一种为电动车提供补电服务的方法以及补电服务系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种为电动车提供补电服务的方法以及补电服务系统；方法包括：获取电动车的剩余电量；判断剩余电量是否低于警告电量；当剩余电量低于警告电量时获取电动车的当前位置并将该辆电动车标记为目标电动车；确定一辆用于给电动车补电的服务车为补电服务车；为目标电动车规划补电路线并且为补电服务车规划服务路线；系统包括：电动车、服务车以及用于调度服务车为电动车充电的服务站；电动车补电服务系统既能采用补电站对电动车补电，又能采用服务车对其进行补电，从而将固定补电方式和移动补电方式结合起来，极大地提高了电动车补电的灵活性，有效提升了电动车的续航能力，有利于电动车在城市中的推广应用。
【专利说明】—种为电动车提供补电服务的方法以及补电服务系统
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源车领域，涉及一种为电动车提供补电服务的方法以及补电服务系统。
【背景技术】
[0002]目前，为了响应国家使用绿色能源和节能减排的号召，很多城市都在大力提倡使用电动车出行，例如电动出租车、电动公交车、个人电动轿车、电动摩托车和老人用电动四轮车等，但是因为这些电动车的电池容量有限并且不能及时补充电量，因此其续航能力受到了很大的限制，不能满足驾驶者日常出行的需要，也限制了电动车在城市中的进一步推广。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的在于提供一种为电动车提供补电服务的方法。
[0004]本发明的第二个目的在于提供一种能够实现上述方法的电动车补电服务系统，该系统能够为城市中运营的电动车及时提供补电服务。
[0005]为达到上述目的，本发明的解决方案是:
[0006]一种为电动车提供补电服务的方法，包括如下步骤:
[0007]获取电动车的剩余电量；
[0008]判断剩余电量是否低于警告电量；
[0009]当剩余电量低于警告电量时获取电动车的当前位置并将该辆电动车标记为目标电动车；
[0010]确定一辆用于给电动车补电的服务车为补电服务车；
[0011]为目标电动车规划补电路线并且为补电服务车规划服务路线。
[0012]上述补电服务车的确定方法包括如下步骤:
[0013]获取剩余电量所支持的行驶范围并把该行驶范围和所有服务车的服务范围进行比较；
[0014]当比较出行驶范围与所有服务车的服务范围均不相交时获取所有服务车的当前位置，比较目标电动车当前位置与所有服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车；
[0015]当比较出行驶范围仅与一辆服务车的服务范围相交时，将该辆服务车作为补电服务车；
[0016]当比较出行驶范围与多辆服务车的服务范围相交时，继续比较目标电动车当前位置与多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车。
[0017]补电路线和服务路线的规划方法包括如下步骤:
[0018]获取补电服务车的当前位置；
[0019]获取补电服务车的当前位置和目标电动车的当前位置之间的最近道路；
[0020]获取最近道路与行驶范围的交点并把该交点作为补电点；
[0021]将最近道路中位于补电服务车和补电点之间的部分作为服务路线并将位于目标电动车和补电点之间的部分作为补电路线。
[0022]上述的为电动车提供补电服务的方法还包括为目标电动车规划备选补电路线的步骤，包括:
[0023]获取所有补电站的位置；
[0024]把行驶范围和所有补电站的位置进行比较并确定目标补电站；
[0025]将目标电动车当前位置和目标补电站位置之间的最近道路作为备选补电路线。
[0026]上述的目标补电站的确定方法包括如下步骤:
[0027]当比较出仅有一个补电站的位置落在行驶范围内时，将该座补电站作为目标补电站；
[0028]当比较出有多个补电站的位置落在行驶范围内时，比较目标电动车当前位置与多个补电站位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的补电站作为目标补电站。
[0029]一种电动车补电服务系统，包括:至少一辆电动车、至少一辆服务车以及用于调度服务车为电动车充电的服务站；
[0030]每辆电动车至少包括:电池包、电池包电量监测模块、判断模块、电动车定位模块和电动车通信模块。电池包电量监测模块、判断模块和电动车定位模块通信连接。电池包电量监测模块用于监测电池包的剩余电量，判断模块用于判断电池包的剩余电量是否在警告电量之下，电动车定位模块用于获取电动车的当前位置，电动车通信模块用于至少把电池包的剩余电量和电动车的当前位置发送至服务站。
[0031]服务站至少包括:服务站通信模块和路线规划模块。服务站通信模块至少对电池包的剩余电量和电动车的当前位置进行接收。路线规划模块在接收到某辆电动车的当前位置时把该辆电动车标记为目标电动车，把某一辆服务车指定为补电服务车并且为目标电动车规划补电路线和为补电服务车规划服务路线。在补电路线和服务路线规划完毕后，服务站通信模块还把补电路线发送至目标电动车或者把服务路线发送至补电服务车。
[0032]每辆服务车至少包括:储能蓄电池、服务车通信模块和服务车信息告知模块。储能蓄电池用于为电池包进行快速充电。服务车通信模块至少对服务路线进行接收。服务车信息告知模块用于向补电服务车的驾驶员告知服务路线以便让该驾驶员沿着服务路线行驶。
[0033]目标电动车中的电动车通信模块还接收补电路线；电动车还包括向目标电动车的司机至少告知补电路线的电动车信息告知模块。
