CN116620096A - 一种新能源汽车安全充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电气控制技术领域，公开了一种新能源汽车安全充电控制方法，本方法基于用户的充电查询请求，根据用户的实时位置信息，按照就近原则同时结合充电桩的累计使用时间，为用户推荐最优的充电桩。本申请能够避免用户使用到超过使用年限且未经检修的充电桩，保证了用户的充电安全，并且能够合理的安排充电站内的充电桩进行工作，为后期的检修维护提供便利。

Description

一种新能源汽车安全充电控制方法

技术领域

本申请涉及电气控制技术领域，尤其涉及新能源汽车充电控制，更具体的说，涉及一种新能源汽车安全充电控制方法。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车主要包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车以及氢发动机汽车等。其中，纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。

电动汽车的正常行驶离不开安全且高效的充电技术。目前，电动汽车通常使用充电桩进行充电，充电桩一般安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电，因此，充电桩的好坏直接影响电动汽车的充电安全。当前为了提高电动汽车的充电安全性，通常采用改进充电桩的结构，或者监控充电时的电流或温度来达到安全充电的效果。然而，充电桩的使用年限也是影响电动汽车安全充电的关键因素之一，不同厂家生产的充电桩其使用寿命年限是不相同的，当充电桩达到规定的使用寿命年限后，一般会对其进行检修以判断是否还能够继续使用，或直接进行报废处理。因此，从充电桩的累计使用时长考虑，结合充电桩的使用寿命年限，为用户主动提供充电方案则显得很有必要。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题和不足，本申请提出了一种新能源汽车安全充电控制方法，本方法基于用户的充电查询请求，根据用户的实时位置信息，按照就近原则同时结合充电桩的累计使用时间，为用户推荐最优的充电桩。本申请能够避免用户使用到超过使用年限且未经检修的充电桩，保证了用户的充电安全，并且能够合理的安排充电站内的充电桩进行工作，为后期的检修维护提供便利。

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案具体如下：

一种新能源汽车安全充电控制方法，包括以下步骤：

云服务器获取充电站内各个充电桩的累计充电运行时长，并将各个充电桩的累计充电运行时间进行排序；

用户通过移动终端向云服务器发送充电查询请求，并同时发送自身的实时位置信息以及汽车当前电量；

云服务器接受移动终端发送的充电查询请求后，根据用户的实时位置信息，获取用户所处位置附近充电站的位置信息以及当前交通路况数据；

云服务器结合用户实时位置信息、汽车当前电量、当前交通路况数据以及用户所处位置附近充电站内充电桩的状态，生成充电推荐方案并向用户的移动终端发送充电推荐方案；

用户通过移动终端接收云服务器的传输的充电推荐方案，选择是否接受充电推荐方案；若用户接受充电推荐方案，通过移动终端发送预约信息至云服务器，云服务器锁定推荐的充电桩；若用户不接受充电推荐方案，云服务器重新规划生成调剂方案，并将调剂方案发送给用户的移动终端。

作为优选地，所述充电推荐方案中包括推荐的充电站以及充电桩；云服务器根据汽车当前电量计算汽车还能行驶的临界距离，所述推荐的充电站为站内有空闲的充电桩，并且用户行驶至推荐充电站的行驶距离小于汽车还能行驶的临界距离，以及用户行驶至该充电站花费的时间最短；所述推荐的充电桩位于推荐的充电站内，并且充电桩处于空闲状态、未超过其使用寿命年限以及累计充电运行时长最短。

作为优选地，当充电站内的充电桩超过使用寿命年限，但已经通过检修维护，其可以继续使用时，则该充电桩仍然可以作为被推荐充电桩推荐给用户使用。此时，云服务器在推荐充电桩时，按照与用户的距离、空闲状态以及累计充电运行时长这几个标准进行推荐；当充电站内的充电桩超过使用寿命年限，但还未经过检修维护，则该充电桩不能作为被推荐充电桩推荐给用户，可以直接将该充电桩设置为非空闲状态，那么则无法实现推荐的效果。

