一种充电桩动态分配方法、装置、集中控制器及相关系统

本发明涉及电动车充电领域，特别涉及一种充电桩动态分配方法、装置、集中控制器及充电桩动态分配系统。

随着电动车数量的不断增加，充电问题逐渐成为阻碍电动车推广的主要问题。在相关技术中，受到区域供电功率限制的影响，支持电动车充电的停车场只能设置有限数量的充电桩，假若设置过量的充电桩将会出现过载情况，影响用电安全，无法适应日益增长的电动车充电需求；同时，充电桩所在车位也存在被燃油车占用的情况，进一步阻碍了电动车的充电。

本发明的目的是提供一种充电桩动态分配方法、装置、集中控制器及充电桩动态分配系统，可采用功率动态分配方法进行充电桩分配且可有效限制总功率，进而能够设置任意数量的充电桩，确保充电桩数量满足用户需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种充电桩动态分配方法，包括：

接收充电桩的充电请求信息，提取所述充电请求信息中的申请功率并确定所述充电桩所属的充电桩组；

获取所述充电桩组的实时充电桩组功率，并利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率；

当所述总功率大于预设功率值时，继续执行所述获取所述充电桩组的实时充电桩组功率,并利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率的步骤；

当所述总功率小于等于所述预设功率值时，向所述充电桩发送充电许可信息，以使所述充电桩开始充电。

可选地，在利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率之前，还包括：

将所述充电请求信息添加至排队队列；

相应的，所述利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率，包括：

将位于所述排队队列队首的充电请求信息设置为待处理充电请求信息；

利用所述待处理充电请求信息的申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到所述总功率。

可选地，在提取所述充电请求信息中的申请功率并确定所述充电桩所属的充电桩组之后，还包括：

当所述充电请求信息中包含有优先级信息时，在所述充电桩组内正在充电的充电桩中查无优先级的充电桩；

判断所述无优先级的充电桩的实时充电桩功率是否大于等于所述申请功率；

若否，则将所述充电请求信息添加至所述排队队列的队首；

若是，则为所述无优先级的充电桩生成包含有所述实时充电桩功率的临时请求信息，并将所述临时请求信息添加至所述排队队列的队首；

停止所述无优先级的充电桩的充电，并向所述充电请求信息对应的充电桩发送所述充电许可信息。

可选地，在提取所述充电请求信息中的申请功率并确定所述充电桩所属的充电桩组之后，还包括：

当所述充电请求信息中包含有预设时间段时，则在到达所述预设时间段对应的开始时刻时，执行所述在所述充电桩组内正在充电的充电桩中查无优先级的充电桩的步骤。

可选地，在向所述充电桩发送充电许可信息之后，还包括：

当到达所述预设时间段的结束时刻时，停止所述充电请求信息对应的充电桩的充电。

本发明还提供一种充电桩动态分配装置，包括：

请求接收模块，用于接收充电桩的充电请求信息，提取所述充电请求信息中的申请功率并确定所述充电桩所属的充电桩组；

功率计算模块，用于获取所述充电桩组的实时充电桩组功率，并利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率；

第一处理模块，用于当所述总功率大于预设功率值时，继续执行所述获取所述充电桩组的实时充电桩组功率,并利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率的步骤；

第二处理模块，用于当所述总功率小于等于所述预设功率值时，向所述充电桩发送充电许可信息，以使所述充电桩开始充电。

本发明还提供一种集中控制器，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的充电桩动态分配方法。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如上述所述的充电桩动态分配方法。

本发明还提供一种充电桩动态分配系统，包括：充电桩、供电装置，还包括如上述所述的集中控制器；所述充电桩与所述供电装置及所述集中控制器连接。

可选地，所述充电桩以并联形式接入干线电缆，再通过所述干线电缆接入所述供电装置；所述干线电缆可支持的最大功率值为预设功率值。

本发明提供一种充电桩动态分配方法，包括：接收充电桩的充电请求信息，提取所述充电请求信息中的申请功率并确定所述充电桩所属的充电桩组；获取所述充电桩组的实时充电桩组功率，并利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率；当所述总功率大于预设功率值时，继续执行所述获取所述充电桩组的实时充电桩组功率,并利用所述申请功率与所述实时充电桩组功率计算得到总功率的步骤；当所述总功率小于等于所述预设功率值时，向所述充电桩发送充电许可信息，以使所述充电桩开始充电。

