基于新能源汽车的充电桩在线管理系统的制作方法

1.本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及基于新能源汽车的充电桩在线管理系统。


背景技术：

2.充电站的建设主力是国家电网、南方电网，但电动车市场化进程缓慢，使得牢牢把控充电桩领域的电网公司并未从中获利，在前期的“深刻教训”下，电网表示欢迎社会资本进入，国家电网内部甚至决定将全面退出城市充电设施建设领域，引入更多社会资本参与建设，国网则全力推进交通干道，也即城际互联充电网络建设。
3.目前国内将充电桩分为直流充电桩和交流充电桩两种类型，简单来说，交流充电桩需要借助车载充电机来充电，直流快速充电桩不需要这个设备。二者在充电速度上差别较大，一辆纯电动汽车（普通电池容量）完全放电后通过交流充电桩充满需要8个小时，而通过直流快速充电桩仅需要2到3个小时，甚至更短。交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入，由于车载充电机的功率并不大，所以不能实现快速充电。直流快速充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，可以为非车载电动汽车的动力电池提供直流电源的供电装置，直流充电桩可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。
4.然而，现有的城市中分布的充电桩，受周边道路、建筑功能性影响，人流量车流量易出现两极化，进而造成充电桩使用频率两极化，且随城市中新建建筑的出现，充电桩使用频率两极化的问题会再次重演，但目前充电桩的安装电路通常为直流电路或交流电路，无法完成相互切换，从而与充电车主的实时使用需求无法兼容，影响充电车主的使用体验。


技术实现要素：

5.解决的技术问题针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
6.技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，包括：控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；拓扑构建模块，用于构建网络拓扑，使充电桩与系统无线连接；接收模块，用于接收充电桩运行数据；分析模块，用于读取接收模块接收到的充电桩运行数据，应用充电桩运行数据分析充电桩群活跃度；协调模块，用于协调充电桩运行电路，使充电桩完成直流电生成与交流电生成的切换；
刷新模块，用于刷新系统重置运行。
7.更进一步地，所述拓扑构建模块下级设置有子模块，包括：设定单元，用于设定拓扑构建模块在构建网络拓扑时的区域范围；选择单元，用于选择充电桩作为网络拓扑节点；其中，设定单元运行，通过系统端用户手动输入地理位置坐标，设定单元应用系统端用户输入的地理位置坐标确定构建网络拓扑的区域范围，同步的在系统端用户手动输入地理位置坐标时，系统端用户同步输入充电桩的地理位置坐标，充电状态的地理位置坐标均处于设定单元确定的网络拓扑区域范围内。
8.更进一步地，所述选择单元下级设置有子模块，包括：识别单元，用于识别充电桩关联性；嗅探单元，用于接收识别单元识别到的充电桩关联性，应用充电桩关联性，捕捉与系统距离最近的充电桩；其中，识别单元中设定有距离判定阈值，识别单元运行时识别各充电桩的周边是否存在其他充电桩处于距离判定阈值范围内，根据判定结果识别充电桩关联性，并依据充电桩关联性对充电桩进行区分，每一区分的充电桩群均被嗅探单元处理。
9.更进一步地，所述拓扑构建模块构建的网络拓扑为：每一充电桩群中均存在一组嗅探单元捕捉到的充电桩，其他充电桩均与该充电桩相连接，嗅探单元捕捉到的充电桩均与系统相连接；所述系统通过系统端用户手动设定有若干组，若干组所述系统通过系统端用户手动设定上下级系统，下级系统均与上级系统相连接进一步构建网络拓扑。
10.更进一步地，所述接收模块运行时，各充电桩根据拓扑构建模块构建的网络拓扑获取运行数据传输路径，各充电桩应用数据传输路径通过无线网络对自身运行数据进行传输；其中，充电桩运行数据包括：充电桩运行频率，单位为：次/天、充电桩时长均值，单位为：h/天、充电桩群占用率均值，单位为：使用状态充电桩数量/充电桩群总数量/天。
