专利名称：一种电动汽车监控系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车监控系统领域，具体涉及一种电动汽车监控系统及其控制方法。
背景技术：
随着能源危机和环境危机的日益严重，汽车工业掀起了一场新的革命，电动汽车的大量上市，对电动汽车的运营管理带来新的挑战。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。现今如何管理电动汽车的运营和充电过程，是电动汽车快速发展的重要领域。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车监控系统及其控制方法，实现电动汽车的运行监控、行驶监控、充电监控、电池状态评估监控，并且统筹管理电动汽车的运营和充电过程。本发明提供的一种电动汽车监控系统，其改进之处在于，所述监控系统包括监控中心、车辆运行监控系统、充电监控系统、实时电价监控系统、用户交互数据监控系统和电池状态评估监控系统；所述监控中心包括通信模块和采集模块；所述监控中心用于汇总信息，并通过通信模块和采集模块接收电网系统的数据， 并传给所述实时电价监控系统，建立实时负荷数据库；所述车辆运行监控系统和所述充电监控系统采集电动汽车的数据传给所述电池状态评估监控系统，进行电池状态评估和电池维护；所述用户交互数据监控系统用于与电动汽车用户交互，通过用户交互数据监控系统， 接受用户基本信息和用户充电计划，根据实时电价系统，结合用户预约充电情况，提出最优充电计划，并提供给用户。其中，所述监控中心对电动汽车进行统一管理，提供优惠充电计划和电池保养提醒；所述监控中心对电动汽车参与电网调峰调频计划进行统一管理。其中，所述车辆运行监控系统用于采集电动汽车运行信息并且制定充电计划，同时向电网提供电动汽车充电的负荷分布，为电网调度提供参考；所述车辆运行监控系统具备GIS功能，用于对电动汽车充电站分布进行检索，通过GPS导航为电动汽车提供最佳的充电站点；所述车辆运行监控系统与车辆的车载终端通过无线连接，用于监控电动汽车电池的数据状态，提醒用户是否需要充电。其中，所述充电监控系统用于对电动汽车充电过程进行实施控制，根据电网负荷情况下达有序充电控制命令。其中，所述实时电价监控系统用于保存电网系统的实时电价，并根据电网负荷的分布，实时发布电动汽车参与电网互动的能量回馈电网电价。
其中，所述用户交互数据监控系统用于与用户交互，接受用户充电计划、车辆行驶计划和充电预约请求，下发建议充电计划和电池保养计划。其中，所述用户交互数据监控系统采集用户车辆闲置时间信息，结合车辆闲置时间、车辆行驶计划和车主是否参与所述调峰调频计划，根据电网的负荷分布，进行电池能量的回馈电网。其中，所述电池状态评估监控系统用于对车辆电池状况进行评估。本发明基于另一目的提供的一种如上述电动汽车监控系统的使用方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤(1)车辆运行监控系统通过唯一的识别码记录每一辆车辆的充电计划、运行时间、 运行路线、运行里程和车辆使用电池SOC情况。(2)用户将需充电的电动汽车与充电设备连接，并输入用户信息确认用户身份；(3)监控中心实时采集相关数据并与电网系统进行负荷数据交互；(4)监控中心读取实时电价监控系统采集的电网计费费率，根据电网系统实时负荷数据调整充电计价倍率；(5)监控中心读取用户交互数据监控系统采集的数据，分析用户充电计划；(6)判断用户是否预约充电，若是则按照用户计划进行充电管理；否则进行步骤 (6)；(7)查看用户充电计划的经济性，若经济性好则按照原计划充电；否则结合车辆运行监控系统采集的运行时间、运行路线、使用SOC制定合理计划；(8)监控中心将所述合理计划下发给用户确认；用户确认后进行步骤(8)；否则按所述原计划充电；(9)按照所述合理计划执行充电。其中，所述充电监控系统在电动汽车充电过程中采集所述电动汽车电池数据。其中，所述监控中心通过车辆运行监控系统提供的电池数据和充电监控系统采集的电池数据，评价电池的健康状态，并提出电池保养计划，通过监控中心通信模块下达保养建议。与现有技术比，本发明的有益效果为本发明设计了一套基于电动汽车与电网互动的监控系统，通过监控系统可以实现电动汽车的运行监控、行驶监控、充电监控和电池状态评估监控，建立特征数据库，数据库中包括车辆运行过程中电池数据(包括单体电压、温度、放电电流)、车辆行驶里程、车辆行驶时间记录，车辆运行线路记录、充电过程中电池数据。为今后的电动汽车充电有序管理， 服务电网负荷平衡提供决策依据。本发明提出了一种基于电动汽车与电网互动的监控系统的工作方法，通过工作方法控制电动汽车的运行过程和充电过程，统筹管理电动汽车的运营和充电过程，为用户和电网带来经济效益的同时，兼顾电网稳定和用户充电服务便利性。同时，通过电池状态评估系统提出电池维护方案。
