次对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述非超级电容充电桩。
在一种可选实施例中，在所述待充电电动交通工具使用所述超级电容充电桩充电之前，将所述待充电电动交通工具与所述超级电容充电桩进行匹配锁定，使得所述超级电容充电桩仅能为所述待充电电动交通工具提供充电服务，避免其他电动交通工具占用该超级电容充电桩。
在一种可选实施例中，在所述待充电电动交通工具完成所述超级电容充电桩的使用后，解除所述超级电容充电桩和所述待充电电动交通工具的匹配锁定，以便该超级电容充电桩重新充电后为其它电动交通工具提供充电服务。
具体的充电方案可以参见图1-图4所示的应用场景，为了表述简洁，在此不再赘述。
在本申请实施例中，利用超级电容充电桩充电速度快的特点，将超级电容充电桩作为非超级电容充电桩之间的电量补充，避免在部分非超级电容充电桩位置的充电排队问题，节省用户的充电等待时间，且提高电网中充电桩的利用率。
与上述实施例相对应，本申请实施例还提供了一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***。
参见图6，为本申请实施例还提供的一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***示意图。如图6所示，该***包括电网，所述电网中包括一个或多个超级电容充电桩，以及一个或多个非超级电容充电桩(直流充电桩和/或交流充电桩)。
另外，控制中心与电动交通工具、所述超级电容充电桩和所述非超级电容充电桩通信连接，以完成上述方法实施例中的充电方案。
在一种可选实施例中，本申请还提供另一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***，该***包括：
电网，所述电网中包括两个或两个以上超级电容充电桩；
控制中心，所述控制中心用于与待充电电动交通工具以及所述两个或两个以上超级电容充电桩通信连接，完成上述方法实施例中的部分充电方案。
具体实现中，所述电动交通工具可以采用车载软件、移动终端APP软件或独立的微型计算机***配合控制中心完成上述方法实施例中的功能，本申请实施例对此不作具体限制。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (12)

1.一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法，其特征在于，包括：
根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，所述电网中的充电桩包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩；
所述待充电电动交通工具根据所述充电方案进行充电；
其中，所述充电方案中包括：超级电容充电桩和非超级电容充电桩，所述超级电容充电桩用于对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述非超级电容充电桩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超级电容充电桩的数量为N个，N≥2；
所述N个超级电容充电桩用于依次对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述非超级电容充电桩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述待充电电动交通工具使用所述超级电容充电桩充电之前，将所述待充电电动交通工具与所述超级电容充电桩进行匹配锁定，使得所述超级电容充电桩仅能为所述待充电电动交通工具提供充电服务。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述待充电电动交通工具完成所述超级电容充电桩的使用后，解除所述超级电容充电桩和所述待充电电动交通工具的匹配锁定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非超级电容充电桩为直流充电桩和/或交流充电桩。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，包括：
获取待充电电动交通工具的位置信息、行驶路线信息和剩余行驶里程信息；
根据所述待充电电动交通工具的位置信息、行驶路线信息和剩余行驶里程信息，以及电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
接收所述待充电电动交通工具的充电请求信息。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述行驶路线信息包括历史行驶路线信息和/或规划行驶路线信息。
9.一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电方法，其特征在于，包括：
根据待充电电动交通工具的位置信息和电网中充电桩使用状态信息，为待充电电动交通工具生成充电方案，所述电网中的充电桩包括超级电容充电桩和非超级电容充电桩；
所述待充电电动交通工具根据所述充电方案进行充电；
其中，所述充电方案中包括：第一超级电容充电桩和第二超级电容充电桩，所述第一超级电容充电桩用于对所述待充电电动交通工具进行充电，使得所述待充电电动交通工具可以行使至所述第二超级电容充电桩。
10.一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***，其特征在于，包括电网，所述电网中包括一个或多个超级电容充电桩，以及一个或多个非超级电容充电桩。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，还包括控制中心，所述控制中心用于与待充电电动交通工具、所述超级电容充电桩和所述非超级电容充电桩通信连接，完成权利要求1-9任一项所述的方法。
12.一种基于超级电容充电桩的电动交通工具充电***，其特征在于，包括：
电网，所述电网中包括两个或两个以上超级电容充电桩；
控制中心，所述控制中心用于与待充电电动交通工具以及所述两个或两个以上超级电容充电桩通信连接，完成权利要求9所述的方法。
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