[0034]上述服务车还包括用于获取服务车的当前位置的服务车定位模块。服务车通信模块还把服务车的当前位置发送至服务站，当某辆电动车被标记为目标电动车时，路线规划模块将目标电动车的剩余电量所支持的行驶范围和所有服务车的服务范围进行比较；
[0035]当比较出行驶范围与所有服务车的服务范围均不相交时，继续比较目标电动车当前位置与所有服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车；
[0036]当比较出行驶范围仅与一辆服务车的服务范围相交时，将该辆服务车作为补电服务车；
[0037]当比较出行驶范围与多辆服务车的服务范围相交时，继续比较目标电动车当前位置与多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车；
[0038]路线规划模块继续将补电服务车当前位置和目标电动车当前位置之间的最近道路与行驶范围的交点作为补电点，将最近道路中位于补电服务车和补电点之间的部分作为服务路线并将位于目标电动车和补电点之间的部分作为补电路线。
[0039]上述服务车还包括多块利用太阳能为储能蓄电池充电的太阳能发电板，以及可装卸地存放着多个电池包的电池包存放库。
[0040]上述电动车补电服务系统还包括多个位置固定的补电站，补电站包括存放了多个电池包并且为电池包充电的电池架以及用于把电池架上的电池包和电池包存放库或者目标电动车中的电池包进行更换的换电机器人。
[0041 ] 上述补电站还包括多个为服务车中的储能蓄电池或电动车中的电池包充电的充电桩。
[0042]上述补电站还包括风力发电机组或太阳能发电机组，风力发电机组或太阳能发电机组通过输电线与充电桩和电池架相连。
[0043]上述服务站还包括存储了所有补电站位置的存储模块，存储模块与路线规划模块通信连接。当补电路线和服务路线规划完毕时，路线规划模块继续根据存储模块中存储的所有补电站位置把一个补电站指定为目标补电站并为目标电动车规划备选补电路线，服务站通信模块在把补电路线发送至目标电动车的同时也把备选补电路线发送至目标电动车，目标电动车中的电动车通信模块在接收补电路线时也接收备选补电路线，电动车信息告知模块还向目标电动车的司机告知备选补电路线。
[0044]当补电路线和服务路线规划完毕时，路线规划模块继续把行驶范围和所有补电站的位置进行比较；
[0045]当比较出仅有一个补电站的位置落在行驶范围内时，将该座补电站作为目标补电站；
[0046]当比较出有多个补电站的位置落在行驶范围内时，继续比较目标电动车当前位置与多个补电站位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的补电站作为目标补电站，路线规划模块将目标电动车当前位置和目标补电站位置之间的最近道路作为备选补电路线。
[0047]由于采用上述方案，本发明的有益效果是:
[0048]首先，服务站的路线规划模块能够根据待补电的电动车的当前位置和其所使用的电池包的剩余电量为该辆电动车规划出最优的补电路线，而无需司机自行查找补电路线，为司机提供了方便并且提高了服务质量。
[0049]其次，电动车补电服务系统不仅能够采用补电站对电动车补电，还能够采用服务车对其进行补电，从而将固定补电方式和移动补电方式结合起来，极大地提高了电动车补电的灵活性，有效提升了电动车的续航能力，有利于推动电动车在城市中的推广应用。
[0050]最后，服务站和服务车均可利用风能或太阳能等清洁能源发电，不仅能够减少电量消耗，从而减少对城市电网的依赖，还能够促进低碳城市的建设。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]图1为本发明实施例一中的电动车补电服务系统的框图。
[0052]图2为本发明实施例一中的电动车的框图。
[0053]图3为本发明实施例一中的服务站的框图。
[0054]图4为本发明实施例一中的充电服务车的第一种选择情况示意图。
[0055]图5为本发明实施例一中的充电服务车的第二种选择情况示意图。
[0056]图6为本发明实施例一中的充电服务车的第三种选择情况示意图。
[0057]图7为本发明实施例一中的目标电动车的补电路线示意图。
[0058]图8为本发明实施例一中的服务车的示意图。
[0059]图9为本发明实施例一中的服务车的框图。
[0060]图10为本发明实施例一中的电动车的补电流程图。
[0061]图11为本发明实施例二中的电动车补电服务系统的框图。
[0062]图12为本发明实施例二中的补电站的示意图。
[0063]图13为本发明实施例二中的补电站的框图。
[0064]图14为本发明实施例二中的补电站的第一种选择情况示意图。
[0065]图15为本发明实施例二中的补电站的第二种选择情况示意图。
[0066]图16为本发明实施例二中的电动车的补电流程图。
[0067]图17为本发明实施例二中的补电路线的确定流程图。
[0068]图18为本发明实施例二中的备选补电路线的确定流程图。
[0069]图19为本发明实施例二中的道路选择列表的不意图。
[0070]附图标记:
[0071]电动车补电服务系统1、服务子系统2、服务站3、补电站4、服务车5、电动车6、电池包7、电池包电量监测模块8、电动车定位模块9、电动车通信模块10、电动车控制模块11、服务站通信模块12、判断模块13、路线规划模块14、电动车信息告知模块15、服务站控制模块16、服务车控制模块17、储能蓄电池18、服务车通信模块19、服务车信息告知模块20、月艮务车定位模块21、太阳能发电板22、电池包存放库23、补电站控制模块24、电池架25、换电机器人26、充电桩27、风力发电机组28、太阳能发电机组29、电网接口 30、存储模块31、月艮务车充电口 32、电动车充电口 33、命令输入模块34、充电室35、换电室36、补电站通信模块37、供电设备38和电动车补电服务系统39。
