技术领域
[0001] 本发明实施例涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车充放电控制方法、装置、充放电控制设备及介质。
相关背景技术
[0002] 目前，由于噪音小、环保、经济等优点，电动汽车的数量越来越多，加上国家政策的扶持，城市电动汽车的数量必定规模化。
[0003] 电动汽车给人们生活带来方便的同时，也给配电网的可靠性带来了巨大的挑战，特别是在用电高峰时段，电动汽车进行无序充电，大大增加配电网运行风险，可能引起线路及变压器过载，进而将会提高设备故障率，从而缩短了设备的使用寿命，降低电网的可靠性。现有常规的电动汽车通常基于分时电价的有序充电，同样会造成小规模的用电高峰，对于配电网的削峰填谷使用效果并不理想。
具体实施方式
[0037] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
[0038] 另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0039] 实施例一
[0040] 图1为本发明实施例一提供的一种电动汽车充放电控制方法的流程图，本实施例可适用于对用电高峰时段电网“峰上加峰”状况进行有效缓解的情况，该方法可以由电动汽车充放电控制装置来执行，该电动汽车充放电控制装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。具体包括如下步骤：
[0041] S110、获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率。
[0042] 其中，目标地点可以为电动汽车使用者的家、工作地或是任何可以进行电动汽车充放电的场所，具体的目标地点由电动汽车的实际到达地点作为目标地点进行确定，本实施例对此不作限制。
[0043] 可以理解的是，电动汽车通过现有的充放电机与目标地点实现相应的充放电功能，即电动汽车在电动汽车使用者的家、工作地或是任何可以进行电动汽车充放电的场所通过充放电机与配电网电连接，进而实现本发明实施例对应的电动汽车的充放电控制。
[0044] 电动汽车到达时刻即为电动汽车到达目标地点所对应的时刻，电动汽车到达时刻具体指代的是一个具体时间点，例如16点、17点15分等具体的时间点，本实施例对电动汽车到达时刻不作任何限制，电动汽车到达时刻由电动汽车的实际达到目标地点的时刻决定。
[0045] 可以理解的是，电动汽车到达时刻可以由用户通过客户端、终端设备等智能终端进行数据的写入，并传输至电网的控制端，也可以由电网控制端对电动汽车进行智能识别，本实施例对此不作任何限制。
[0046] 电池状态信息对应于电动汽车在到达目标地点后，其电动汽车的电池组所对应的状态信息。
[0047] 所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率，所述电池状态信息还包括电池负荷状态，进一步可以通过电池负荷状态对电池所需的充电时长进行确定，具体计算方法下述步骤进行解释说明。
[0048] 进一步地，在获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息之前，还包括：确定所述目标地点对应的用电谷时段开始时刻，以及所述电动汽车的目标用车时刻。
[0049] 其中，用电谷时段开始时刻用于确定电动汽车到达时刻处于电网的用电高峰时段或是谷时段，以根据电动汽车到达时刻结合用电谷时段开始时刻对电动汽车的当前充放电状态进行选择控制。
[0050] 目标用车时刻由用户通过客户端、终端设备等智能终端进行数据的写入，并传输至电网的控制端，本实施例对此不作任何限制
[0051] S120、基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，并根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态。
[0052] 其中，基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，当前放电时长可以根据下述公式进行计算得到：
[0053]
[0054] 其中，TD为当前放电时长；Dt为电动汽车到达时刻对应的当前电池容量；D为所述电d动汽车的电池容量下限值；PD为电池放电功率；η为电动汽车放电效率。
[0055] 示例性的，针对某一地区私家电动汽车充放电进行建模。假设该地区电动汽车有N辆，电动汽车放电时以恒功率放电，则定义放电功率为PD。考虑到电动汽车在V2G过程中不能过度放电，则定义电动汽车的电池容量下限为D，则电动汽车充放电应满足条件如下：
[0056]
[0057] 可以理解的是，上述条件中，当前电池容量大于电池容量下限值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于放电状态；当前电池容量等于电池容量下限值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于闲置状态；当前电池容量小于电池容量下限值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于充电状态。
[0058] 在本实施例中，通过当前电池容量和电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，即确定当前电池容量大于电池容量下限值，进而计算得到当前放电时长，进一步结合电动汽车到达时刻，准确确定电动汽车对应的充放电控制状态，以实现在电网高峰时并网放电，节约了车主使用成本，更加经济。