作为优选地，所述用户接受充电推荐方案后，云服务根据用户实时位置信息以及推荐充电桩的位置信息，自动生成用户汽车到推荐充电桩的最优路线，并将该路线发送至用户的移动终端。

作为优选地，用户接受充电推荐方案后，前往推荐的充电站并行驶至所述推荐充电桩位置处，充电桩所在位置处的摄像头获取汽车的车牌图像，并将图像发送至云服务器，云服务器根据车牌图像信息识别当前车辆车牌号；若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号一致，用户可以使用该充电桩进行充电；若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号不一致，则无法使用该充电桩进行充电，充电桩上的提示报警模块发出警报提示用户。

作为优选地，若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号一致，充电桩上的充电枪被解锁，用户可以使用充电枪对汽车进行充电；若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号不一致，该充电桩上的充电枪仍然处于锁定状态，用户无法使用该充电桩。

作为优选地，所述充电站内的充电桩埋设在地下，充电桩的底部设置有升降机构；当充电桩处于空闲状态时，充电桩位于地下；当充电桩处于充电运行状态时，充电桩在底部升降机构的作用下被顶升至地面上。

作为优选地，当用户行驶至所述推荐充电桩位置处后，充电桩所在位置处的红外传感器检测汽车停车位置是否存在问题；当判断汽车停车位置无误时，升降机构动作，将位于地下的充电桩顶升至地面；当判断汽车停车位置存在问题时，升降机构不动作，充电桩仍然位于地下，设置在路面的提示报警模块发出警报提示用户。

作为优选地，充电站内的充电桩上设置有用于采集充电桩的工作信号的信号采集模块，当充电桩开始工作时，信号采集模块发送第一检测信号至云服务器，充电桩结束工作后，信号采集模块发送第二检测信号至云服务器；云服务器根据第一检测信号和第二检测信号计算得到该充电桩本次充电的充电运行时长，并根据本次充电运行时长，对其存储的充电桩的累计运行时长进行更新。

作为优选地，所述方法还包括：针对新能源汽车的蓄电池建立戴维宁等效电路模型，利用HPPC实验数据进行模型参数拟合完成对新能源汽车蓄电池的建模，电池的数学模型满足以下关系：

U_soc(t)＝U₀(t)+R₀i(t)+U_c(t)；

U_soc(t)＝F(SOC(t),T)；

其中，U_soc(t)表示蓄电池的开路电压；U₀(t)表示蓄电池的端电压；R₀表示欧姆电阻；i(t)表示蓄电池的瞬时电流；U_c(t)表示极化电阻两端电压；R₁表示电池极化电阻；C₁表示电池极化电容；F(SOC(t),T)表示电池的开路电压、电池荷电状态以及电池温度的函数关系；

进一步地，整理以上计算表达式可得：

最终所述新能源汽车电池的数学模型表达式如下：

对充电电压、充电电流、蓄电池的端电压和蓄电池的温度进行采样分析，通过处理过的电流、电压以及温度信号，调整汽车的充电方式，控制充电电流大小和时间，最终完成新能源汽车的充电。

本申请的有益效果：

(1)本申请提出了一种新能源汽车安全充电控制方法，本方法基于用户的充电查询请求，根据用户的实时位置信息，按照就近原则同时结合充电桩的累计使用时间，为用户推荐最优的充电桩。本申请能够避免用户使用到超过使用寿命年限且未经检修的充电桩，保证了用户的充电安全，并且能够合理的安排充电站内的充电桩进行工作，为后期的检修维护提供便利。

(2)本申请的方法能够实时准确获取充电站内各个充电桩的累计运行时间，基于各个充电桩的累计运行时间主动向用户推荐最优的充电桩，不仅能够保证用户的充电安全，同时还能够合理规划充电站内各个充电桩的使用时长，尽量保证一个充电站内的所有充电桩的使用时长都是均衡的，能在一个时间段内达到使用寿命年限，为检修维护提供便利，避免频繁的安排工作人员往返于充电站对超过使用寿命年限的充电桩进行检修维护，可以减轻检修人员的劳动强度。