11.更进一步地，所述分析模块下级设置有子模块，包括：输入单元，用于输入活跃充电桩群的运行数据；评定单元，用于获取接收模块接收到的充电桩运行数据及输入单元中输入的活跃充电桩群运行数据，对两组运行数据进行比对；其中，评定单元运行时，通过两组运行数据的比对结果对接收模块接收到的充电桩运行数据进行活跃充电桩评定，在对活跃充电桩进行评定时，将接收模块接收到的充电桩运行数据中充电桩运行频率、充电桩时长均值及充电桩群占用率均值，均大于等于输入单元中输入的活跃充电桩群的运行数据的对应充电被评定为活跃充电桩。
12.更进一步地，所述协调模块部署于每一组充电桩内部对充电桩内部电路进行控制；其中，每一组充电桩默认电路部署为交流电，协调模块对充电桩的交流电路进行协调时，包括以下步骤：步骤1：使用二极管给交流电整流，将正负双向电改成单向电；步骤2：使用电容器对电流进行滤波操作；
步骤3：将半波电压变成平衡的直流电压，待滤波结束后交流电得以切换至直流电压；步骤4：使用稳压器将充电桩电路电压调整为指定的需求电压。
13.更进一步地，所述刷新模块通过系统端用户手动控制运行，所述刷新模块在接收模块接收到网络拓扑中不存在的充电桩的运行数据时触发运行。
14.更进一步地，所述刷新模块每次运行时对各网络拓扑中存在的各充电桩进行输出偏差计算，并将计算结果实时向控制终端反馈，系统端用户于控制终端上对反馈的计算数据进行读取，充电桩输出偏差计算公式为：；式中，为充电桩电压指令值；为充电桩电压实际值；k为下垂系数；为充电桩有功功率指令值；p为充电桩有功功率实际值。
15.更进一步地，所述控制终端通过介质电性连接有设定单元及选择单元，所述选择单元通过介质电性连接有识别单元及嗅探单元，所述拓扑构建模块通过介质电性连接有接收模块及分析模块，所述分析模块下级通过介质电性连接有输入单元及评定单元，所述分析模块通过介质电性连接有协调模块及刷新模块，所述协调模块通过介质电性与评定单元相连接。
16.有益效果采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：1、本发明提供一种基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，该系统通过设定服务区域能够对设定的服务区域内的充电桩进行拓扑结构的分析与构建，并以构建的拓扑结构作为基础，提供了存在的运行数据的传输路径，为充电桩的集中化智能管理提供了基础的改进，并且还能够通过系统互连，实现了更大面积的充电桩群在线管理，有效的提升了系统的实用性。
17.2、本发明中系统在运行时，对充电桩的运行数据进行了具体分析，并通过分析所得数据，对充电桩进行了适应性的调试，为使用充电桩的充电用户带来了更佳的使用体验。
18.3、本发明中系统在运行的过程，在对充电桩进行调试时，进一步的对充电桩的活跃度进行了分析评定，以此作为进一步调试充电桩的依据数据，使得充电桩的调试更加符合充电用户的实际使用需求，有助于充电桩的使用率均衡。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为基于新能源汽车的充电桩在线管理系统的结构示意图；图中的标号分别代表：1、控制终端；2、拓扑构建模块；21、设定单元；22、选择单元；221、识别单元；222、嗅探单元；3、接收模块；4、分析模块；41、输入单元；42、评定单元；5、协调模块；6、刷新模块。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
23.实施例1本实施例的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，如图1所示，包括：控制终端1，是系统的主控端，用于发出执行命令；拓扑构建模块2，用于构建网络拓扑，使充电桩与系统无线连接；接收模块3，用于接收充电桩运行数据；分析模块4，用于读取接收模块3接收到的充电桩运行数据，应用充电桩运行数据分析充电桩群活跃度；协调模块5，用于协调充电桩运行电路，使充电桩完成直流电生成与交流电生成的切换；刷新模块6，用于刷新系统重置运行；拓扑构建模块2下级设置有子模块，包括：设定单元21，用于