一种电动车充电动态计费系统的制作方法

本实用新型涉及电动车充电控制技术领域，尤其涉及一种电动车充电动态计费系统。

背景技术：

目前人们越来越多使用汽车出行，大多汽车消耗汽油，而汽油是一种一次性能源，随着人们的不断使用而逐步减少，同时不完全燃烧的汽油会对环境造成污染。相比而言，电动车具有良好的节能、环保和低排放潜力，近年来得到了世界各国政府的普遍重视。大规模的电动车接入将对电网的运行与规划产生不可忽视的影响。特别是电动车的集中接入将给电网带来大规模的负荷增长，在缺乏充电协调的情况下，将进一步加剧配网的负荷峰谷差，对配电网的安全运行产生负面影响。

随着电动车使用者数量的增加，各个城市需设立大量站点以解决电动车充电问题。电动车充电需要消耗电能，这要求供电公司提供足够多的电能为大量电动车充电。如果同一时间有大量电动车同时充电，所需电能超过供电公司可以提供的数量，会导致停电等问题发生。为了避免电能供需不平衡的问题，有效降低大规模电动汽车充电对电网的负面影响，已有较多充电方面的研究成果发表，实现电动汽车有序充电的方法主要可归结为两类。

第1类是直接充电负荷控制方法。该类方法由配电网调度或充电服务运营商在充分考虑电动汽车充电需求、分时充电电价和配网负荷水平的基础上，直接控制电动汽车充电桩开断或充电功率大小，实现有序充电控制。该类方法的主要不足在于：1)难以适用于大规模电动汽车有序充电策略求解的在线应用；2)有序充电过程可能频繁调节充电桩充电功率，对电池和充电机的寿命产生负面影响，难以获得用户的支持和实际应用。

第2类是电价引导方法。该类方法由充电服务提供商根据系统运行状况提供分时优惠电价，由用户自主根据充电需求和电价激励响应，以达到有序充电的目的。目前文献中对基于电价引导的有序充电方法研究较少。在电动汽车发展较好的城市，如深圳率先试点出台电动汽车充电峰谷电价以引导用户将电动汽车充电负荷转移到夜间低谷，但分时电价的费率和时段不随系统实际运行情况动态调整。

因此，如何实现电动车分时充电时电价随实际运行情况而动态调整是需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型的目的是提供一种电动车充电动态计费系统，根据充电需求和系统实际运行状态来动态制定分时电价，避免同一时间段大量电动车同时充电对电网的负面影响，实现充电负荷削峰填谷。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种电动车充电动态计费系统，该系统包括：

充电需求获取模块，用于获取电动车的充电信息；

分时电价制定模块，用于获取充电需求获取模块获取的充电信息，并将充电信息上传到云计算单元，云计算单元实时对获取的充电信息和系统实际运行状态进行分析处理，并根据分析结果动态调整不同充电时间段的实时电价信息，并将实时电价信息发送给用户自主响应模块；

用户自主响应模块，用于根据实时电价信息来选择充电时间段与充电电量。

上述电动车充电动态计费系统，相比于现有的计费系统通过根据充电需求和系统实际运行状态来动态制定分时电价，从而避免电能供需不平衡的，有效降低同一时间段大量电动车同时充电对电网的负面影响，达到显著降低充电站的运营成本和电动汽车用户的充电成本，并实现充电负荷削峰填谷。

进一步的，充电需求获取模块获取的充电信息包括电动车剩余电量或待充电量、充满所需时间。

进一步的，分时电价制定模块包括信息接收单元、云计算单元与信息发送单元，信息接收单元接收充电需求获取模块获取的充电信息并发送给云计算单元，云计算单元对获取的充电信息和系统实际运行状态进行分析处理，并根据分析结果动态调整不同充电时间段的实时电价信息，信息发送单元将实时电价信息发送给用户自主响应模块。

进一步的，云计算单元还包括电量监控子单元、电价调整子单元、电价更新子单元；电量监控子单元通过计算充电信息来监控系统实际总电量、各时间段所需充电电量与分配电量，电价调整子单元根据电量监控子单元的电量信息来计算各时间段的实时电价信息，电价更新子单元统计并实时更新各时间段的实时电价信息。

