CN111823918A - 一种充电桩的充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电桩的充电控制方法，包括以下步骤：车辆驶入停车区域，充电桩主控单元根据图像采集单元采集图像控制对应的地锁打开；充电主控单元控制充电单元解锁；用户连接充电单元与车辆，充电主控单元控制充电单元锁止，开始充电；计量单元实时检测充电电量；充电终止，充电主控单元控制充电单元断电，充电主控单元将信息通过通信单元发送给远程费控平台；用户选择现金、IC卡、扫码付费方式进行结算；付费完成后，充电单元解锁，用户断开充电单元与车辆的连接，充电单元锁止；车辆离开充电桩车位区域，相应的地锁关闭。该发明先充电后付费，精准付费，避免中途断电给用户带来损失，并且防非新能源车占位、防止充电设备被偷盗。

Description

一种充电桩的充电控制方法

技术领域

本发明涉及充电桩控制技术领域，特别涉及一种充电桩的充电控制方法。

背景技术

随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛盾日益激化，节能降耗和减少对化石燃料的依赖已成为世界各国经济持续发展迫切需要解决的问题。电动汽车具有节油、环保、高效率的优点，世界各国科学家和工业界普遍认为电动汽车是二十一世纪重要的清洁交通工具。电动汽车充电站和充电网络是电动汽车规模化和产业化发展的重要基础设施。

目前电动汽车充电设施可以分为充电桩、充电站、换电站三种类型。而充电桩对具有车载充电机的电动乘用车辆可以提供交流充电电源，且具有占地面积小，布点灵活等特点，在我国起着越来越重要的作用。人们对充电桩也进行多方面研究。现有的充电桩可以让人们方便快捷的对电动汽车进行充电，但是目前这种充电桩存在以下问题：

1)需要刷卡充电，对于没有办卡或是没有及时充值的用户无法使用；

2)根据时间充电，先付费后充电，如果充电出现故障或者用户中途断电离开，多出的钱无法退回账户，造成用户的损失；

3)无人看管的停车区域容易出现停车位被非新能源车占用的情况以及充电枪被偷盗的情况。

因此，需要发明一种新型的充电充电控制方法，使用户方便快捷的充电，减少用户损失，又适用于无人看管的停车区域。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种充电桩的充电控制方法，能够使用户方便快捷的充电，又能减少用户充电过程钱款不必要的损失，适用于家庭或服务区等无人看管的停车区域。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种充电桩的充电控制方法，所述的充电桩包括充电主控单元，与充电主控单元以信号线相连的人机交互界面、通信单元、计量单元、图像采集单元、地锁单元和充电单元、信息读取单元、钱币识别单元，其中通信单元通过无线通信信号与远程费控平台保持通信连接，充电单元通过计量单元与电网连接；上述的充电桩的充电控制方法，包括以下步骤：

步骤1：充电桩解锁，所述的图像采集单元实时采集停车区域图像；车辆驶入停车区域，进行车牌识别，如果车牌类别为新能源车牌，且与预存的车牌信息符合，则识别成功，控制对应的地锁单元解锁，车辆成功驶入停车位，同时充电主控单元接收到地锁打开的信号并发出指令，控制充电单元解锁；

步骤2：充电桩充电，用户连接充电单元与车辆，人机交互界面提示充电，用户确认充电后，充电主控单元发出指令控制充电单元锁止，用户选择设置充电模式，充电单元按设置充电模式开始充电，计量单元实时检测充电电量，并并将充电信息反馈给充电主控单元，同时通过人机交互界面显示出来；

步骤3：充电终止后付费，用户按设置充电模式完成后充电终止或按设置充电模式未完成发送终止指令使充电终止，充电主控单元控制充电单元断电，并将充电信息进行整合、计算处理和加密，通过人机交互界面显示出来，同时通过通信单元发动给远程费控平台，用户选择付费方式进行结算；

