动力电池充电功率智能分配方法与流程

本发明涉及动力电池充电领域，具体涉及一种动力电池充电功率智能分配方法。

背景技术：

电动车是未来汽车发展的趋势，公共充换电场所也在日益增加，单一充换电场所的输入功率有限，在同时有多个动力电池需要充电时，简单地将充电功率平均分配并不能达到充电效率最优。于是，更加实用的功率分配方案的研究日益兴起。

现有专利文件cn103619643a(发明名称：电动车辆集群充电分配和优先次序排列方法、系统和设备，公布日：2014-03-05)，在功率分配方面，至少部分地基于下列内容来确定所述优先次序排列：(a)具体的电动车辆的使用者请求的优先级，(b)目前已传递至具体的电动车辆的千瓦时百分比，(c)自从具体的电动车辆开始接收电荷起经过的时间，(d)先到先服务原则，其中基于具体的电动车辆的起动或到达时间来给予它较高优先级，(e)具体的电动车辆是否接近它的充电结束。该发明没有考虑荷电状态较大的电动车其实只需要很小的功率就可以充电，会导致当前充电站的功率不能被充分利用。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决充换电场所充电功率不能被充分利用的问题，提出一种动力电池充电功率智能分配方法，提高了同一充换电场所内动力电池的整体充电效率。

本发明是一种动力电池充电功率智能分配方法，包括以下步骤：

步骤1，获取充换电场所内各动力电池的荷电状态，以及非满电状态动力电池数量；

步骤2，依据设定的荷电状态阈值和非满电状态动力电池的荷电状态，将非满电状态动力电池分为第一组和第二组；其中第一组为荷电状态小于阈值的分组，第二组为荷电状态大于等于阈值的分组；

步骤3，当充换电场所内的总功率不足以为每一个非满电状态动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池分配预设的充电功率，或者对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配。

优选的，所述对第一组内动力电池分配预设的充电功率，具体为：

当所述充换电场所内的总功率足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，给第一组内各动力电池均分配预设的充电功率，剩余充电功率平均分配给第二组内的各动力电池。

优选的，所述对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配，具体为：

当所述充换电场所内的总功率不足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池按照荷电状态值从小到大排序，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减分配给第一组内排序后的各动力电池。

优选的，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减分配给第一组内排序后的各动力电池，具体为：

步骤a31，当(2p/p0)>j时，给排在最前面的第1个动力电池分配预设的充电功率p0，则第一组中排序为m的动力电池充电功率pm为：

步骤a32，当(2p/p0)<＝j时，给排在最后面的第j个动力电池分配充电功率为0，则第一组中排序为m的动力电池充电功率pm为：

其中，j为第一组内动力电池的数量，p为所述充换电场所内的总功率。

优选的，当第一组内任一动力电池的荷电状态达到阈值时，重新执行步骤1至步骤3。

优选的，当充换电场所内非满电状态动力电池数量变化时，重新执行步骤1至步骤3。

优选的，当第一组内各动力电池的荷电状态值排序发生变化时，重新执行步骤1至步骤3。

优选的，所述对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配，具体为：

步骤b31，当所述充换电场所内的总功率不足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序，计算动力电池总数j与预设的小组数k的比值g，并在满足(g*p0)<＝p的条件下，执行步骤b32；

步骤b32，对b31中已排序好的第一组内的动力电池，按荷电状态值从小到大依次取g个分入第1小组，对第一组内剩余的动力电池按荷电状态值从小到大依次取g个分入第2小组，依此类推选取k个小组，第1小组至第k小组均被分入了g个荷电状态值从小到大排列好的动力电池；将第一组内余下的j-g*k个动力电池分入第k+1小组；

步骤b33，判断(p/(g*p0))与k的大小关系，如果(p/(g*p0))>＝k则执行步骤b34，否则执行步骤b35；

步骤b34，给第1小组至第k小组均分配充电功率g*p0，将各小组分得的功率平均分配给该小组内部的各动力电池，剩余充电功率平均分配给第k+1小组内的各动力电池；

步骤b35，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减，分配到第1小组至第k小组；将各小组分得的功率平均分配给该小组内部的各动力电池。