图1为本发明提供的监控系统示意图。
图2为本发明提供的控制方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。图1为本实施例的监控系统的示意图。监控系统包括监控中心、车辆运行监控系统、充电监控系统、实时电价监控系统、用户交互数据监控系统和电池状态评估监控系统。 监控中心分别与车辆运行监控系统、充电监控系统、实时电价监控系统、用户交互数据监控系统和电池状态评估监控系统连接。监控中心通过串联的通信模块和采集模块与电网系统连接。监控中心包括通信模块和采集模块。监控中心用于汇总信息，并通过通信模块和采集模块采集电网系统的数据，并传给实时电价监控系统，建立实时负荷数据库；车辆运行监控系统和充电监控系统采集充电汽车的数据传给电池状态评估监控系统，进行电池状态评估和电池维护；用户交互数据监控系统用于与电动汽车用户交互，通过用户交互数据监控系统，接受用户基本信息和用户充电计划，根据实时电价系统，结合用户预约充电情况，提出最优充电计划，并提供给用户。本实施例的采集模块，在电网和监控中心的通信出现故障时，监控中心根据采集模块采集的数据进行记录。监控中心对电动汽车进行统一管理，并提供优惠充电计划，电池保养提醒，同时监控中心实行电动汽车参与电网调峰调频计划的统一管理，本实施例所说的调峰调频计划是指根据电网的负荷分布，服从电网调度的调控，适时适量的进行电池能量的回馈电网，并通过实时电价系统的回馈能量费率进行经济补偿。车辆运行监控系统用于采集车辆运行信息并且制定充电计划，同时向电网提供车辆充电的负荷分布，为电网调度提供参考，同时车辆运行监控系统具备GIS功能，可以对电动汽车充电站分布进行检索，通过GPS导航为电动汽车提供最佳的充电站点。车辆运行监控系统一端与监控中心连接；另一端与车辆的车载终端通过无线连接，用于监控电动汽车电池的数据状态。车辆运行监控系统具有充电站点导航功能，充电监控系统通过车载终端实时监测电池的数据状态，当电动汽车运行中的电池SOC下降到45 % -50 %时，车载终端进行语音提示，会提醒用户需要充电。同时车辆运行监控系统通过车载终端接受用户指令，如果用户同意充电提示，车辆运行监控系统会根据GIS系统提供最近的充电服务站点，同时车辆运行监控系统会与城市路况信息进行交互，提供最快的路线。充电监控系统用于对电动汽车充电过程进行实施控制，根据电网负荷情况下达有序充电控制命令。充电监控系统分别与监控中心和充电设备连接。实时电价监控系统用于保存电网系统的实时电价，同时根据电网负荷的分布，实时发布电动汽车参与电网互动的能量回馈电网电价。实时电价监控系统分别与监控中心和电网调度中心连接。用户交互数据监控系统用于与用户交互，接受用户充电计划、车辆行驶计划和充电预约请求，下发建议充电计划和电池保养计划，同时统计用户电动汽车闲置期间是否愿意参与电网的调峰调频计划，用户交互数据监控系统分别与监控中心和用户终端(PC机) 连接。用户交互数据监控系统同时采集用户车辆闲置时间信息，根据车辆闲置时间以及车辆行驶计划，同时根据车主是否愿意参与调峰调频计划，根据电网的负荷分布，服从电网调度的调控，适时适量的进行电池能量的回馈电网，并通过实时电价系统的回馈能量费率进行经济补偿。电池状态评估监控系统用于对车辆电池状况进行评估。电池状态评估监控系统分别与监控系统和用户终端(PC机和移动终端)连接。监控中心主要包括连接的前置机和通信模块；通信模块包括GPRS接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、3G无线通信接口和4G 无线通信接口中的任意一种或几种。