进一步的，实时电价信息包括各时间段对应的充电电价与充电电量阈值。

进一步的，云计算单元还包括报警子单元，当某一时间段的充电电量超过分配电量的阈值时，报警子单元发送信息给电价调整子单元以冻结给该时间段的电价调整。

进一步的，报警子单元发出报警信息给用户自主响应模块提醒用户将停止该时段电量供应，用户不能选择该时段充电。

进一步的，用户自主响应模块包括选择充电单元、充电提醒单元，选择充电单元用于接受实时电价信息并选择充电时间段与充电电量，充电提醒单元用于提醒用户当前充电状态。

进一步的，用户自主响应模块还包括预约充电单元，用于提前预约充电时间段与充电电量。

相比于现有技术，本实用新型具有如下的技术效果：

本实用新型提供了一种电动车充电动态计费系统，包括充电需求获取模块用于获取电动车的充电信息；分时电价制定模块用于获取充电需求获取模块获取的充电信息，并将充电信息上传到云计算单元，云计算单元实时对获取的充电信息和系统实际运行状态进行分析处理，并根据分析结果动态调整不同充电时间段的实时电价信息，并将实时电价信息发送给用户自主响应模块；用户自主响应模块用于根据实时电价信息来选择充电时间段与充电电量。上述动态计费系统通过根据充电需求和系统实际运行状态来动态制定分时电价，从而避免电能供需不平衡的，有效降低大规模电动汽车充电对电网的负面影响，达到显著降低充电站的运营成本和电动汽车用户的充电成本，并有效实现充电负荷削峰填谷的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种电动车充电动态计费系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提出的又一种电动车充电动态计费系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提出的再一种电动车充电动态计费系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提出的再一种电动车充电动态计费系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提出的再一种电动车充电动态计费系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提出的再一种电动车充电动态计费系统的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示，本实用新型实施方式提供了一种电动车充电动态计费系统，用于控制电动车有序充电的情况，该动态计费系统的具体结构包括：充电需求获取模块10、分时电价制定模块20和用户自主响应模块30。

充电需求获取模块10，用于获取电动车的充电信息。当电动车需要充电时，连接充电装置，充电装置将获取该车辆充满电所需时间及电量并发送给分时电价制定模块。

其中，电动车的充电信息包括电动车剩余电量或待充电量、充满所需时间。

分时电价制定模块20，用于获取充电需求获取模块10获取的充电信息，并将充电信息上传到云计算单元，云计算单元实时对获取的充电信息和系统实际运行状态进行分析处理，并根据分析结果动态调整不同充电时间段的实时电价信息，并将实时电价信息发送给用户自主响应模块；

其中，电动车充电站以实现削峰填谷为目标，以满足客户充电需求以及充电站变压器不过载为约束，实时动态的制定并调整面向该用户的分时电价。云计算单元根据各时段所需电量对各个充电时段电价进行灵活调整，鼓励用户选择电量充裕的时段进行充电，一般某一时间段电量剩余越少，则电价越高，当预测所需充电电量超过分配电量时，停止改时段电量供应。如此，用户将根据实时电价选择充电时间，降低电网负荷。

用户自主响应模块30，用于根据实时电价信息来选择充电时间段与充电电量。

其中，充电站下达制定的分时电价后，用户自主响应选择充电模式，灵活选择车辆充电时间并付费充电，例如可选择延迟电动汽车充电开始时间至低电价时段或立即开始充电，充电站根据用户选择确定电动汽车充电计划，实现站内接入电动车的有序充电，如此，用户将根据实时电价选择充电时间，降低电网负荷。

上述电动车充电动态计费系统，相比于现有的计费系统通过根据充电需求和系统实际运行状态来动态制定分时电价，从而避免电能供需不平衡的，有效降低大规模电动汽车充电对电网的负面影响，达到显著降低充电站的运营成本和电动汽车用户的充电成本，并有效实现充电负荷削峰填谷的效果。

优选的，如图2所示，在上述实施例的基础上，本实用新型的另一个实施方式中，分时电价制定模块20包括信息接收单元201、云计算单元202与信息发送单元203。

其中，信息接收单元201接收充电需求获取模块获取的充电信息并发送给云计算单元，云计算单元202对获取的充电信息和系统实际运行状态进行分析处理，并根据分析结果动态调整不同充电时间段的实时电价信息，信息发送单元203将实时电价信息发送给用户自主响应模块。

具体的，云计算单元202对获取的充电信息统计分析，并将系统供电总量初步分配给各个时间段，即各个时间段获得分配电量，然后实时发送信息给用户自主响应模块，并按照正常价格计费，并在计费有变化时实时通知用户自主响应模块；当电动车连接充电装置，动态计费系统获取用户选择的充电时间及充电电量并反馈给云计算单元，云计算单元根据充电装置的反馈，实时调整各时段充电价格，再通知充电装置；当某一时段所需充电电量超过分配电量，则停止该时段电量供应，用户不能选择该时段充电。

