移动充电方法和装置与流程

本发明涉及新能源汽车技术，特别涉及用于移动充电的航母式移动充电车、用于控制调度航母式移动充电车的充电操作的云端控制调度平台以及利用航母式移动充电车来实现移动充电的方法。

背景技术：

为了大幅减少汽车的二氧化碳排放量，汽车业正在投入大量的人力和物力来研发以电力作为动力源的新型汽车，例如电动汽车。由于对环境影响相对传统汽车较小，新能源汽车的前景被广泛看好。然而，纯电动汽车市场的普及推广还存在不少困难。例如电池的能量补充就是一个比较突出的问题。具体而言，在新型汽车中，电池被用来存储电能，考虑到安全性、成本和使用寿命，目前开发的电动汽车的电池能量密度并不高，这限制了其每次充电后的续航距离，因此提供足够高覆盖密度的充电资源是使新能源汽车被市场接受的重要方面。

移动充电车的推出能够较好地缓解甚至解决上面提及的问题。但是在诸如停车场之类的场所，车辆常常停放得非常密集，导致待充电车辆附近没有足够的空间能够容纳移动充电车，从而极大限制了移动充电车在这些场所的使用，降低了充电服务的整体效率并进而影响到用户体验。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种航母式移动充电车，其有助于提升移动充电车的充电服务效率。

按照本发明一个方面的航母式移动充电车包含：

母车，其包含主控制单元；以及

至少一个子车，其适于可分离地装载在所述母车上，所述子车包含适于对电动汽车充电的电池单元，

其中，所述子车被配置为执行下列操作：响应于由所述主控制单元、待充电的电动汽车和云端控制调度平台中的至少一个发送的充电服务消息，移动至该充电服务消息所指示的位置和利用所述电池单元对电动汽车充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述子车被进一步配置为执行下列操作：响应于由所述主控制单元和云端控制调度平台中的至少一个发送的补充电能消息，移动至该补充电能消息所指示的位置和利用外部电源对所述电池单元充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述母车还包括：

适于与外部电源连接的输入接口；

多个适于与所述子车的电池单元连接的输出接口；

连接在所述输入接口与输出接口之间的分流开关，

其中，在所述主控制单元的控制下，所述分流开关选择性地使所述输入接口与所述输出接口中的一个或多个相连以使外部电源对子车的电池单元充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述母车还包括经所述分流开关与输出接口相连的载能电池单元，在所述主控制单元的控制下，所述分流开关选择性地使母车的载能电池单元与所述输出接口中的一个或多个相连以对子车的电池单元充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述母车还包括经所述分流开关与输出接口相连的动力电池单元，在所述主控制单元的控制下，所述分流开关选择性地使母车的动力电池单元与所述输出接口中的一个或多个相连以对子车的电池单元充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，其中，所述主控制单元根据所述子车的电池单元的soc状态状态，借助于所述分流开关来安排对子车的充电顺序。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述子车的电池单元包括：

储能电池；

与储能电池相连的dc/dc变换器，其配置为对储能电池的输出电能进行dc-dc变换以匹配电动汽车的电池特性；以及

输出控制模块，其配置为控制对电动汽车的充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述子车的电池单元还包括：

第一输入接口，其适于与所述母车的输出接口相连以实现外部电源经所述母车对所述储能电池的充电；以及

第二输入接口，其适于与外部电源相连以实现外部电源对储能电池的直接充电。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述输出控制模块为下列装置中的至少一种：大功率直流充电枪、中小功率直流充电枪和无线充电模组。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述子车还包括：

通信模块，其配置为与所述主控制单元和云端控制调度平台通信；以及

驱动模块，其配置为驱动子车移动。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述子车还包括：

图像获取模块，其配置为获取子车周围的影像并且经所述通信模块上传至主控制单元或云端控制调度平台；以及

定位模块，其配置为获取子车的实时位置并且经所述通信模块上传至主控制单元或云端控制调度平台。

优选地，在上述航母式移动充电车中，所述子车的电池单元还适于提供使子车移动所需的能量。

本发明的还有一个目的是提供一种云端控制调度平台，其有助于提升移动充电车的充电服务效率。

按照本发明另一个方面的云端控制调度平台，其用于控制调度航母式移动充电车的充电操作，所述航母式移动充电车包括母车和至少一个子车，所述母车包含主控制单元，所述子车适于可分离地装载在所述母车上并且包含适于对电动汽车充电的电池单元，所述云端控制调度平台包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，执行所述程序以实现下列步骤：

