[发明专利]一种基于移动充电器模式的电动汽车充电方法

摘要

本发明公开了一种基于移动充电器模式的电动汽车充电方法，包括：初始化M辆电动汽车EV的充电需求参数和N台移动充电器MC的工作状态参数；令m＝1，n＝1；判断m≤M是否成立；若是，执行步骤4；否则，M辆电动汽车充电方案计算完成；计算并输出第m辆电动汽车的充电方案和充电服务站运营参数，并更新移动充电器工作状态参数；将m+1赋值给m，令n＝1；执行步骤3；本发明能基于移动充电器模式为电动汽车用户提供可行的充电方案，克服了固定式充电设施受配电网容量和停车位数量的限制，从而解决一二线城市老城区电动汽车充电难问题。

主权项

1.一种基于移动充电器模式的电动汽车充电方法，其特征是应用于由N台移动充电器构成的充电服务站，并为M辆电动汽车提供充电服务的工作任务中；将所述充电服务站的充电过程准备时间记为Δt；将所述N台移动充电器记为MC＝{MC1,MC2,…,MCn,…,MCN}，1≤n≤N；MCn表示第n级移动充电器；将所述第n级移动充电器MCn的编号记为NUMn；将所述第n级移动充电器MCn的空闲时刻记为Tn；将所述第n级移动充电器MCn的空闲容量记为Cn；所述N台移动充电器MC是按照各自空闲时刻T＝{T1,T2,…,Tn,…,TN}的升序进行排序的；当空闲时刻T相同时，按照各自编号NUM＝{NUM1,NUM2,…,NUMn,…,NUMN}的升序进行排序；将所述M辆电动汽车记为EV＝{EV1,EV2,…,EVm,…,EVM}，1≤m≤M；EVm表示第m辆电动汽车；将所述第m辆电动汽车EVm的提出充电需求时刻记为TAm；将所述第m辆电动汽车EVm的预期离开充电服务站时刻记为TBm；将所述第m辆电动汽车EVm的动力电池起始荷电状态记为SOCAm；将所述第m辆电动汽车EVm的动力电池目标荷电状态记为SOCBm；将所述第m辆电动汽车EVm的动力电池容量记为Vm；将所述第m辆电动汽车EVm的充电功率记为Pm；所述M辆电动汽车EV是按照各自提出充电需求时刻TA＝{TA1,TA2,…,TAn,…,TAN}的升序进行排序的；所述基于移动充电器模式的电动汽车充电方法是按如下步骤进行的：步骤1、初始化M辆电动汽车EV1,EV2,…,EVm,…,EVM的充电需求参数；初始化N个移动充电器MC1,MC2,…,MCn,…,MCN的工作状态参数；步骤2、初始化m＝1，n＝1；步骤3、判断m≤M是否成立；若成立，则执行步骤4；若不成立，则表示M辆电动汽车各自的充电方案计算完成；步骤4、获取第m辆电动汽车EVm的充电需求参数，包括：提出充电需求时刻TAm，预期离开充电服务站时刻TBm，动力电池起始荷电状态SOCAm，动力电池目标荷电状态SOCBm，动力电池容量Vm和充电功率Pm；步骤5、利用式(1)计算获得第m辆电动汽车EVm的需求充电量SVm：SVm＝Vm×(SOCBm‑SOCAm)   (1)步骤6、利用式(2)计算获得第m辆电动汽车EVm的需求充电量SVm对应的连续充电时长TIMEm：TIMEm＝60×(SVm/Pm)   (2)步骤7、获取第n级移动充电器MCn的编号NUMn，空闲时刻Tn和空闲容量Cn；步骤8、利用式(3)计算获得第m辆电动汽车EVm的第n级时间间隔PERIODm,n；若PERIODm,n为负数或Tn＝1441，令PERIODm,n＝0；否则，保持PERIODm,n不变；步骤9、判断是否成立；若成立，则执行步骤10；若不成立，则执行步骤33；步骤10、利用式(4)计算获得第m辆电动汽车EVm的预期开始充电时刻TCm：TCm＝TAm+PERIODm,1+Δt   (4)利用式(5)计算获得第m辆电动汽车EVm的预期完成充电时刻TDm：步骤11、判断TDm≤TBm是否成立；若成立，则表示第m辆电动汽车EVm的需求充电量SVm能被前n个移动充电器MC1,MC2,…,MCn满足，且在预期离开充电服务站时刻TBm前能完成需求充电量SVm的充电量，并执行步骤12；若不成立，则表示第m辆电动汽车EVm的需求充电量SVm能被前n个移动充电器MC1,MC2,…,MCn满足，但在预期离开充电服务站时刻TBm前只能完成需求充电量SVm的部分充电量，并执行步骤20；步骤12、将第m辆电动汽车EVm的预期开始充电时刻TCm作为第m辆电动汽车EVm的实际开始充电时刻TEm，即TEm＝TCm；将第m辆电动汽车EVm的预期完成充电时刻TDm作为第m辆电动汽车EVm的实际完成充电时刻TFm，即TFm＝TDm；步骤13、令第m辆电动汽车EVm的实际充电量AVm为所述第m辆电动汽车EVm的需求充电量SVm，即AVm＝SVm；利用式(6)计算获得第m辆电动汽车EVm的充电过程等待时间WAITm：步骤14、利用式(7)更新第j级移动充电器MCj的工作状态参数，包括空闲时刻Tj和空闲容量Cj；从而更新前n台移动充电器MC1,MC2,…,MCn的工作状态参数：步骤15、若移动充电器MC中第j级移动充电器MCj的空闲容量Cj＝0，j＝1,2,…,n；设置其空闲时刻Tj为异常状态值“1441”，即Tj＝1441min；表示该移动充电器空闲容量为0，不再提供充电服务；步骤16、对N台移动充电器MC按各自空闲时刻T的升序进行第m次排序；当空闲时刻T相同时，按各自编号NUM的升序进行排序；排序后的N台移动充电器MC仍记为：MC＝{MC1,MC2,…,MCn,…,MCN}，即更新后的第1级、第2级、...