【具体实施方式】
[0072]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0073]实施例一
[0074]本实施例提供了一种为电动车提供补电服务的方法，该方法能够实现为城市中运营的电动车提供及时的补电服务，其包括如下步骤:
[0075](I)、获取电动车的剩余电量；
[0076](2)、判断剩余电量是否低于警告电量；
[0077](3)、当剩余电量低于警告电量时获取电动车的当前位置并将该辆电动车标记为目标电动车；
[0078](4)、确定一辆用于给电动车补电的服务车为补电服务车；
[0079](5)、为目标电动车规划补电路线并且为补电服务车规划服务路线。
[0080]上述补电服务车的确定方法包括如下步骤:
[0081](I)、获取剩余电量所支持的行驶范围并把该行驶范围和所有服务车的服务范围进行比较；
[0082](2)、当比较出行驶范围与所有服务车的服务范围均不相交时获取所有服务车的当前位置，比较目标电动车当前位置与所有服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车；
[0083](3)、当比较出行驶范围仅与一辆服务车的服务范围相交时，将该辆服务车作为补电服务车；
[0084](4)、当比较出行驶范围与多辆服务车的服务范围相交时，继续比较目标电动车当前位置与多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车。
[0085]上述的补电路线和服务路线的规划方法包括如下步骤:
[0086](I)、获取补电服务车的当前位置；
[0087](2)、获取补电服务车的当前位置和目标电动车的当前位置之间的最近道路；
[0088](3)、获取最近道路与行驶范围的交点并把该交点作为补电点；
[0089](4)、将最近道路中位于补电服务车和补电点之间的部分作为服务路线并将位于目标电动车和补电点之间的部分作为补电路线。
[0090]上述的为电动车提供补电服务的方法还包括为目标电动车规划备选补电路线的步骤，包括:
[0091](I)、获取所有补电站的位置；
[0092](2)、把行驶范围和所有补电站的位置进行比较并确定目标补电站；
[0093](3)、将目标电动车当前位置和目标补电站位置之间的最近道路作为备选补电路线。
[0094]上述的目标补电站的确定方法包括如下步骤:
[0095](I)、当比较出仅有一个补电站的位置落在行驶范围内时，将该座补电站作为目标补电站；
[0096](2)、当比较出有多个补电站的位置落在行驶范围内时，比较目标电动车当前位置与多个补电站位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的补电站作为目标补电站。
[0097]实施例二
[0098]本实施例提供了一种能够实现实施例一中提及的方法的电动车补电服务系统，该方法能够为城市中运营的各种类型的电动车自动规划补电路线以便使其能够及时补充电量从而拓展其续航能力。如图1所示，电动车补电服务系统I包括多辆正在运营中的电动车6以及用于为这些电动车6提供补充电量(即补电)服务的服务子系统2。
[0099]如图2所示,每辆电动车6均包括电池包7、电池包电量监测模块8、电动车定位模块9、电动车通信模块10、电动车信息告知模块15、电动车控制模块11、判断模块13和命令输入模块34等功能模块。
[0100]电动车控制模块11用于根据某些指令控制电池包电量监测模块8、电动车定位模块9、电动车通信模块10、电动车信息告知模块15、判断模块13和命令输入模块34等功能模块的运行。
[0101]电动车通信模块10用于在电动车控制模块11的控制下负责各个功能模块之间的信息交互和对外的信息交互。
[0102]电池包7用于为电动车6提供驱动动力。不同类型的电动车6可以配置电池容量不同的电池包7。
[0103]电池包电量监测模块8用于监测正在行驶中的电动车6中电池包7的剩余电量。
[0104]判断模块13用于判断电动车6当前的剩余电量是否在警告电量以下。警告电量可以根据实际情况设定为电池包7电池容量的5%?10%。当判断模块13判断出在一段时间内统计出的剩余电量平均值在警告电量以下时，得出一个表示该电动车6需要补充电量的缺电判断结果，并把该缺电判断结果通过电动车通信模块10发送至电动车控制模块11，同时也通过电动车通信模块10发送至电动车信息告知模块15。在一段时间内统计剩余电量的目的是防止偶尔的电量测量误差而产生误报现象，从而降低误报率，有利于维持整个电动车补电服务系统I的有序和闻效运营。
[0105]电动车定位模块9用于获取电动车6的当前位置。当电动车控制模块11接收到缺电判断结果时控制电动车定位模块9获取该辆电动车6的当前位置，并通过电动车通信模块10把该辆电动车6的当前位置、电池包7的剩余电量和电池包型号发送至服务子系统2，以便服务子系统2为该辆电动车6规划合适的补电路线和选择合适的补电服务类型。
[0106]电动车信息告知模块15用于向该辆电动车6的司机告知当前电池包7的剩余电量已不足，需要及时补充电量。当电动车信息告知模块15接收到缺电判断结果时，可以通过语音播报、画面显示、音乐播放或者振动等多种方式把电量不足的信息告知给司机，以便让其了解电池包7的电量使用情况。
[0107]命令输入模块34用于让电动车6的司机根据电动车信息告知模块15所告知的信息输入相关命令。
[0108]如图1所示，服务子系统2包括多辆可移动的服务车5和用于调度服务车5为电动车6充电的服务站3。
[0109]服务站3可以设立在城市中大学或者研究院所附近，以便就近获得技术支持。如图3所示，服务站3包括服务站通信模块12、路线规划模块14、存储模块31和服务站控制模块16等功能模块。