步骤4：充电桩重新锁止，付费完成后，充电主控单元控制充电单元解锁，用户断开充电单元与车辆的连接，充电主控单元控制充电单元锁止，车辆离开，图像采集单元获取到没有车辆的信息后，充电主控单元控制相应的地锁单元锁止。

进一步的，所述的充电主控单元采用CPLD控制器，接收图像采集单元进行分析处理后，控制地锁单元解锁/锁止；接收人机交互界面、信息读取单元、钱币识别单元、计量单元传输过来的信息并进行分析处理后，控制充电单元解锁/锁止以及充电单元通/断电、收费相应功能。

进一步的，所述的充电单元包括充电枪、电气模块，所述的充电枪与车辆连接，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪的解锁与锁止，并且充电主控单元控制电气模块通过充电枪对车辆进行充电。地锁解锁后，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪从充电桩上解锁，用户连接充电枪到车辆，确认充电后，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪在车辆上锁止，充电终止，用户付费后，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪从车辆解锁，充电枪放回充电桩，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪锁止。

优选的，所述的钱币识别单元包括纸币识别器、硬币识别器，接收识别钱币并将钱币面额输送给充电主控单元，实现纸币识别、纸币找零、硬币识别、硬币找零，并将结算信息通过人机交互界面显示。

进一步的，所述的扫码付款过程为，充电主控单元通过加密算法将付款信息生成付款二维码并显示在人机交互界面中，移动终端扫描人机交互界面上的付款二维码，与交易中心进行通信并付款，付款完成后充电主控单元向远程费控平台发送付款信息，进一步的，远程费控平台接收充电主控单元上传的交易记录与移动终端上送的付款信息，连接交易中心验证付款信息的真实性。

优选的，所述的信息读取单元采用IC卡读写器，用户***IC卡后，IC卡读写器读取IC卡上的信息并传输给充电主控单元，并通过人机交互界面显示结算信息。

进一步的，所述的设置充电模式有按时间充电模式、按电量充电模式、按费用充电模式进行充电。

优选的，所述的按时间充电模式，在设定时间内充满电时电气模块自动断开电流；在设定时间内未充满电时，到达设定时间电气模块自动断开电流。

优选的，所述的按电量充电模式，在设定电量内充满电时电气模块自动断开电流；在设定电量内未充满电时，到达设定电量时电气模块自动断开电流。

优选的，所述的按费用充电模式进行充电，在设定费用内充满电时电气模块自动断开电流；在设定费用内未充满电时，到达设定费用时电气模块自动断开电流。

更进一步的，所述的充电终止的方式有按设置充电模式完成后充电终止、有按设置充电模式未完成发送终止指令充电终止，用户根据车辆电量状况需求可设置相应的充电模式等待充电过程完成自动终止，充电过程中出现紧急情况需要离开或者充电桩出现故障可直接在人机交互界面发送终止指令，使充电终止，无需等待充电模式完成。

相对于现有技术，本发明所述的一种充电桩的充电控制方法具有以下有益效果：

(1)本发明所述的一种充电桩的充电控制方法，采用先充电后付费方式，并且充电终止并且断电后才进行付费，付费精准，避免用户充电过程中急需中断离开及充电桩突发故障造成用户钱款的损失；

(2)本发明所述的一种充电桩的充电控制方法，采用了地锁单元，防止非新能源车辆占用带有充电桩的停车位，充电单元带有锁止功能，防止充电枪被偷盗，适用于家庭或服务区等无人看管的停车区域；

(3)本发明所述的一种充电桩的充电控制方法，扫码、IC卡、现金多种付费方式可选，大大方便了用户的付款需求；

(4)本发明所述的一种充电桩的充电控制方法，按时间、电量及费用多种充电方式可选，方便用户根据车辆电量状态充电。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例充电桩的结构图；

