CN105904983A - 一种电动汽车无线充电桩智能管理***和使用方法 - Google Patents

一种电动汽车无线充电桩智能管理***和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车无线充电桩智能管理***和使用方法，智能管理***包括设置于停车场的若干台无线充电桩、设置于停车场所在建筑顶部和/或外部的太阳能光伏电池阵列、控制中心、车载充电模块和服务器；使用方法包括预约无线充电桩步骤、无线充电桩充电步骤和充电结束步骤，减少了停车场无线充电桩管理人员数量，用户可实现自助无线充电，同时避免了恶性预约和充电完成后恶性占用停车位造成设备利用率低的问题。太阳能光伏电池阵列的加入使得充分利用清洁能源的同时又能保障在太阳能光伏电池阵列发电效率不高时及时从大电网补充能源，增强了***的可靠性。

Description

一种电动汽车无线充电桩智能管理***和使用方法
技术领域
本发明涉及一种充电桩智能管理***，尤其是一种设置于停车场的电动汽车无线充电桩智能管理***和使用方法。
背景技术
电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，今后将会成为汽车产业和能源产业发展的重点，电动汽车产业是一项***工程，电动汽车充电站作为主要环节，需要与其他领域共同协调发展，目前建成的充电站和充电桩多为有线充电***，存在以下问题，1、曝露在充电桩外部的输电线容易遭受外界环境的干扰，降低工作的可靠性；2、接触式充电站会对充电人员的人身安全造成影响；3、智能程度不高。
现有电动汽车充电站在电动汽车驶入充电站后由充电桩为电动汽车进行充电，此种方法需要较长的充电时间，充电效率低，造成等待时间较长。此外，在公开号为CN102009625A的专利中提到了电动汽车充电站监控中心，与各地的充电站连接，同时，无线通信模块通过无线网络和Internet与电动汽车充电站监控中心连接，并将车牌信息、预计行使的最长路程，充电请求，车载动力电池的型号信息和剩余电量信息，以及电动汽车的位置信息、速度信息发送给电动汽车充电站监控中心；该方法只是简单提出无线通信方式与电动汽车充电站监控中心连接，而没有针对充电桩充电信息、充电状态和电池状态进行采集，信息采集不全面，特别是充电桩蓄电池在反复充电后容易造成充电不足和质量问题，不及时维护和更换会对等待充电的电动汽车造成安全隐患问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车无线充电桩智能管理***和使用方法，减少了停车场无线充电桩管理人员数量，用户可实现自助无线充电。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种电动汽车无线充电桩智能管理***，包括设置于停车场的若干台无线充电桩、设置于停车场所在建筑顶部和/或外部的太阳能光伏电池阵列、控制中心、车载充电模块和服务器；
无线充电桩包括设置于电动汽车顶部上方的为电动汽车的车载电池无线供电的无线供电模块和无线充电桩主体，无线供电模块与无线充电桩主体通过中空的内部设置电缆的横梁连接，无线充电桩主体包括设置于无线充电桩主体内部电路板上的微控制器、设置于无线充电桩主体内部电路板上的将无线充电桩运行状态发送至服务器的充电桩无线通信模块、设置于横梁处的图像采集模块、设置于无线充电桩外部控制面板上的读取用户身份信息的RFID读卡器电路、设置于无线充电桩外部控制面板上的人机交互模块和设置于充电桩主体内部的蓄电池组；微控制器分别与无线供电模块、充电桩无线通信模块和RFID读卡器电路连接；
控制中心包括光伏配电***、交直流控制***、并网控制***、蓄电池管理***和计量***；太阳能光伏电池阵列经电缆与光伏配电***连接，光伏配电***的输出端与交直流控制***的输入端连接，交直流控制***输出端的一路与蓄电池管理***的输入端连接，蓄电池管理***的输出端与蓄电池组连接；交直流控制***输出端的另一路依次经过并网控制***和计量***与大电网连接；
车载充电模块包括车载控制器、电磁能接收模块、车载无线通信模块、电池管理***、充电机和车载电池；车载控制器分别与电磁能接收模块、车载无线通信模块和电池管理***连接；电磁能接收模块与充电机相连，电磁能收发模块将拾取的电磁能通过充电机传输给车载电池；车载无线通信模块与服务器无线连接。
