本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充換電站智能化換電控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)及人們的生活消費(fèi)水平的不斷提高，使得汽車(chē)產(chǎn)業(yè)得到了跨越式的蓬勃發(fā)展。汽車(chē)在帶給人們便捷出行的同時(shí)，其保有量的急劇增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境和能源的負(fù)面影響也越來(lái)越明顯，嚴(yán)重制約了我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的新能源汽車(chē)將會(huì)是解決能源問(wèn)題的重要手段。在汽車(chē)界，“新能源”三個(gè)字已成為年度關(guān)鍵詞。

作為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈上的重要組成部分，電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施是推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施是和電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化同步發(fā)展的。

全面加快電動(dòng)汽車(chē)充點(diǎn)設(shè)施建設(shè)不僅是建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容，更是國(guó)家電網(wǎng)公司落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，展示責(zé)任央企形象的戰(zhàn)略舉措，是響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，支持電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的實(shí)際行動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)能源替代，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高電能占終端能源消費(fèi)比重的有效手段。先進(jìn)便捷的充換電站，對(duì)于新能源汽車(chē)，特別是純電動(dòng)汽車(chē)而言是重要的設(shè)施。

對(duì)于汽車(chē)電池的更換，人工手動(dòng)或者機(jī)器設(shè)備都能夠完成。其中，由于每塊電池箱都重達(dá)七八十公斤，如果只依靠人工來(lái)完成站內(nèi)充電電池更換的話，在增加人工成本的同事也降低了換電的效率。除了勞動(dòng)強(qiáng)度高之外，操作的時(shí)候還存在較嚴(yán)重的安全隱患。在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)、智能化快速發(fā)展的社會(huì)，具有“高智商”的充換電站，在提高了工作效率的同時(shí)也是科技水平展示的一種方式。

雖然現(xiàn)在的充換電站應(yīng)用了換電機(jī)器人等自動(dòng)換電設(shè)備，但是其在換電的過(guò)程中，需要人工在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)換電機(jī)器人的顯示界面對(duì)車(chē)輛信息、電池箱信息等進(jìn)行選擇，在此過(guò)程中就會(huì)存在一定的安全隱患，也降低了全自動(dòng)化水平。滿足不了換電站的智能化建設(shè)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種電動(dòng)汽車(chē)充換電站智能化換電控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明采用Zigbee無(wú)線通訊和WiFi無(wú)線通訊相結(jié)合的組合通訊方式，自動(dòng)顯示換電過(guò)程的信息，提高了安全性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電動(dòng)汽車(chē)充換電站智能化換電控制方法，采集待換電電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)輛與電池信息通過(guò)Zigbee設(shè)備終端以Zigbee無(wú)線技術(shù)傳輸至充換電站的信息接收器；將網(wǎng)絡(luò)按照串口通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成為WiFi無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，最終將車(chē)輛及電池信息傳輸至站內(nèi)的管理系統(tǒng)，然后將信息在PC端與手持終端同步顯示；

采集的車(chē)輛及電池信息經(jīng)WiFi無(wú)線通過(guò)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至換電機(jī)器人控制器，控制器控制機(jī)器人進(jìn)行換電操作，并將滿電電池信息通過(guò)Zigbee無(wú)線通信傳輸給網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，將通訊方式改成WiFi無(wú)線通訊方式傳輸回管理系統(tǒng)。

當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)駛?cè)霌Q電站的入口時(shí)，將部署在車(chē)輛內(nèi)部的智能車(chē)載終端所采集的車(chē)輛與電池信息通過(guò)Zigbee無(wú)線通信技術(shù)經(jīng)Zigbee路由器傳輸至站內(nèi)信息接收器，在經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

換電機(jī)器人根據(jù)控制器的指令將符合待換車(chē)輛電池類(lèi)型的滿電電池從充電架上取出放置在換電機(jī)器人內(nèi)部的暫存架上，然后將車(chē)輛的待換電池取下，將滿電電池同時(shí)將讀取電池的信息，通過(guò)換電機(jī)器人的網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，將Zigbee無(wú)線通信通過(guò)站域物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

換電機(jī)器人的實(shí)際狀態(tài)信息Zigbee無(wú)線通信技術(shù)傳輸至Zigbee路由器，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

滿電電池信息經(jīng)Zigbee無(wú)線通信技術(shù)傳輸至Zigbee路由器，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

管理系統(tǒng)根據(jù)反饋接收到的信息，將可以換電的工位信息通過(guò)WiFi無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線通信，通過(guò)Zigbee路由器以Zigbee無(wú)線通信的方式將信息下發(fā)到車(chē)輛內(nèi)部的智能車(chē)載終端，車(chē)輛駕駛員根據(jù)終端顯示的信息駛?cè)胂鄳?yīng)的換電工位。

管理系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛及電池信息，判斷車(chē)輛的類(lèi)型、車(chē)載電池箱的型號(hào)，通過(guò)管理系統(tǒng)的人工智能最優(yōu)化算法，將最優(yōu)換電方案的結(jié)果通過(guò)WiFi無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線通信，通過(guò)Zigbee路由器以Zigbee無(wú)線通信的方式下發(fā)給換電機(jī)器人，換電機(jī)器人的控制器以接收到的命令，控制換電機(jī)器人對(duì)車(chē)輛進(jìn)行換電。

人工智能最優(yōu)化算法可以選用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等優(yōu)化算法。

更換下來(lái)的電池箱電池狀態(tài)信息通過(guò)Zigbee無(wú)線通信技術(shù)傳輸至Zigbee路由器，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