(3)本申请在对汽车进行充电时，基于预约制度实现专车专充，即当用户接受云服务器的充电推荐方案后，云服务器会直接锁定被推荐的充电桩，当用户到达指定的充电站中后，会对用户的车牌信息进行核实，只有当当前用户车牌信息与预约信息中的车牌号一致时，云服务器才会解锁被推荐的充电桩，用户才能够使用该充电桩进行充电。因此，能够避免当用户赶往最近的充电桩为电动汽车进行充电的时，发现查询到的空闲充电桩已经被他人使用，此时电动汽车用户不得不寻找其他充电桩，或者等待他人充电完毕，从而导致用户寻找可用充电桩花费时间长，用户的充电体验差。

(4)本申请的充电桩埋设在充电长站的地下，当其处于空闲状态时，整个充电桩隐藏在地面以下，当其处于使用状态时，则位于地面以上。因此，能够避免用户在站内进行倒车等操作时，可能会将充电桩撞倒的问题。

(5)本申请的用户在驾车到达充电桩位置处时，当车辆驻车后，充电桩位置处的红外线传感器会检测车辆的停车位置是否正确，若车辆此时的停车位置会与充电桩抬升后的位置产生冲突，则会报警提示用户调整车辆位置，避免汽车与充电桩发生碰撞。

附图说明

本申请的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为本申请方法流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将通过几个具体的实施例来进一步说明实现本申请发明目的的技术方案，需要说明的是，本申请要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

电动汽车的正常行驶离不开安全且高效的充电技术。目前，电动汽车通常使用充电桩进行充电，充电桩一般安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电，因此，充电桩的好坏直接影响电动汽车的充电安全。当前为了提高电动汽车的充电安全性，通常采用改进充电桩的结构，或者监控充电时的电流或温度来达到安全充电的效果。然而，充电桩的使用年限也是影响电动汽车安全充电的关键因素之一，不同厂家生产的充电桩其使用寿命年限是不相同的，当充电桩达到规定的使用寿命年限后，一般会对其进行检修以判断是否还能够继续使用，或直接进行报废处理。因此，从充电桩的累计使用时长考虑，结合充电桩的使用寿命年限，为用户主动提供充电方案则显得很有必要。

基于此，本申请的实施例提出了一种新能源汽车安全充电控制方法，本方法基于用户的充电查询请求，根据用户的实时位置信息，按照就近原则同时结合充电桩的累计使用时间，为用户推荐最优的充电桩。本申请能够避免用户使用到超过使用年限且未经检修的充电桩，保证了用户的充电安全，并且还能够合理的安排充电站内的充电桩进行工作，为后期的检修维护提供便利。

本实施例公开了一种新能源汽车安全充电控制方法，参照说明书附图1，所述方法具体包括以下步骤。

步骤S1.云服务器获取充电站内各个充电桩的累计充电运行时长，并将各个充电桩的累计充电运行时间进行排序。

在本实施例中，可以理解的是，充电站类似于目前的加油站，在一定空间范围内安装有多个充电桩，用户行驶至充电站内后，可以选择相应的充电桩对电动汽车进行充电。

在本实施例中，需要说明的是，充电站内的每一个充电桩上都设置有用于采集充电桩工作信号的信号采集模块。当充电桩开始工作时，信号采集模块可以采集到相应的工作信号，然后发送第一检测信号至云服务器，云服务器接收到第一检测信号后，通过GPS卫星信号获取当前GPS时间信号，进而得到当前充电桩开始工作时的时刻；充电桩结束工作后，信号采集模块发送第二检测信号至云服务器，同样的，云服务器又通过GPS卫星信号获取当前GPS时间信号，进而得到当前充电桩结束工作的时刻；云服务器根据充电桩开始工作时的时刻和结束工作的时刻，通过简单的差值运算得到该充电桩本次工作的充电运行时长，最后根据本次充电运行时长，对其存储的充电桩的累计充电运行时长进行更新。