、第n级、...、第N级移动充电器；步骤17、输出电动汽车充电方案，包括：第m辆电动汽车EVm的编号m，需求充电量SVm，实际充电量AVm，提出充电需求时刻TAm，预期离开充电服务站时刻TBm，实际开始充电时刻TEm，实际完成充电时刻TFm/更新过的实际完成充电时刻TFm′和充电过程等待时间WAITm；步骤18、输出充电服务站运营参数，包括：第m辆电动汽车充电方案使用的移动充电器状态参数；N台移动充电器MC在第m次排序后的编号NUM，空闲时刻T和空闲容量C；步骤19、将m+1赋值给m，令n＝1；并执行步骤3；步骤20、将第m辆电动汽车EVm的预期开始充电时刻TCm作为第m辆电动汽车EVm的实际开始充电时刻TEm，即TEm＝TCm；将第m辆电动汽车EVm的预期离开充电服务站时刻TBm作为第m辆电动汽车EVm的实际完成充电时刻TFm，即TFm＝TBm；步骤21、判断TEm≥TFm是否成立；若成立，则表示第m辆电动汽车EVm在其预期离开充电服务站时刻TBm前，充电服务站无法为第m辆电动汽车EVm提供充电服务，并执行步骤22；若不成立，则执行步骤23；步骤22、利用式(8)计算获得第m辆电动汽车EVm的实际充电量AVm和充电过程等待时间WAITm，并执行步骤15：步骤23、初始化k＝0；步骤24、将k+1赋值给k；步骤25、判断k＝2×n‑1是否成立；若成立，则表示实际完成充电时刻TFm满足式(9)，并执行步骤26；若不成立，则执行步骤28：步骤26、利用式(10)计算获得第m辆电动汽车EVm的实际充电量AVm：利用式(11)计算获得第m辆电动汽车EVm的充电过程等待时间WAITm：步骤27、利用式(12)更新第j级移动充电器MCj的工作状态参数，包括空闲时刻Tj和空闲容量Cj；从而更新前n台移动充电器MC1,MC2,…,MCn的工作状态参数；并执行步骤15；步骤28、判断k％2＝1是否成立；若成立，则执行步骤29；若不成立，则执行步骤30；步骤29、判断式(13)是否成立；若成立，则执行步骤26；若不成立，则执行步骤24；步骤30、判断式(14)是否成立；若成立，则执行步骤31；若不成立，则执行步骤24；步骤31、利用式(15)计算获得第m辆电动汽车EVm的实际充电量AVm：利用式(16)计算获得第m辆电动汽车EVm的充电过程等待时间WAITm：利用式(17)更新第m辆电动汽车EVm的实际完成充电时刻TFm，获得更新后的实际完成充电时刻TF′m：步骤32、利用式(18)更新第j级移动充电器MCj的工作状态参数，包括空闲时刻Tj和空闲容量Cj；从而更新前n台移动充电器MC1,MC2,…,MCn的工作状态参数；并执行步骤15；步骤33、判断n＝N是否成立；若成立，则执行步骤34；若不成立，则执行步骤40；步骤34、利用式(19)计算获得第m辆电动汽车EVm的预期开始充电时刻TCm：TCm＝TAm+PERIODm,1+Δt   (19)利用式(20)计算获得第m辆电动汽车EVm的预期完成充电时刻TDm：步骤35、判断C1≤0是否成立；若成立，则表示第m辆电动汽车EVm的需求充电量SVm不能被N台移动充电器MC满足，充电服务站内所有移动充电器MC的空闲容量均为“0”，并执行步骤36；若不成立，则执行步骤37；步骤36、将异常状态值“0”作为第m辆电动汽车EVm的实际开始充电时刻TEm和实际完成充电时刻TFm，即TEm＝0，TFm＝0；并执行步骤22；步骤37、判断TD_m≤TB_m是否成立；若成立，则表示第m辆电动汽车EV_m的需求充电量SV_m不能被N台移动充电器MC满足，充电服务站在预期离开充电服务站时刻TB_m前为第m辆电动汽车EV_m提供充电服务站内移动充电器总空闲容量的充电量，并执行步骤38；若不成立，则表示第m辆电动汽车EV_m的需求充电量SV_m不能被N台移动充电器MC满足，充电服务站在预期离开充电服务站时刻TB_m前为第m辆电动汽车EV_m提供充电服务站内移动充电器总空闲容量的部分充电量；并执行步骤20；步骤38、将第m辆电动汽车EVm的预期开始充电时刻TCm作为第m辆电动汽车EVm的实际开始充电时刻TEm，即TEm＝TCm；将第m辆电动汽车EVm的预期完成充电时刻TDm作为第m辆电动汽车EVm的实际完成充电时刻TFm，即TFm＝TDm；步骤39、利用式(21)计算获得第m辆电动汽车EVm的实际充电量AVm：利用式(22)计算获得第m辆电动汽车EVm的充电过程等待时间WAITm，并执行步骤14：步骤40、将n+1赋值给n；并执行步骤7。