[發明專利]基于電網調度的電動汽車換電方法和換電服務物聯網

有效

• 申請號: 201410356049.0
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN105140977B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 王偉;吳慶;周子冠;劉柱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;南京南瑞集團公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/02;H01M10/44;B60S5/06;H02J13/00
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司11279
• 代理人: 郭振興,王正茂

技術領域

本發明涉及電動汽車充換電技術領域，具體地，涉及一種基于電網調度的電動汽車換電方法和換電服務物聯網。

背景技術

隨著動力電池技術的不斷發展，電動汽車以其高效、節能、低噪聲、零排放的優勢在不少發達國家初具規模，并將在未來市場中得到快速的發展和廣泛的應用。動力電池以租賃的形式提供給電動汽車車主，進站車輛對整車電池進行分箱更換，以達到快速進站換電、快速出站運行的目的。電池租賃可以降低用戶的購車費用、提高電池利用率、延長電池壽命。同時，集中型充電站便于管理、能降低隨機充電給電網帶來的波動。

在V2G(Vehicle to Grid)模式中，電池作為移動儲能設備，一方面可以為電動汽車提供行駛動力，一方面在車輛停駛時可以將電能返還到電網中，用于削峰填谷。但是，這需要對電網接入系統進行開發，并大量安裝接入設備。同時，電動汽車在行駛過程中，具有隨機性、分散性和不確定性的特點，在V2G背景下的存在系統復雜、實現困難等問題。

B2G模式(Battery to Grid)克服了電池管理困難、對電網沖擊大的缺點，為電動汽車的發展提供了新思路。然而，集中充換電站若不考慮配電網負荷情況而對電池進行無序充電，仍然會對電網用電調度造成影響，也不能完全滿足電動汽車對換電的需求。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中電池管理困難、對電網沖擊大缺陷，根據本發明的一個方面，提出一種基于電網調度的電動汽車換電方法。

本發明實施例提供的一種基于電網調度的電動汽車換電方法，包括：車載終端獲取電動汽車的電池狀態信息，電池狀態信息包括當前電池SOC值和/或電池SOC值下降速度；根據用戶設定和當前電動汽車行駛情況確定用電需求信息，用電需求信息包括當前電池容量和電動汽車預測行駛距離；車載終端將用電需求信息和車輛信息發送至監控中心，車輛信息包括車輛位置信息和電池型號；監控中心根據車載終端發送的用電需求信息、當前站內電池總量和配電網負荷情況，監控中心調度站內電池進行有序充電。

在上述技術方案中，該方法還包括：監控中心確定電動汽車與換電站之間的距離；當電動汽車與換電站之間的距離大于電動汽車預測行駛距離時，監控中心安排移動配送車為電動汽車換電。

在上述技術方案中，當前電池容量為：

其中，W表示電動汽車每百公里電耗，t1為SOC開始下降的時刻，S_t1為t1時刻的SOC值，S(t)為電動汽車t時刻的SOC值；ΔD(t)為從SOC開始下降時刻起車輛行駛的距離。

在上述技術方案中，監控中心調度站內電池進行有序充電，包括：

根據電網調度需求將線路上的傳輸功率P`t保持在預設范圍內：

其中，P_t,min,P_t,max分別表示在時刻t電網調度下提供的功率范圍的最小值和最大值；

限制單個站內電池的充電時長，且站內電池充電容量為：

μ為電池的充電效率，P_t為電池在t時刻的充電功率，在任意時刻，充電功率P_t均不大于最大充電功率P_max，t_max為單個站內電池的最大充電時長。

本發明是為了克服現有技術中電池管理困難、對電網沖擊大缺陷，根據本發明的一個方面，提出一種換電服務物聯網。

本發明實施例提供的一種換電服務物聯網，包括：感知層、網絡層和應用層；

感知層包括電池箱，用于利用電池箱內的信息采集模塊獲取電動汽車的電池狀態信息，并通過網關傳輸到網絡層，電池狀態信息包括當前電池SOC值和/或電池SOC值下降速度；

網絡層用于根據有線通信和/或無線通信實現感知層與應用層之間的數據傳輸；

應用層包括車載終端和監控中心，用于從網絡層獲取各類感知數據，并進行數據分析處理；

車載終端還用于根據用戶設定和當前電動汽車行駛情況確定用電需求信息，用電需求信息包括當前電池容量和電動汽車預測行駛距離；車載終端將用電需求信息和車輛信息發送至監控中心，車輛信息包括車輛位置信息和電池型號；

監控中心根據車載終端發送的用電需求信息、當前站內電池總量和配電網負荷情況，監控中心調度站內電池進行有序充電。

在上述技術方案中，應用層包括：數據子層、服務子層和應用子層；

數據子層，用于接收各類感知數據，并按照一定的規則和形式，實現信息存儲與數據映射；