一种一体化模块化充电站的制作方法

1.本技术涉及新能源领域，尤其涉及一种一体化模块化充电站。

背景技术：

2.随着新能源技术的发展，汽车充电站也越来越多的普及开，然而，由于充电的需求时间往往重合，因而有些充电站会出现充电不够用的情况。
3.目前的充电桩设计如果想接入更多的充电，需要返工改造，工程量较大，因此，如果能提供一种新的模块化的充电站，提高对充电汽车数量的适应性，将极大提升用户体验。

技术实现要素：

4.本说明书实施例提供一种一体化模块化充电站，用以提高对充电汽车数量的适应性，该充电站，具有m个充电桩和m个充电；第m个充电桩中具有qm个功率模块、pm个功率分配单元和tm个功率分配单元扩展接口，m、n、qm和pm均为大于2的整数，tm为非负整数；
5.具有多个区块节点的管理平台，通过功率分配单元扩展接口将功率分配单元接入充电桩，通过扩展的功率分配单元接入充电，使扩展接入的充电至少与一个充电桩中的功率分配单元连接。
6.本说明书实施例提供的各种技术方案通过可扩展的功率分配单元扩展接口对功率分配单元进行扩展，进而对通过扩展的功率分配单元接入充电，实现了灵活调整充电数量，无大量的改造工作，提升了对充电汽车数量的适应性。
附图说明
7.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
8.图1为本说明书实施例提供的一种一体化模块化充电站的原理示意图。
具体实施方式
9.现在将参考附图更全面地描述本发明的示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为本发明仅限于在此阐述的实施例。相反，提供这些示例性实施例能够使得本发明更加全面和完整，更加便于将发明构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而将省略对它们的重复描述。
10.在符合本发明的技术构思的前提下，在某个特定的实施例中描述的特征、结构、特性或其他细节不排除可以以合适的方式结合在一个或更多其他的实施例中。
11.在对于具体实施例的描述中，本发明描述的特征、结构、特性或其他细节是为了使本领域的技术人员对实施例进行充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以实践本发
明的技术方案而没有特定特征、结构、特性或其他细节的一个或更多。
12.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
13.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
14.术语“和/或”或者“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个或多者的所有组合。
15.图1为本说明书实施例提供的一种一体化模块化充电站的原理示意图，该充电站具有管理平台10，多个充电桩，多个充电，充电桩20为该充电站中的一个，充电桩20至少向充电206和充电207供电，充电206和充电207还可以接收其他充电桩供电，该充电桩具有2个功率模块和2个功率分配单元，功率分配单元204是扩展后的，功率分配单元204具有接口，可将充电接入；
16.管理平台10具有多个区块节点，可以下发扩展指令进行自动化扩展。通过功率分配单元扩展接口将功率分配单元接入充电桩，通过扩展的功率分配单元接入充电，使扩展接入的充电至少与一个充电桩中的功率分配单元连接。每个充电，由于功率分配单元大于充电桩、充电的个数，因此，通过扩展充电，可以实现将充电桩的功率均衡给其他充电，比如，每个充电桩将其10％的功率分出来给扩展出的充电。
17.该实施例通过可扩展的功率分配单元扩展接口对功率分配单元进行扩展，进而对通过扩展的功率分配单元接入充电，实现了灵活调整充电数量，无大量的改造工作，提升了对充电汽车数量的适应性。
18.考虑到充电的扩展需要一定的时间，因此，如果能够提前扩展，就能缩短等待耗时，进一步，考虑到如果单纯地根据到达充电站的时间顺序确定充电的先后顺序，就会忽视很多要素，比如，紧急程度，有些车辆由于无法到达下一个充电站，因此更需要充电，如果充电站被占完，那么，它只能等待。