设定拓扑构建模块2在构建网络拓扑时的区域范围；选择单元22，用于选择充电桩作为网络拓扑节点；其中，设定单元21运行，通过系统端用户手动输入地理位置坐标，设定单元21应用系统端用户输入的地理位置坐标确定构建网络拓扑的区域范围，同步的在系统端用户手动输入地理位置坐标时，系统端用户同步输入充电桩的地理位置坐标，充电状态的地理位置坐标均处于设定单元21确定的网络拓扑区域范围内；选择单元22下级设置有子模块，包括：识别单元221，用于识别充电桩关联性；嗅探单元222，用于接收识别单元221识别到的充电桩关联性，应用充电桩关联性，捕捉与系统距离最近的充电桩；其中，识别单元221中设定有距离判定阈值，识别单元221运行时识别各充电桩的周边是否存在其他充电桩处于距离判定阈值范围内，根据判定结果识别充电桩关联性，并依据充电桩关联性对充电桩进行区分，每一区分的充电桩群均被嗅探单元222处理。
24.在本实施例中，控制终端1控制拓扑构建模块2运行构建网络拓扑，使充电桩与系统无线连接，接收模块3同步的接收充电桩运行数据，分析模块4后置运行读取接收模块3接收到的充电桩运行数据，应用充电桩运行数据分析充电桩群活跃度，协调模块5进一步运行协调充电桩运行电路，使充电桩完成直流电生成与交流电生成的切换，刷新模块6通过系统端用户手动控制或触发运行对系统进行刷新；需要注意的是，通过拓扑构建模块2下级设置的子模块，可以对系统服务的充电桩进行初步分析，对各充电桩进行区分，进而获取到充电桩群的区分，为系统的后续模块运行提供了必要的数据支持，为充电桩网络拓扑的构建提供了构建条件；而选择单元22下级设置的子模块，进一步的对进行充电桩运行数据传输所使用的
目标充电桩带来了选择逻辑，一定程度的对充电桩网络拓扑在构建时带来了路径优化效果。
25.实施例2在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中基于新能源汽车的充电桩在线管理系统做进一步具体说明：拓扑构建模块2构建的网络拓扑为：每一充电桩群中均存在一组嗅探单元222捕捉到的充电桩，其他充电桩均与该充电桩相连接，嗅探单元222捕捉到的充电桩均与系统相连接；系统通过系统端用户手动设定有若干组，若干组系统通过系统端用户手动设定上下级系统，下级系统均与上级系统相连接进一步构建网络拓扑。
26.如图1所示，接收模块3运行时，各充电桩根据拓扑构建模块2构建的网络拓扑获取运行数据传输路径，各充电桩应用数据传输路径通过无线网络对自身运行数据进行传输；其中，充电桩运行数据包括：充电桩运行频率，单位为：次/天、充电桩时长均值，单位为：h/天、充电桩群占用率均值，单位为：使用状态充电桩数量/充电桩群总数量/天。
27.如图1所示，分析模块4下级设置有子模块，包括：输入单元41，用于输入活跃充电桩群的运行数据；评定单元42，用于获取接收模块3接收到的充电桩运行数据及输入单元41中输入的活跃充电桩群运行数据，对两组运行数据进行比对；其中，评定单元42运行时，通过两组运行数据的比对结果对接收模块3接收到的充电桩运行数据进行活跃充电桩评定，在对活跃充电桩进行评定时，将接收模块3接收到的充电桩运行数据中充电桩运行频率、充电桩时长均值及充电桩群占用率均值，均大于等于输入单元41中输入的活跃充电桩群的运行数据的对应充电桩被评定为活跃充电桩。
28.通过上述分析模块4下级设置的子模块，使得系统能够根据充电桩的运行数据来分析充电桩的活跃性，对充电桩进行实时的活跃性判定。
29.实施例3在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中基于新能源汽车的充电桩在线管理系统做进一步具体说明：协调模块5部署于每一组充电桩内部对充电桩内部电路进行控制；其中，每一组充电桩默认电路部署为交流电，协调模块5对充电桩的交流电路进行协调时，包括以下步骤：步骤1：使用二极管给交流电整流，将正负双向电改成单向电；步骤2：使用电容器对电流进行滤波操作；步骤3：将半波电压变成平衡的直流电压，待滤波结束后交流电得以切换至直流电压；步骤4：使用稳压器将充电桩电路电压调整为指定的需求电压。
30.如图1所示，刷新模块6通过系统端用户手动控制运行，刷新模块6在接收模块3接收到网络拓扑中不存在的充电桩的运行数据时触发运行。