在本实施例中，还需要说明的是，基于上述第一检测信号和第二检测信号，云服务器还能够实时获取充电桩的空闲状态。也就是说，当云服务器接收到第一检测信号后，表明此时充电桩处于充电运行的工作状态；当云服务器在一定时间段内接既收到第一检测信号，同时也接收到了第二检测信号，则表示此时充电桩处于空闲状态，没有汽车使用该充电桩进行充电。在本实施例中，第一检测信号和第二检测信号构成闭环信号，用于检测充电桩的运行状态。

步骤S2.用户通过移动终端向云服务器发送充电查询请求，并同时发送自身的实时位置信息以及汽车当前电量信息至云服务器。

在本实施例中，需要说明的是，移动终端可以是用户的手机、平板电脑或者智能手表等智能终端。智能终端中安装有相应的APP或小程序，用户登录APP或小程序后，向云服务器发送充电查询请求，用户用于登录APP或小程序的账号中绑定有用户的车牌号等基本信息。

步骤S3.云服务器接受移动终端发送的充电查询请求后，根据用户的实时位置信息，获取用户所处位置附近充电站的位置信息以及当前交通状况数据。

在本实施例中，可以理解的是，云服务器可以通过GPS服务来查询用户的实时位置附近的充电站的具***置信息以及当前交通状况信息。当云服务器获取用户所在位置附近的充电站位置信息后，按照距离用户车辆远近的关系对充电站位置进行排序，同时也结合当前交通状况信息，对用户驾车行驶至附近各个充电站所花费的行驶时间进行计算并进行排序。

在本实施例中，需要说明的是，当用户发起充电查询请求后，云服务器会结合用户实时位置信息、汽车当前电量、当前交通路况数据以及用户所处位置附近充电站内充电桩的状态，生成相应的充电推荐方案并将该方案发送至用户的移动终端。

步骤S4.云服务器结合用户实时位置信息、汽车当前电量、当前交通路况数据以及用户所处位置附近充电站内充电桩的状态，生成充电推荐方案并向用户的移动终端发送充电推荐方案。

在本实施例中，云服务器获取汽车当前电量后，会根据汽车当前电量计算汽车还能行驶的临界距离。

在本实施例中，所述充电推荐方案中包括推荐的充电站以及充电桩；所述推荐的充电站需满足以下三个条件：

(1)被推荐的充电站内有空闲的充电桩；

(2)用户行驶至被推荐充电站的行驶距离小于汽车还能行驶的临界距离；

(3)用户行驶至该充电站花费的时间最短；

进一步地，被推荐的充电桩需满足以下四个条件：

(1)所述被推荐的充电桩位于被推荐充电站内；

(2)充电桩处于空闲状态；

(3)未超过其使用寿命年限；

(4)累计充电运行时长最短。

在本实施例中，用户行驶至充电站所花费的行驶时间可以通过与充电站的距离以及当前交通状况信息得出。

在本实施例中，需要说明的是，云服务器推荐的充电站需满足的三个条件中，首先需要满足充电站内有空闲的充电桩，其次则是用户行驶至推荐充电站的行驶距离小于汽车还能行驶的临界距离，最后才是用户行驶至被推荐充电站花费的时间最短。

在本实施例中，还需要说明的是，推荐充电桩满足的上述四个条件中，首先是被推荐的充电桩位于被推荐的充电站内，然后是需要满足其处于空闲状态，接着则是未超过其使用寿命年限，最后则是累计充电运行时长最短。

在本实施例中，还需要进一步说明的是，在云服务器生成充电推荐方案中，若当前充电站内空闲的充电桩虽然超过了使用寿命年限，但是该充电桩已经经过检修维护，确认能够继续使用，那么该充电桩则可以继续作为被推荐充电桩推荐给用户。此时在推荐充电桩时，仍然以充电桩的累计充电运行时间作为推荐依据和原则，完成充电桩的推荐。当充电站内的充电桩超过使用寿命年限，但还未经过检修维护，则该充电桩不能作为被推荐充电桩推荐给用户，可以直接将该充电桩设置为非空闲状态，那么则无法实现推荐的效果。