[0110]服务站控制模块16用于根据某些指令控制服务站通信模块12、路线规划模块14和存储模块31等功能模块的运行。
[0111]服务站通信模块12用于在服务站控制模块16的控制下负责各个功能模块之间的信息交互和对外的信息交互。服务站通信模块12能够接收某辆电动车6发送过来的内置电池包7的剩余电量和当前位置并把剩余电量和当前位置发送至路线规划模块14。
[0112]存储模块31存储了电动车所在城市的地图和该城市中所有服务车5的服务范围。该地图包含了当前城市所有道路的信息。
[0113]路线规划模块14用于为待充电的电动车规划补电路线并调度一辆服务车5作为补电服务车为该辆电动车提供补电服务。具体地，当路线规划模块14接收到某辆电动车6的当前位置后会把该辆电动车6标记为目标电动车，从存储模块31中读取所有服务车5的服务范围和目标电动车所在城市的地图，根据目标电动车的当前位置预估其剩余电量所支持的行驶范围，然后把行驶范围和所有服务车5的服务范围相比较，得到不同的比较结果，并根据这些比较结果确定补电服务车。补电服务车的确定过程如下:
[0114]如图4所示，短划线表示每辆服务车5的服务范围，◎表示每辆服务车5(如V八2和八3)的当前位置,〇表示目标电动车(如T)的当前位置，点划线表示目标电动车的剩余电量所支持的行驶范围。当比较出行驶范围与所有服务车5的服务范围均不相交时，路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与所有服务车当前位置的最近道路距离的大小，比较出与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车并把该服务车作为补电服务车。路线规划模块14只对服务车当前位置和目标电动车当前位置之间的最近道路距离进行比较，然后再选出最近道路距离最小的服务车，而非比较服务车当前位置和目标电动车当前位置之间的直线距离，这充分考虑了目标电动车行驶时间的因素，使目标电动车在补电之前尽量行驶较短的距离，以节省司机的时间成本。目标电动车当前位置与任意一辆服务车当前位置的最近道路是这样确定的:例如，在图4中，服务车A3有两条道路到达目标电动车T，路线规划模块14比较这两条道路的道路长度，取道路长度最小的那条道路作为最近道路。最近道路的长度即为最近道路距离。
[0115]如图5所示，当比较出行驶范围仅与某一辆服务车的服务范围相交时，路线规划模块14直接将该辆服务车作为补电服务车。例如在图5中，目标电动车的行驶范围仅与服务车A2的服务范围相交，所以路线规划模块14直接将服务车A2作为补电服务车，而不再比较其它服务车和目标电动车之间的最近道路距离的大小，即使服务车A1离目标电动车更近。这是因为每辆服务车都有事先规定的服务范围，若为了应急而超出自己的服务范围进行服务，必然会影响到对其它电动车的服务质量。
[0116]如图6所示，当比较出行驶范围与多辆服务车5的服务范围均相交(即有部分重合)时，路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与相交的多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为补电服务车。例如在图6中，因为服务车A1和目标电动车之间的最近道路距离最小，所以将服务车A1作为补电服务车。
[0117]当路线规划模块14为目标电动车确定出补电服务车后，继续为该目标电动车确定补电路线。如图7所示，路线规划模块14继续将补电服务车当前位置和目标电动车当前位置之间的最近道路与行驶范围的交点作为补电点S，将最近道路中位于补电服务车和补电点S之间的部分作为服务路线L1并将最近道路中位于目标电动车和补电点S之间的部分作为补电路线L2。然后，服务站控制模块16控制服务站通信模块12将补电路线L2发送至目标电动车。电动车信息告知模块15向司机告知该条补电路线并让其决定是否采纳该条补电路线。当目标电动车的司机采纳该条补电路线时，通过命令输入模块34输入确认信息，由电动车通信模块10向服务站3发送确认信息，服务站通信模块12在接收到确认信息后将服务路线发送至服务车5，服务车5的驾驶员看到服务路线后即沿着服务路线行驶到补电点，在补电点为目标电动车进行补电。
[0118]如图8和图9所示，服务车5包括服务车控制模块17、储能蓄电池18、服务车通信模块19、服务车信息告知模块20、服务车定位模块21、太阳能发电板22、换电机器人26和电池包存放库23。
[0119]服务车控制模块17用于根据某些指令控制储能蓄电池18、服务车通信模块19、月艮务车信息告知模块20和服务车定位模块21等功能模块的运行。
[0120]服务车通信模块19用于在服务车控制模块17的控制下负责各个功能模块之间的信息交互和对外的信息交互。
[0121 ] 储能蓄电池18不仅为服务车5自身提供驱动动力，还通过设置在服务车5两的电动车充电口 33为各种目标电动车的电池包进行快速充电。当储能蓄电池18自身的电量不足时，还能通过设置在车厢后面的服务车充电口 32进行充电。
[0122]多块太阳能发电板2设置在服务车5的顶部，能够在白天利用太阳能为储能蓄电池18充电，以最大限度地利用太阳能。
[0123]电池包存放库23可装卸地储存了多个不同类型的电池包。这些电池包的类型与市面上运营电动车6所使用的电池包的类型一致。
[0124]换电机器人26用于将目标电动车的电池包与电池包存放库23中储存的类型一致的电池包进行更换。
[0125]服务车定位模块21用于实时获取服务车5的当前位置，并把当前位置通过服务车通信模块19发送至服务站3。