人机交互模块包括用于显示供电参数和进行功能选择的触摸显示屏、用于充电费用结算的支付***，支付***包括在线支付单元和投币支付单元，所述在线支付***将充电产生的费用在触摸显示屏上形成可供扫描的二维码，用户登陆移动终端建立支付软件与在线支付单元的连接；投币支付单元包括单片机和与单片机连接的定义一块硬币对应的充电时间的单价调整模块、投币器模块。
一种电动汽车无线充电桩智能管理***使用方法，包括以下步骤：
a、预约无线充电桩步骤，用户登录移动终端连接服务器，身份验证后进行充电桩预约，智能管理***的GIS地图单元显示提供无线充电服务的停车场位置和可预约状态的无线充电桩，用户对无线充电桩预约后智能管理***产生时效验证码，GIS地图单元会计算显示到达停车场预约无线充电桩的最优路线；
b、无线充电桩充电步骤，时效验证码有效时间内到达预约无线充电桩处，通过向智能管理***发送验证码，处于预约状态中的无线充电桩进入可使用状态，用户的无线射频卡通过无线充电桩的RFID读卡器电路身份识别后，用户在触摸显示屏上进行相应的充电选项选择，智能管理***根据车载无线通信模块发送的车载电池的电量剩余状态与用户选择的充电功率大小选项计算出充电费用，用户通过支付***进行费用结算，支付费用后开始进入无线充电模式，图像采集***采集无线充电的车辆车牌信息，通过充电桩无线通信模块发送到服务器；
c、充电结束步骤，智能管理***在充电结束之前设定的时间点向用户预约无线充电桩的智能终端发送信息进行提醒，若用户在充电结束后指定时间内未将进行无线充电的车辆驶出充电区域，智能管理***会转入停车计时费用计算，用户未结算清楚所欠的停车计时费用之前，无法使用智能管理***进行无线充电桩预约服务。
在无线充电桩充电步骤中，时效验证码有效时间内到达预约无线充电桩处，通过向智能管理***发送验证码，处于预约状态中的无线充电桩进入可使用状态，时效验证码有效时间内未能向智能管理***发送验证码解除预约无线充电桩的预约状态，时效验证码失效，智能管理***会自动将无线充电桩再次标记为可预约状态。
在无线充电桩充电步骤中，用户通过支付***进行费用支付包括用户建立支付软件与在线支付单元的连接后扫描触摸显示屏上产生的费用信息的二维码进行支付，或者选择向投币器内投入相应数量的硬币进行支付，或者根据智能管理***的提示连接网银进行支付。
在充电结束步骤中，充电完成后，图像采集***周期的采集车辆的车牌信息用于停车计时费用计算。
本发明的有益效果是，
1、本发明的智能管理***允许用户对提供无线充电的充电桩进行预约，时效验证码有效时间内到达预约无线充电桩处，通过向智能管理***发送验证码，处于预约状态中的无线充电桩进入可使用状态，时效验证码有效时间内未能向智能管理***发送验证码解除预约无线充电桩的预约状态，时效验证码失效，智能管理***会自动将无线充电桩再次标记为可预约状态，提高了设备利用率，避免因为恶性预约不及时使用造成设备资源的浪费。用户可方便自助无线充电，智能管理***在充电结束之前设定的时间点向用户预约无线充电桩的智能终端发送信息进行提醒，用户在充电时间内可离开充电现场，自由支配时间，及时取回充电车辆，对于充电完成仍未驶离现场的车辆，图像采集***周期的采集车辆的车牌信息用于停车计时费用计算。避免了恶性占用停车位造成设备资源的浪费。智能管理***提供多种支付途径，方便用户选择适合自己的支付方式完成无线充电功能。
2、置于停车场所在建筑顶部和/或外部的太阳能光伏电池阵列经电缆与光伏配电***连接，光伏配电***的输出端与交直流控制***的输入端连接，交直流控制***输出端的一路与蓄电池管理***的输入端连接，蓄电池管理***的输出端与蓄电池组连接；交直流控制***输出端的另一路依次经过并网控制***和计量***与大电网连接。太阳能光伏电池阵列产生的太阳能一方面可对无线充电桩的蓄电池组进行充电，另一方面可将额外的电能回馈给大电网，计量***分别计算无线充电桩从大电网利用的电能和太阳能发电回馈给大电网的电能，充分利用清洁能源的同时又能保障在太阳能光伏电池阵列发电效率不高时及时从大电网补充能源，增强了***的可靠性。
附图说明
图1是本发明示意图；
图2是电动汽车处于充电状态示意图；
其中，1、无线充电桩，11、触摸显示屏，12、投币支付单元，13、RFID读卡器电路，2、无线供电模块，3、电磁能接收模块，4、图像采集模块。
具体实施方式