车辆运行监控系统包括连接的通信模块和数据存储服务器，通信模块包括GPRS 接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、3G无线通信接口和4G无线通信接口中的任意一种或几种。车辆运行监控系统与车载终端通过无线连接，用于实时监控车辆电池动态。车载终端包括数据采集器、通信模块，定位导航模块。充电监控系统主要包括通信模块、数据存储服务器、分析决策模块、前置机、充电机。前置机分别与数据存储服务器和通信模块连接；通信模块与充电机连接。通信模块包括GPRS接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、 3G无线通信接口和4G无线通信接口中的任意一种或几种。实时电价监控系统主要包括连接的通信模块和数据存储服务器。通信模块包括 GPRS接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、3G 无线通信接口和4G无线通信接口中的任意一种或几种。用户交互数据监控系统主要包括连接的通信模块和数据存储服务器。通信模块包括GPRS接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、 3G无线通信接口和4G无线通信接口中的任意一种或几种。电池状态评估监控系统主要包括连接的通信模块和数据存储服务器。通信模块包括GPRS接口、TCP/IP以太网接口、CAN总线通信接口、PLC通信接口、Zigbee总线通信接口、 3G无线通信接口和4G无线通信接口中的任意一种或几种。数据存储服务器的型号为戴尔R810。本实施的各个监控系统的功能可用计算机实现。本实施例运用监控系统进行控制的方法包括如下步骤(1)车辆运行监控系统通过唯一的识别码记录每一辆车辆的充电计划、运行时间、 运行路线、运行里程和车辆使用电池SOC情况。(2)用户将需充电的电动汽车与充电设备连接，并输入用户信息确认用户身份；(3)监控中心实时采集相关数据并与电网系统进行负荷数据交互；(4)监控中心读取实时电价监控系统采集的电网计费费率，根据电网系统实时负荷数据调整充电计价倍率；(5)监控中心读取用户交互数据监控系统采集的数据，分析用户充电计划；(6)判断用户是否预约充电，若是则按照用户计划进行充电管理；否则进行步骤 (6)；(7)查看用户充电计划的经济性，若经济性好则按照原计划充电；否则结合车辆运行监控系统采集的运行时间、运行路线、使用SOC制定合理计划；(8)监控中心将所述合理计划下发给用户确认；用户确认后进行步骤(8)；否则按所述原计划充电； (9)按照所述合理计划执行充电。 其中，充电监控系统在电动汽车充电过程中采集所述电动汽车电池数据。监控中心通过车辆运行监控系统提供的电池数据和充电监控系统采集的电池数据，评价电池的健康状态，并提出电池保养计划，通过监控中心通信模块给用户提供保养建议。需要说明的是原计划是指用户最开始制定的充电计划，预约充电是指用户紧急需要充电时的充电计划。最后应该说明的是结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
权利要求
1.一种电动汽车监控系统，其特征在于，所述监控系统包括监控中心、车辆运行监控系统、充电监控系统、实时电价监控系统、用户交互数据监控系统和电池状态评估监控系统； 所述监控中心包括通信模块和采集模块；所述监控中心用于汇总信息，并通过通信模块和采集模块接收电网系统的数据，并传给所述实时电价监控系统，建立实时负荷数据库；所述车辆运行监控系统和所述充电监控系统采集电动汽车的数据传给所述电池状态评估监控系统，进行电池状态评估和电池维护；所述用户交互数据监控系统用于与电动汽车用户交互，通过用户交互数据监控系统，接受用户基本信息和用户充电计划，根据实时电价系统，结合用户预约充电情况，提出最优充电计划，并提供给用户。
2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控中心对电动汽车进行统一管理，提供优惠充电计划和电池保养提醒；所述监控中心对电动汽车参与电网调峰调频计划进行统一管理。