[0126]服务车信息告知模块20用于向服务车5的驾驶员告知服务路线等信息。当服务车通信模块19接收到来自服务站3的服务路线时，服务车信息告知模块20将服务路线告知给服务车5的驾驶员，服务车5的驾驶员看到服务路线后即沿着服务路线向补电点行驶。在补电点根据接收到的电池包型号为目标电动车选择合适的充电接口或者更换相应的电池包。
[0127]如图10所示，使用上述电动车补电服务系统I对正在运营中的某辆电动车6进行补电的流程如下:
[0128]步骤1-1:
[0129]在电动车6运行的过程中，电动车控制模块11控制电池包电量监测模块8对电池包7的剩余电量进行监测，并通过电动车通信模块10将监测结果(即剩余电量的数值)发送给判断模块13，然后进入步骤1-2。
[0130]步骤1-2:
[0131]判断模块13判断在一段时间内统计出的剩余电量是否均在警告电量以下，当均在警告电量以下时，说明该辆电动车6的剩余电量确实已不足，需要进行充电或者更换电池包，此时进入步骤1-3 ;否则返回步骤1-1。
[0132]步骤1-3:
[0133]判断模块13得出缺电判断结果，并把该缺电判断结果通过电动车通信模块10发送至电动车控制模块11，然后进入步骤1-4。
[0134]步骤1-4:
[0135]当接收到缺电判断结果后，电动车控制模块11控制电动车定位模块9获取该辆电动车6的当前位置，并通过电动车通信模块10把当前位置、电池包的剩余电量和电池包型号发送至服务子系统2,同时控制电动车信息告知模块15向该辆电动车6的司机告知当前电池包7的剩余电量已不足，以便让其了解电池包7的电量使用情况，然后进入步骤1-5。
[0136]步骤1-5:
[0137]服务站通信模块12接收到某辆电动车6发送过来的当前位置、剩余电量和电池包型号并把以上信息发送至路线规划模块14，然后进入步骤1-6。
[0138]步骤1-6:
[0139]路线规划模块14把该辆电动车6标记为目标电动车，从存储模块31中读取所有服务车5的服务范围，预估该目标电动车的剩余电量所支持的行驶范围，然后把行驶范围和所有服务车5的服务范围相比较；当比较出行驶范围和所有服务车5的服务范围均不相交时，进入步骤1-7 ;当比较出行驶范围仅和一辆服务车5的服务范围相交时，进入步骤1-8 ;当比较出行驶范围与多辆服务车5的服务范围相交时，进入步骤1-9。
[0140]步骤1-7:
[0141]路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与所有服务车5当前位置的最近道路距离的大小，比较出与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车并把该服务车作为补电服务车，然后进入步骤1-10。
[0142]步骤1-8:
[0143]路线规划模块14直接将该辆服务车作为补电服务车，然后进入步骤1-10。
[0144]步骤1-9:
[0145]路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小，比较出与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车并把该服务车作为补电服务车，然后进入步骤1-10。
[0146]步骤1-10:
[0147]路线规划模块14将补电服务车当前位置和目标电动车当前位置之间的最近道路与目标电动车剩余电量所支持的行驶范围的交点作为补电点S,将最近道路中位于补电服务车当前位置和补电点S之间的部分作为服务路线L1，将最近道路中位于目标电动车当前位置和补电点S之间的部分作为补电路线L2，服务站控制模块16控制服务站通信模块12将补电路线L2发送至目标电动车，然后进入步骤1-11。
[0148]步骤1-11:
[0149]电动车通信模块10接收到服务站3发送过来的补电路线L2,电动车信息告知模块15向司机告知补电路线并让其决定是否采纳该补电路线，当司机决定采纳该补电路线时进入步骤1-12。
[0150]步骤1-12:
[0151]司机通过命令输入模块34输入确认信息，电动车控制模块11通过电动车通信模块10向服务站3发送确认信息，然后进入步骤1-13。
[0152]步骤1-13:
[0153]服务站通信模块12接收到确认信息后在服务站控制模块16的控制下将服务路线发送至服务车5，服务车通信模块19接收到服务路线，服务车控制模块17通过服务车信息告知模块20向服务车5的驾驶员告知服务路线，由服务车5在补电点为目标电动车提供更换电池包和充电服务，至此，为某辆一次路线规划流程宣告结束。
[0154]如果服务站3在一段时间内接收到多辆电动车的当前位置、电池包的剩余电量和型号信息后，按照接收时间的先后顺序依次对每一辆电动车进行上述处理。
[0155]实施例三
[0156]实施例二中的电动车补电服务系统采用可以移动的补电车对待充电的电动车进行补电，实际上，电动车补电服务系统也可以在电动车使用频率较高的区域设置补电站，让待充电的电动车进站享受补电服务，从而将固定补电方式和移动补电方式结合起来。对于实施例三中与实施例二相同的功能模块，给予相同的名称并省略相同的说明。
[0157]如图11所示，本实施例中的电动车补电服务系统39除了实施例二中结构外，还包括多个补电站4。
[0158]补电站4 一般设立在车流较密集的景点或交通枢纽处。如图12和图13所示，补电站4包括充电室35、换电室36、供电设备38、补电站通信模块37和补电站控制模块24。
[0159]充电室35里设有多个充电桩27。每个充电桩27上都设有不同类型的充电接口。通过这些充电接口，充电桩27能够为服务车5所使用的储能蓄电池和电动车所使用的电池包7充电。
[0160]换电室36内布置着多个电池架25。电池架25上放置有多种类型的电池包7。电池架25上还开设有不同类型的充电接口。这些充电接口能够通过慢充为电池包7或者储能蓄电池18充电。服务车5在晚间(21:00?6:00)返回补电站4，通过慢充方式将携带的电池包和储能蓄电池18充满电。