[0059] 进一步地，根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态，包括：若所述电动汽车到达时刻早于所述用电谷时段开始时刻，且所述当前放电时长大于放电时长阈值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于放电状态。若所述电动汽车到达时刻晚于所述用电谷时段开始时刻，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于充电状态。
[0060] 其中，放电时长阈值即为根据电池容量下限值确定的，由于电池容量下限值的存在，避免电动汽车过度放电，进而可以在电池容量下限值的基础上，通过计算确定放电时长阈值。
[0061] 可以理解的是，放电时长阈值对应于电动汽车处于放电状态对应的时间长度的最小值，放电时长阈值可以由本领域技术人员依据不同车型进行选择设置，本实施例对放电时长阈值的具体数值不作任何限制。
[0062] S130、根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制。
[0063] 具体的，若所述电动汽车到达时刻早于所述用电谷时段开始时刻，且所述当前放电时长大于放电时长阈值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于放电状态。在确定所述电动汽车处于放电状态后，则根据所述当前放电时长控制所述电动汽车进行放电。
[0064] 若所述电动汽车到达时刻晚于所述用电谷时段开始时刻，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于充电状态。在确定所述电动汽车处于充电状态后，则根据所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车对应的充电时长；根据所述充电时长控制所述电动汽车进行充电。
[0065] 进一步地，在根据所述充电时长控制所述电动汽车进行充电，包括：根据所述目标用车时刻和所述充电时长确定所述电动汽车的充电开始时刻，并基于所述充电开始时刻控制所述电动汽车进行充电。
[0066] 示例性的，一天为24个时段，假设t1为电动汽车到达时刻，t2为用电谷时段开始时刻，t3为目标用车时刻。
[0067] 若所述电动汽车到达时刻早于所述用电谷时段开始时刻，则[t1,t2]时段为电网用电高峰时段，此时段电动汽车可参与放电或处于闲置状态，进一步结合电动汽车的当前电池状态需满足如下条件进行确定：
[0068]
[0069] 当达到t2时刻时，此时再次读取电动汽车对应的电池状态，进一步根据所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车对应的充电时长Tt，在本实施例中通过倒序充电，即t3‑Tt为所述电动汽车的充电开始时刻，即电动汽车实际开始充电时刻。
[0070] 若所述电动汽车到达时刻晚于所述用电谷时段开始时刻，则[t2,t3]时段为电网用电低谷时段，此时段电动汽车可参与充电或闲置状态，该时段内可满足电动汽车最大充电时长内电动汽车进行充电。
[0071] 可以理解的是，电动汽车所需的充电时长与电动汽车在充电之前的电池容量、电动汽车充电功率、电动汽车的当日行驶里程以及续航能力等信息有关，本实施例将在下述实施例进行具体解释说明，在此不再累述。
[0072] 本发明实施例的技术方案，通过获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率；基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，并根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态；根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制。解决现有电动汽车可能导致的电网使用压力大以及可靠性降低的问题，以实现电动汽车充放电智能化，提高电网可靠性，同时，降低电动汽车的使用成本。
[0073] 实施例二
[0074] 图2为本发明实施例二提供的一种电动汽车充放电控制方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。
[0075] 相应的，本实施例的方法具体包括：
[0076] S210、确定所述目标地点对应的用电谷时段开始时刻，以及所述电动汽车的目标用车时刻。
[0077] S220、获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率。
[0078] S230、基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长。
[0079] S240、若所述电动汽车到达时刻早于所述用电谷时段开始时刻，且所述当前放电时长大于放电时长阈值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于放电状态。
[0080] 可以理解的是，当前电池容量大于电池容量下限值，即当前放电时长大于放电时长阈值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态可以控制为所述电动汽车处于放电状态，但电动汽车的使用车也可以选择不控制电动汽车处于放电状态，而是控制电动汽车处于闲置状态。也就是说，在上述条件满足时，电动汽车处于放电状态或是闲置状态是可以由电动汽车的使用车进行选择，而非限定在上述条件满足时电动汽车一定处于放电状态。
[0081] S250、确定所述电动汽车处于放电状态后，则根据所述当前放电时长控制所述电动汽车进行放电。
