CN106218433A - 一种包括智能充电桩的自动检测*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包括智能充电桩的自动检测***，应用于充电领域，包括：服务器、智能充电桩、背部具有多个第一传感器的待充电汽车；所述服务器与智能充电桩通过电力通信线连接，所述电力通信线用于传输充电信息；所述智能充电桩包括控制单元，无线充电输出单元，无线通信单元，还包括与多个第一传感器相互感应的多个第二传感器，所述待充电汽车背部的所述多个第一传感器具有位于一个平面上的特定排列规则，所述第二传感器和第一传感器感应相互距离，并将所述感应距离输出给控制单元，控制单元进行相应控制。通过本发明的方法，可以自动充电并进行充电计量，极大地改善了充电体验。

Description

一种包括智能充电桩的自动检测***
技术领域
本发明涉及电力通信领域，更具体地，涉及一种实现充电桩电力通信的***。
背景技术
随着计算机网络技术的不断发展，电力通信网络借助于强大的供电网络，快速在工业领域中获得快速普及，特别是用于供电设备的管理和数据采集。例如用于收集供电设备的工作状态、温度参数、故障反馈信息、电能表读数等。
近几年，基于RFID技术的各类资产管理***在国内外的发展较为迅速，尤其是在欧美国家，目前均有较为成熟且先进的RFID***。在国内，在设备资产普查与管理中采用RFID技术也已逐渐成为一种趋势。
随着新能源电动汽车的普及，居民小区安装电动汽车充电桩的数量会越来越庞大，但是居民小区供电***在建设之初并没有考虑到充电桩建设的负荷情况。充电桩慢充时功率消耗相对较少，快充则对当前低压电力网络造成较大的功率消耗，随着数量增多的充电桩接入电力网络，会导致充电桩消耗功率过大给低压电力网络带来安全隐患。
另外，目前的充电桩并不智能，需要人工来插拔充电接头。
发明内容
为了解决现有技术中一个或多个技术问题，本发明提供了一种包括智能充电桩的自动检测***，包括：服务器、智能充电桩、背部具有多个第一传感器的待充电汽车；所述服务器与智能充电桩通过电力通信线连接，所述电力通信线用于传输充电信息；所述智能充电桩包括控制单元，无线充电输出单元，第一无线通信单元，还包括与多个第一传感器相互感应的多个第二传感器，所述待充电汽车背部的所述多个第一传感器具有位于一个平面上的特定排列规则，所述第二传感器和第一传感器感应相互距离，并将所述感应距离输出给控制单元，控制单元进行相应控制。
进一步地，所述第二传感器多于第一传感器，所述智能充电桩的所述多个第二传感器具有位于一个平面上的均匀排列规则。
进一步地，所述均匀排列规则为16*16的方格分布，所述特定排列规则为正三角形的三个顶点，多个所述第一传感器和第二传感器中每个都具有独立标记。该独立标记可以是第一传感器信号发送频率、或、特定前导信号。第二传感器识别所述多个独立标记，来确定待充电汽车相对于智能充电桩的所述一个平面上的相对平移位置，并输出给控制单元。
进一步地，所述控制单元根据输出的所述距离和相对平移位置对所述无线充电单元进行姿态控制以最大化充电功率输出。
进一步地，所述待充电汽车还包括与智能充电桩的所述第一无线通信单元进行通信的第二无线通信单元，第二无线通信单元自动扫描第一无线通信单元，当接入到第一无线通信单元后将待充电汽车的标识发送给第二无线通信单元；所述智能充电桩通过电力通信线将所述标识发送给服务器，并接收服务器发送的对应所述标识的信息。
进一步地，所述信息至少包括充电配置和余额。
进一步地，当所述余额大于第一阈值时，所述控制单元控制无线充电单元进行功率输出；当所述余额小于第一阈值时，所述控制单元控制第二无线通信单元将费用预警信息发送给第一无线通信单元；当所述余额小于第二阈值时，所述控制单元控制无线充电单元关闭功率输出并控制第二无线通信单元将费用不足信息发送给第一无线通信单元。
进一步地，所述第一阈值为对应所述标识的所述待充电汽车的电量从零到充满时所用的电费；所述第二阈值为远低于第一阈值、但能够满足紧急充电需求的电费。
进一步地，当第二无线通信单元收到费用不足信息时，可以将继续充电或者充值选项通过待充电汽车的显示单元展示出来。
进一步地，智能充电桩将充电状态通过电力通信线实时发送给服务器，服务器根据获得的大量充电状态进行电负荷调度，并将所述调度信息发送给智能充电桩，所述调度信息包括允许充电和不允许充电；所述包括不允许充电的调度信息还包括不允许充电状态的持续时间。
通过本发明的方法，能够实现如下一个或多个优点：
1)电力网能够对单个充电桩进行控制，以使地全网的电力负荷可控制。