19.因此，在本说明书实施例中，所述管理平台，还可以用于：
20.对未来进入充电站的汽车进行规划并生成充电分配策略，所述充电分配策略包括：为各汽车分配的充电站、不同汽车的充电顺序及所述充电站的充电数量缺口；
21.所述通过功率分配单元扩展接口将功率分配单元接入充电桩，包括：
22.按照充按照电数量缺口预先将对应数量的功率分配单元接入充电桩。
23.这样，可以让汽车到对应的充电站去充电，每个充电站中的多个汽车不单纯的按照先来后到的顺序进行充电，现有的充电无法对多辆汽车进行充电时，提前进行扩展。
24.其中，不同汽车的充电顺序并非记录产生的，而是规划产生的。
25.我们可使用强化学习的方式进行规划。
26.具体的，在本说明书实施例中，所述对未来进入充电站的汽车进行规划并生成充电分配策略，可以包括：
27.获取环境信息，包括：各充电站的位置、各充电站当前的充电数量、各充电站内汽车的剩余充电时间、在途的汽车的电量可及位置、在途的的目的地、在途的汽车启动后的持续驾驶时间和当前时刻；
28.根据充电站、各充电站可扩展的充电数量阈值、时间、对各汽车分配的功率创建搜索空间，在所述搜索空间进行搜索生成充电分配策略，利用预设的奖励函数计算充电分配策略的奖励值，并按照时间进行迭代，将具有迭代关系的多个奖励值求和，计算奖励值之和最大的充电分配策略；
29.其中，所述奖励函数的指标包括：车位利用率、所分配车位的驶入驶出自由度和对其他汽车驶入驶出自由度的影响因子、需要扩展的充电数量的倒数、充电耗时、本次充电分配策略对后续汽车等待时间的影响和充电闲置时间占比。
30.在途的汽车的电量可及位置和各充电站的位置能表征汽车距离各充电站多远，各充电站内汽车的剩余充电时间表征还有多久充电会重新闲置，在途的汽车的目的地表征汽车是否需要充电、在途的汽车启动后的持续驾驶时间和当前时刻表征多久之后需要停止驾驶从而同步进行充电。
31.将充电站中通行通道所联通的区域划作端点车位，将充电站的通行通道划分出通道车位，通道车位可能导致某些端点车位无法驶入驶出，因此，如果在通道车位上停车，就会使端点车位的驶入驶出自由度由1变为0，那么，这时，对其他汽车驶入驶出自由度的影响因子为1。而如果在规划充电策略的时候，为充电时间短的汽车分配通道车位，那么即时充电过程中会堵住端点车位的汽车，但是由于在短暂的充电时间后便离开，因此不会影响端点车位的驶入驶出自由度，其自由度依然是1，因此对其他汽车驶入驶出自由度的影响因子为0，由于利用了通道车位进行充电，因此，提高了充电站区域利用率，也避免了里面的汽车由于被堵住而在短暂充电后无法驶出的情况。
32.其中，可以根据被分配通道车位的汽车的充电时段与该汽车对该通道车位对应的端点车位的汽车的充电时段计算驶入驶出自由度的影响因子。
33.充电站、各充电站可扩展的充电数量阈值、时间、对各汽车分配的功率可以表征分配充电站的方式、扩展充电的数量以及分配功率的情况。
34.每搜索出一个充电分配策略都可以计算其奖励值，该充电分配策略会对下一时间点的环境信息产生影响，因此，计算下一时间点的充电分配策略时需要在其基础上进行迭代，而具有迭代关系的充电分配策略是相关的，因此，需要求和计算总的奖励值，从而评价这个策略的好坏。
35.需要扩展的充电数量越大，说明该策略越麻烦，越劣质，充电耗时越小，说明该策略越优质，本次充电分配策略减小后续汽车等待时间，说明策略越优质，充电闲置时间占比越小，说明策略越优质，实际实施时，可以构造归一化函数，将多个指标进行归一化，从而放到同意标准下进行加减、比较等计算，可以通过不断地调优对归一化系数进行调整，进而优化奖励函数。
36.在本说明书实施例中，所述管理平台还用于：
37.确定充电分配策略中对各汽车分配的功率，并利用所述充电对应的功率分配单元调整对应功率模块的功率。
38.可以是，调整功率模块提供给不同功率分配单元的功率比例，或者绝对值，在此不做限制。
39.为了加强对汽车的管理，防止假冒他人汽车识别码进行充电的行为，我们可以利用汽车的行驶状态进行验证。
40.具体的，在本说明书实施例中，所述管理平台，还可以用于：向在途的汽车下发上链指令，汽车电子系统执行所述上链指令，以记录行驶状态序列，并根据预设的周期将当前周期记录的行驶状态序列上传至管理平台，各区块成块存储；
41.所述管理平台：