可见，本方法首先要求充电桩发送包含申请功率的充电请求信息，并利用充电桩组的实时充电桩组功率及预设功率值，以对该申请功率进行动态分配，仅在实时充电桩组功率与申请功率计算得到的总功率小于等于预设功率值时，才向充电桩发送充电许可信息，可有效确保实时充电桩组功率保持在预设功率值之内，避免过载情况，可有效确保用电安全；同时，由于本方法为充电桩的充电任务进行动态分配且可有效限制总功率，因此本方法中的充电桩数量可任意设置，不受区域供电功率的限制，可确保充电区域能够设置足量的充电桩供电动车使用，并可有效缓解燃油车占用充电桩所在车位对电动车的充电影响。本发明还提供一种充电桩动态分配装置、集中控制器及充电桩动态分配系统，具有上述有益效果。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种充电桩和集中控制器的设置示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配装置的结构框图；

图4为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配系统的结构框图；

图5为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配系统干线电缆的对比图。

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做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。

相关技术中，受到区域供电功率限制的影响，支持电动车充电的停车场只能设置有限数量的充电桩，假若设置过量的充电桩将会出现过载情况，影响用电安全，无法适应日益增长的电动车充电需求；同时，充电桩所在车位也存在被燃油车占用的情况，进一步阻碍了电动车的充电。有鉴于此，本发明提供一种充电桩动态分配方法，可采用功率动态分配方法进行充电桩分配且可有效限制总功率，进而能够设置任意数量的充电桩，确保充电桩数量满足用户需求。请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配方法的流程图，该方法可以包括：

S101、接收充电桩的充电请求信息，提取充电请求信息中的申请功率并确定充电桩所属的充电桩组。

在本发明实施例中，充电桩在开始进行充电之前，首先需要向本发明实施例中用于进行充电桩动态分配方法的装置发送充电请求信息，以使该装置进行动态分配。可以理解的是，由于本发明实施例利用充电桩的功率进行动态分配，因此充电请求信息中至少应当包含申请功率，该申请功率为充电桩为进行电动车充电所需的最大功率。本发明实施例并不限定充电请求信息的具体形式，本发明实施例也不限定充电请求信息中能够包含的其他内容，例如包含表示在特定时间段开始充电的预设时间段信息，也可以包含表示充电优先级的优先级信息，可根据实际应用需求进行设定。

进一步，在本发明实施例中，采用充电桩组的形式进行充电桩的集中管理。本发明实施例并不限定一个充电桩组可包含的充电桩数量，该数量可任意设定。本发明实施例也不限定一个充电区域中(例如充电站)可包含的充电桩组数量，同样可根据实际应用需求进行设定，可以理解的是，至少存在一个充电桩组。在本发明实施例中，由于采用功率动态分配的方法进行充电桩充电工作的动态分配，能够确保所有充电桩的总功率不超过充电区域所在地理区域(例如小区)的功率限制，因此充电桩的数量可任意设置，该数量并不受地理区域的功率限制。请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种充电桩和集中控制器的设置示意图。其中，集中控制器即为上述用于进行充电桩动态分配方法的装置。在该区域中，原有的功率仅能设置8个充电桩(即灰区域所包含的8个充电桩)，而在设置了集中控制器后，该区域可增加更多的充电桩以满足使用需求。

S102、获取充电桩组的实时充电桩组功率，并利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率。

在获取充电桩的申请功率后，为了确保所有充电桩的总功率不超过地理区域的功率限制，在本发明实施例中还需获取充电桩组的实时充电桩组功率，进而将申请功率与实时充电桩组功率求和，得到当允许申请功率对应的充电桩充电时的总功率。