換電機(jī)器人將換電結(jié)束信息通過(guò)WiFi無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線通信，通過(guò)Zigbee路由器以Zigbee無(wú)線通信的方式傳輸給PC端、手持終端及車(chē)載智能終端提示換電完成。

一種電動(dòng)汽車(chē)充換電站智能化換電控制系統(tǒng)，包括Zigbee設(shè)備終端、網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器和管理系統(tǒng)，其中，所述Zigbee設(shè)備終端，采集待換電電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)輛信息、電池信息、換電機(jī)器人信息和滿電電池信息，通過(guò)Zigbee無(wú)線通信方式上傳給網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，所述網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器將通信方式改成wifi無(wú)線通信，將相應(yīng)的信息傳輸給管理系統(tǒng)，所述管理系統(tǒng)將信息在PC端與手持終端同步顯示。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)能夠?qū)崿F(xiàn)換電整個(gè)過(guò)程的監(jiān)控，對(duì)于換電機(jī)器人和換電電池、滿電電池的信息進(jìn)行全過(guò)程管控，同時(shí)提高了換電過(guò)程的安全性和便捷性。

(2)通過(guò)手持終端，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可對(duì)換電過(guò)程中的突發(fā)事件快速反應(yīng)，避免對(duì)換電設(shè)施造成損傷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明充換電站智能換電控制方法總圖；

圖2為網(wǎng)關(guān)程序設(shè)計(jì)圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

一種充換電站換電過(guò)程的智能化換電控制方法。采用Zigbee無(wú)線通訊和WiFi無(wú)線通訊相結(jié)合的組合通訊方案。

當(dāng)需要換電的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入換電站時(shí)，部署在車(chē)輛內(nèi)的智能車(chē)載終端與部署在換電站入口處的識(shí)別系統(tǒng)組成無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，將車(chē)輛信息及車(chē)載電池信息以無(wú)線通訊技術(shù)的方式傳輸至站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)，在信息的傳輸過(guò)程中，首先以Zigbee無(wú)線技術(shù)傳輸，然后再將網(wǎng)絡(luò)按照一定的協(xié)議轉(zhuǎn)換成為WiFi無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，最終將車(chē)輛及電池信息傳輸至站內(nèi)的管理系統(tǒng)，然后將信息在PC端與手持終端同步顯示?，F(xiàn)場(chǎng)人員可通過(guò)手持終端現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?fù)Q電機(jī)器人的運(yùn)行。經(jīng)由前面所捕獲的車(chē)輛及電池信息經(jīng)WiFi無(wú)線通過(guò)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至換電機(jī)器人控制器。換電機(jī)器人將符合待換車(chē)輛電池類(lèi)型的滿電電池從充電架上取出放置在換電機(jī)器人內(nèi)部的暫存架上，然后將車(chē)輛的待換電池取下，將滿電電池同時(shí)將讀取電池的信息，通過(guò)換電機(jī)器人的網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器，將Zigbee無(wú)線通信通過(guò)站域物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)。

首先當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)駛?cè)霌Q電站的入口時(shí)，將部署在車(chē)輛內(nèi)部的智能車(chē)載終端所采集的車(chē)輛與電池信息通過(guò)Zigbee無(wú)線通信技術(shù)經(jīng)Zigbee路由器傳輸至站內(nèi)信息接收器，在經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

換電站內(nèi)充電架上的滿電電池信息經(jīng)Zigbee無(wú)線通信技術(shù)傳輸至Zigbee路由器，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

換電工位換電機(jī)器人的實(shí)際狀態(tài)信息Zigbee無(wú)線通信技術(shù)傳輸至Zigbee路由器，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。

管理系統(tǒng)根據(jù)反饋接收到的信息，將可以換電的工位信息通過(guò)WiFi無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線通信，通過(guò)Zigbee路由器以Zigbee無(wú)線通信的方式將信息下發(fā)到車(chē)輛內(nèi)部的智能車(chē)載終端，車(chē)輛駕駛員根據(jù)終端顯示的信息駛?cè)胂鄳?yīng)的換電工位。準(zhǔn)備就緒后，工作人員可通過(guò)PC端或者手持終端下達(dá)換電開(kāi)始指令。

管理系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛及電池信息，判斷車(chē)輛的類(lèi)型、車(chē)載電池箱的型號(hào)，通過(guò)管理系統(tǒng)的人工智能最優(yōu)化算法，將最優(yōu)換電方案的結(jié)果通過(guò)WiFi無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線通信，通過(guò)Zigbee路由器以Zigbee無(wú)線通信的方式下發(fā)給換電機(jī)器人，換電機(jī)器人的控制器以接收到的命令，控制換電機(jī)器人對(duì)車(chē)輛進(jìn)行換電。

換電過(guò)程可通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的PC端與手持終端同步顯示。換電過(guò)程中如遇故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員可通過(guò)手持終端對(duì)換電過(guò)程終止，待故障排除后再繼續(xù)進(jìn)行換電工作。

換電完成后，更換下來(lái)的電池箱電池狀態(tài)信息通過(guò)Zigbee無(wú)線通信技術(shù)傳輸至Zigbee路由器，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為WiFi無(wú)線通信，傳至站內(nèi)的管理系統(tǒng)。同時(shí)將換電結(jié)束信息通過(guò)WiFi無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)換為Zigbee無(wú)線通信，通過(guò)Zigbee路由器以Zigbee無(wú)線通信的方式傳輸給PC端、手持終端及車(chē)載智能終端提示換電完成，提示司機(jī)換電已完成，可以駛離出站。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。