[0161]换电机器人26用于把电池架25上的电量已满的电池包和服务车5的电池包存放库23或者目标电动车中电量未满的电池包进行更换。
[0162]供电设备38用于为充电桩27和电池架25提供电力，包括风力发电机组28、太阳能发电机组29和电网接口 30。风力发电机组28、太阳能发电机组29和电网接口 30通过输电线与充电桩27和电池架25相连。这样的话，供电设备38可利用风能、太阳能和城市电网混合供电，有效地保证了补电站电力的充分供应。利用风能、太阳能进行补电，可再生能源电量不足时则利用电网补电。
[0163]补电站通信模块37用于在补电站控制模块24的控制下负责各个功能模块之间的信息交互和对外的信息交互。
[0164]如图12所示，与实施例二相比，实施例三中的服务站3的存储模块31还存储了所有补电站的位置。
[0165]与实施例二相比，路线规划模块14还可以为目标电动车规划一条备选补电路线，让目标电动车根据该条备选补电路线找到相应的补电站。具体地，在本实施例中，当路线规划模块14规划完毕补电路线和服务路线后，接着从存储模块31中读取所有补电站的位置和目标电动车所在城市的地图，根据目标电动车的当前位置预估其剩余电量所支持的行驶范围，然后把行驶范围和所有补电站的位置相比较，得到不同的比较结果，并根据这些比较结果确定目标补电站。目标补电站的确定过程如下:
[0166]当比较出没有一个补电站的位置落在行驶范围之内时，路线规划模块14不确定目标补电站，也不规划备选补电路线。
[0167]如图14所示，C3表示补电站4的位置，〇表示目标电动车(如T)的当前位置，点划线表示目标电动车的剩余电量所支持的行驶范围。当比较出仅有一个补电站的位置落在行驶范围内时，将该座补电站作为目标补电站；
[0168]如图15所示，当比较出有多个补电站的位置落在行驶范围内时，继续比较目标电动车当前位置与多个补电站位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的补电站作为目标补电站。最近道路距离的确定方法同实施例
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[0169]当路线规划模块14确定出目标补电站后，将目标电动车当前位置和目标补电站位置之间的最近道路作为备选补电路线。然后，服务站控制模块16控制服务站通信模块12将补电路线和备选补电路线同时发送至目标电动车。电动车信息告知模块15向司机告知补电路线和备选补电路线，让司机决定是否采纳补电路线或备选补电路线，或者均不采纳。当目标电动车的司机米纳该条补电路线时，通过命令输入模块34输入第一确认信息，由电动车通信模块10向服务站3发送第一确认信息，服务站通信模块12在接收到第一确认信息后将服务路线发送至服务车5，服务车5的驾驶员看到服务路线后即沿着服务路线行驶到补电点，在补电点为目标电动车进行补电。当目标电动车的司机采纳备选补电路线时，通过命令输入模块34输入第二确认信息，由电动车通信模块10向服务站3发送第二确认信息，服务站通信模块12在接收到第二确认信息后将目标电动车的电池包型号补电站通信模块37发送至目标补电站，目标补电站根据补电站通信模块37接收到的电池包型号为该辆目标电动车分配补电方式和补电位置。
[0170]如图16所不,使用上述电动车补电服务系统39对正在运营中的某辆电动车6进行补电的流程如下:
[0171]步骤2-1:
[0172]在电动车6运行的过程中，电动车控制模块11控制电池包电量监测模块8对电池包7的剩余电量进行监测，并通过电动车通信模块10将监测结果(即剩余电量的数值)发送给判断模块13，然后进入步骤2-2。
[0173]步骤2-2:
[0174]判断模块13判断在一段时间内统计出的剩余电量是否均在警告电量以下，当均在警告电量以下时，说明该辆电动车6的剩余电量确实已不足，需要进行充电或这更换电池包，此时进入步骤2-3 ;否则返回步骤2-1。
[0175]步骤2-3:
[0176]判断模块13得出缺电判断结果，并把该缺电判断结果通过电动车通信模块10发送至电动车控制模块11，然后进入步骤2-4。
[0177]步骤2-4:
[0178]当接收到缺电判断结果后，电动车控制模块11控制电动车定位模块9获取该辆电动车6的当前位置，并通过电动车通信模块10把当前位置、电池包的剩余电量和电池包型号发送至服务子系统2,同时控制电动车信息告知模块15向该辆电动车6的司机告知当前电池包7的剩余电量已不足，以便让其了解电池包7的电量使用情况，然后进入步骤2-5。
[0179]步骤2-5:
[0180]服务站通信模块12接收到某辆电动车6发送过来的当前位置、剩余电量和型号并把以上信息发送至路线规划模块14，然后进入步骤2-6。
[0181]步骤2-6:
[0182]路线规划模块14把该辆电动车6标记为目标电动车，然后进入步骤2-7。
[0183]步骤2-7:
[0184]路线规划模块14确定补电服务车和目标电动车，并确定服务路线和补电路线，然后进入步骤2-8。
[0185]步骤2-8:
[0186]路线规划模块14确定目标补电站和备选补电路线，然后进入步骤2-9。
[0187]步骤2-9:
[0188]服务站控制模块16控制服务站通信模块12将补电路线和备选补电路线同时发送至目标电动车，然后进入步骤2-10。
[0189]步骤2-10:
[0190]电动车信息告知模块15向司机告知补电路线和备选补电路线，让司机决定是否采纳补电路线或备选补电路线，或者均不采纳；当司机采纳补电路线时，进入步骤2-11 ;当司机采纳备选补电路线时，进入步骤2-13。
[0191]步骤2-11:
[0192]目标电动车的司机通过命令输入模块34输入第一确认信息，电动车控制模块11通过电动车通信模块10向服务站3发送第一确认信息，然后进入步骤2-12。
[0193]步骤2-12:
[0194]服务站通信模块12接收到第一确认信息后在服务站控制模块16的控制下将服务路线发送至服务车5，服务车通信模块19接收到服务路线，服务车控制模块17通过服务车信息告知模块20向服务车5的驾驶员告知服务路线，由服务车5在补电点为目标电动车提供更换电池包和充电服务，然后结束本次路线规划过程。
[0195]步骤2-13:
[0196]目标电动车的司机通过命令输入模块34输入第二确认信息，由电动车通信模块10向服务站3发送第二确认信息，然后进入步骤2-14。
[0197]步骤2-14:
[0198]服务站通信模块12在接收到第二确认信息后将目标电动车的电池包型号发送至目标补电站，目标补电站根据电池包型号为该辆目标电动车分配补电方式和补电位置，然后结束本次路线规划过程。
[0199]其中，如图17所示，在步骤2-7中，服务路线和补电路线的确定详细如下:
[0200]步骤3-1:
[0201]路线规划模块14从存储模块31中读取所有服务车5的服务范围，预估目标电动车的剩余电量所支持的行驶范围，然后把行驶范围和所有服务车5的服务范围相比较；当比较出行驶范围和所有服务车5的服务范围均不相交时，进入步骤3-2 ;当比较出行驶范围仅和一辆服务车5的服务范围相交时，进入步骤3-3 ;当比较出行驶范围与多辆服务车5的服务范围相交时，进入步骤3-4。
[0202]步骤3-2:
[0203]路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与所有服务车5当前位置的最近道路距离的大小，比较出与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车并把该服务车作为补电服务车，然后进入步骤3-5。
[0204]步骤3-3:
[0205]路线规划模块14直接将该辆服务车作为补电服务车，然后进入步骤3-5。
[0206]步骤3-4:
[0207]路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小，比较出与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车并把该服务车作为补电服务车，然后进入步骤3-5。
[0208]步骤3-5:
[0209]路线规划模块14将补电服务车当前位置和目标电动车当前位置之间的最近道路与目标电动车剩余电量所支持的行驶范围的交点作为补电点，将补电服务车当前位置和补电点S之间的道路作为服务路线，将目标电动车当前位置和补电点之间的道路作为补电路线，然后步骤2-7结束。
[0210]如图18所示，在步骤2-8中，备选补电路线的确定详细如下:
[0211]步骤4-1:
[0212]路线规划模块14从存储模块31中读取所有补电站的位置和目标电动车所在城市的地图，根据目标电动车的当前位置预估其剩余电量所支持的行驶范围，然后把行驶范围和所有补电站的位置相比较；当比较出没有一个补电站的位置落在行驶范围之内时，路线规划模块14不确定目标补电站，也不规划备选补电路线，此时针对备选补电路线的规划过程结束；当比较出仅有一个补电站的位置落在行驶范围内时，进入步骤4-2 ;当比较出有多个补电站的位置落在行驶范围内时，进入步骤4-3。
[0213]步骤4-2:
[0214]路线规划模块14将该座补电站作为目标补电站，然后进入步骤4-4。
[0215]步骤4-3:
[0216]路线规划模块14继续比较目标电动车当前位置与多个补电站位置的最近道路距离的大小并将比较出的与目标电动车当前位置的最近道路距离最小的补电站作为目标补电站，然后进入步骤4-4。
[0217]步骤4-4:
[0218]路线规划模块14将目标电动车当前位置和目标补电站位置之间的最近道路作为备选补电路线，至此结束步骤2-8。
[0219]实施例四
[0220]实施例二和实施例三均是通过比较出两点之间的所有道路中道路长度最小的那条道路并自动将其作为最近道路。然而，实际情况下，仅仅考虑道路长度还是不够的，还要考虑因施工、交通管制而导致的道路阻塞情况，否则，即使道路长度很短，也可能出现花费很长时间才能补电的情况。此时，就需要让司机自行选择合适的道路，即首先将每一个补电站位置和目标电动车当前位置之间的道路按照道路长度由小到大排列，生成道路选择列表，然后让司机选择自己期望的道路，这样不仅能够体现人性化，还能排除被阻塞的道路，从而更好地提高补电效率。如图19所示，目标电动车T与补电站A5之间有两条道路C1和C2,与补电站A4之间有三条道路C3、C4和C5,则实施例三中的备选补电路线可以根据以下步骤来确定:
[0221]步骤5-1:
[0222]路线规划模块14比较目标电动车T与两个补电站之间五条道路的道路长度并按照道路长度由小到大排列成道路选择列表，服务站控制模块16控制服务站通信模块12将道路选择列表发送至目标电动车，然后进入步骤5-2。
[0223]步骤5-2:
[0224]电动车通信模块10接收到服务站3发送过来的道路选择列表，电动车信息告知模块15向司机告知道路选择列表并让其选择一条道路，然后进入步骤5-3。
[0225]步骤5_3:
[0226]司机通过命令输入模块34输入一条道路，由电动车通信模块10向服务站3发送该条道路信息，然后进入步骤5-4。
[0227]步骤5-4:
[0228]服务站通信模块12接收到该条道路信息并将其发送给路线规划模块14，路线规划模块14将位于该条道路终点的补电站确认为目标补电站并把该条道路确认为备选补电路线，至此备选补电路线的选择过程结束。
[0229]同样地，服务路线和充电路线也可以按照上述方法让司机选择。