42.接收在途的汽车上传的行驶状态序列，并分发至多个区块进行存储；
43.获取充电发送的验证请求，所示验证请求中携带：充电通过射频对当前待充电汽车别到的汽车识别码，以及从当前待充电汽车中读取行驶状态序列；
44.各区块节点根据所述当前待充电汽车的汽车识别码调用存储的行驶状态序列并与待验证的行驶状态序列进行比对，若一直则验证通过，进行充电。
45.汽车在行驶过程中便将行驶状态序列上传至管理平台，那么，后续进入充电站请求使用充电的汽车，需要具有相同的行驶状态，才能证明它就是那辆汽车。
46.还可以很具预约信息判断汽车识别码是否预约该充电，如果该汽车识别码未预约该充电，则提示错误。
47.待验证的行驶状态序列是从当前待充电汽车中读取的行驶状态序列。
48.在本说明书实施例中，所述行驶状态包括：各时间点的车速及各电子器件的用电功率。
49.为了提高数据的可靠性，可以用私钥对行驶状态序列进行加密之后再上传。
50.为了提高安全性，可以通过前置加密的方式将不同周期行驶状态序列产生关联，提高可靠性。
51.具体的，在本说明书实施例中，所述根据预设的周期将当前周期记录的行驶状态序列上传至管理平台，可以包括：
52.在途的汽车记录行驶状态信息并按照预设周期打包生成行驶状态序列，根据每一周期的行驶状态序列生成临时私钥和临时公钥，并将公钥上传至至管理平台；
53.用上一周期生成的临时私钥对当前周期记录的行驶状态序列进行加签，将加签前、后的行驶状态序列上传至管理平台；
54.各区块节点根据当前的行驶状态序列的周期数调用上一周期的临时公钥，进行解签，对比解签的、未加签的行驶状态序列是否一致，若一致则存储。
55.通过用上一周期生成的临时私钥对当前周期记录的行驶状态序列进行加签，提高了可靠性。
56.在本说明书实施例中，所述各区块节点根据当前的行驶状态序列的周期数调用上一周期的公钥，包括：
57.根据各周期的临时公钥生成默克尔哈希树叶子节点；根据叶子节点的父子关系调用当前的行驶状态序列的周期数调用上一周期的临时公钥。
58.在本说明书实施例中，所述记录行驶状态信息并按照预设周期打包生成行驶状态序列，包括：
59.监测汽车用电量，每当消耗到预设电量时，将记录的行驶状态信息打包生成行驶状态序列。
60.在本说明书实施例中，所述管理平台，还用于：
61.根据充电当前温度、当前气温、充电发热属性、充电散热属性构造环境空
间；
62.根据充电电流、时间构造充电策略搜索空间；
63.构造奖励函数，所述奖励函数的考量指标包括：当前充电电流对充电效率的影响因子、当前充电电流对未来充电温度的影响因子和未来充电温度对充电损失的影响因子；
64.通过搜索迭代筛选得到奖励值之和最大的充电策略，并按照所述充电策略动态调整充电电流。车位的驶入驶出自由度和对其他汽车驶入驶出自由度的影响因子。
65.具体的，可以在充电策略搜索空间确定一个坐标点，根据其坐标确定充电策略，计算该策略在当时的环境信息下的奖励值，对下一时间点继续迭代再次结合下一时间点的环境信息计算奖励值，同一时间点具有多个充电策略，每个充电策略在不同时间点都具有迭代产生的充电策略，为了比较同一时间点充电策略的优劣，我们将具有迭代关系的充电策略的奖励值求和，就能得到总体的优劣指标，从而对同一时间点充电策略进行筛选，得到一条整体最优的充电策略序列，在此不做详细阐述。
66.这样，能够提前考虑到在这种条件下，充电电流对温度的影响，通过精准控制电流而精准地控制温度，避免温度过热影响充电效果。
67.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
68.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种一体化模块化充电站，其特征在于，具有m个充电桩和m个充电；第m个充电桩中具有qm个功率模块、pm个功率分配单元和tm个功率分配单元扩展接口，m、n、qm和pm均为大于2的整数，tm为非负整数；具有多个区块节点的管理平台，通过功率分配单元扩展接口将功率分配单元接入充电桩，通过扩展的功率分配单元接入充电，使扩展接入的充电至少与一个充电桩中的功率分配单元连接。2.