优选的，如图3所示，在上述实施例的基础上，本实用新型的另一个实施方式中，云计算单元202包括电量监控子单元2021、电价调整子单元2022、电价更新子单元2023；

其中，电量监控子单元2021通过计算充电信息来监控系统实际总电量、各时间段所需充电电量与分配电量。系统对获取的用户发出的充电信息统计分析，并将系统实际总总量初步分配给各个时间段，即各个时间段获得分配电量，然后实时监控各时间段所需充电电量与分配电量。

电价调整子单元2022根据电量监控子单元的电量信息来计算各时间段的实时电价信息。由于分配给各个时间段的分配电量是固定的，当某一时间段所需充电电量较多时，分配电量剩余的就约少，相应的电价就越高。反之，某一时间段分配电量剩余的越多，相应的电价就越低。用户考虑到经济问题，在不是很着急的情况下会驱利的选择电价低的时间段进行充电，从而避免集中充电对电网负荷造成的影响，有效引导用户进行分时充电，达到削峰填谷的效果。

示例性的，开始将电费初始化为标准价格计费，接收充电装置反馈。在全天所有时段内，发现某一时段分配电量剩余低于5％，则停止该时段充电，以防止发生意外；发现某一时段分配电量剩余低于10％，则调整该时段价格为n1*标准价格进行计费，其中n1为设定的价格系数，例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5等；发现某一时段分配电量剩余低于20％，则调整该时段价格为n2*标准价格进行计费，其中n2为设定的价格系数，例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5等。在t1-t2时间段的各时段内(用电低谷)，当发现某一时段分配电量剩余低于30％，则调整该时段价格为n3*标准价格进行计费，其中n3为设定的价格系数，例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5等；当发现某一时段分配电量剩余在50％-30％；发现某一时段分配电量剩余高于50％，则调整该时段价格为n4*标准价格进行计费；则调整该时段价格为正常标准价格进行计费；发现某一时段分配电量剩余高于70％，则调整该时段价格为n5*标准价格进行计费。在t1-t2时间段以外的各时段内(用电高峰)，当发现某一时段分配电量剩余低于50％，则调整该时段价格为n3*标准价格进行计费；发现某一时段分配电量剩余高于50％，则调整该时段价格为标准价格进行计费。其中n1>n2>n3>1>n4>n5>0，t1-t2的时间段为用电低谷时间段。

电价更新子单元2023统计并实时更新各时间段的实时电价信息。由于用户的充电需求是动态变化的过程，充电电量也在不断变化，导致发生集中充电的时间段也在动态变化，因此电价也会相应的实时调整，需要实时统计并更新当前时间段的实时电价并发送给用户。

优选的，实时电价信息包括各时间段对应的充电电价与充电电量阈值。阈值只是最高或者最大的临界值，例如充电电量的最高值。

优选的，如图4所示，云计算单元202还包括报警子单元2024，当某一时间段的充电电量超过分配电量的阈值时，报警子单元2024发送信息给电价调整子单元以冻结给该时间段的电价调整。

进一步的，报警子单元2024发出报警信息给用户自主响应模块提醒用户将停止该时段电量供应，用户不能选择该时段充电。

优选的，如图5所示，在上述实施例的基础上，本实用新型的另一个实施方式中，用户自主响应模块30包括选择充电单元301、充电提醒单元302，

其中，选择充电单元301用于接受实时电价信息并选择充电时间段与充电电量，充电提醒单元302用于提醒用户当前充电状态。

优选的，如图6所示，用户自主响应模块30还包括预约充电单元303，用于提前预约充电时间段与充电电量。

综上，本实用新型提供了一种电动车充电动态计费系统，包括充电需求获取模块用于获取电动车的充电信息；分时电价制定模块用于获取充电需求获取模块获取的充电信息，并将充电信息上传到云计算单元，云计算单元实时对获取的充电信息和系统实际运行状态进行分析处理，并根据分析结果动态调整不同充电时间段的实时电价信息，并将实时电价信息发送给用户自主响应模块；用户自主响应模块用于根据实时电价信息来选择充电时间段与充电电量。上述动态计费系统通过根据充电需求和系统实际运行状态来动态制定分时电价，从而避免电能供需不平衡的，有效降低大规模电动汽车充电对电网的负面影响，达到显著降低充电站的运营成本和电动汽车用户的充电成本，并有效实现充电负荷削峰填谷的效果。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。