在本实施例中，若根据以上三个条件对充电站进行筛选后，未能找到满足条件的充电站，那么云服务器直接将用户行驶至充电站的行驶距离在汽车临界距离内，且该充电站距离用户所处位置最近的充电站作为推荐充电站推荐给用户。用户到达该充电站后可能需要等待一段时间才能充电，但是能够避免出现在电量耗尽之前仍未给汽车充上电的情况出现。

步骤S5.用户通过移动终端接收云服务器的传输的充电推荐方案，选择是否接受充电推荐方案；若用户接受充电推荐方案，通过移动终端发送预约信息至云服务器，云服务器锁定推荐的充电桩；若用户不接受充电推荐方案，云服务器重新规划生成调剂方案，并将调剂方案发送给用户的移动终端。

在本实施例中，需要说明的是，用户通过移动终端发送的预约信息包括用户车牌号等信息，云服务器接收到来自用户移动终端的预约信息后，会即刻锁定被推荐的充电桩，表面该充电桩已经被用户提前预约，只有对应的预约用户才能够使用该充电桩。本方法基于预约制度实现专车专充，能够避免当用户赶往最近的充电桩为电动汽车进行充电的时，发现查询到的空闲充电桩已经被他人使用，此时电动汽车用户不得不寻找其他充电桩，或者等待他人充电完毕，从而导致用户寻找可用充电桩花费时间长，用户的充电体验差。

在一些实施例中，可以理解的是，通过在充电桩上设置一个开关锁结构，能够将充电桩上的充电枪锁住，进而实现锁定充电桩的效果，只有发送了预约信息至云服务器的用户才能够使用相应被预约的充电桩。开关锁结构可以是一个电磁锁结构，充电桩上设置有本地控制器，本地控制器分别与云服务器和电磁锁结构连接，当云服务器收到预约信息后，发送信号至本地控制器，本地控制器控制电磁锁上电，充电桩上的充电枪被锁住；当本地控制器控制电磁锁断电后，电磁锁被打开，用户可以正常使用该充电桩。

在一些实施例中，可以理解的是，当生成预约信息并且云服务器锁定充电桩后，若在指定时间内用户并未使用该充电桩，则表示用户放弃本次充电请求，云服务器下发解锁信号至被锁定的充电桩的本地控制器，本地控制器对充电桩实施解锁，该充电桩又进入空闲状态，同时云服务器也会向用户的移动终端发送本次充电请求结束的信息。

进一步地，考虑到用户驾车行驶至预约充电桩的过程中，可能会突发一些意料之外的突发事件，当用户在指定时间内未使用该充电桩时，云服务器向用户的移动终端发送本次充电请求结束的信息后，若用户点击确认选项后，本次预约充电服务结束，本地控制器对充电桩实施解锁，该充电桩又进入空闲状态；若用户点击否定选项后，云服务器自动延长指定时间。需要说明的是，为了提高充电桩的使用效率，每个用户在一次充电请求过程中，只有一次或两次机会可以延长指定时间。

在本实施例中，还需要说明的是，云服务器在生成调剂方案时，充电站的选择与筛选在满足第一条件和第二条件的基础上，在排出了推荐方案中的充电站后，在剩下的充电站中，选择用户行驶至该充电站所花费的时间第二短的充电站作为推荐充电站，以此类推。当云服务器在生成调剂方案的过程中，若当前选取的充电站，用户行驶至该充电站的行驶距离已经超过临界距离，则会弹窗提示用户，并且云服务器又将之前的调剂方案重新挨个推荐给用户。

在本实施例中，还需要进一步说明的是，在用户接受云服务器的充电推荐方案后，云服务器还会根据用户实时位置信息以及推荐充电桩的位置信息，自动生成用户汽车到推荐充电桩的最优行进路线，并将该路线发送至用户的移动终端，实现实时导航的效果，为用户提供更好的充电使用体验。