需要说明的是，本发明实施例并不限定实时充电桩组功率的获取方式，例如可以是执行充电桩动态分配方法的装置向充电桩组的每一充电桩发送请求信息，再由充电桩以回复信息的方式将实时充电桩功率返回，最后将同属于一个充电桩组的实时充电桩功率求和得到实时充电桩组功率；当然，也可以由充电桩实时向该装置发送实时充电桩功率，并由该装置实时监测充电桩组的实时充电桩组功率。考虑到后一种方式不仅可以快速获取实时充电桩组功率，同时也可以对充电桩组的整体工作情况进行监测，因此在本发明实施例中，实时充电桩组功率的获取方式可以为：由充电桩实时向该装置发送实时充电桩功率，并由该装置实时监测充电桩组的实时充电桩组功率。

进一步，考虑到存在多个充电桩都需要充电，即多个充电桩都发送了充电请求信息。为了确保能够依照某一顺序对这些充电请求信息进行高效分配，可将充电请求信息添加至一个先进先出的排队队列，并首先对该排队队列的队首的充电请求信息进行动态分配，以确保先到达的充电请求信息先处理，后到达的充电请求信息后处理。

在一种可能的情况中，在利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率之前，还可以包括：

步骤11：将充电请求信息添加至排队队列。

需要说明的是，本发明实施例并不限定排队队列的具体形式，只要是先进先出类型队列，且可完整包含充电请求信息的内容即可。

相应的，利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率，可以包括：

步骤21：将位于排队队列队首的充电请求信息设置为待处理充电请求信息。

步骤22：利用待处理充电请求信息的申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率。

S103、当总功率大于预设功率值时，继续执行获取充电桩组的实时充电桩组功率,并利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率的步骤。

需要说明的是，预设功率值为充电桩组对应的预设功率值，且每个充电桩组均可自定义设置对应的预设功率值。可以理解是的，所有充电桩组的预设功率值总和应当小于所在地理区域(例如小区)的功率限制。由于本发明实施例采用预设功率值对总功率进行限制，因此能够确保充电桩组的总功率不超过地理区域的功率限制，进而能够确保用电安全。

可以理解是，由于充电桩组的实时充电桩组功率在实时变化，例如该充电桩组中正在充电的充电桩的充电功率会随时间推移而减小，或是正在充电的充电桩完成了充电，因此判断总功率是否小于等于预设功率值的判断操作为一个循环，只有当总功率是否小于等于预设功率值时才能退出该循环。为了减少计算量损耗，继续执行获取充电桩组的实时充电桩组功率,并利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率的步骤，可在判定总功率大于预设功率值且等待预设时间段之后再进行。需要说明的是，本发明实施例并不限定预设时间段的具体数值，用户可根据实际应用需求进行。

S104、当总功率小于等于预设功率值时，向充电桩发送充电许可信息，以使充电桩开始充电。

当总功率小于等于预设功率值时，可以理解的是，充电桩组中正在充电的充电桩可能结束了充电任务，或是充电功率开始下调，此时充电桩组中存在足量的空闲功率，便可向充电请求信息对应的充电桩发送充电许可信息，以使该充电桩开始充电。

需要说明的是，本发明实施例并不限定充电许可信息的具体形式，只要能够包含控制充电桩开始充电的信息即可。在充电桩开始充电后，也可对充电桩的充电状态进行监测，以快速确定充电桩组的实时充电桩组功率。

进一步，可以理解的是，当存在排队队列时，充电许可信息对应的充电桩为位于排队队列的充电请求信息所对应的充电桩。

基于上述实施例，本方法首先要求充电桩发送包含申请功率的充电请求信息，并利用充电桩组的实时充电桩组功率及预设功率值，以对该申请功率进行动态分配，仅在实时充电桩组功率与申请功率求和得到的总功率小于等于预设功率值时，才向充电桩发送充电许可信息，可有效确保实时充电桩组功率保持在预设功率值之内，避免过载情况，可有效确保用电安全；同时，由于本方法为充电桩的充电任务进行动态分配且可有效限制总功率，因此本方法中的充电桩数量可任意设置，不受区域供电功率的限制，可确保充电区域能够设置足量的充电桩供电动车使用，并可有效缓解燃油车占用充电桩所在车位对电动车的充电影响。