3.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述车辆运行监控系统用于采集电动汽车运行信息并且制定充电计划，同时向电网提供电动汽车充电的负荷分布，为电网调度提供参考；所述车辆运行监控系统具备GIS功能，用于对电动汽车充电站分布进行检索，通过GPS 导航为电动汽车提供最佳的充电站点；所述车辆运行监控系统与车辆的车载终端通过无线连接，用于监控电动汽车电池的数据状态，提醒用户是否需要充电。
4.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述充电监控系统用于对电动汽车充电过程进行实施控制，根据电网负荷情况下达有序充电控制命令。
5.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述实时电价监控系统用于保存电网系统的实时电价，并根据电网负荷的分布，实时发布电动汽车参与电网互动的能量回馈电网电价。
6.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述用户交互数据监控系统用于与用户交互，接受用户充电计划、车辆行驶计划和充电预约请求，下发建议充电计划和电池保养计划。
7.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述用户交互数据监控系统采集用户车辆闲置时间信息，结合车辆闲置时间、车辆行驶计划和车主是否参与所述调峰调频计划， 根据电网的负荷分布，进行电池能量的回馈电网。
8.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述电池状态评估监控系统用于对车辆电池状况进行评估。
9.一种如权利要求1所述电动汽车监控系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)车辆运行监控系统通过唯一的识别码记录每一辆车辆的充电计划、运行时间、运行路线、运行里程和车辆使用电池SOC情况。(2)用户将需充电的电动汽车与充电设备连接，并输入用户信息确认用户身份；(3)监控中心实时采集相关数据并与电网系统进行负荷数据交互；(4)监控中心读取实时电价监控系统采集的电网计费费率，根据电网系统实时负荷数据调整充电计价倍率；(5)监控中心读取用户交互数据监控系统采集的数据，分析用户充电计划；(6)判断用户是否预约充电，若是则按照用户计划进行充电管理；否则进行步骤(6)；(7)查看用户充电计划的经济性，若经济性好则按照原计划充电；否则结合车辆运行监控系统采集的运行时间、运行路线、使用SOC制定合理计划；(8)监控中心将所述合理计划下发给用户确认；用户确认后进行步骤(8)；否则按所述原计划充电；(9)按照所述合理计划执行充电。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述充电监控系统在电动汽车充电过程中采集所述电动汽车电池数据。
11.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心通过车辆运行监控系统提供的电池数据和充电监控系统采集的电池数据，评价电池的健康状态，并提出电池保养计划，通过监控中心通信模块下达保养建议。
全文摘要
本发明公开一种电动汽车监控系统及其使用方法，包括通信模块、采集模块、监控中心、车辆运行监控系统、充电监控系统、实时电价监控系统、用户交互数据监控系统和电池状态评估监控系统；监控中心用于汇总信息，接收电网系统的数据并传给实时电价监控系统，建立实时负荷数据库；车辆运行监控系统和充电监控系统采集充电汽车的数据传给电池状态评估监控系统，进行电池状态评估和电池维护；用户交互数据监控系统用于与电动汽车用户交互，通过用户交互数据监控系统，接受用户基本信息和用户充电计划，根据实时电价系统提出最优充电计划。本发明统筹管理电动汽车的运营和充电过程，为用户和电网带来经济效益的同时，兼顾电网稳定和用户充电服务便利性。
文档编号G05B19/418GK102541010SQ20121000365
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者严辉, 崔宇, 李晓强, 李武峰, 李索宇, 罗小英, 谢添卉 申请人:中国电力科学研究院