优选的，步骤b35中将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减，分配到第1小组至第k小组，具体方法包括：

步骤b351，当(2p/(g*p0))>k时，给第1小组分配充电功率为g*p0，则动力电池分组a中排序为b的小组充电功率pb为：

步骤b352，当(2p/(g*p0))<＝k时，给第k小组分配充电功率为0，则动力电池分组a中排序为b的小组充电功率pb为：

优选的，当第b小组中的任一动力电池的荷电状态达到阈值时，将该动力电池转入第二组，将第k+1小组中荷电状态值最小的那个动力电池加入到第b小组，并分配给该动力电池充电功率pb/g。

优选的，如果充换电场所内增加了新的动力电池，如果其荷电状态值大于或等于阈值，则分入第二组；如果其荷电状态值小于阈值，则分入第一组中的第k+1小组。

优选的，所述充换电场所包括一个或一个以上充换电设施；充换电设施的种类包括：集中式充电站、换电站、充电桩、充电车，或分布式充电站、换电站、充电桩、充电车。

优选的，所述动力电池为所述充换电场所内电动汽车或新能源汽车中的动力电池，或所述充换电场所本身搭载的载能电池。

优选的，所述荷电状态阈值的取值区间为(50％，100％)。

优选的，当所述充换电场所内各非满电状态动力电池的额定功率均相同时，所述预设的充电功率p0等于各动力电池的额定功率；当所述充换电场所内各非满电状态动力电池的额定功率不同时，取其中最小的额定功率作为所述预设的充电功率p0。

本发明根据各非满电状态动力电池的荷电状态进行动力电池分组，给荷电状态较小的组分配较大的充电功率，给荷电状态较大的组分配较小的充电功率；在不同的动力电池分组内采用不同的功率分配方案，在荷电状态低于阈值的动力电池分组内采用等差数列阶梯状递减分配功率，在荷电状态高于阈值的动力电池分组内平均分配功率。对于荷电状态低于阈值的分组，还可以在其内部细分为多个小组，给荷电状态较小的小组分配较大的充电功率，在小组内部各动力电池间平均分配功率。通过以上方法，提高了同一充换电场所内动力电池的整体充电效率。

方案1、一种动力电池充电功率智能分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取充换电场所内各动力电池的荷电状态，以及非满电状态动力电池数量；

步骤2，依据设定的荷电状态阈值和非满电状态动力电池的荷电状态，将非满电状态动力电池分为第一组和第二组；其中第一组为荷电状态小于阈值的分组，第二组为荷电状态大于等于阈值的分组；

步骤3，当充换电场所内的总功率不足以为每一个非满电状态动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池分配预设的充电功率，或者对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配。

方案2、根据方案1所述的方法，其特征在于，所述对第一组内动力电池分配预设的充电功率，具体为：

当所述充换电场所内的总功率足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，给第一组内各动力电池均分配预设的充电功率，剩余充电功率平均分配给第二组内的各动力电池。

方案3、根据方案2所述的方法，其特征在于，所述对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配，具体为：

当所述充换电场所内的总功率不足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池按照荷电状态值从小到大排序，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减分配给第一组内排序后的各动力电池。

方案4、根据方案3所述的方法，其特征在于，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减分配给第一组内排序后的各动力电池，具体为：

步骤a31，当(2p/p0)>j时，给排在最前面的第1个动力电池分配预设的充电功率p0，则第一组中排序为m的动力电池充电功率pm为：

步骤a32，当(2p/p0)<＝j时，给排在最后面的第j个动力电池分配充电功率为0，则第一组中排序为m的动力电池充电功率pm为：

其中，j为第一组内动力电池的数量，p为所述充换电场所内的总功率。

方案5、根据方案2所述的方法，其特征在于，所述对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配，具体为：

步骤b31，当所述充换电场所内的总功率不足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序，计算动力电池总数j与预设的小组数k的比值g，并在满足(g*p0)<＝p的条件下，执行步骤b32；

步骤b32，对b31中已排序好的第一组内的动力电池，按荷电状态值从小到大依次取g个分入第1小组，对第一组内剩余的动力电池按荷电状态值从小到大依次取g个分入第2小组，依此类推选取k个小组，第1小组至第k小组均被分入了g个荷电状态值从小到大排列好的动力电池；将第一组内余下的j-g*k个动力电池分入第k+1小组；