2)无线充电的充电桩能够使得停车之后自动充电，而不需要人工控制。
3)智能充电桩能够适配多种车型、一定范围内的不同停车位置和距离。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的***图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
图1是本发明的***图。如图1所示，一种包括智能充电桩的自动检测***，包括：服务器1、智能充电桩2、背部具有多个第一传感器4的待充电汽车3；所述服务器1与智能充电桩2通过电力通信线6连接，所述电力通信线6用于传输充电信息；所述智能充电桩包括控制单元7，无线充电输出单元8，第一无线通信单元9，还包括与多个第一传感器相互感应的多个第二传感器5，所述待充电汽车背部的所述多个第一传感器4具有位于一个平面上的特定排列规则，所述第二传感器5和第一传感器4感应相互距离，并将所述感应距离输出给控制单元7，控制单元7进行相应控制。
所述第一无线通信单元9使用RFID、ZIGBEE、BLUETOOTH等近距离通信技术，也可以使用LTE，LTE-V等蜂窝通信技术。
进一步地，所述第二传感器多于第一传感器，所述智能充电桩的所述多个第二传感器具有位于一个平面上的均匀排列规则。
进一步地，所述均匀排列规则为16*16的方格分布，所述特定排列规则为正三角形的三个顶点，所述第一传感器和第二传感器还能够感应得到待充电汽车相对于智能充电桩的所述一个平面上的相对平移位置，并输出给控制单元。具体地，第二传感器有16*16的方格点分布，能够检测到正三角形顶点分布的第一传感器的信号反馈，从而得到与之距离最近的三个第二传感器的位置分布，从而能够判断出待充电汽车在平面平移的相对位置。此外，第二传感器获得第一传感器的信号强弱能够得待充电汽车与充电桩平面的距离。更优化地，所述均与排列规则可以使用更为密集的传感器分布方案以使地位置判断更加精准。
进一步地，所述控制单元根据输出的所述距离和相对平移位置对所述无线充电单元进行姿态控制以最大化充电功率输出。无线充电单元的姿态控制采用本领域常规的方式进行，比如电动机。通过控制无线充电输出单元的姿态能够使其输出方向对准待充电汽车的耦合方向，以最大化充电功率输出。作为替代方案，输出的所述距离和相对平移位置能够支持控制单元对有线充电输出单元的接头进行控制以使其物理耦合至待充电汽车的有线充电输入单元的接口。
进一步地，所述待充电汽车还包括与智能充电桩的所述第一无线通信单元进行通信的第二无线通信单元10，第二无线通信单元10自动扫描第一无线通信单元9，当接入到第一无线通信单元9后将待充电汽车的标识发送给第二无线通信单元10；所述智能充电桩2通过电力通信线6将所述标识发送给服务器1，并接收服务器1发送的对应所述标识的信息。
所述第二无线通信单元10使用RFID、ZIGBEE、BLUETOOTH等近距离通信技术，也可以使用LTE，LTE-V等蜂窝通信技术。
所述电力通信线基于集群式的OFDM方案；电力通信***包括5个集群，每个集群占据10MHz的带宽，并运行独立的赫米特对称OFDM(HS-OFDM)方案。这样，集群1至5分别对应0-10MHz，10-20MHz，20-30MHz，30-40MHz和40-50MHz。发送端物理层包括扰码单元、交织单元、信道编码单元和数字调制单元。所述数字调制单元包括二进制相移键控和平方正交幅度调制，调制的基数M＝2b，b＝1,2,4,8,10,12。HS-OFDM符号周期为其中，上采样率U＝6，子载波数N＝512，循环移位长度LCP＝128，采样频率fs＝120MHz。链路层数据结构分为三部分，一部分为测距部分，接着为数据部分，最后为网络自适应部分。
进一步地，所述信息至少包括充电配置和余额。
进一步地，当所述余额大于第一阈值时，所述控制单元控制无线充电单元进行功率输出；当所述余额小于第一阈值时，所述控制单元控制第二无线通信单元将费用预警信息发送给第一无线通信单元；当所述余额小于第二阈值时，所述控制单元控制无线充电单元关闭功率输出并控制第二无线通信单元将费用不足信息发送给第一无线通信单元。
进一步地，所述第一阈值为对应所述标识的所述待充电汽车的电量从零到充满时所用的电费；所述第二阈值为远低于第一阈值、但能够满足紧急充电需求的电费。
进一步地，当第二无线通信单元收到费用不足信息时，可以将继续充电或者充值选项通过待充电汽车的显示单元展示出来。
进一步地，智能充电桩将充电状态通过电力通信线实时发送给服务器，服务器根据获得的大量充电状态进行电负荷调度，并将所述调度信息发送给智能充电桩，所述调度信息包括允许充电和不允许充电；所述包括不允许充电的调度信息还包括不允许充电状态的持续时间。
