专利名称：一种电动汽车充电预定与导航系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电动汽车充电管理技术领域，更为具体地讲，涉及一种电动汽车充 电预定与导航系统。
背景技术：
2010年全球燃油汽车数量将接近10亿辆。限于环境和能源的压力，电动汽车的 发展受到国内外的普遍重视。电动汽车主要靠车载动力电池提供能量，电动汽车车载动 力电池普遍是到电动汽车充电站进行能量补给的，同时，电动汽车车载动力电池的管理 系统也得到了很快的发展。与此同时，目前基于嵌入式系统开发的GPS导航系统或者GPS/GPRS系统，大 多只提供车辆的定位、目标位置的查询、基于GIS系统的路径规划、或者汽车监控等功 能。而基于电动汽车能源补给的特殊性，目前用于电动汽车充电引导、导航的GPS系统 尚属空白。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车充电预定与导航系 统。为实现上述目的，本发明的电动汽车充电预定与导航系统，其特征在于，包 括MCU主控制模块和CAN总线接口 ；电动汽车电池管理系统，用于实时监控车载动力电池电量，当电动汽车车载动 力电池电量低于某一阈值，认为电量不足时，通过CAN总线接口向MCU主控制模块发 出充电请求，并将车载动力电池的型号信息、剩余电量信息发送给MCU主控制模块，其 中电池型号信息包括电池的类型、容量大小；GPS模块，用于获取电动汽车的位置信息、速度信息传递给MCU主控制模块；无线通信模块，与MCU主控制连接，首先，MCU主控制模块根据接收到的速 度信息和车载动力电池的剩余电量，计算出预计行使的最长路程，然后，MCU主控制模 块将车牌信息、预计行使的最长路程，充电请求，车载动力电池的型号信息、剩余电量 信息，以及电动汽车的位置信息、速度信息通过串口传输给无线通信模块；电动汽车充电站监控中心，与各地的充电站连接，同时，无线通信模块通过无 线网络和Internet与电动汽车充电站监控中心连接，并将车牌信息、预计行使的最长路 程，充电请求，车载动力电池的型号信息和剩余电量信息，以及电动汽车的位置信息、 速度信息发送给电动汽车充电站监控中心；电动汽车充电站监控中心根据接收到的需要充电的电动汽车的位置信息，计算 出距离电动汽车最近的充电站，通过电动汽车发送的速度信息计算出到这个充电站大概 时间，然后查询这个充电站是否有在电动车到达时间段内有与电动汽车车载动力电池匹配的充电装置处于空闲，是否匹配是根据电池的型号信息和剩余电量来判断；如果没有 则电动汽车充电站监控中心继续查询下一个最近的，路程不超过电动汽车预计行使最长 路程的充电站是否有符合要求的充电装置，直到找到为止，如果没有找到，则返回最近 的充电站信息；电动汽车充电站监控中心查询结束后，通过无线网络向电动汽车发出一个数据 包，数据包包括接受充电请求、安排的充电站位置、充电装置编号和型号、规定到达充 电站时间、车主确认充电答复；电动汽车车主判断上述信息，如果满意则确认，电动汽 车充电站监控中心则帮助电动汽车车主预定该充电装置，如果车主不确认或者确认了但 是未在规定时间内到达充电站则取消预订服务，然后为下一个电动汽车服务，其中，规 定到达时间是根据电动车发送给电动汽车充电站监控中心的位置信息和车速计算出的预 计到充电站时间与一定的预留时间之和；如果车主确认充电，则向电动汽车充电站监控 中心发送确认答复信息。电动汽车GPS导航系统，根据电动汽车充电站监控中心提供的充电站地理位置 信息，规划出到充电站的最佳路径，为电动汽车导航。本发明的发明目的是这样实现的本发明利用现有的电动汽车电池管理系统，实时监控车载动力电池电量，当电 动汽车车载动力电池电量低于某一阈值时，通过CAN总线接口向MCU主控制模块发出 充电请求，并将车载动力电池的型号信息、剩余电量信息发送给MCU主控制模块；利用 GPS模块获取电动汽车的位置信息、速度信息传递给MCU主控制模块；然后MCU主控 制模块将接收到车载动力电池信息以及电动汽车的位置、速度信息通过无线网路发送给 电动汽车充电站监控中心，电动汽车充电站监控中心根据这些信息，找到最近的、有与 电动汽车车载动力电池匹配的空闲充电装置的充电站进行预定和导航。本发明电动汽车充电预定与导航系统是基于现有的GPS导航系统、电动汽车电 池管理系统以及无线通信技术提出的，当电动汽车电量不足的情况下，选取最近的、有 与电动汽车车载动力电池匹配的空闲充电装置的充电站，并预定该空闲充电装置，然后 通过导航系统规划出到该充电站的路径，填补了电动汽车充电预定、导航的空白。
图1是本发明电动汽车充电预定与导航系统的一种具体实施方式
原理框图；图2是本发明电动汽车充电预定与导航系统的另一种具体实施方式