图2为本发明实施例所述充电桩的充电过程的步骤图；

图3为本发明实施例所述的充电单元与车辆连接后充电、付费以及充电单元与车辆断开连接的步骤图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中涉及“第一”、“第二”、“上”、“下”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“上”、“下”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当实施例之间的技术方案能够实现结合的，均在本发明要求的保护范围之内。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种充电桩的充电控制方法，包括如图1所示充电桩，所述的充电桩包括充电主控单元、与充电主控单元以信号线相连的人机交互界面、通信单元、计量单元、图像采集单元、地锁单元和充电单元、信息读取单元、钱币识别单元，其中通信单元通过无线通信信号与远程费控平台保持通信连接，充电单元通过计量单元与电网连接；所述的充电主控单元采用CPLD控制器，接收图像采集单元进行分析处理后，控制地锁单元解锁/锁止；接收人机交互界面、信息读取单元、钱币识别单元、计量单元传输过来的信息并进行分析处理后，控制充电单元解锁/锁止以及充电单元通/断电、收费相应功能。

进一步的，所述的充电单元包括充电枪、电气模块，所述的充电枪与车辆连接，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪的解锁与锁止，并且充电主控单元控制电气模块通过充电枪对车辆进行充电。地锁解锁后，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪从充电桩上解锁，用户连接充电枪到车辆，确认充电后，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪在车辆上锁止，充电终止，用户付费后，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪从车辆解锁，充电枪放回充电桩，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪锁止。

优选的，所述的钱币识别单元包括纸币识别器、硬币识别器，接收识别钱币并将钱币面额输送给充电主控单元，实现纸币识别、纸币找零、硬币识别、硬币找零，并将结算信息通过人机交互界面显示。

优选的，所述的信息读取单元采用IC卡读写器，用户***IC卡后，IC卡读写器读取IC卡上的信息并传输给充电主控单元，并通过人机交互界面显示结算信息。

所述的充电桩的充电控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1：充电桩解锁

1)车辆驶入，图像采集分析：所述的图像采集单元实时采集停车区域图像；图像采集单元发现车辆驶入停车区域，提取车牌信息，传递给充电主控单元进行车牌识别，判断车牌信息；

2)如果车牌类别为新能源车牌，且与预存的车牌信息符合，则识别成功，充电主控单元控制对应的地锁单元解锁，车辆成功驶入停车位，同时充电主控单元接收到地锁打开的信号并发出指令，控制充电单元解锁；

需要说明的是，车牌信息需要用户提前录入，可通过人机交互界面录入或者通过移动终端提前预约进行录入，便于在用户驶入停车位时及时识别车辆信息。

步骤2：充电桩充电

1)用户将充电枪***车辆的充电口，连接充电单元与车辆，人机交互界面提示充电，用户确认充电后，充电主控单元发出指令控制充电单元中的充电枪锁止；

2)用户在人机交互界面选择设置充电模式，充电单元按设置充电模式开始充电；

3)计量单元实时检测充电电量，并将充电信息反馈给充电主控单元，同时通过人机交互界面显示出来；

步骤3：充电终止后付费

1)用户按设置充电模式完成后充电终止或按设置充电模式未完成发送终止指令使充电终止，充电主控单元控制充电单元中电气模块断电；

2)充电主控单元将充电信息进行整合、计算处理和加密，通过通信单元发动给远程费控平台；

3)费用信息通过人机交互界面显示出来，同时用户选择付费方式进行结算；

步骤4：充电桩重新锁止

1)付费完成后，充电主控单元控制充电单元中充电枪与车解锁，用户断开充电单元与车辆的连接；

2)充电枪复位后，充电主控单元发送脉冲信号，控制充电枪锁止；

3)车辆离开，图像采集单元获取到没有车辆的信息后，充电主控单元控制相应的地锁单元锁止。

进一步的，所述的扫码付款过程为，充电主控单元通过加密算法将付款信息生成付款二维码并显示在人机交互界面中，移动终端扫描人机交互界面上的付款二维码，与交易中心进行通信并付款，付款完成后充电主控单元向远程费控平台发送付款信息，进一步的，远程费控平台接收充电主控单元上传的交易记录与移动终端上送的付款信息，连接交易中心验证付款信息的真实性。