整个电力通信网络采用时隙数据发送规则，服务器按照设定的参数周期广播当前电力网络的负荷信息，占据时隙T(1)，并作为全网通信同步的起始标准。n个充电桩根据设定参数占据T(k+2)～T(k+2+n)个时隙。充电桩接收到数据帧后，首先判断是服务器发出，从而精确计算整个电力线载波通信网络同步时间，为下一次数据发送的时隙做好时间同步。
当需要使用充电桩进行充电服务时，充电桩根据最新接收到的当前电力网络负荷信息进行计算，得出安全的充电管理解决方案，并发送给带充电汽车的第二无线通信单元并在待充电汽车的显示单元上实时显示当前提供的安全充电解决方案即提供哪种模式的充电。比如当前网络负荷较为宽裕，则提供大电流快速充电服务，并计算和显示充电时长，如果网络负荷较为紧张，则提供小电流慢充服务，并计算和显示充电时长，如果网络负荷超标，则提示无法充电服务。同时，充电桩通过电力通信网络根据自身对应的时隙发送电力载波信息提交给服务器进行确认，当服务器接收到某个充电桩充电解决方案确认请求后，实时对照当前网络负荷情况，如果符合网络的负荷情况，就予以确认，对应充电桩接收到确认后，就可以为业主提供安全的充电服务。服务器如果发现当前网络负荷情况已经无法支持充电桩的充电方案时，则回复否认，对应充电桩则提示业主当前电力网络负荷情况发生了变化，需要调整充电方案，再次提供给业主新的安全充电方案。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种包括智能充电桩的自动检测***，包括：服务器、智能充电桩、背部具有多个第一传感器的待充电汽车；所述服务器与智能充电桩通过电力通信线连接，所述电力通信线用于传输充电信息；所述智能充电桩包括控制单元，无线充电输出单元，第一无线通信单元，还包括与多个第一传感器相互感应的多个第二传感器，所述待充电汽车背部的所述多个第一传感器具有位于一个平面上的特定排列规则，所述第二传感器和第一传感器感应相互距离，并将所述感应距离输出给控制单元，控制单元进行相应控制。
2.根据权利要求1的包括智能充电桩的自动检测***，所述第二传感器多于第一传感器。所述智能充电桩的所述多个第二传感器具有位于一个平面上的均匀排列规则。
3.根据权利要求2的包括智能充电桩的自动检测***，所述均匀排列规则为16*16的方格分布，所述特定排列规则为正三角形的三个顶点，多个所述第一传感器和第二传感器中每个都具有独立标记。该独立标记可以是第一传感器信号发送频率、或、特定前导信号，第二传感器识别所述多个独立标记，来确定待充电汽车相对于智能充电桩的所述一个平面上的相对平移位置，并输出给控制单元。
4.根据权利要求3的包括智能充电桩的自动检测***，所述控制单元根据输出的所述距离和相对平移位置对所述无线充电单元进行姿态控制以最大化充电功率输出。
5.根据权利要求4的包括智能充电桩的自动检测***，所述待充电汽车还包括与智能充电桩的所述第一无线通信单元进行通信的第二无线通信单元，第二无线通信单元自动扫描第一无线通信单元，当接入到第一无线通信单元后将待充电汽车的标识发送给第二无线通信单元；所述智能充电桩通过电力通信线将所述标识发送给服务器，并接收服务器发送的对应所述标识的信息。
6.根据权利要求5的包括智能充电桩的自动检测***，所述信息至少包括充电配置和余额等。
7.根据权利要求6的包括智能充电桩的自动检测***，当所述余额大于第一阈值时，所述控制单元控制无线充电单元进行功率输出；当所述余额小于第一阈值时，所述控制单元控制第二无线通信单元将费用预警信息发送给第一无线通信单元；当所述余额小于第二阈值时，所述控制单元控制无线充电单元关闭功率输出并控制第二无线通信单元将费用不足信息发送给第一无线通信单元。
8.根据权利要求7的包括智能充电桩的自动检测***，所述第一阈值为对应所述标识的所述待充电汽车的电量从零到充满时所用的电费；所述第二阈值为远低于第一阈值、但能够满足紧急充电需求的电费。
9.根据权利要求8的包括智能充电桩的自动检测***，当第二无线通信单元收到费用不足信息时，可以将继续充电或者充值选项通过待充电汽车的显示单元展示出来。
10.根据权利要求1的包括智能充电桩的自动检测***，智能充电桩将充电状态通过电力通信线实时发送给服务器，服务器根据获得的大量充电状态进行电负荷调度，并将所述调度信息发送给智能充电桩，所述调度信息包括允许充电和不允许充电；所述包括不允许充电的调度信息还包括不允许充电状态的持续时间。
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