[0082] 本发明实施例的技术方案，通过在电动汽车到达时刻早于所述用电谷时段开始时刻，且所述当前放电时长大于放电时长阈值，则控制电动汽车进入放电状态，即向电网进行放电，并可以收获合理的费用，以实现在电网用电高峰时并网放电，节约了电动汽车车主的电动汽车使用成本，更加经济。
[0083] 实施例三
[0084] 图3为本发明实施例三提供的一种电动汽车充放电控制方法的流程图，本发明实施例的技术方案是在上述实施例的基础上进行进一步的优化。本实施例的方法具体包括：
[0085] S310、确定所述目标地点对应的用电谷时段开始时刻，以及所述电动汽车的目标用车时刻。
[0086] S320、获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率。
[0087] 可以理解的是，电动汽车根据车主用车习惯的不同，其日行驶里程、开始充电时刻以及所需充电时长都会有所不同。
[0088] 电动汽车的起始充电时刻和电池的起始状态(SOC)具有很强的随机性，用户的电动汽车返回时刻(即电动汽车到达时刻)满足正态分布，下式为其概率密度函数：
[0089]
[0090] 式中，均值μs取18，标准差σs取1。
[0091] 另外，电动汽车的日行驶里程服从对数正态分布，下式为其概率密度函数：
[0092]
[0093] 式中，期望值μD为3.2，标准差σD为0.88。
[0094] 可以理解的是，电动汽车到达时刻的概率密度函数fs(x)和日行驶里程的概率密度函数fD(x)可以反映出通常情况下的电动汽车使用情况，在本实施例中根据电动汽车的用电情况通过在电网用电平谷时充电，高峰时放电，从而降低了电网线路及设备过载概率，提高了电网可靠性。
[0095] S330、基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长。
[0096] S340、若所述电动汽车到达时刻晚于所述用电谷时段开始时刻，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于充电状态。
[0097] S350、确定所述电动汽车处于充电状态后，则根据所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车对应的充电时长。
[0098] 具体的，电动汽车对应的充电时长可以用以下公式来计算得到：
[0099]
[0100] 式中，Tc为充电时长；Pc为电池充电功率；SOC为电动汽车处于充电状态时电动汽车的负荷状态；BC为电动汽车的电池容量(kW·h)。
[0101] 进一步的，电动汽车的电池负荷状态SOC取决电动汽车当日的行驶里程和电动汽车的续航能力，其计算公式如下所示：
[0102]
[0103] 式中，d1表示续航能力(km)；dc表示日行驶里程(km)。
[0104] 联立上述两式可以得出电动汽车的充电时长概率密度函数为
[0105]
[0106] 化简得：
[0107]
[0108] S360、根据所述充电时长控制所述电动汽车进行充电。
[0109] 进一步的，在根据所述充电时长控制所述电动汽车进行充电，包括：根据所述目标用车时刻和所述充电时长确定所述电动汽车的充电开始时刻，并基于所述充电开始时刻控制所述电动汽车进行充电。
[0110] 可以理解的是，为保证在电动汽车下一次被使用时可以完成充电过程，本实施例的方案通过Tc为充电时长与目标用车时刻，倒序计算得到电动汽车的充电开始时刻，以控制当时间到达充电开始时刻时，电动汽车自动开始启动充电，即电动汽车自动进入充电状态开始进行充电。
[0111] 示例性的，目标用车时刻为次日早上7点，电动汽车的充电时长为一小时二十分钟，则可以计算得到电动汽车的充电开始时刻为次日早上5点40分，当次日早上5点40分时，电动汽车则自动进入充电状态开始进行充电，以保证在电动汽车的使用车次日早上7点用车时，电动汽车已完成充电。
[0112] 本发明实施例的技术方案，通过在电动汽车到达时刻晚于所述用电谷时段开始时刻，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于充电状态，即在电网用电低谷时低价充电，避免小规模的用电高峰，且更加经济，同时，电动汽车的车主可以通过设置再次用车时间，实现在下次用车时刚好将电动汽车的电池充满，更具人性化。
[0113] 实施例四
[0114] 图4为本发明实施例四提供的一种电动汽车充放电控制装置的结构图，本实施例可适用于对用电高峰时段电网“峰上加峰”状况进行有效缓解的情况。
[0115] 如图4所示，所述电动汽车充放电控制装置包括：信息获取模块410、状态确定模块420和充放电控制模块430，其中：
[0116] 信息获取模块410，用于获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率；
[0117] 状态确定模块420，用于基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，并根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态；
[0118] 充放电控制模块430，用于根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制。
[0119] 本实施例的电动汽车充放电控制装置，通过获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率；基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，并根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态；根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制。解决现有电动汽车可能导致的电网使用压力大以及可靠性降低的问题，以实现电动汽车充放电智能化，提高电网可靠性，同时，降低电动汽车的使用成本。