更进一步的，所述的充电终止的方式有按设置充电模式完成后充电终止、有按设置充电模式未完成发送终止指令充电终止，用户根据车辆电量状况需求可设置相应的充电模式等待充电过程完成自动终止，充电过程中出现紧急情况需要离开、或者充电桩出现故障可直接在人机交互界面发送终止指令，使充电终止，无需等待充电模式完成。

优选的，所述的设置充电模式有按时间充电模式、按电量充电模式、按费用充电模式进行充电。

进一步的，所述的按时间充电模式，在设定时间内充满电时，在充满时充电单元自动断开电流；在设定时间内未充满电时，在设定时间到时充电单元自动断开电流。

进一步的，所述的按电量充电模式，在设定电量内充满电时，在充满时充电单元自动断开电流；在设定电量内未充满电时，在充电到达设定电量时充电单元自动断开电流。

进一步的，在按费用充电模式进行充电，在设定费用内充满电时，在充满时充电单元自动断开电流；在设定费用内未充满电时，在充电到达设定费用时充电单元自动断开电流。

在如图3所示的实施例中，介绍了充电单元与车辆连接后充电方式、付费方式及充电单元与车辆分离的过程。

首先充电单元中充电枪与车辆连接，在人机交互界面确认充电，确认后充电单元中的充电枪与车辆锁止，人机交互界面提示选择充电模式，有三种充电模式可供选择：按时间模式、按电量模式、按费用模式，选择对应的时间、电量、费用数值，再次确认后人机交互界面发送指令到充电主控单元，充电主控单元控制充电单元接通电流为车辆充电，并且人机交互界面显示充电状态，正常情况下按设置模式充电完成后充电终止，当用户紧急情况需要提前结束充电离开时，直接在人机交互界面选择充电终止指令，充电主控单元接收到充电终止指令后控制充电单元断开电流，另外充电桩发生故障时，充电状态显示故障，人机交互界面自动发送充电终止指令，充电主控单元控制充电单元断开电流，并在人机交互界面显示报警信息。

按设置模式充电完成后充电终止的情况有以下几种：在设定时间内充满电时，在充满时充电单元自动断开电流；在设定时间内未充满电时，在设定时间到时充电单元自动断开电流；在设定电量内充满电时，在充满时充电单元自动断开电流；在设定电量内未充满电时，在充电到达设定电量时充电单元自动断开电流；在设定费用内充满电时，在充满时充电单元自动断开电流；在设定费用内未充满电时，在充电到达设定费用时充电单元自动断开电流。

按设置模式充电未完成发送充电终止指令，充电终止的情况有以下几种：在设定时间内未充满电时，充电单元自动断开电流；在设定时间内未充满电时，未到设定时间时充电单元自动断开电流；在设定电量内未充满电时，充电单元自动断开电流；在设定电量内未充满电时，在充电未到达设定电量时充电单元自动断开电流；在设定费用内未充满电时，充电单元自动断开电流；在设定费用内未充满电时，在充电未到达设定费用时充电单元自动断开电流。

充电终止后，人机交互界面显示充电时间与充电费用，并提示用户选择付费方式：现金方式、扫码方式、IC卡方式；使用现金方式，钱币识别单元为纸币识别器，接收识别纸币并将纸币面额输送给充电主控单元；使用IC卡方式，信息读取单元采用IC卡读写器，读取IC卡上的信息并传输给充电主控单元；采用扫码方式，充电主控单元通过加密算法将付款信息生成付款二维码并显示在人机交互界面中，移动终端通过摄像头扫描人机交互界面上的付款二维码，与交易中心进行通信并付款，付款完成后充电主控单元向远程费控平台发送付款信息，进一步的，远程费控平台接收充电主控单元上传的交易记录与移动终端上送的付款信息，连接交易中心验证付款信息的真实性。