本方法基于用户的充电查询请求，根据用户的实时位置信息，按照就近原则同时结合充电桩的累计使用时间，为用户推荐最优的充电桩。本申请能够避免用户使用到超过使用寿命年限且未经检修的充电桩，保证了用户的充电安全，并且还能够合理的安排充电站内的充电桩进行工作，为后期的检修维护提供便利，能够避免频繁的安排工作人员往返于充电站对超过使用寿命年限的充电桩进行检修维护，可以减轻检修人员的劳动强度。

实施例2

本实施例公开了一种新能源汽车安全充电控制方法，在上述实施例1的基础上，本实施例基于用户的预约信息，对充电桩的使用进行了具体的说明和介绍，具体如下。

当用户接受云服务器推送的充电推荐方案后，前往推荐的充电站并行驶至所述推荐的充电桩位置处。每个充电桩对应的停车区域处设置有摄像头等具有拍照功能的电子设备，当车辆驻车在充电桩对应的停车区域后，该位置处的摄像头对车辆的车牌进行拍照，将拍摄的图像通过本地控制器发送至云服务器，云服务器根据车牌图像信息基于图像识别技术识别当前车辆的车牌号，根据当前车辆的车牌号判断是否为预约用户，从而决定用户是否能够使用该充电桩，具体过程如下：

若云服务器当前识别的车牌号与用户发送的预约信息中的的车牌号一致，则表示当前车辆的用户为预约用户，基于发送的预约信息用户可以使用该充电桩对自己的电动汽车进行充电。云服务器发送解锁信号至充电桩的本地控制器，本地控制器控制充电桩上的充电枪解锁，用户使用充电枪对汽车进行充电；

若云服务器当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号不一致，则表示当前车辆的用户不是预约用于，此时该用户无法使用该充电桩进行充电，该充电桩上的充电枪仍然处于锁定状态，与此同时，本地控制器控制充电桩上的提示报警模块发出警报提示用户，使其驶离该充电桩。

实施例3

本实施例公开了一种新能源汽车安全充电控制方法，本实施例在实施例2的基础上，又做出了进一步的改进，两者的区别主要在于，在本实施例中，所述充电站内的充电桩埋设在地面以下，充电桩的底部设置有升降机构，该升降机构用于实现充电桩在竖直平面内的上下往复运动，进而实现充电桩的隐藏与推出。当充电桩处于空闲状态时，充电站位于地面以下；当充电桩处于充电运行状态时，充电桩在底部升降机构的作用下被顶升至地面上，供用户充电使用。由于本实施例充电桩所处的位置与实施例2有区别，因此当用户驾车行驶至推荐充电桩位置处后，还会对车辆的停车位置进行判断，避免车辆与充电桩发生碰撞，具体如下：

每个充电桩对应的停车区域处还设置有红外传感器，当用户行驶至所述推荐充电桩位置处的停车区域后，红外传感器检测汽车停车位置是否存在问题。当判断汽车停车位置无误时，红外传感器将信号通过本地控制器发送至云服务器，云服务器接收该信号后又像充电桩的本地控制器发送信号，本地控制器控制升降机构动作，充电桩在底部升降机构的作用下，被顶升至地面上；当判断汽车停车位置存在问题时，本地控制器控制提示报警模块发出警报提示用户，用户需要重新调整汽车的位置，直至汽车停车位置无误后，升降机构才会动作，将充电桩顶升至地面以上供用户使用。

在一些实施例中，可以理解的是，升降机构可以是液压缸、气缸等具有伸缩功能的设备。

在本实施例中，需要说明的是，汽车停车位置是否存在问题是指此时汽车停车的位置是否会与充电桩升降过程产生冲突，例如汽车的部分车身结构位于充电桩的上方，那么充电桩在顶升过程中，则会与汽车发生碰撞，进而造成不必要的安全事故。