31.如图1所示，刷新模块6每次运行时对各网络拓扑中存在的各充电桩进行输出偏差计算，并将计算结果实时向控制终端1反馈，系统端用户于控制终端1上对反馈的计算数据
进行读取，充电桩输出偏差计算公式为：；式中，为充电桩电压指令值；为充电桩电压实际值；k为下垂系数；为充电桩有功功率指令值；p为充电桩有功功率实际值。
32.通过上述公式计算，为系统端用户提供了进一步的参考数据，以便于对充电桩作出更多有利的适应性协调管理。
33.如图1所示，控制终端1通过介质电性连接有设定单元21及选择单元22，选择单元22通过介质电性连接有识别单元221及嗅探单元22，拓扑构建模块2通过介质电性连接有接收模块3及分析模块4，分析模块4下级通过介质电性连接有输入单元41及评定单元42，分析模块4通过介质电性连接有协调模块5及刷新模块6，协调模块5通过介质电性与评定单元42相连接。
34.综上而言，上述实施例中系统通过设定服务区域能够对设定的服务区域内的充电桩进行拓扑结构的分析与构建，并以构建的拓扑结构作为基础，提供了存在的运行数据的传输路径，为充电桩的集中化智能管理提供了基础的改进，并且还能够通过系统互连，实现了更大面积的充电桩群在线管理，有效的提升了系统的实用性；并且，系统在运行时，对充电桩的运行数据进行了具体分析，并通过分析所得数据，对充电桩进行了适应性的调试，为使用充电桩的充电用户带来了更佳的使用体验；同时，系统在对充电桩进行调试时，进一步的对充电桩的活跃度进行了分析评定，以此作为进一步调试充电桩的依据数据，使得充电桩的调试更加符合充电用户的实际使用需求，有助于充电桩的使用率均衡。
35.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，包括：控制终端（1），是系统的主控端，用于发出执行命令；拓扑构建模块（2），用于构建网络拓扑，使充电桩与系统无线连接；接收模块（3），用于接收充电桩运行数据；分析模块（4），用于读取接收模块（3）接收到的充电桩运行数据，应用充电桩运行数据分析充电桩群活跃度；协调模块（5），用于协调充电桩运行电路，使充电桩完成直流电生成与交流电生成的切换；刷新模块（6），用于刷新系统重置运行。2.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述拓扑构建模块（2）下级设置有子模块，包括：设定单元（21），用于设定拓扑构建模块（2）在构建网络拓扑时的区域范围；选择单元（22），用于选择充电桩作为网络拓扑节点；其中，设定单元（21）运行，通过系统端用户手动输入地理位置坐标，设定单元（21）应用系统端用户输入的地理位置坐标确定构建网络拓扑的区域范围，同步的在系统端用户手动输入地理位置坐标时，系统端用户同步输入充电桩的地理位置坐标，充电状态的地理位置坐标均处于设定单元（21）确定的网络拓扑区域范围内。3.根据权利要求2所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述选择单元（22）下级设置有子模块，包括：识别单元（221），用于识别充电桩关联性；嗅探单元（222），用于接收识别单元（221）识别到的充电桩关联性，应用充电桩关联性，捕捉与系统距离最近的充电桩；其中，识别单元（221）中设定有距离判定阈值，识别单元（221）运行时识别各充电桩的周边是否存在其他充电桩处于距离判定阈值范围内，根据判定结果识别充电桩关联性，并依据充电桩关联性对充电桩进行区分，每一区分的充电桩群均被嗅探单元（222）处理。4.根据权利要求1、2或3所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述拓扑构建模块（2）构建的网络拓扑为：每一充电桩群中均存在一组嗅探单元（222）捕捉到的充电桩，其他充电桩均与该充电桩相连接，嗅探单元（222）捕捉到的充电桩均与系统相连接；所述系统通过系统端用户手动设定有若干组，若干组所述系统通过系统端用户手动设定上下级系统，下级系统均与上级系统相连接进一步构建网络拓扑。5.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述接收模块（3）运行时，各充电桩根据拓扑构建模块（2）构建的网络拓扑获取运行数据传输路径，各充电桩应用数据传输路径通过无线网络对自身运行数据进行传输；其中，充电桩运行数据包括：充电桩运行频率，单位为：次/天、充电桩时长均值，单位为：h/天、充电桩群占用率均值，单位为：使用状态充电桩数量/充电桩群总数量/天。6.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述分析模块（4）下级设置有子模块，包括：输入单元（41），用于输入活跃充电桩群的运行数据；