如图1、2所示，一种电动汽车无线充电桩智能管理***，包括设置于停车场的若干台无线充电桩、设置于停车场所在建筑顶部和/或外部的太阳能光伏电池阵列、控制中心、车载充电模块和服务器。
无线充电桩包括无线充电桩主体1和设置于电动汽车顶部上方的为电动汽车的车载电池无线供电的无线供电模块2，无线供电模块2与无线充电桩主体1通过中空的内部设置电缆的横梁连接，无线充电桩主体包括设置于无线充电桩主体内部电路板上的微控制器、设置于无线充电桩主体内部电路板上的将无线充电桩运行状态发送至服务器的充电桩无线通信模块、设置于连接无线供电模块与无线充电桩主体的横梁处的图像采集模块4、设置于无线充电桩外部控制面板上的读取用户身份信息的RFID读卡器电路13、设置于无线充电桩外部控制面板上的人机交互模块和蓄电池组；微控制器分别与无线供电模块、充电桩无线通信模块和RFID读卡器电路连接。
控制中心包括光伏配电***、交直流控制***、并网控制***、蓄电池管理***和计量***；太阳能光伏电池阵列经电缆与光伏配电***连接，光伏配电***的输出端与交直流控制***的输入端连接，交直流控制***输出端的一路与蓄电池管理***的输入端连接，蓄电池管理***的输出端与蓄电池组连接；交直流控制***输出端的另一路依次经过并网控制***和计量***与大电网连接。
车载充电模块包括车载控制器、电磁能接收模块3、车载无线通信模块、电池管理***、充电机和车载电池；车载控制器分别与电磁能接收模块、车载无线通信模块和电池管理***连接；电磁能接收模块与充电机相连，电磁能收发模块将拾取的电磁能通过充电机传输给车载电池；车载无线通信模块与服务器无线连接，车载无线通信模块将车载电池的剩余电量、充放电次数等信息发送至服务器。
人机交互模块包括用于显示供电参数和进行功能选择的触摸显示屏11、用于充电费用结算的支付***，支付***包括在线支付单元和投币支付单元12，所述在线支付***将充电产生的费用在触摸显示屏上形成可供扫描的二维码，用户登陆移动终端建立支付软件与在线支付单元的连接；投币支付单元12包括单片机和与单片机连接的定义一块硬币对应的充电时间的单价调整模块、投币器模块。
一种电动汽车无线充电桩智能管理***使用方法，包括以下步骤：
a、预约无线充电桩步骤，用户登录移动终端连接服务器，身份验证后进行充电桩预约，智能管理***的GIS地图单元显示提供无线充电服务的停车场位置和可预约状态的无线充电桩，用户对无线充电桩预约后智能管理***产生时效验证码，GIS地图单元会计算显示到达停车场预约无线充电桩的最优路线；
b、无线充电桩充电步骤时效验证码有效时间内到达预约无线充电桩处，通过向智能管理***发送验证码，处于预约状态中的无线充电桩进入可使用状态，时效验证码有效时间内未能向智能管理***发送验证码解除预约无线充电桩的预约状态，时效验证码失效，智能管理***会自动将无线充电桩再次标记为可预约状态。用户的无线射频卡通过无线充电桩的RFID读卡器电路身份识别后，用户在触摸显示屏上进行相应的充电选项选择，智能管理***根据车载无线通信模块发送的车载电池的电量剩余状态与用户选择的充电功率大小选项计算出充电费用，用户通过支付***进行费用结算，用户通过支付***进行费用支付包括用户建立支付软件与在线支付单元的连接后扫描触摸显示屏上产生的费用信息的二维码进行支付，或者选择向投币器内投入相应数量的硬币进行支付，或者根据智能管理***的提示连接网银进行支付。支付费用后开始进入无线充电模式，图像采集***采集无线充电的车辆车牌信息，通过充电桩无线通信模块发送到服务器；
c、充电结束步骤，智能管理***在充电结束之前设定的时间点向用户预约无线充电桩的智能终端发送信息进行提醒，若用户在充电结束后指定时间内未将进行无线充电的车辆驶出充电区域，智能管理***会转入停车计时费用计算，图像采集***周期的采集车辆的车牌信息用于停车计时费用计算。用户未结算清楚所欠的停车计时费用之前，无法使用智能管理***进行无线充电桩预约服务。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种电动汽车无线充电桩智能管理***，其特征在于，包括设置于停车场的若干台无线充电桩、设置于停车场所在建筑顶部和/或外部的太阳能光伏电池阵列、控制中心、车载充电模块和服务器；