响应于充电服务请求，指示母车将子车运载到待服务区域；以及

向子车发送充电服务消息，该充电服务消息指示子车所服务的电动汽车的位置。

优选地，在上述云端控制调度平台中，执行所述程序以进一步实现下列步骤：

响应于子车的电池单元的soc状态低于预设的阈值的事件，向子车发送补充电能消息，该补充电能消息指示能够对子车的电池单元进行充电的外部电源的位置。

本发明的还有一个目的是提供一种实现移动充电的方法，其有助于提升移动充电车的充电服务效率。

按照本发明另一个方面的实现移动充电的方法包含下列步骤：

在待服务区域提供航母式移动充电车，所述航母式移动充电车包括母车和至少一个子车，所述母车包含主控制单元，所述子车适于可分离地装载在所述母车上并且包含适于对电动汽车充电的电池单元；

所述子车响应于由所述主控制单元、待充电的电动汽车和云端控制调度平台中的至少一个发送的充电服务消息，移动至该充电服务消息所指示的位置；以及

利用所述电池单元对电动汽车充电。

优选地，在上述方法中，进一步包括下列步骤：

所述母车确定其包含的动力电池单元或载能电池单元的soc状态是否低于设定的阈值；以及

如果低于设定的阈值，则所述母车返回充电站。

优选地，在上述方法中，进一步包括下列步骤：

所述母车确定其是否空载；以及

如果空载，则所述母车返回充电站以装载新的子车。

优选地，在上述方法中，进一步包括下列步骤：

所述子车响应于由所述主控制单元和云端控制调度平台中的至少一个发送的补充电能消息，移动至该补充电能消息所指示的位置；以及

利用外部电源对所述电池单元充电。

本发明具有下列有点：

1.解决了密集型场所移动充电车充电难和效率低下的问题。

2.提高了待充电区域的整体服务效率。

3.提高了闲置充电资源的利用率。

4.借助云端控制调度平台，可以使各种充电资源及需求最佳地匹配在一起，使充电资源利用率达到最大化。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1为按照本发明一个实施例的航母式移动充电车的示意框图。

图2为图1所示航母式移动充电车中的母车的示意框图。

图3为图1所示航母式移动充电车中的子车的示意框图。

图4为图3所示子车中的电池单元的示意框图。

图5为按照本发明另一实施例的用于控制调度航母式移动充电车的充电操作的云端控制调度平台的示意框图。

图6为按照本发明还有一个实施例的利用航母式移动充电车来实现移动充电的方法的流程图。

具体实施方式

下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。

诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

图1为按照本发明一个实施例的航母式移动充电车的示意框图。

图1所示的航母式移动充电车10包含母车110和至少一个子车120。优选地，母车110具有较长的行驶里程以确保在运载子车的情况下能够往返于充电站与诸如停车场之类的待服务区域，其例如可以是新能源汽车，也可以是普通的燃油车。子车120可分离地装载在母车110上并且包含电池单元。子车120具有移动能力，该移动能力使得当子车位于待服务区域时，能够到达待充电的电动汽车。在本实施例中，优选地，子车120的外形和结构应设计为能够在狭窄的空间(例如车辆之间的空间、车辆下方空间和车辆与固定建筑物之间的空间等)内行驶和停放。

需要指出的是，本说明书中所述的电动汽车包括纯电动汽车和插电混合动力汽车。

图2为图1所示航母式移动充电车中的母车的示意框图。

图2所示的母车110包含主控制单元111、适于与外部电源20连接的输入接口112、一个或多个适于与子车的电池单元连接的输出接口113、分流开关114、动力电池单元115。可选地，母车还包含可以对子车的电池单元进行充电的载能电池单元116。

如图2所示，分流开关114连接在输入接口112与输出接口113之间，其配置为在主控制单元111的控制下，选择性地使输入接口112与输出接口113中的一个或多个相连以使外部电源对子车的电池单元充电。分流开关114还连接在载能电池单元116与输出接口113之间，其配置为在主控制单元的控制下，选择性地使母车的载能电池单元116与输出接口113中的一个或多个相连以利用载能电池单元116对子车的电池单元充电。可选地，分流开关114还连接在动力电池单元115与输出接口113之间，其配置为在主控制单元的控制下，选择性地使母车的动力电池单元115与输出接口113中的一个或多个相连以利用载能电池单元116对子车的电池单元充电。

主控制单元111与分流开关114、动力电池单元115和载能电池单元116耦合。

主控制单元111被配置为执行下列操作：向子车发送充电服务消息，其中，该充电服务消息指示子车所服务的电动汽车的位置。可选地，充电服务消息可以是将子车引导到指定位置的导航消息。

主控制单元111还被配置为执行下列操作：例如根据子车的电池单元的soc状态或用户设定的充电顺序，指示分流开关114选择性地使输入接口112与输出接口113中的一个或多个相连，或者选择性地使母车的载能电池单元116与输出接口113中的一个或多个相连，或者选择性地使母车的动力电池单元115与输出接口113中的一个或多个相连。

主控制单元111还被配置为执行下列操作：选择性地使母车的载能电池单元116与输入接口112相连以实现对载能电池单元116的充电，或者选择性地使母车的动力电池单元115与输入接口112相连以实现对动力电池单元115的充电。

