CN102545342B - 一种电动车辆用充电系统以及电动车辆的车载充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动车辆用充电系统，包括：充电装置和设置在所述电动车辆上的付费装置；充电装置用于接收付费装置的充电信息和电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆充电，当判断结果为是时，将车载充电单元接入电网进行充电，并获取对车载充电单元充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；当判断结果为否时，断开车载充电单元与电网之间的连接；付费装置用于根据电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至充电装置。本发明公开一种电动车辆的车载充电方法。采用本发明实施例，能够使用户在车上就可以完成电费结算，方便用户使用的同时，还能够节省充电设施的安装成本和安装空间。

Description

一种电动车辆用充电系统以及电动车辆的车载充电方法

技术领域

本发明涉及电动车辆技术领域，特别是涉及一种电动车辆用充电系统以及电动车辆的车载充电方法。

背景技术

电动车辆是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮运转的车辆。相较于传统汽车而言，电动车辆无内燃机，在工作时不产生排气污染，对环境保护和空气洁净十分有益，几乎是“零污染”；同时，电动车辆的噪声也很小。由此使得，电动车辆的前景被广泛看好，正在快速发展中。

但是，电动车辆的发展必须有大量的充电设施与之配套。现如今，电动车辆的充电设施一般是指装有大功率快充直流充电机的充电站和交流慢充充电桩。其中，交流慢充充电桩比大功率快充直流充电机具有更加明显的优势。交流慢充充电桩可以设置在停车场、加油站、超市门口、道路收费站等场所，其设置地点比较灵活，而专门的充电站则一般选址限制比较多。对于车主而言，大多数车主更倾向于选择停车场或家庭附近的充电桩进行充电，而不太愿意专门前往电动车辆专用的充电站。

因此，为了推广电动车辆的使用，除了修建少量的专用充电站之外，在停车场或居民区附近安装小型充电桩是非常必要的。

现阶段通常使用的充电桩，其计费系统集成在所述充电桩上，能实现计时、计电度、计金额充电。车主需要下车对充电桩进行相应的操作，通过刷卡或投币的方式进行电费结算；同时，现有充电桩均需要单独占用一定的安装空间，其安装及占地成本很高，使得电网公司在铺设充电设施的成本较高，减缓了充电设施的发展，从而限制了电动车辆的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动车辆用充电系统以及电动车辆的车载充电方法，能够使用户在车上就可以完成电费结算，方便用户使用的同时，还能够节省充电设施的安装成本和安装空间。

本发明实施例提供一种电动车辆用充电系统，所述系统包括：充电装置和设置在所述电动车辆上的付费装置；

通过电动车辆通讯线路建立所述充电装置和所述电动车辆以及设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接；通过充电电缆建立所述充电装置与所述电动车辆之间的充电连接；通过中央服务器通讯线路建立所述充电装置与中央服务器之间的通讯连接；通过电网电缆建立所述充电装置与电网之间的电力连接；

所述充电装置，用于接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电，当判断结果为是时，将所述电动车辆的车载充电单元接入电网，对所述车载充电单元进行充电，并获取对车载充电单元充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；当判断结果为否时，断开所述电动车辆的车载充电单元与电网之间的连接；

所述付费装置，用于根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置；

所述充电装置包括：控制计算单元、电能计量单元、驱动单元、充电开关、通讯单元；

所述控制计算单元的第一端与通讯单元相连，通过通讯单元与所述付费装置和所述电动车辆的整车控制单元建立通讯连接；所述控制计算单元的第二端通过中央服务器通讯线路与中央服务器建立通讯连接；所述控制计算单元的第三端通过驱动单元与充电开关的控制端相连；所述控制计算单元的第四端接所述电能计量单元的电量输出端；

所述充电开关的第一端接电能计量单元的输入端，所述充电开关的第二端通过电网电缆接电网；

所述电能计量单元的电能输出端通过充电电缆接电动车辆，其电量输出端接所述控制计算单元；

所述控制计算单元，根据接收自所述付费装置的充电信息和接收自所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆充电，输出相应的充电指令至所述驱动单元；接收所述电能计量单元输出的充电电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；

所述驱动单元，将接收到的充电指令转化为相应的控制信号，输出至所述充电开关的控制端，控制所述充电开关的闭合或断开；

所述电能计量单元，用于当所述充电开关闭合时，接收电网输入的交流电并输送至电动车辆，并对接收到的交流电进行电量计量，将计量得到的充电电量值输出至所述控制计算单元。

优选地，所述充电信息包括开始充电信息和停止充电信息；

所述付费装置，用于当所述电动车辆的账户余额信息为有余额时，发送开始充电信息至所述充电装置的控制计算单元；当所述账户余额信息为没有余额时，发送停止充电信息至所述充电装置的控制计算单元。