[0230]本发明所涉及的电动车补电服务系统适宜在南方沿海城市推广使用，因为很多南方沿海城市(如深圳、海南、厦门等)风能和太阳能较充沛，非常适宜将这些可再生能源利用在电动车充电或换电中，从而有利于电动车的推广，真正实现建设低碳城市的目标。
[0231]实施例五
[0232]与实施例三和实施例四相比，补电路线和备选补电路线可以互换，即本实施例将实施例二中的补电路线作为本实施例中的备选补电路线而将实施例三中的备选补电路线作为本实施例中的补电路线，这样设置的目的是:在电动车的剩余电量不足以支撑其行驶到补电站时才调度服务车为其接应补电，这样可以有效减少服务车的运行数量和调度压力，节约电动车补电服务系统的整体运行成本。
[0233]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种为电动车提供补电服务的方法，其特征在于:包括如下步骤: 获取所述电动车的剩余电量； 判断所述剩余电量是否低于警告电量； 当所述剩余电量低于所述警告电量时获取所述电动车的当前位置并将该辆电动车标记为目标电动车； 确定一辆用于给电动车补电的服务车为补电服务车； 为所述目标电动车规划补电路线并且为所述补电服务车规划服务路线。
2.根据权利要求1所示的方法，其特征在于:所述补电服务车的确定方法包括如下步骤: 获取所述剩余电量所支持的行驶范围并把该行驶范围和所有服务车的服务范围进行比较； 当比较出所述行驶范围与所有服务车的服务范围均不相交时获取所述所有服务车的当前位置，比较所述目标电动车当前位置与所述所有服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与所述目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为所述补电服务车； 当比较出所述行驶范围仅与一辆服务车的服务范围相交时，将该辆服务车作为所述补电服务车； 当比较出所述行驶范围与多辆服务车的服务范围相交时，比较所述目标电动车当前位置与所述多辆服务车当前位置的最近道路距离的大小并将比较出的与所述目标电动车当前位置的最近道路距离最小的服务车作为所述补电服务车。
3.根据权利要求1所示的方法，其特征在于: 所述补电路线和所述服务路线的规划方法包括如下步骤: 获取所述补电服务车的当前位置； 获取所述补电服务车的当前位置和所述目标电动车的当前位置之间的最近道路； 获取所述最近道路与所述行驶范围的交点并把该交点作为补电点； 将所述最近道路中位于所述补电服务车和所述补电点之间的部分作为所述服务路线并将位于所述目标电动车和所述补电点之间的部分作为所述补电路线。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:还包括在为所述目标电动车规划完所述补电路线后继续为所述目标电动车规划备选补电路线的步骤，包括: 获取所有补电站的位置； 把所述行驶范围和所述所有补电站的位置进行比较并确定目标补电站； 将所述目标电动车当前位置和目标补电站位置之间的最近道路作为所述备选补电路线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述目标补电站的确定方法包括如下步骤: 当比较出仅有一个补电站的位置落在所述行驶范围内时，将该座补电站作为所述目标补电站； 当比较出有多个补电站的位置落在所述行驶范围内时，比较所述目标电动车当前位置与所述多个补电站位置的最近道路距离的大小并将比较出的与所述目标电动车当前位置的最近道路距离最小的补电站作为所述目标补电站。
6.一种实现如权利要求1至5中任一所述的方法的电动车补电服务系统,其特征在于，包括:至少一辆电动车、至少一辆服务车以及用于调度所述服务车为所述电动车补电的服务站； 所述电动车包括:电池包、用于监测所述电池包的剩余电量的电池包电量监测模块、用于判断所述电池包的剩余电量是否低于警告电量的判断模块以及用于获取所述电动车当前位置的电动车定位模块；所述电池包电量监测模块、所述判断模块和所述电动车定位模块通信连接； 所述服务站包括:用于规划补电路线和服务路线的路线规划模块； 所述服务车包括:用于为所述电池包快速充电的储能蓄电池以及用于向服务车的驾驶员告知所述服务路线的服务车信息告知模块； 所述电动车还包括向所述电动车的司机至少告知所述补电路线的电动车信息告知模块。
7.根据权利要求6所述的电动车补电服务系统，其特征在于:所述服务车还包括用于获取所述服务车的当前位置的服务车定位模块。
8.根据权利要求6所述的电动车补电服务系统，其特征在于:所述服务车还包括多块利用太阳能为所述储能蓄电池充电的太阳能发电板，以及用于存放多个所述电池包的电池包存放库；或者， 所述电动车补电服务系统还包括多个位置固定的补电站，所述补电站包括存放了多个所述电池包并且为所述电池包充电的电池架以及用于把所述电池架上的电池包和所述电池包存放库或者所述目标电动车中的电池包进行更换的换电机器人。
9.根据权利要求8所述的电动车补电服务系统，其特征在于:所述补电站还包括多个为所述服务车中的所述储能蓄电池或所述电动车中的电池包充电的充电桩；或者， 所述补电站还包括风力发电机组或太阳能发电机组，所述风力发电机组或所述太阳能发电机组通过输电线与所述充电桩和所述电池架相连。
10.根据权利要求8所述的电动车补电服务系统，其特征在于:所述服务站还包括存储了所有补电站位置的存储模块，所述存储模块与所述路线规划模块通信连接。
【文档编号】B60P3/00GK104175898SQ201410407066
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】徐国卿, 袁登科, 刘峰, 王晶晶 申请人:同济大学