无线充电桩包括设置于电动汽车顶部上方的为电动汽车的车载电池无线供电的无线供电模块和无线充电桩主体，无线供电模块与无线充电桩主体通过中空的内部设置电缆的横梁连接，无线充电桩主体包括设置于无线充电桩主体内部电路板上的微控制器、设置于无线充电桩主体内部电路板上的将无线充电桩运行状态发送至服务器的充电桩无线通信模块、设置于横梁处的图像采集模块、设置于无线充电桩外部控制面板上的读取用户身份信息的RFID读卡器电路、设置于无线充电桩外部控制面板上的人机交互模块和设置于充电桩主体内部的蓄电池组；微控制器分别与无线供电模块、充电桩无线通信模块和RFID读卡器电路连接；
控制中心包括光伏配电***、交直流控制***、并网控制***、蓄电池管理***和计量***；太阳能光伏电池阵列经电缆与光伏配电***连接，光伏配电***的输出端与交直流控制***的输入端连接，交直流控制***输出端的一路与蓄电池管理***的输入端连接，蓄电池管理***的输出端与蓄电池组连接；交直流控制***输出端的另一路依次经过并网控制***和计量***与大电网连接；
车载充电模块包括车载控制器、电磁能接收模块、车载无线通信模块、电池管理***、充电机和车载电池；车载控制器分别与电磁能接收模块、车载无线通信模块和电池管理***连接；电磁能接收模块与充电机相连，电磁能收发模块将拾取的电磁能通过充电机传输给车载电池；车载无线通信模块与服务器无线连接。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车无线充电桩智能管理***，其特征在于，人机交互模块包括用于显示供电参数和进行功能选择的触摸显示屏、用于充电费用结算的支付***，支付***包括在线支付单元和投币支付单元，所述在线支付***将充电产生的费用在触摸显示屏上形成可供扫描的二维码，用户登陆移动终端建立支付软件与在线支付单元的连接；投币支付单元包括单片机和与单片机连接的定义一块硬币对应的充电时间的单价调整模块、投币器模块。
3.一种电动汽车无线充电桩智能管理***使用方法，采用权利要求1或2所述的一种电动汽车无线充电桩智能管理***进行无线充电，其特征在于，包括以下步骤：
a、预约无线充电桩步骤，用户登录移动终端连接服务器，身份验证后进行充电桩预约，智能管理***的GIS地图单元显示提供无线充电服务的停车场位置和可预约状态的无线充电桩，用户对无线充电桩预约后智能管理***产生时效验证码，GIS地图单元会计算显示到达停车场预约无线充电桩的最优路线；
b、无线充电桩充电步骤，时效验证码有效时间内到达预约无线充电桩处，通过向智能管理***发送验证码，处于预约状态中的无线充电桩进入可使用状态，用户的无线射频卡通过无线充电桩的RFID读卡器电路身份识别后，用户在触摸显示屏上进行相应的充电选项选择，智能管理***根据车载无线通信模块发送的车载电池的电量剩余状态与用户选择的充电功率大小选项计算出充电费用，用户通过支付***进行费用结算，支付费用后开始进入无线充电模式，图像采集***采集无线充电的车辆车牌信息，通过充电桩无线通信模块发送到服务器；
c、充电结束步骤，智能管理***在充电结束之前设定的时间点向用户预约无线充电桩的智能终端发送信息进行提醒，若用户在充电结束后指定时间内未将进行无线充电的车辆驶出充电区域，智能管理***会转入停车计时费用计算，用户未结算清楚所欠的停车计时费用之前，无法使用智能管理***进行无线充电桩预约服务。
4.如权利要求3所述的一种电动汽车无线充电桩智能管理***使用方法，其特征在于，在无线充电桩充电步骤中，时效验证码有效时间内到达预约无线充电桩处，通过向智能管理***发送验证码，处于预约状态中的无线充电桩进入可使用状态，时效验证码有效时间内未能向智能管理***发送验证码解除预约无线充电桩的预约状态，时效验证码失效，智能管理***会自动将无线充电桩再次标记为可预约状态。
5.如权利要求3所述的一种电动汽车无线充电桩智能管理***使用方法，其特征在于，在无线充电桩充电步骤中，用户通过支付***进行费用支付包括用户建立支付软件与在线支付单元的连接后扫描触摸显示屏上产生的费用信息的二维码进行支付，或者选择向投币器内投入相应数量的硬币进行支付，或者根据智能管理***的提示连接网银进行支付。
6.如权利要求3所述的一种电动汽车无线充电桩智能管理***使用方法，其特征在于，在充电结束步骤中，充电完成后，图像采集***周期的采集车辆的车牌信息用于停车计时费用计算。
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