主控制单元111还被配置为执行下列操作：确定母车110的动力电池单元115或载能电池单元116的soc状态是否低于设定的阈值，并且在低于设定的阈值时，指示母车返回充电站进行充电。

主控制单元111还被配置为执行下列操作：确定母车110是否空载(例如所运载的子车全部或大部分离开母车)，并且在空载时指示母车返回充电站装载新的子车。

主控制单元111还被配置为执行下列操作：确定子车的soc状态是否低于预设的阈值，并且在低于设定的阈值时，为子车指定外部电源和指示子车移动至所指定的外部电源处。

图3为图1所示航母式移动充电车中的子车的示意框图。

图3所示的子车120包含通信模块121、与通信模块121耦合的驱动模块122和与通信模块121耦合的电池单元123。可选地，子车120还包括与通信模块121耦合的图像获取模块124(例如摄像头)和与通信模块121耦合的定位模块125(gps定位装置)。

通信模块121被配置为与母车的主控制单元和云端控制调度平台通信，驱动模块122被配置为驱动子车移动，电池单元123被配置为可对电动汽车充电，优选地，电池单元123还配置为提供使子车移动所需的能量。

在提供充电服务的操作中，通信模块121从主控制单元、待充电的电动汽车和云端控制调度平台中的至少一个接收充电服务消息，驱动模块122将子车移动至该充电服务消息所指示的位置，而电池单元123则对电动汽车充电。在补充电能的操作中，通信模块121从母车的主控制单元和云端控制调度平台中的至少一个接收补充电能消息，驱动模块将子车移动至该补充电能消息所指示的位置，并且由外部电源对电池单元123充电。

在本实施例中，图像获取模块124被配置为获取子车周围的影像并且经通信模块121上传至主控制单元或云端控制调度平台。定位模块125被配置为获取子车的实时位置并且经通信模块121上传至主控制单元或云端控制调度平台。

图4为图3所示子车中的电池单元的示意框图。

图4所示的电池单元123包括第一输入接口1231a、第二输入接口1231b、储能电池1232、与储能电池相连的dc/dc变换器1233和输出控制模块1234。第一输入接口1231a适于与母车的输出接口113相连以实现外部电源经母车对储能电池1232的充电，第二输入接口1231b适于与外部电源相连以实现外部电源对储能电池1232的直接充电。dc/dc变换器1233被配置为对储能电池1232的输出电能进行dc-dc变换以匹配电动汽车的电池特性。输出控制模块1234被配置为控制对电动汽车的充电，其例如可以是下列装置中的至少一种：大功率直流充电枪、中小功率直流充电枪和无线充电模组。

图5为按照本发明另一实施例的用于控制调度航母式移动充电车的充电操作的云端控制调度平台的示意框图。

图5所示的云端控制调度平台50包含存储器510、处理器520以及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，其中，执行计算机程序530可以实现对上面借助图1-4所述的航母式移动充电车的充电操作的调度控制。

通过执行计算机程序530例如可以实现下列步骤：响应于用户的充电服务请求，指示母车110将子车120运载到待服务区域；向子车120发送充电服务消息，该充电服务消息指示子车所服务的电动汽车的位置。可选地，充电服务消息可以是将子车引导到指定位置的导航消息。

通过执行计算机程序530例如还可以实现下列步骤：确定子车的soc状态是否低于预设的阈值，并且在低于设定的阈值时，为子车指定外部电源和指示子车移动至所指定的外部电源处。

图6为按照本发明还有一个实施例的利用航母式移动充电车来实现移动充电的方法的流程图。

如图6所示，在步骤610，在待服务区域提供航母式移动充电车。该航母式移动充电车可具有上面借助图1-4所示的航母式移动充电车的各种特征。

随后进入步骤620，航母式移动充电车的子车响应于由主控制单元、待充电的电动汽车和云端控制调度平台中的至少一个发送的充电服务消息，移动至该充电服务消息所指示的位置。

接着在步骤630，子车利用其电池单元对电动汽车充电。

可选地，图6所示的方法在执行步骤630之后还包含下列步骤。

在步骤640，母车确定其包含的动力电池单元或载能电池单元的soc状态是否低于设定的阈值，如果低于设定的阈值，则进入步骤650，否则进入步骤660。

在步骤650，则生成母车返回充电站的命令以补充母车的电能。

在步骤660，母车确定其是否处于空载状态，如果空载，则进入步骤650以装载新的子车，否则进入步骤670。

在步骤670，主控制单元和云端控制调度平台中的至少一个确定子车的电池单元的soc状态是否低于设定的阈值，如果低于设定的阈值，则进入步骤680，否则返回步骤640。

在步骤680，主控制单元和云端控制调度平台中的至少一个向子车发送补充电能消息。

随后进入步骤690，子车移动至该补充电能消息所指示的位置，并利用外部电源对子车的电池单元充电。执行步骤690之后，图6所示的方法返回步骤640。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。