在本实施例中，还需要说明的是，只有识别的当前汽车车牌号与预约信息中的一致时，满足预约条件，才会执行后续的停车位置判断过程。

在本实施例中，还需要进一步说明的是，由于本实施例中，充电桩埋设在地面以下，只要充电桩未被顶升至地面以上，用户都无法使用该充电桩。因此，本实施例的充电桩处于空闲状态时，相当于被锁定的状态，所以可以不额外设置电磁锁等结构用于锁定充电桩上的充电枪。

实施例4

本实施例公开了一种新能源汽车安全充电控制方法，在上述实施例的基础上，所述方法还包括：在新能源汽车充电时，实时采集充电电压、充电电流、蓄电池的端电压和蓄电池的温度，通过处理过的电流、电压以及温度信号，调整汽车的充电方式，控制充电电流大小和时间，最终完成新能源汽车的充电。具体如下：

首先针对新能源汽车的蓄电池建立戴维宁等效电路模型，利用HPPC实验数据进行模型参数拟合完成对新能源汽车蓄电池的建模，电池的数学模型满足以下关系：

U_soc(t)＝U₀(t)+R₀i(t)+U_c(t)；

U_soc(t)＝F(SOC(t),T)；

其中，U_soc(t)表示蓄电池的开路电压；U₀(t)表示蓄电池的端电压；R₀表示欧姆电阻；i(t)表示蓄电池的瞬时电流；U_c(t)表示极化电阻两端电压；R₁表示电池极化电阻；C₁表示电池极化电容；F(SOC(t),T)表示电池的开路电压、电池荷电状态以及电池温度的函数关系；

进一步地，整理以上计算表达式可得：

最终所述新能源汽车电池的数学模型表达式如下：

对充电电压、充电电流、蓄电池的端电压和蓄电池的温度进行采样分析，通过处理过的电流、电压以及温度信号，调整汽车的充电方式，控制充电电流大小和时间，最终完成新能源汽车的充电。例如可以采用恒流、脉冲以及低恒压三种充电方式相结合对汽车的蓄电池进行充电可有效减少充电时间，进而提高充电效率。

进一步地，在蓄电池充电过程中，若电池充满电后仍然继续充电，电池的温度降迅速上升，同时蓄电池的端电压也会有所下降。因此，为了保证电池能充满电但又不会过度充电，本申请采用温度控制或者电压负增量控制相结合的方式，控制蓄电池及时停止充电，也就是说当蓄电池的温度达到设定值或者蓄电池端电压为负增长时，充电桩自动断电，停止对汽车的蓄电池进行充电。

在本实施例中，需要说明的是，电池的极化电阻和极化电容可通过HPPC工况数据在Matlab的Curvefittingtool拟合工具箱进行参数拟合得到。

在本实施例中，还需说明的是，所述开路电压可以通过定量放电然后进行长时间的搁置获得；R0为电池的欧姆内阻，可以通过脉冲电流加载前后的电压差除以加载电流获得；电池的开路电压、电池荷电状态以及电池温度的函数关系可以采用多项式拟合的方式得到。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式上的阻碍，凡是依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

云服务器获取充电站内各个充电桩的累计充电运行时长，并将各个充电桩的累计充电运行时间进行排序；

用户通过移动终端向云服务器发送充电查询请求，并同时发送自身的实时位置信息以及汽车当前电量；

云服务器接受移动终端发送的充电查询请求后，根据用户的实时位置信息，获取用户所处位置附近充电站的位置信息以及当前交通路况数据；

云服务器结合用户实时位置信息、汽车当前电量、当前交通路况数据以及用户所处位置附近充电站内充电桩的状态，生成充电推荐方案并向用户的移动终端发送所述充电推荐方案；所述充电推荐方案中包括推荐的充电站以及充电桩。

用户通过移动终端接收云服务器的传输的充电推荐方案，选择是否接受充电推荐方案；若用户接受充电推荐方案，通过移动终端发送预约信息至云服务器，云服务器锁定推荐的充电桩；若用户不接受充电推荐方案，云服务器重新规划生成调剂方案，并将调剂方案发送给用户的移动终端。