根据权利要求1所述的充电站，其特征在于，所述管理平台，还用于：对未来进入充电站的汽车进行规划并生成充电分配策略，所述充电分配策略包括：为各汽车分配的充电站、不同汽车的充电顺序及所述充电站的充电数量缺口；所述通过功率分配单元扩展接口将功率分配单元接入充电桩，包括：按照充按照电数量缺口预先将对应数量的功率分配单元接入充电桩。3.根据权利要求2所述的充电站，其特征在于，所述对未来进入充电站的汽车进行规划并生成充电分配策略，包括：获取环境信息，包括：各充电站的位置、各充电站当前的充电数量、各充电站内汽车的剩余充电时间、在途的汽车的电量可及位置、在途的的目的地、在途的汽车启动后的持续驾驶时间和当前时刻；根据充电站、各充电站可扩展的充电数量阈值、充电桩对应的车位、时间、对各汽车分配的功率创建搜索空间，在所述搜索空间进行搜索生成充电分配策略，利用预设的奖励函数计算充电分配策略的奖励值，并按照时间进行迭代，将具有迭代关系的多个奖励值求和，计算奖励值之和最大的充电分配策略；其中，所述奖励函数的指标包括：所分配车位的驶入驶出自由度和对其他汽车驶入驶出自由度的影响因子、需要扩展的充电数量的倒数、充电耗时、本次充电分配策略对后续汽车等待时间的影响和充电闲置时间占比。4.根据权利要求3所述的充电站，其特征在于，所述管理平台还用于：确定充电分配策略中对各汽车分配的功率，并利用所述充电对应的功率分配单元调整对应功率模块的功率。5.根据权利要求3所述的充电站，其特征在于，所述管理平台，还用于：向在途的汽车下发上链指令，汽车电子系统执行所述上链指令，以记录行驶状态序列，并根据预设的周期将当前周期记录的行驶状态序列上传至管理平台，各区块成块存储；所述管理平台：接收在途的汽车上传的行驶状态序列，并分发至多个区块进行存储；获取充电发送的验证请求，所示验证请求中携带：充电通过射频对当前待充电汽车别到的汽车识别码，以及从当前待充电汽车中读取行驶状态序列；各区块节点根据所述当前待充电汽车的汽车识别码调用存储的行驶状态序列并与待验证的行驶状态序列进行比对，若一直则验证通过，进行充电。6.根据权利要求5所述的充电站，其特征在于，所述行驶状态包括：各时间点的车速及各电子器件的用电功率。7.根据权利要求5所述的充电站，其特征在于，所述根据预设的周期将当前周期记录的行驶状态序列上传至管理平台，包括：
在途的汽车记录行驶状态信息并按照预设周期打包生成行驶状态序列，根据每一周期的行驶状态序列生成临时私钥和临时公钥，并将公钥上传至至管理平台；用上一周期生成的临时私钥对当前周期记录的行驶状态序列进行加签，将加签前、后的行驶状态序列上传至管理平台；各区块节点根据当前的行驶状态序列的周期数调用上一周期的临时公钥，进行解签，对比解签的、未加签的行驶状态序列是否一致，若一致则存储。8.根据权利要求7所述的充电站，其特征在于，所述各区块节点根据当前的行驶状态序列的周期数调用上一周期的公钥，包括：根据各周期的临时公钥生成默克尔哈希树叶子节点；根据叶子节点的父子关系调用当前的行驶状态序列的周期数调用上一周期的临时公钥。9.根据权利要求7所述的充电站，其特征在于，所述记录行驶状态信息并按照预设周期打包生成行驶状态序列，包括：监测汽车用电量，每当消耗到预设电量时，将记录的行驶状态信息打包生成行驶状态序列。10.根据权利要求1所述的充电站，其特征在于，所述管理平台，还用于：根据充电当前温度、当前气温、充电发热属性、充电散热属性构造环境空间；根据充电电流、时间构造充电策略搜索空间；构造奖励函数，所述奖励函数的考量指标包括：当前充电电流对充电效率的影响因子、当前充电电流对未来充电温度的影响因子和未来充电温度对充电损失的影响因子；通过搜索迭代筛选得到奖励值之和最大的充电策略，并按照所述充电策略动态调整充电电流。

技术总结

本说明书实施例提供一种一体化模块化充电站，具有M个充电桩和M个充电；第m个充电桩中具有Qm个功率模块、Pm个功率分配单元和Tm个功率分配单元扩展接口，M、N、Qm和Pm均为大于2的整数，Tm为非负整数，具有多个区块节点的管理平台，通过功率分配单元扩展接口将功率分配单元接入充电桩，通过扩展的功率分配单元接入充电，使扩展接入的充电至少与一个充电桩中的功率分配单元连接。通过可扩展的功率分配单元扩展接口对功率分配单元进行扩展，进而对通过扩展的功率分配单元接入充电，实现了灵活调整充电数量，无大量的改造工作，提升了对充电汽车数量的适应性。对充电汽车数量的适应性。对充电汽车数量的适应性。