基于上述实施例，考虑到用户可能急需进行电动车充电，为了确保优先满足该类用户的充电需求，可为充电桩的充电请求信息设置优先级，进而可根据充电桩的优先级进行动态分配。为解决上述技术问题，在一种可能的情况中，在提取充电请求信息中的申请功率并确定充电桩所属的充电桩组之后，还可以包括：

S201、当充电请求信息中包含有优先级信息时，在充电桩组内正在充电的充电桩中查无优先级的充电桩。

在本发明实施例中，充电请求信息还可包括优先级信息。需要说明的是，本发明实施例并不限定具体的优先级信息，例如该优先级可包括带有优先级和不带有优先级两种，而当充电请求信息中包含有优先级信息时，则说明该充电桩带有优先级；当然，也可以进一步细分为多层级的优先级，例如按照优先级顺序可包含一级、二级及三级等，可根据实际应用需求进行设定。

可以理解的是，当优先级为多层级形式时，也可根据优先级信息中具体的级别，在正在充电的充电桩中查询级别低于优先级信息对应级别的充电桩。

S202、判断无优先级的充电桩的实时充电桩功率是否大于等于申请功率；若否，则进入步骤S203；若是，则进入步骤S204。

在本发明实施例中，在确定了无优先级的充电桩后，为了确保功率不超限制，还需确定无优先级的充电桩对应的实时充电桩功率是否大于等于申请功率，只有在实时充电桩功率大于等于申请功率时，才能确保停止无优先级的充电桩充电并启动申请功率对应充电桩的充电才不会超过功率限制，进而能够保障用电安全。

S203、则将充电请求信息添加至排队队列的队首。

当无优先级的充电桩的实时充电桩功率无法满足申请功率需求时，此时可将带有优先级信息的充电请求信息添加至排队队列队首，从而优先处理带有优先级的充电请求信息。

S204、则为无优先级的充电桩生成包含有实时充电桩功率的临时请求信息，并将临时请求信息添加至排队队列的队首。

可以理解的是，临时请求信息的形式与充电请求信息的形式一致；同时，为了确保无优先级的充电桩能有延续上次的充电进程，在临时请求信息中存有无优先级的充电桩的实时充电桩功率，以确保该充电桩下次可依照实时充电桩功率延续充电进程。

S205、停止无优先级的充电桩的充电，并向充电请求信息对应的充电桩发送充电许可信息。

可以理解的是，同样可向无优先级的充电桩发送停止充电信息，以停止该充电桩的充电进程。

基于上述实施例，本发明实施例还可在充电请求信息中添加优先级信息，进而能够满足电动车的优先充电需求，可有效提升电动车充电体验。

基于上述实施例，考虑到用户可能要求在特殊的时间段进行充电，例如用户为节省费用，要求在凌晨时段进行充电，为了确保优先满足该类用户的充电需求，可为充电桩的充电请求信息设置预设时间段，进而可在预设时间段内进行动态分配。为解决上述技术问题，在一种可能的情况中，在提取充电请求信息中的申请功率并确定充电桩所属的充电桩组之后，还可以包括：

S301、当充电请求信息中包含有预设时间段时，则在到达预设时间段对应的开始时刻时，执行在充电桩组内正在充电的充电桩中查无优先级的充电桩的步骤。

需要说明的是，本发明实施例并不限定具体的预设时间段，可根据实际应用需求进行设定。可以理解的是，预设时间段包含开始时刻和结束时刻。由于充电请求信息指定在预设时间段内进行充电，因此可在到达预设时间段开始时刻时，再对该充电请求信息进行动态分配。

进一步，当包含有预设时间段的充电请求信息对应的充电桩开始充电后，也可在到达预设时间段结束时刻时，停止充电请求信息对应的充电桩充电，以避免类似于产生额外费用等不良用户体验的发生。