评定单元（42），用于获取接收模块（3）接收到的充电桩运行数据及输入单元（41）中输入的活跃充电桩群运行数据，对两组运行数据进行比对；其中，评定单元（42）运行时，通过两组运行数据的比对结果对接收模块（3）接收到的充电桩运行数据进行活跃充电桩评定，在对活跃充电桩进行评定时，将接收模块（3）接收到的充电桩运行数据中充电桩运行频率、充电桩时长均值及充电桩群占用率均值，均大于等于输入单元（41）中输入的活跃充电桩群的运行数据的对应充电被评定为活跃充电桩。7.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述协调模块（5）部署于每一组充电桩内部对充电桩内部电路进行控制；其中，每一组充电桩默认电路部署为交流电，协调模块（5）对充电桩的交流电路进行协调时，包括以下步骤：步骤1：使用二极管给交流电整流，将正负双向电改成单向电；步骤2：使用电容器对电流进行滤波操作；步骤3：将半波电压变成平衡的直流电压，待滤波结束后交流电得以切换至直流电压；步骤4：使用稳压器将充电桩电路电压调整为指定的需求电压。8.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述刷新模块（6）通过系统端用户手动控制运行，所述刷新模块（6）在接收模块（3）接收到网络拓扑中不存在的充电桩的运行数据时触发运行。9.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述刷新模块（6）每次运行时对各网络拓扑中存在的各充电桩进行输出偏差计算，并将计算结果实时向控制终端（1）反馈，系统端用户于控制终端（1）上对反馈的计算数据进行读取，充电桩输出偏差计算公式为：；式中， 为充电桩电压指令值；为充电桩电压实际值；k为下垂系数；为充电桩有功功率指令值；p为充电桩有功功率实际值。10.根据权利要求1所述的基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，其特征在于，所述控制终端（1）通过介质电性连接有设定单元（21）及选择单元（22），所述选择单元（22）通过介质电性连接有识别单元（221）及嗅探单元（22），所述拓扑构建模块（2）通过介质电性连接有接收模块（3）及分析模块（4），所述分析模块（4）下级通过介质电性连接有输入单元（41）及评定单元（42），所述分析模块（4）通过介质电性连接有协调模块（5）及刷新模块（6），所述协调模块（5）通过介质电性与评定单元（42）相连接。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及基于新能源汽车的充电桩在线管理系统，包括：控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；拓扑构建模块，用于构建网络拓扑，使充电桩与系统无线连接；接收模块，用于接收充电桩运行数据；分析模块，用于读取接收模块接收到的充电桩运行数据，应用充电桩运行数据分析充电桩群活跃度；本发明通过设定服务区域能够对设定的服务区域内的充电桩进行拓扑结构的分析与构建，并以构建的拓扑结构作为基础，提供了存在的运行数据的传输路径，为充电桩的集中化智能管理提供了基础的改进，并且还能够通过系统互连，实现了更大面积的充电桩群在线管理，有效的提升了系统的实用性。的提升了系统的实用性。的提升了系统的实用性。


技术研发人员：朱倍倍 张威 郭小玲 薛海涛 吕远远 牛海超 樊崇
受保护的技术使用者：北京金冠智能电气科技有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/6/26