付款完成后，人机交互界面显示付款成功，充电主控单元控制充电单元中充电枪解锁，充电枪断开与车辆连接，如果付款未完成，重新选择付款方式进行付款。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的充电桩包括充电主控单元，与充电主控单元以信号线相连的人机交互界面、通信单元、计量单元、图像采集单元、地锁单元和充电单元、信息读取单元、钱币识别单元，其中通信单元通过无线通信信号与远程费控平台保持通信连接，充电单元通过计量单元与电网连接；上述的充电桩的充电控制方法，包括以下步骤：

步骤1：充电桩解锁，所述的图像采集单元实时采集停车区域图像；车辆驶入停车区域，进行车牌识别，如果车牌类别为新能源车牌，且与预存的车牌信息符合，则识别成功，控制对应的地锁单元解锁，车辆成功驶入停车位，同时充电主控单元接收到地锁打开的信号并发出指令，控制充电单元解锁；

步骤2：充电桩充电，用户连接充电单元与车辆，人机交互界面提示充电，用户确认充电后，充电主控单元发出指令控制充电单元锁止，用户选择设置充电模式，充电单元按设置充电模式开始充电，计量单元实时检测充电电量，并并将充电信息反馈给充电主控单元，同时通过人机交互界面显示出来；

步骤3：充电终止后付费，用户按设置充电模式完成后充电终止或按设置充电模式未完成发送终止指令使充电终止，充电主控单元控制充电单元断电，并将充电信息进行整合、计算处理和加密，通过人机交互界面显示出来，同时通过通信单元发动给远程费控平台，用户选择付费方式进行结算；

步骤4：充电桩重新锁止，付费完成后，充电主控单元控制充电单元解锁，用户断开充电单元与车辆的连接，充电主控单元控制充电单元锁止，车辆离开，图像采集单元获取到没有车辆的信息后，充电主控单元控制相应的地锁单元锁止。

2.根据权利要求1所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的充电主控单元采用CPLD控制器，接收图像采集单元进行分析处理后，控制地锁单元解锁/锁止；接收人机交互界面、信息读取单元、钱币识别单元、计量单元传输过来的信息并进行分析处理后，控制充电单元解锁/锁止以及充电单元通/断电、收费相应功能。

3.根据权利要求1所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的充电单元包括充电枪、电气模块，所述的充电枪与车辆连接，充电主控单元发出脉冲信号控制充电枪的解锁与锁止，并且充电主控单元控制电气模块通过充电枪对车辆进行充电。

4.根据权利要求1所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的钱币识别单元包括纸币识别器、硬币识别器，接收识别钱币并将钱币面额输送给充电主控单元，实现纸币识别、纸币找零、硬币识别、硬币找零。

5.根据权利要求1所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的扫码付款，充电主控单元通过加密算法将付款信息生成付款二维码并显示在人机交互界面中，移动终端扫描人机交互界面上的付款二维码，与交易中心进行通信并付款，付款完成后充电主控单元向远程费控平台发送付款信息。

6.根据权利要求1所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的信息读取单元采用IC卡读写器，读取IC卡上的信息并传输给充电主控单元。

7.根据权利要求1所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的设置充电模式有按时间充电模式、按电量充电模式、按费用充电模式进行充电。

8.根据权利要求3或7所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的按时间充电模式，在设定时间内充满电时电气模块自动断开电流；在设定时间内未充满电时，到达设定时间电气模块自动断开电流。

9.根据权利要求3或7所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的按电量充电模式，在设定电量内充满电时电气模块自动断开电流；在设定电量内未充满电时，到达设定电量时电气模块自动断开电流。

10.根据权利要求3或7所述的充电桩的充电控制方法，其特征在于，所述的按费用充电模式进行充电，在设定费用内充满电时电气模块自动断开电流；在设定费用内未充满电时，到达设定费用时电气模块自动断开电流。

Images