步骤b33，判断(p/(g*p0))与k的大小关系，如果(p/(g*p0))>＝k则执行步骤b34，否则执行步骤b35；

步骤b34，给第1小组至第k小组均分配充电功率g*p0，将各小组分得的功率平均分配给该小组内部的各动力电池，剩余充电功率平均分配给第k+1小组内的各动力电池；

步骤b35，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减，分配到第1小组至第k小组；将各小组分得的功率平均分配给该小组内部的各动力电池。

方案6、根据方案5所述的方法，其特征在于，步骤b35中将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减，分配到第1小组至第k小组，具体方法包括：

步骤b351，当(2p/(g*p0))>k时，给第1小组分配充电功率为g*p0，则动力电池分组a中排序为b的小组充电功率pb为：

步骤b352，当(2p/(g*p0))<＝k时，给第k小组分配充电功率为0，则动力电池分组a中排序为b的小组充电功率pb为：

方案7、根据方案6所述的方法，其特征在于，当第b小组中的任一动力电池的荷电状态达到阈值时，将该动力电池转入第二组，将第k+1小组中荷电状态值最小的那个动力电池加入到第b小组，并分配给该动力电池充电功率pb/g。

方案8、根据方案7所述的方法，其特征在于，如果充换电场所内增加了新的动力电池，如果其荷电状态值大于或等于阈值，则分入第二组；如果其荷电状态值小于阈值，则分入第一组中的第k+1小组。

方案9、根据方案1～4中任一项所述的方法，其特征在于，当第一组内任一动力电池的荷电状态达到阈值时，重新执行步骤1至步骤3。

方案10、根据方案1～4中任一项所述的方法，其特征在于，当充换电场所内非满电状态动力电池数量变化时，重新执行步骤1至步骤3。

方案11、根据方案1～4中任一项所述的方法，其特征在于，当第一组内各动力电池的荷电状态值排序发生变化时，重新执行步骤1至步骤3。

方案12、根据方案1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述充换电场所包括一个或一个以上充换电设施；充换电设施的种类包括：集中式充电站、换电站、充电桩、充电车，或分布式充电站、换电站、充电桩、充电车。

方案13、根据方案1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述动力电池为所述充换电场所内电动汽车或新能源汽车中的动力电池，或所述充换电场所本身搭载的载能电池。

方案14、根据方案1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述荷电状态阈值的取值区间为(50％，100％)。

方案15、根据方案1～8中任一项所述的方法，其特征在于，当所述充换电场所内各非满电状态动力电池的额定功率均相同时，所述预设的充电功率p0等于各动力电池的额定功率；当所述充换电场所内各非满电状态动力电池的额定功率不同时，取其中最小的额定功率作为所述预设的充电功率p0。

附图说明

图1是本实施例中动力电池充电功率智能分配方法的流程示意图；

图2是本实施例中另一种将p按等差数列呈阶梯状递减分配方法流程示意图。

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。

本发明是一种动力电池充电功率智能分配方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1，获取充换电场所内各动力电池的荷电状态，以及非满电状态动力电池数量；

步骤2，依据设定的荷电状态阈值和非满电状态动力电池的荷电状态，将非满电状态动力电池分为第一组和第二组；其中第一组为荷电状态小于阈值的分组，第二组为荷电状态大于等于阈值的分组；

步骤3，当充换电场所内的总功率不足以为每一个非满电状态动力电池分配预设的充电功率时，即p<(n*p0)时，对第一组内动力电池分配预设的充电功率，或者对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配。

其中，p为所述充换电场所内的总功率，n为非满电状态动力电池数量，p0为预设的充电功率。

本实施例中，所述对第一组内动力电池分配预设的充电功率，具体为：

当所述充换电场所内的总功率足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，即(p/p0)>＝j时，给第一组内各动力电池均分配预设的充电功率，剩余充电功率平均分配给第二组内的各动力电池。其中，j为第一组内动力电池的数量。

