[發明專利]一種基于物聯網技術的重卡換電調度方法及系統

有效

• 申請號: 202211042604.3
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115123006B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 許國榮;劉英山;辛寧;馮君;陳雄健
• 申請（專利權）人: 江蘇智慧優視電子科技有限公司
• 主分類號: B60L53/80
• 分類號: B60L53/80;G06Q10/04;G08G1/01
• 代理公司: 南京明杰知識產權代理事務所(普通合伙) 32464
• 代理人: 張文杰

1.一種基于物聯網技術的重卡換電調度方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一：基于重卡行駛路段的道路實時數據對重卡電池包的放電速率進行計算，根據計算結果對重卡電池包的實時狀態進行監測；

所述步驟一包括：

步驟Ⅰ：對重卡行駛路段的道路擁堵情況、紅綠燈設置數量和紅綠燈設置通行時間進行獲取；

步驟Ⅱ：根據步驟Ⅰ的獲取數據，對重卡電池包的放電速率進行計算，具體的計算公式為：

；

其中，表示道路擁堵系數，表示重卡行駛距離，表示重卡行駛距離時的行駛時間，表示紅綠燈對應的編號，表示重卡通過第個紅綠燈的時間，表示重卡通過紅綠燈時，紅綠燈均為綠燈且綠燈時間足夠重卡不變速通過，表示重卡行駛時刻，表示重卡在行駛時間內的平均道路擁堵系數，表示重卡在標準行駛路段上的行駛時間，標準行駛路段指兩紅綠燈之間且不包含紅綠燈管轄范圍內的路段，表示重卡通過紅綠燈管轄范圍內路段的通過時間，因為重卡電池包的放電速率與重卡行駛速度呈正比，因此，利用重卡行駛速度代替重卡電池包的放電速率；

步驟Ⅲ：通過構建線性方程對步驟Ⅱ的計算結果進行分析，根據線性方程中數值的波動范圍，對重卡電池包的實時狀態進行監測，若線性方程中數值的波動范圍大于設定閾值，且該狀態持續時間超過秒，則判斷電池包放電異常，若線性方程中數值的波動范圍在設定的閾值范圍內，則判斷電池包放電正常，其中，表示正整數；

步驟二：根據步驟一的監測結果對重卡換電地點進行初步篩選；

所述步驟二包括：

步驟Ⅳ：對重卡行駛路段中存在的換電地點的位置信息進行獲取，以及對各換電地點附近的車輛行駛速度和車輛通過量進行獲取，此處附近表示重卡從主路段行駛到換電地點的路段；

步驟Ⅴ：基于步驟Ⅳ的獲取數據，對重卡從主路段行駛到換電地點的道路平整度進行預測，具體的預測公式為：

；

其中，表示換電地點對應的編號，表示第個換電地點附近的車輛實際通過量，表示第個換電地點附近的車輛標準通過量，以為系數，對車輛在對應路段的行駛速度進行預測，表示第個換電地點附近的車輛標準行駛速度，表示第個換電地點附近的車輛實際行駛速度，當時，表示道路不平整，且道路不平整度為，當時，表示道路平整；

步驟Ⅵ：當時，結合重卡從主路段行駛到換電地點的路段距離和預測的重卡電池包放電情況，對各換電地點的換電系數進行計算，具體的計算公式為：

；

其中，表示重卡行駛至主路段與換電支路交界處時的剩余電量，表示重卡行駛至交界處時的電池包放電速率，表示重卡從主路段行駛到換電地點的路段距離，表示重卡在換電支路上的最大行駛時間，當時，表示重卡能夠到達對應換電地點，當時，表示重卡不能到達對應的換電地點；

步驟Ⅶ：根據步驟Ⅵ的計算結果，對時對應的換電地點進行初步篩選；

步驟三：基于步驟二的重卡換電地點初步篩選結果，結合重卡換電地點的排隊情況，對重卡最佳換電地點進行確定；

所述步驟三包括：

步驟Ⅷ：根據步驟二的初步篩選結果，對初步篩選的重卡換電地點的實時排隊情況進行獲取；

步驟Ⅸ：對重卡最佳換電地點進行確定，具體方法為：根據初步篩選的重卡換電地點的實時排隊情況，結合重卡從主路段行駛到換電地點的時間值，對重卡到達對應換電地點的換電等待時間進行預測，對換電等待時間與重卡從主路段行駛到換電地點的時間值進行求和，選取求和結果中最小值對應的換電地點作為重卡最佳換電地點；

所述步驟三中對重卡到達對應換電地點時的換電等待時間進行預測，具體的預測公式為：

；

其中，表示重卡行駛在交界處時對應換電地點等待的換電車輛數，表示對應換電地點更換一次電池包的時間，表示重卡在主路段至換電地點路段的車輛排列序號，表示對應車輛選擇更換電池包的概率值，表示重卡在從主路段行駛至第個換電地點的時間值；