原理框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行描述，以便本领域的技术人员更好 地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描 述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例1图1是本发明电动汽车充电预定与导航系统的一种具体实施方式
原理框图。在本实施例中，如图1所示，电动汽车充电预定与导航系统包括MCU主控制 模块1、CAN总线接口 2、电动汽车电池管理系统(BMS) 3、GPS模块4、无线通信模块5、电动汽车充电站监控中心6以及电动汽车导航系统7。在本实施中，将CAN总线接口 2与无线通信模块5集成到电动汽车导航系统7 中，MCU主控制模块1、GPS模块4与电动汽车导航系统7中的MCU主控制模块、GPS 模块共用。同时，利用电动汽车导航系统中的液晶显示器8以及键盘9为电动汽车人机 交互界面；USB接口 10用作系统、地图、充电站无线网络IP地址升级或者更新；电源 模块11为整个电动汽车导航系统7各个模块提供供电。电动汽车电池管理系统(BMS)3实时监控车载动力电池电量，当电动汽车车载 动力电池电量低于某一阈值，认为电量不足时，通过CAN总线接口 2向MCU主控制模 块1发出充电请求，并将车载动力电池的型号信息、剩余电量信息发送给MCU主控制模 块1; GPS模块4也将电动汽车的位置信息、速度信息传递给MCU主控制模块1。MCU主控制模块1根据接收到的速度信息和车载动力电池的剩余电量，计算出 预计行使的最长路程，然后，MCU主控制模块1将车牌信息、预计行使的最长路程，充 电请求，车载动力电池的型号信息、剩余电量信息，以及电动汽车的位置信息、速度信 息通过串口传输给无线通信模块5。串口为RS232或RS485。电动汽车充电站监控中心6，与各地的充电站(1 N) 12通过internet连接，同 时，无线通信模块5根据电动汽车充电站监控中心无线网络的IP地址和端口号通过无线 通信无线网络和Internet与电动汽车充电站监控中心6建立连接，并将车牌信息、预计行 使的最长路程，充电请求，车载动力电池的型号信息和剩余电量信息，以及电动汽车的 位置信息、速度信息发送给电动汽车充电站监控中心7。车牌信息用于充电站工作人员确 认预定充电的电动汽车，而车载动力电池的型号信息用于查询匹配充电装置。电动汽车充电站监控中心6根据接收到的需要充电的电动汽车的位置信息，计 算出距离电动汽车最近的充电站，通过电动汽车发送的速度信息计算出到这个充电站大 概时间，然后查询这个充电站是否有在电动车到达时间段内有与电动汽车车载动力电池 匹配的充电装置处于空闲；如果没有则电动汽车充电站监控中心继续查询下一个最近 的，路程不超过电动汽车预计行使最长路程的充电站是否有符合要求的充电装置，直到 找到为止，如果没有找到，则返回最近的充电站信息；电动汽车充电站监控中心6查询结束后，通过无线网络向电动汽车发出一个数 据包，数据包包括接受充电请求、安排的充电站位置、充电装置编号和型号、规定到达 充电站时间、车主确认充电答复；电动汽车车主判断上述信息，如果满意则确认，电 动汽车充电站监控中心6则帮助电动汽车车主预定该充电装置，如果车主不确认或者确 认了但是未在规定时间内到达充电站则取消预订服务，然后为下一个电动汽车服务，其 中，规定到达时间是根据电动车发送给电动汽车充电站监控中心6的位置信息和车速计 算出的预计到充电站时间与一定的预留时间之和；如果车主确认充电，则向电动汽车充 电站监控中心6发送确认答复信息。电动汽车导航系统7，根据电动汽车充电站监控中心6提供的充电站地理位置信 息，规划出到充电站的最佳路径，为电动汽车导航。实施例2图2是本发明电动汽车充电预定与导航系统的另一种具体实施方式
原理框图。在本实施例中，如图2所示，MCU主控制模块1、GPS模块4与电动汽车导航系统7中的MCU主控制模块、GPS模块共用；CAN总线接口 2与无线通信模块5做成一个单独的USB接口卡，接口卡中增加 CAN总线与USB总线的转换装置；电动汽车电池管理系统(BMS) 3通过CAN总线接口 2、CAN总线转USB总线转换装置和USB接口，向MCU主控制模块发出充电请求，并 将车载动力电池的型号信息、剩余电量信息发送给MCU主控制模块；无线通信模块5也 通过USB接口与MCU主控制模块1进行通信。在本实施例中，无线通信模块5为GPRS 模块。这样可以通过对现有的电动汽车导航系统7进行改进，将接口卡插入电动汽车 导航系统7USB接口，更新其操作系统即可实现电动汽车充电预定与导航功能，简单易 行，适用于现有电动汽车的改造。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式
进行了描述，以便于本技术领的技术 人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式