本实施例中，所述对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配，具体为：

当所述充换电场所内的总功率不足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，即(p/p0)<j时，对第一组内动力电池按照荷电状态值从小到大排序，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减分配给第一组内排序后的各动力电池。

本实施例中，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减分配给第一组内排序后的各动力电池，具体为：

步骤a31，当(2p/p0)>j时，给排在最前面的第1个动力电池分配预设的充电功率p0，则第一组中排序为m的动力电池充电功率pm如公式(1)所示：

步骤a32，当(2p/p0)<＝j时，给排在最后面的第j个动力电池分配充电功率为0，则第一组中排序为m的动力电池充电功率pm如公式(2)所示：

其中，j为第一组内动力电池的数量，p为所述充换电场所内的总功率。

本实施例中，当第一组内任一动力电池的荷电状态达到阈值时，重新执行步骤1至步骤3。

本实施例中，当充换电场所内非满电状态动力电池数量变化时，重新执行步骤1至步骤3。

本实施例中，当第一组内各动力电池的荷电状态值排序发生变化时，重新执行步骤1至步骤3。

本实施例中，所述对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序后将所述充换电场所内的总功率递减分配，具体方法还可以如图2所示，包括：

步骤b31，当所述充换电场所内的总功率不足以为第一组内每一个动力电池分配预设的充电功率时，对第一组内动力电池按荷电状态进行升序排序，计算动力电池总数j与预设的小组数k的比值g，并在满足(g*p0)<＝p的条件下，执行步骤b32；

步骤b32，对b31中已排序好的第一组内的动力电池，按荷电状态值从小到大依次取g个分入第1小组，对第一组内剩余的动力电池按荷电状态值从小到大依次取g个分入第2小组，依此类推选取k个小组，第1小组至第k小组均被分入了g个荷电状态值从小到大排列好的动力电池；将第一组内余下的j-g*k个动力电池分入第k+1小组；

步骤b33，判断(p/(g*p0))与k的大小关系，如果(p/(g*p0))>＝k则执行步骤b34，否则执行步骤b35；

步骤b34，给第1小组至第k小组均分配充电功率g*p0，将各小组分得的功率平均分配给该小组内部的各动力电池，第1小组至第k小组内每个动力电池均获得充电功率p0；剩余充电功率平均分配给第k+1小组内的各动力电池，第k+1小组内每个动力电池均获得充电功率(p-g*p0*k)/(j-g*k)；

步骤b35，将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减，分配到第1小组至第k小组；将各小组分得的功率平均分配给该小组内部的各动力电池。

本实施例中，步骤b35中将所述充换电场所内的总功率按等差数列呈阶梯状递减，分配到第1小组至第k小组，具体方法包括：

步骤b351，当(2p/(g*p0))>k时，给第1小组分配充电功率为g*p0，则动力电池分组a中排序为b的小组充电功率pb如公式(3)所示：

步骤b352，当(2p/(g*p0))<＝k时，给第k小组分配充电功率为0，则动力电池分组a中排序为b的小组充电功率pb如公式(4)所示：

本实施例中，当第b小组中的任一动力电池的荷电状态达到阈值时，将该动力电池转入第二组，将第k+1小组中荷电状态值最小的那个动力电池加入到第b小组，并分配给该动力电池充电功率pb/g。

本实施例中，如果充换电场所内增加了新的动力电池，如果其荷电状态值大于或等于阈值，则分入第二组；如果其荷电状态值小于阈值，则分入第一组中的第k+1小组。

本实施例中，所述充换电场所包括一个或一个以上充换电设施；充换电设施的种类包括：集中式充电站、换电站、充电桩、充电车，或分布式充电站、换电站、充电桩、充电车。

本实施例中，所述动力电池为所述充换电场所内电动汽车或新能源汽车中的动力电池，或所述充换电场所本身搭载的载能电池。

本实施例中，所述荷电状态阈值的取值区间为(50％，100％)。

本实施例中，当所述充换电场所内各非满电状态动力电池的额定功率均相同时，所述预设的充电功率p0等于各动力电池的额定功率；当所述充换电场所内各非满电状态动力电池的额定功率不同时，取其中最小的额定功率作为所述预设的充电功率p0。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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。