[0120] 在上述各实施例的基础上，在获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息之前，还包括：
[0121] 确定所述目标地点对应的用电谷时段开始时刻，以及所述电动汽车的目标用车时刻。
[0122] 在上述各实施例的基础上，根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态，包括：
[0123] 若所述电动汽车到达时刻早于所述用电谷时段开始时刻，且所述当前放电时长大于放电时长阈值，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于放电状态。
[0124] 在上述各实施例的基础上，根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制，包括：
[0125] 确定所述电动汽车处于放电状态后，则根据所述当前放电时长控制所述电动汽车进行放电。
[0126] 在上述各实施例的基础上，根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态，包括：
[0127] 若所述电动汽车到达时刻晚于所述用电谷时段开始时刻，则确定所述电动汽车对应的充放电控制状态为所述电动汽车处于充电状态。
[0128] 在上述各实施例的基础上，根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制，包括：
[0129] 确定所述电动汽车处于充电状态后，则根据所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车对应的充电时长；
[0130] 根据所述充电时长控制所述电动汽车进行充电。
[0131] 在上述各实施例的基础上，在根据所述充电时长控制所述电动汽车进行充电，包括：
[0132] 根据所述目标用车时刻和所述充电时长确定所述电动汽车的充电开始时刻，并基于所述充电开始时刻控制所述电动汽车进行充电。
[0133] 上述各实施例所提供的电动汽车充放电控制装置可执行本发明任意实施例所提供的电动汽车充放电控制方法，具备执行电动汽车充放电控制方法相应的功能模块和有益效果。
[0134] 实施例五
[0135] 图5为本发明实施例五提供的一种充放电控制设备的结构示意图，如图5所示，该充放电控制设备包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；充放电控制设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；充放电控制设备中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
[0136] 存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电动汽车充放电控制方法对应的程序指令/模块(例如，电动汽车充放电控制装置中的信息获取模块410、状态确定模块420和充放电控制模块430)。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行充放电控制设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的电动汽车充放电控制方法。
[0137] 存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至充放电控制设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0138] 输入装置530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与充放电控制设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
[0139] 实施例六
[0140] 本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种电动汽车充放电控制方法，该电动汽车充放电控制方法包括：
[0141] 获取电动汽车到达目标地点时的电动汽车到达时刻以及电池状态信息，所述电池状态信息包括当前电池容量和电池充放电功率；
[0142] 基于所述当前电池容量和所述电池充放电功率确定所述电动汽车的当前放电时长，并根据所述当前放电时长和所述电动汽车到达时刻确定所述电动汽车对应的充放电控制状态；
[0143] 根据所述充放电控制状态对所述电动汽车进行充放电控制。
[0144] 当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的电动汽车充放电控制方法中的相关操作。
[0145] 通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read‑Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0146] 值得注意的是，上述电动汽车充放电控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0147] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