在一种可能的情况中，在向充电桩发送充电许可信息之后，还包括：

步骤31：当到达预设时间段的结束时刻时，停止充电请求信息对应的充电桩的充电。

基于上述实施例，本方法可根据充电请求信息中的预设时间段，在预设时间段内进行充电桩动态分配，进而满足在特殊的时间段进行充电的特殊要求，可进一步提升电动车充电体验。

下面对本发明实施例提供的一种充电桩动态分配装置、集中控制器及充电桩动态分配系统进行介绍，下文描述的充电桩动态分配装置、集中控制器及充电桩动态分配系统与上文描述的充电桩动态分配方法可相互对应参照。

请参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配装置的结构框图，该装置可以包括：

请求接收模块301，用于接收充电桩的充电请求信息，提取充电请求信息中的申请功率并确定充电桩所属的充电桩组；

功率计算模块302，用于获取充电桩组的实时充电桩组功率，并利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率；

第一处理模块303，用于当总功率大于预设功率值时，继续执行获取充电桩组的实时充电桩组功率,并利用申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率的步骤；

第二处理模块304，用于当总功率小于等于预设功率值时，向充电桩发送充电许可信息，以使充电桩开始充电。

可选地，该装置还可以包括：

添加模块，用于将充电请求信息添加至排队队列；

相应的，功率计算模块302，包括：

设置子模块，用于将位于排队队列队首的充电请求信息设置为待处理充电请求信息；

计算子模块，用于利用待处理充电请求信息的申请功率与实时充电桩组功率计算得到总功率。

可选地，该装置还可以包括：

查模块，用于当充电请求信息中包含有优先级信息时，在充电桩组内正在充电的充电桩中查无优先级的充电桩；

判断模块，用于判断无优先级的充电桩的实时充电桩功率是否大于等于申请功率；

第三处理模块，用于若否，则将充电请求信息添加至排队队列的队首；

第四处理模块，用于若是，则为无优先级的充电桩充电生成包含有实时充电桩功率的临时请求信息，并将临时请求信息添加至排队队列的队首；

第一控制模块，用于停止无优先级的充电桩的充电，并向充电请求信息对应的充电桩发送充电许可信息。

可选地，该装置还可以包括：

第五处理模块，用于当充电请求信息中包含有预设时间段时，则在到达预设时间段对应的开始时刻时，执行在充电桩组内正在充电的充电桩中查无优先级的充电桩的步骤。

可选地，该装置还可以包括：

第二控制模块，用于当到达预设时间段的结束时刻时，停止充电请求信息对应的充电桩的充电。

本发明实施例还提供一种集中控制器，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的充电桩动态分配方法的步骤。

由于集中控制器部分的实施例与充电桩动态分配方法部分的实施例相互对应，因此集中控制器部分的实施例请参见充电桩动态分配方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

可以理解的是，为了与充电桩进行通讯，集中控制器还可包含通讯接口。本发明实施例并不限定具体的通讯接口，例如以太网接口、USB、光纤接口等。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例的充电桩动态分配方法的步骤。

由于存储介质部分的实施例与充电桩动态分配方法部分的实施例相互对应，因此存储介质部分的实施例请参见充电桩动态分配方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本发明实施例还提供一种充电桩动态分配系统，包括：充电桩、供电装置，还包括如上述的集中控制器；充电桩与供电装置及集中控制器连接。请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配系统的结构框图。可见，充电桩中的控制电路通过通讯电缆与集中控制器的通讯接口连接，而该控制电路还通过电力线缆与供电变压器连接。

可选地，充电桩以并联形式接入干线电缆，再通过干线电缆接入供电装置；干线电缆可支持的最大功率值为预设功率值。

由于在本发明实施例中，可通过预设功率值限制所有充电桩的总工作功率，因此在布设充电桩电缆时，可将干线电缆可支持的最大功率值设置为预设功率值，而不需要依照所有充电桩的总最大功率进行设置，可有效节省干线布设费用。

请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种充电桩动态分配系统干线电缆的对比图。图中左侧的充电桩501未接入集中控制器503，而右侧的充电桩501接入了集中控制器503，为了确保用电安全，左侧的充电桩501接入的电力电缆需依照左侧的充电桩501总最大功率进行设置，电缆较粗；而右侧的充电桩501接入的电力电缆仅需按照预设功率值进行设置即可，电缆较细。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种充电桩动态分配方法、装置、集中控制器及充电桩动态分配系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。