基于电网调度的电动汽车换电方法和换电服务物联网的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电动汽车充换电技术领域，具体地，涉及一种基于电网调度的电动汽 车换电方法和换电服务物联网。
【背景技术】
[0002] 随着动力电池技术的不断发展，电动汽车W其高效、节能、低噪声、零排放的优势 在不少发达国家初具规模，并将在未来市场中得到快速的发展和广泛的应用。动力电池W 租赁的形式提供给电动汽车车主，进站车辆对整车电池进行分箱更换，W达到快速进站换 电、快速出站运行的目的。电池租赁可W降低用户的购车费用、提高电池利用率、延长电池 寿命。同时，集中型充电站便于管理、能降低随机充电给电网带来的波动。
[0003] 在V2G(VehicletoGrid)模式中，电池作为移动储能设备，一方面可W为电动汽 车提供行驶动力，一方面在车辆停驶时可W将电能返还到电网中，用于削峰填谷。但是，送 需要对电网接入系统进行开发，并大量安装接入设备。同时，电动汽车在行驶过程中，具有 随机性、分散性和不确定性的特点，在V2G背景下的存在系统复杂、实现困难等问题。
[0004] B2G模式度atterytoGrid)克服了电池管理困难、对电网冲击大的缺点，为电动 汽车的发展提供了新思路。然而，集中充换电站若不考虑配电网负荷情况而对电池进行无 序充电，仍然会对电网用电调度造成影响，也不能完全满足电动汽车对换电的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明是为了克服现有技术中电池管理困难、对电网冲击大缺陷，根据本发明的 一个方面，提出一种基于电网调度的电动汽车换电方法。
[0006] 本发明实施例提供的一种基于电网调度的电动汽车换电方法，包括：车载终端获 取电动汽车的电池状态信息，电池状态信息包括当前电池SOC值和/或电池SOC值下降速 度；根据用户设定和当前电动汽车行驶情况确定用电需求信息，用电需求信息包括当前电 池容量和电动汽车预测行驶距离；车载终端将用电需求信息和车辆信息发送至监控中必， 车辆信息包括车辆位置信息和电池型号；监控中必根据车载终端发送的用电需求信息、当 前站内电池总量和配电网负荷情况，监控中必调度站内电池进行有序充电。
[0007] 在上述技术方案中，该方法还包括；监控中必确定电动汽车与换电站之间的距离； 当电动汽车与换电站之间的距离大于电动汽车预测行驶距离时，监控中必安排移动配送车 为电动汽车换电。
[0008] 在上述技术方案中，当前电池容量为：
[0009]
[0010] 其中，W表示电动汽车每百公里电耗，tl为SOC开始下降的时刻，Sti为tl时刻的 SOC值，S(t)为电动汽车t时刻的SOC值；AD(t)为从SOC开始下降时刻起车辆行驶的距 离。
[0011] 在上述技术方案中，监控中必调度站内电池进行有序充电，包括：
[0012] 根据电网调度需求将线路上的传输功率P't保持在预设范围内：
[0013] P'f=PP
[一L1?，打血 9Lt,maxJ》
[0014] 其中，分别表示在时刻t电网调度下提供的功率范围的最小值和最大 值；
[0015] 限制单个站内电池的充电时长，且站内电池充电容量为：
[001 引 C| 二 t二I
[0017]U为电池的充电效率，Pt为电池在t时刻的充电功率，在任意时刻，充电功率Pt均 不大于最大充电功率Pm。、，tm。、为单个站内电池的最大充电时长。
[0018] 本发明是为了克服现有技术中电池管理困难、对电网冲击大缺陷，根据本发明的 一个方面，提出一种换电服务物联网。
[0019] 本发明实施例提供的一种换电服务物联网，包括；感知层、网络层和应用层；
[0020] 感知层包括电池箱，用于利用电池箱内的信息采集模块获取电动汽车的电池状态 信息，并通过网关传输到网络层，电池状态信息包括当前电池SOC值和/或电池SOC值下降 速度；
[0021] 网络层用于根据有线通信和/或无线通信实现感知层与应用层之间的数据传输；
[0022] 应用层包括车载终端和监控中必，用于从网络层获取各类感知数据，并进行数据 分析处理；
[0023] 车载终端还用于根据用户设定和当前电动汽车行驶情况确定用电需求信息，用电 需求信息包括当前电池容量和电动汽车预测行驶距离；车载终端将用电需求信息和车辆信 息发送至监控中必，车辆信息包括车辆位置信息和电池型号；
[0024] 监控中必根据车载终端发送的用电需求信息、当前站内电池总量和配电网负荷情 况，监控中必调度站内电池进行有序充电。
[0025] 在上述技术方案中，应用层包括：数据子层、服务子层和应用子层；
[0026] 数据子层，用于接收各类感知数据，并按照一定的规则和形式，实现信息存储与数 据映射；
[0027] 服务子层，用于对服务网络的功能进行抽象与分类，将服务网络的功能归结于不 同的服务类别，并为具体应用提供服务接口；
[0028] 应用子层，用于完成服务网络的各类业务应用。
[0029] 在上述技术方案中，监控中必还用于确定电动汽车与换电站之间的距离；当电动 汽车与换电站之间的距离大于电动汽车预测行驶距离时，监控中必安排移动配送车为电动 汽车换电。
[0030] 在上述技术方案中，当前电池容量为：
[0031]
[0032] 其中，W表示电动汽车每百公里电耗，tl为SOC开始下降的时刻，Sti为tl时刻的 SOC值，S(t)为电动汽车t时刻的SOC值；AD(t)为从SOC开始下降时刻起车辆行驶的距 离。
[0033] 在上述技术方案中，监控中必还用于，根据电网调度需求将线路上的传输功率P't 保持在预设范围内：
[0034] P'l居[町|恤，f)ui"。」；
[00巧]其中，Pt,mi。，Pt,niM分别表不在时刻t电网调度下提供的功率范围的最小值和最大 值；
[0036] 限制单个站内电池的充电时长，且站内电池充电容量为：
[0037]
[0038] U为电池的充电效率，Pt为电池在t时刻的充电功率，在任意时刻，充电功率Pt均 不大于最大充电功率Pm。、，tm。、为单个站内电池的最大充电时长。
[0039] 本发明实施例提供的一种基于电网调度的电动汽车换电方法和换电服务物联网， 考虑电网负荷情况对站内电池进行有序充电，根据换电需求和电网调度对电池进行有序充 电管理，减少对电网带来的冲击。
[0040] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0041] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0042] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0043] 图1为本发明实施例中基于电网调度的电动汽车换电方法流程图；
[0044] 图2为本发明实施例中电动汽车换电服务基本流程图；
[0045] 图3为本发明实施例中针对电网调度进行电池有序充电的流程图；
[0046] 图4为本发明实施例中电动汽车换电服务物联网的构架结构图。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0048] 电动汽车采用电池租赁的换电服务，从根本上实现了车辆与电池的解禪，从而摆 脱了车辆属性对于电池充放电的一系列束缚。然而，随之也带来了电池使用、监测、管理等 方面的问题。一方面，电池作为资产，运营公司需要对其进行跟踪和统计，掌握电池运行状 态，合理配置和管理电池的使用和充电；另一方面，电动汽车车主通过安装在电池内的感知 模块，实时掌握电池状态，根据自身需求安排换电服务。因此，实时掌握电池的相关信息显 得尤