一种电动汽车充换电站智能化换电控制方法及系统与流程

本发明涉及一种电动汽车充换电站智能化换电控制方法及系统。

背景技术：

随着我国经济的快速增长及人们的生活消费水平的不断提高，使得汽车产业得到了跨越式的蓬勃发展。汽车在带给人们便捷出行的同时，其保有量的急剧增长对环境和能源的负面影响也越来越明显，严重制约了我国汽车产业的可持续发展。因此，作为一个新兴产业的新能源汽车将会是解决能源问题的重要手段。在汽车界，“新能源”三个字已成为年度关键词。

作为电动汽车发展产业链上的重要组成部分，电动汽车充电设施是推动电动汽车发展的基础设施是和电动汽车产业化同步发展的。

全面加快电动汽车充点设施建设不仅是建设统一坚强智能电网的重要内容，更是国家电网公司落实科学发展观，展示责任央企形象的战略举措，是响应国家节能减排政策，支持电动汽车发展的实际行动，是实现能源替代，优化能源结构，提高电能占终端能源消费比重的有效手段。先进便捷的充换电站，对于新能源汽车，特别是纯电动汽车而言是重要的设施。

对于汽车电池的更换，人工手动或者机器设备都能够完成。其中，由于每块电池箱都重达七八十公斤，如果只依靠人工来完成站内充电电池更换的话，在增加人工成本的同事也降低了换电的效率。除了劳动强度高之外，操作的时候还存在较严重的安全隐患。在这个物联网、智能化快速发展的社会，具有“高智商”的充换电站，在提高了工作效率的同时也是科技水平展示的一种方式。

虽然现在的充换电站应用了换电机器人等自动换电设备，但是其在换电的过程中，需要人工在现场通过换电机器人的显示界面对车辆信息、电池箱信息等进行选择，在此过程中就会存在一定的安全隐患，也降低了全自动化水平。满足不了换电站的智能化建设的要求。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种电动汽车充换电站智能化换电控制方法及系统，本发明采用Zigbee无线通讯和WiFi无线通讯相结合的组合通讯方式，自动显示换电过程的信息，提高了安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车充换电站智能化换电控制方法，采集待换电电动汽车的车辆与电池信息通过Zigbee设备终端以Zigbee无线技术传输至充换电站的信息接收器；将网络按照串口通信协议转换成为WiFi无线通讯网络，最终将车辆及电池信息传输至站内的管理系统，然后将信息在PC端与手持终端同步显示；

采集的车辆及电池信息经WiFi无线通过网关协调器转换为Zigbee无线网络传输至换电机器人控制器，控制器控制机器人进行换电操作，并将满电电池信息通过Zigbee无线通信传输给网关协调器，将通讯方式改成WiFi无线通讯方式传输回管理系统。

当电动汽车驶入换电站的入口时，将部署在车辆内部的智能车载终端所采集的车辆与电池信息通过Zigbee无线通信技术经Zigbee路由器传输至站内信息接收器，在经过网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

换电机器人根据控制器的指令将符合待换车辆电池类型的满电电池从充电架上取出放置在换电机器人内部的暂存架上，然后将车辆的待换电池取下，将满电电池同时将读取电池的信息，通过换电机器人的网关协调器，将Zigbee无线通信通过站域物联网网关转换为WiFi无线网络传输至站内的管理系统。

换电机器人的实际状态信息Zigbee无线通信技术传输至Zigbee路由器，经网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

满电电池信息经Zigbee无线通信技术传输至Zigbee路由器，经网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

管理系统根据反馈接收到的信息，将可以换电的工位信息通过WiFi无线通信网络，经网关协调器转换为Zigbee无线通信，通过Zigbee路由器以Zigbee无线通信的方式将信息下发到车辆内部的智能车载终端，车辆驾驶员根据终端显示的信息驶入相应的换电工位。

管理系统根据车辆及电池信息，判断车辆的类型、车载电池箱的型号，通过管理系统的人工智能最优化算法，将最优换电方案的结果通过WiFi无线通信网络，经网关协调器转换为Zigbee无线通信，通过Zigbee路由器以Zigbee无线通信的方式下发给换电机器人，换电机器人的控制器以接收到的命令，控制换电机器人对车辆进行换电。