步驟四：重卡行駛至確定的最佳換電地點進行換電處理。

2.一種基于物聯網技術的重卡換電調度系統，其特征在于：所述系統包括電池包故障判斷模塊、換電地點篩選模塊、換電地點確認模塊和換電處理模塊；

所述電池包故障判斷模塊用于對重卡電池包的實時狀態進行監測，根據監測結果判斷重卡電池包是否處于故障狀態，并將重卡電池包判斷結果傳輸至換電地點篩選模塊；

所述電池包故障判斷模塊包括信息獲取單元、電池包放電速率計算單元和電池包故障判斷單元；

所述信息獲取單元對重卡行駛路段的道路擁堵情況、紅綠燈設置數量和紅綠燈設置通行時間進行獲取，并將獲取信息傳輸至電池包放電速率計算單元；

所述電池包放電速率計算單元對信息獲取單元傳輸的獲取信息進行接收，利用計算公式對重卡電池包在各時刻的放電速率進行計算，并將計算結果傳輸至電池包故障判斷單元，其中，表示道路擁堵系數，表示重卡行駛距離，表示重卡行駛距離時的行駛時間，表示紅綠燈對應的編號，表示重卡通過第個紅綠燈的時間，表示重卡通過紅綠燈時，紅綠燈均為綠燈且綠燈時間足夠重卡不變速通過，表示重卡行駛時刻，表示重卡在行駛時間內的平均道路擁堵系數，表示重卡在標準行駛路段上的行駛時間，標準行駛路段指兩紅綠燈之間且不包含紅綠燈管轄范圍內的路段，表示重卡通過紅綠燈管轄范圍內路段的通過時間，因為重卡電池包的放電速率與重卡行駛速度呈正比，因此，利用重卡行駛速度代替重卡電池包的放電速率；

所述電池包故障判斷單元對電池包放電速率計算單元傳輸的計算結果進行接收，利用線性方程對接收的計算結果進行分析，根據線性方程中數值的波動范圍，對重卡電池包的實時狀態進行監測，若線性方程中數值的波動范圍大于設定閾值，且該狀態持續時間超過秒，則判斷電池包放電異常，若線性方程中數值的波動范圍在設定的閾值范圍內，則判斷電池包放電正常，并將判斷結果傳輸至換電地點篩選模塊，其中，表示正整數；

所述換電地點篩選模塊用于對電池包故障判斷模塊傳輸的判斷結果進行接收，基于接收內容，對重卡在各換電地點的換電系數進行計算，根據計算結果對重卡換電地點進行篩選，并將篩選結果傳輸至換電地點確認模塊；

所述換電地點篩選模塊包括道路平整度預測單元、換電系數計算單元和換電地點篩選單元；

所述道路平整度預測單元對各換電地點附近的車輛行駛速度和車輛通過量進行獲取，基于獲取信息，利用預測公式對重卡從主路段行駛到換電地點的道路平整度進行預測，并將預測結果傳輸至換電系數計算單元，此處附近表示重卡從主路段行駛到換電地點的路段；

所述換電系數計算單元對道路平整度預測單元傳輸的預測結果和電池包故障判斷單元傳輸的判斷結果進行接收，結合重卡從主路段行駛到換電地點的路段距離，利用公式對各換電地點的換電系數進行計算，并將計算結果傳輸至換電地點篩選單元，其中，表示重卡行駛至主路段與換電支路交界處時的剩余電量，表示重卡行駛至交界處時的電池包放電速率，表示重卡從主路段行駛到換電地點的路段距離，表示重卡在換電支路上的最大行駛時間；

所述換電地點篩選單元對換電系數計算單元傳輸的計算結果進行接收，判斷接收的計算結果是否大于等于1，若是，則將對應的換電地點進行保留，若否，則將對應的換電地點進行去除，并將篩選結果傳輸至換電地點確認模塊；

所述換電地點確認模塊用于對換電地點篩選模塊傳輸的篩選結果進行接收，換電地點確認模塊對重卡到達對應換電地點的換電等待時間進行預測，基于預測值對重卡最佳換電地點進行確定，并將確定結果傳輸至換電處理模塊；

所述換電地點確認模塊包括排隊情況實時獲取單元和換電地點確認單元；

所述排隊情況實時獲取單元對換電地點篩選單元傳輸的篩選結果進行接收，通過物聯網對初步篩選的重卡換電地點的實時排隊情況進行獲取，并將獲取信息傳輸至換電地點確認單元；

所述換電地點確認單元對排隊情況實時獲取單元傳輸的獲取信息進行接收，根據初步篩選的重卡換電地點的實時排隊情況，結合重卡從主路段行駛到換電地點的時間值，利用公式對重卡到達對應換電地點的換電等待時間進行預測，對換電等待時間與重卡從主路段行駛到換電地點的時間值進行求和，選取求和結果中最小值對應的換電地點作為重卡最佳換電地點，并將確定的重卡最佳換電地點傳輸至換電處理模塊，其中，表示重卡行駛在交界處時對應換電地點等待的換電車輛數，表示對應換電地點更換一次電池包的時間，表示重卡在主路段至換電地點路段的車輛排列序號，表示對應車輛選擇更換電池包的概率值，表示重卡在從主路段行駛至第個換電地點的時間值；

所述換電處理模塊用于對換電地點確認模塊傳輸的確定結果進行接收，重卡根據接收信息行駛至對應換電地點進行換電處理；

所述換電處理模塊對換電地點確認單元傳輸的重卡最佳換電地點進行接收，重卡根據接收信息行駛至對應換電地點進行換電處理。