(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211237885.8 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 北京工业大 学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园10 0号 (72)发明人 霍如　狄宇虹　 (74)专利代理 机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 1 1203 专利代理师 刘萍 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于区块链的电动汽车充电调度方法 (57)摘要 本发明提供一种基于区块链的电动汽车充 电调度方法。 本发明设计了基于区块链的安全调 度架构， 利用区块链技术实现电动汽 车调度时的 信息互通， 保证用户交易、 隐私安全。 安全调度 架 构中规定了参与调度过程的实体和调度流程。 除 了充电站价格外， 本发明设计了基于用户行为的 开销计算方法， 综合用户行为为用户选择充电 站。 用户行为包括用户信誉、 用户充电途中产生 的开销、 用户预计等时等因素。 利用改进粒子群 算法实现以减小用户开销、 减小电网峰谷差为目 的的调度， 将调度算法利用智 能合约技术实现， 运行在区块链上， 可 以高效安全、 自动地实现充 电调度。 本发明可 以满足减小电网峰谷差、 减小 用户开销的目的， 实现安全合理的充电调度， 减 小电网负荷压力。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115545486 A 2022.12.30 CN 115545486 A 1.一种基于区块链的电动汽车充电调度方法， 其特 征在于包括以下步骤： 一、 架构与功能模块划分 电动汽车充电需要涉及到三个实体， 分别是充电站、 区块链、 用户； (1)用户： 由接受调度的电动汽车组成； 当电动汽车需要充电时， 需要向区块链上传当 前车辆的基本信息， 包括汽 车位置、 需要电量、 当前电量、 信誉分数、 正常行驶速度下每公里 耗电量； 当得到调度结果后， 根据用户是否按照调 度结果履约， 车辆将得到更新后的信誉分 数， 以便用于下次调度； (2)充电站： 负责为用户提供电力资源； 在开始调度之前， 充电站需要向区块链上传基 本信息， 包 含位置、 分时电价， 待用户前来充电时， 提供服 务； (3)区块链： 负责记录基础信息、 交易信息、 完成调度的决策和信息下发、 更新用户信誉 分数； 在收到充电站和用户的相关信息后， 区块链利用其上 的智能合约对车辆进行充电调 度； 后根据履约情况， 更新电动汽车信誉； 整个电动汽车充电调度的交易流程如下： 1).首先充电站向区块链上传基本信息， 包含 位置、 分时电价； 2).随后电动汽车提出充电需求， 并将信息包括汽车位置、 需要电量、 当前 电量、 信誉分数， 上传至区块链； 3).调度算法为用户选出最合适的充电站， 4).电动汽车根 据调度情况前往指定充电站充电； 5).最终， 根据车辆履约情况对车辆信誉进行更新， 方便 下一次根据信誉调整 充电价格； 同一区域内有多个充电站可供选择， 负责对电动汽车提供电力交易； 多个充电站共 同 管理区块链， 避免了单个充电站管理全局造成的中心化局 面， 即所有交易受多个充电站共 同监督， 公平可追溯； 可划分为三个功能模块， 基于区块链的安全调度架构、 基于用户行为 的开销计算方法、 基于改进粒子群算法的调度策略和智能合约的实现； 开销计算方法将作 为调度策略中， 调度目标的一部分； 下面将分别对三个部分的流 程进行详细说明； 二、 基于区块链的安全调度架构 安全调度架构分为四个阶段,身份验证、 信息上传、 合约执 行、 用户充电； (1)身份验证阶段:在这个阶段,用户和充电站需在本地执行一系列操作来来初始化一 些系统参数； 首先根据系统约定的加密算法产生公钥和私钥； 后将验证信息经 由区块链进 行验证， 验证通过 可继续下一阶段； (2)信息上传阶段:用户、 充电站将基本信息上传至区块链 (3)合约执行阶段:有两段合约需要执行， 在用户提出充电需求后， 按照调度算法转化 的智能合约进 行决策， 实现调度； 在用户得到调度结果进行充电后， 执行信誉更新函数转化 的智能合约； (4)用户充电阶段： 用户充电； 三.基于用户行为的开销计算方法 电动汽车充电过程中， 用户行为需要考虑用户到充电站途中的消耗、 用户等 时、 用户充 电时段、 用户信誉； 当用户按照调度履约时， 信誉分数将会上涨， 反之， 信誉分数则会下降， 用户信誉与充电站电力的售价 直接相关； 根据用户行为的不同， 用户到不同充电站 的开销也不同； 这种基于用户行为的开销计 算方法， 分为充电站定价、 用户开销计算两个阶段； (1)充电站定价： 因考虑到减少波峰波谷差和经济效益， 充电站定价随时间变化， 采用权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115545486 A 2分时定价机制； 其次， 为了达到定价受信誉影响的效果， 信誉也是充电站的定价的因素之 一； 不同用户的信誉不同， 同一时间的充电站定价也不同， 用户信誉越高， 定价越低， 反之则 定价越高； 继而根据需要电量计算出买电开销； (2)用户开销计算： 用户开销基于用户行为， 首先计算车辆与各个充电站间距离， 再根 据汽车每公里能耗开销， 计算出路程开销； 其次， 有可能当前充电站没有空闲充电桩， 需要 等位， 根据等位时间计算出车辆等时开销； 买电开销、 路程开销、 等时开销共同组成每次充 电的整体开销； 四.基于粒子群算法的调度策略和智能合约的实现 提出了一种基于粒子群算法的调度策略， 完成电动汽车的充电调度； 调度目标是减小 波峰波谷 差， 减小用户开销； 最终将调整过的算法在智能合约上实现， 完成对 汽车的调度。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于步骤四具体如下： 首先进行建模， 采用多目 标粒子群算法求解； 将可行解看作粒子， 在符合约束 条件的解空间中进 行搜索， 粒子随机初 始化； 随着迭代向目标函数适应度高的地方聚集， 得到调 度结果； 其次利用当前粒子调 度情 况计算出该调度情况下的电网波峰波谷差； 结合用户开销计算方法， 得到目标函数； 对全局 搜索参数w进 行优化， 使其跟随迭代次数变化； 在搜索前期， 扩大全局搜索范围， 在后 期减小 搜索范围， 加快收敛速度； 最后将设计好的调度策略转化为Go语言， 编写成智能合约， 发布 在区块链上， 实现调度策略在区块链上运行。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115545486 A 3