人工智能最优化算法可以选用RBF神经网络算法等优化算法。

更换下来的电池箱电池状态信息通过Zigbee无线通信技术传输至Zigbee路由器，经网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

换电机器人将换电结束信息通过WiFi无线通信网络，经网关协调器转换为Zigbee无线通信，通过Zigbee路由器以Zigbee无线通信的方式传输给PC端、手持终端及车载智能终端提示换电完成。

一种电动汽车充换电站智能化换电控制系统，包括Zigbee设备终端、网关协调器和管理系统，其中，所述Zigbee设备终端，采集待换电电动汽车的车辆信息、电池信息、换电机器人信息和满电电池信息，通过Zigbee无线通信方式上传给网关协调器，所述网关协调器将通信方式改成wifi无线通信，将相应的信息传输给管理系统，所述管理系统将信息在PC端与手持终端同步显示。

本发明的有益效果为：

(1)能够实现换电整个过程的监控，对于换电机器人和换电电池、满电电池的信息进行全过程管控，同时提高了换电过程的安全性和便捷性。

(2)通过手持终端，现场工作人员可对换电过程中的突发事件快速反应，避免对换电设施造成损伤。

附图说明

图1是本发明充换电站智能换电控制方法总图；

图2为网关程序设计图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种充换电站换电过程的智能化换电控制方法。采用Zigbee无线通讯和WiFi无线通讯相结合的组合通讯方案。

当需要换电的电动汽车进入换电站时，部署在车辆内的智能车载终端与部署在换电站入口处的识别系统组成无线通讯网络，将车辆信息及车载电池信息以无线通讯技术的方式传输至站内的监控系统，在信息的传输过程中，首先以Zigbee无线技术传输，然后再将网络按照一定的协议转换成为WiFi无线通讯网络，最终将车辆及电池信息传输至站内的管理系统，然后将信息在PC端与手持终端同步显示。现场人员可通过手持终端现场监控换电机器人的运行。经由前面所捕获的车辆及电池信息经WiFi无线通过网关协调器转换为Zigbee无线网络传输至换电机器人控制器。换电机器人将符合待换车辆电池类型的满电电池从充电架上取出放置在换电机器人内部的暂存架上，然后将车辆的待换电池取下，将满电电池同时将读取电池的信息，通过换电机器人的网关协调器，将Zigbee无线通信通过站域物联网网关转换为WiFi无线网络传输至站内的监控系统。

首先当电动汽车驶入换电站的入口时，将部署在车辆内部的智能车载终端所采集的车辆与电池信息通过Zigbee无线通信技术经Zigbee路由器传输至站内信息接收器，在经过网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

换电站内充电架上的满电电池信息经Zigbee无线通信技术传输至Zigbee路由器，经网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

换电工位换电机器人的实际状态信息Zigbee无线通信技术传输至Zigbee路由器，经网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。

管理系统根据反馈接收到的信息，将可以换电的工位信息通过WiFi无线通信网络，经网关协调器转换为Zigbee无线通信，通过Zigbee路由器以Zigbee无线通信的方式将信息下发到车辆内部的智能车载终端，车辆驾驶员根据终端显示的信息驶入相应的换电工位。准备就绪后，工作人员可通过PC端或者手持终端下达换电开始指令。

管理系统根据车辆及电池信息，判断车辆的类型、车载电池箱的型号，通过管理系统的人工智能最优化算法，将最优换电方案的结果通过WiFi无线通信网络，经网关协调器转换为Zigbee无线通信，通过Zigbee路由器以Zigbee无线通信的方式下发给换电机器人，换电机器人的控制器以接收到的命令，控制换电机器人对车辆进行换电。

换电过程可通过监控系统的PC端与手持终端同步显示。换电过程中如遇故障时，现场人员可通过手持终端对换电过程终止，待故障排除后再继续进行换电工作。

换电完成后，更换下来的电池箱电池状态信息通过Zigbee无线通信技术传输至Zigbee路由器，经网关协调器转换为WiFi无线通信，传至站内的管理系统。同时将换电结束信息通过WiFi无线通信网络，经网关协调器转换为Zigbee无线通信，通过Zigbee路由器以Zigbee无线通信的方式传输给PC端、手持终端及车载智能终端提示换电完成，提示司机换电已完成，可以驶离出站。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。