的范围，对本技术领域的普 通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围 内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
权利要求
1.一种电动汽车充电预定与导航系统，其特征在于，包括 MCU主控制模块和CAN总线接口 ；电动汽车电池管理系统，用于实时监控车载动力电池电量，当电动汽车车载动力电 池电量低于某一阈值，认为电量不足时，通过CAN总线接口向MCU主控制模块发出充 电请求，并将车载动力电池的型号信息、剩余电量信息发送给MCU主控制模块，其中电 池型号信息包括电池的类型、容量大小；GPS模块，用于获取电动汽车的位置信息、速度信息传递给MCU主控制模块； 无线通信模块，与MCU主控制连接，首先，MCU主控制模块根据接收到的速度信 息和车载动力电池的剩余电量，计算出预计行使的最长路程，然后，MCU主控制模块 将车牌信息、预计行使的最长路程，充电请求，车载动力电池的型号信息、剩余电量信 息，以及电动汽车的位置信息、速度信息通过串口传输给无线通信模块；电动汽车充电站监控中心，与各地的充电站连接，同时，无线通信模块通过无线网 络和Internet与电动汽车充电站监控中心连接，并将车牌信息、预计行使的最长路程，充 电请求，车载动力电池的型号信息和剩余电量信息，以及电动汽车的位置信息、速度信 息发送给电动汽车充电站监控中心；电动汽车充电站监控中心根据接收到的需要充电的 电动汽车的位置信息，计算出距离电动汽车最近的充电站，通过电动汽车发送的速度信 息计算出到这个充电站大概时间，然后查询这个充电站是否有在电动车到达时间段内有 与电动汽车车载动力电池匹配的充电装置处于空闲，是否匹配是根据电池的型号信息和 剩余电量来判断；如果没有则电动汽车充电站监控中心继续查询下一个最近的，路程不 超过电动汽车预计行使最长路程的充电站是否有符合要求的充电装置，直到找到为止， 如果没有找到，则返回最近的充电站信息；电动汽车充电站监控中心查询结束后，通过 无线网络向电动汽车发出一个数据包，数据包包括接受充电请求、安排的充电站位置、 充电装置编号和型号、规定到达充电站时间、车主确认充电答复；电动汽车车主判断上 述信息，如果满意则确认，电动汽车充电站监控中心则帮助电动汽车车主预定该充电装 置，如果车主不确认或者确认了但是未在规定时间内到达充电站则取消预订服务，然后 为下一个电动汽车服务，其中，规定到达时间是根据电动车发送给电动汽车充电站监控 中心的位置信息和车速计算出的预计到充电站时间与一定的预留时间之和；如果车主确 认充电，则向电动汽车充电站监控中心发送确认答复信息。电动汽车GPS导航系统，根据电动汽车充电站监控中心提供的充电站地理位置信 息，规划出到充电站的最佳路径，为电动汽车导航。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电预定与导航系统，其特征在于，所述的CAN 总线接口与无线通信模块集成到电动汽车导航系统中，MCU主控制模块、GPS模块与电 动汽车导航系统中的MCU主控制模块、GPS模块共用，同时，利用电动汽车导航系统中 的液晶显示器以及键盘为电动汽车人机交互界面。
3.根据权利要求1所述的电动汽车充电预定与导航系统，其特征在于，所述的MCU 主控制模块、GPS模块与电动汽车导航系统中的MCU主控制模块、GPS模块共用；CAN总线接口与无线通信模块做成一个单独的USB接口卡，接口卡中增加CAN总 线与USB总线的转换装置；电动汽车电池管理系统通过CAN总线接口、CAN总线转 USB总线转换装置和USB接口，向MCU主控制模块发出充电请求，并将车载动力电池的型号信息、剩余电量信息发送给MCU主控制模块；无线通信模块也通过接口卡中的 USB接口与MCU主控制模块进行通信。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车充电预定与导航系统，利用现有的电动汽车电池管理系统，实时监控车载动力电池电量，当电动汽车车载动力电池电量低于某一阈值时，通过CAN总线接口向MCU主控制模块发出充电请求、车载动力电池的型号信息、剩余电量信息，利用GPS模块获取电动汽车的位置信息、速度信息传递给MCU主控制模块；然后MCU主控制模块根据这些信息，找到最近的、有与电动汽车车载动力电池匹配的空闲充电装置的充电站进行预定和导航。本发明电动汽车充电预定与导航系统是基于现有的GPS导航系统、电动汽车电池管理系统以及无线通信技术提出的，当电动汽车电量不足的情况下，预定充电站空闲充电装置，然后通过导航系统规划出到该充电站的路径，填补了电动汽车充电预定、导航的空白。
文档编号G08C17/02GK102009625SQ20101052887
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者井实, 张昌华, 易建波, 田佳燊, 陈磊, 黄琦 申请人:电子科技大学