2.根据权利要求1所述的一种能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，云服务器根据汽车当前电量计算汽车还能行驶的临界距离，所述推荐的充电站为站内有空闲的充电桩，并且用户行驶至推荐充电站的距离小于汽车还能行驶的临界距离，以及用户行驶至该充电站花费的时间最短；所述推荐的充电桩位于推荐的充电站内，并且推荐的充电桩处于空闲状态，同时未超过其使用寿命年限以及累计充电运行时长最短。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，当充电站内的充电桩超过使用寿命年限，但已经经过检修维护，可以继续作为被推荐充电桩推荐给用户。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，所述用户接受充电推荐方案后，云服务器根据用户实时位置信息以及推荐充电桩的位置信息，自动生成用户汽车到推荐充电桩的最优路线，并将该路线发送至用户的移动终端。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，还包括：用户接受充电推荐方案后，前往推荐的充电站并行驶至所述推荐充电桩位置处，充电桩所在位置处的摄像头获取汽车的车牌图像，并将图像发送至云服务器，云服务器根据车牌图像信息识别当前车辆车牌号；若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号一致，用户可以使用该充电桩进行充电；若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号不一致，则无法使用该充电桩进行充电，充电桩上的提示报警模块发出警报提示用户。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号一致，充电桩上的充电枪被解锁，用户可以使用充电枪对汽车进行充电；若当前识别的车牌号与用户发送的预约信息的车牌号不一致，该充电桩上的充电枪处于锁定状态，用户无法使用该充电桩。

7.根据权利要求5所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，所述充电站内的充电桩埋设在地下，充电桩的底部设置有升降机构；当充电桩处于空闲状态时，充电桩位于地下；当充电桩处于充电运行状态时，充电桩在底部升降机构的作用下被顶升至地面上。

8.根据权利要求7所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，还包括：当用户行驶至所述推荐充电桩位置处后，充电桩所在位置处的红外传感器检测汽车停车位置是否存在问题；当判断汽车停车位置无误时，升降机构动作，充电桩在底部升降机构的作用下，被顶升至地面上；当判断汽车停车位置存在问题时，升降机构不参与顶升，充电桩仍然位于地下，同时提示报警模块发出警报提示用户。

9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，充电站内的充电桩上设置有用于采集充电桩工作信号的信号采集模块，当充电桩开始工作时，信号采集模块发送第一检测信号至云服务器，充电桩结束工作后，信号采集模块发送第二检测信号至云服务器；云服务器根据第一检测信号和第二检测信号计算得到该充电桩本次充电的充电运行时长，并根据本次充电运行时长，对其存储的充电桩的累计运行时长进行更新。

10.根据权利要求1所述的一种新能源汽车安全充电控制方法，其特征在于，还包括：

针对新能源汽车的蓄电池建立戴维宁等效电路模型，利用HPPC实验数据进行模型参数拟合完成对新能源汽车蓄电池的建模，电池的数学模型满足以下关系：

U_soc(t)＝U₀(t)+R₀i(t)+U_c(t)；

U_soc(t)＝F(SOC(t),T)；

其中，U_soc(t)表示蓄电池的开路电压；U₀(t)表示蓄电池的端电压；R₀表示欧姆电阻；i(t)表示蓄电池的瞬时电流；U_c(t)表示极化电阻两端电压；R₁表示电池极化电阻；C₁表示电池极化电容；F(SOC(t),T)表示电池的开路电压、电池荷电状态以及电池温度的函数关系；

进一步地，整理以上计算表达式可得：

最终所述新能源汽车电池的数学模型表达式如下：

对充电电压、充电电流、蓄电池的端电压和蓄电池的温度进行采样分析，通过处理过的电流、电压以及温度信号，调整汽车的充电方式，控制充电电流大小和时间，最终完成新能源汽车的充电。