优选地，所述剩余电量信息包括电未满信息和电满信息；

所述控制计算单元，用于当所述充电信息为开始充电且所述剩余电量信息为电未满时，输出启动指令至所述驱动单元；当所述充电信息为停止充电或者所述剩余电量信息为电满时，输出关断指令至所述驱动单元。

优选地，所述驱动单元包括：电容、限流电阻、光电耦合器、上拉电阻、二极管、功率开关器件、继电器；其中，所述继电器包括继电器等效线圈电阻和继电器吸合开关；所述光电耦合器包括发光二极管和受光三极管；

所述限流电阻的一端接所述控制计算单元的输出端，所述限流电阻的另一端接所述发光二极管的阴极；

所述发光二极管的阳极接工作电压，所述受光三极管的发射极接地，所述受光三极管的集电极经所述上拉电阻接所述工作电压；

所述功率开关器件的门极接所述受光三极管的集电极，所述功率开关器件的源极接地，所述功率开关器件的漏极接所述二极管的阳极，所述二极管的阴极接所述工作电压；所述电容接在所述功率开关器件的门极和源极之间；

所述继电器等效线圈电阻的一端接所述功率开关器件的漏极，所述继电器等效线圈电阻的另一端接所述工作电压；所述继电器吸合开关的一端接所述充电开关的正端，所述继电器吸合开关的另一端接所述充电开关的负端。

优选地，所述充电开关为继电器、接触器、空气开关、断路器、晶闸管、绝缘栅双极晶体管、场效应管、或者上述各开关中任意2个或者3个的组合。

优选地，所述通讯单元为RS232通讯模块、RS485通讯模块、LonWorks通讯模块、CAN通讯模块、PROFIBUS通讯模块、基金会现场总线FF通讯模块、WorldFIP通讯模块、HART通讯模块、Motbus通讯模块、TCP/IP通讯模块、电力载波通讯模块、或者上述各通讯模块中任意2个或者3个的组合。

优选地，所述控制计算单元为可编程逻辑控制器PLC、数字信号处理器DSP、单片机、现场可编程门阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD、普通计算机、工业用计算机、触摸屏式计算机、移动终端、或者上述任意2个或者3个的组合。

优选地，所述电能计量单元为单相电能计量模块、三相电能计量模块、或者上述两种电能计量模块的组合。

优选地，将所述充电装置嵌入到设置在公共场所的车轮定位器中。

本发明还提供一种电动车辆的车载充电方法，所述方法包括：

建立充电装置和所述电动车辆之间的通讯连接和充电连接、以及充电装置与设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接；

建立所述充电装置与中央服务器之间的通讯连接、以及充电装置与电网之间的电力连接；

所述付费装置根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置；

所述充电装置接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电；当判断结果为是时，将所述电动车辆的车载充电单元接入电网，对所述车载充电单元进行充电，并获取对车载充电单元充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；当判断结果为否时，断开所述电动车辆的车载充电单元与电网之间的连接；

所述充电装置包括：控制计算单元、电能计量单元、驱动单元、充电开关、通讯单元；

所述控制计算单元的第一端与通讯单元相连，通过通讯单元与所述付费装置和所述电动车辆的整车控制单元建立通讯连接；所述控制计算单元的第二端通过中央服务器通讯线路与中央服务器建立通讯连接；所述控制计算单元的第三端通过驱动单元与充电开关的控制端相连；所述控制计算单元的第四端接所述电能计量单元的电量输出端；

所述充电开关的第一端接电能计量单元的输入端，所述充电开关的第二端通过电网电缆接电网；

所述电能计量单元的电能输出端通过充电电缆接电动车辆，其电量输出端接所述控制计算单元；

所述控制计算单元，根据接收自所述付费装置的充电信息和接收自所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆充电，输出相应的充电指令至所述驱动单元；接收所述电能计量单元输出的充电电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；

所述驱动单元，将接收到的充电指令转化为相应的控制信号，输出至所述充电开关的控制端，控制所述充电开关的闭合或断开；

所述电能计量单元，用于当所述充电开关闭合时，接收电网输入的交流电并输送至电动车辆，并对接收到的交流电进行电量计量，将计量得到的充电电量值输出至所述控制计算单元。

优选地，所述充电信息包括开始充电信息和停止充电信息；

所述付费装置根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置，包括：

当所述电动车辆的账户余额信息为有余额时，所述付费装置发送开始充电信息至所述充电装置；

当所述账户余额信息为没有余额时，所述付费装置发送停止充电信息至所述充电装置的控制计算单元。

优选地，所述付费装置实时对所述电动车辆的账户余额信息进行监测，当监测到所述电动车辆的账户余额为没有余额时，发送停止充电信息至所述充电装置。

优选地，所述剩余电量信息包括电未满信息和电满信息；

所述充电装置接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电，包括：

当所述充电信息为开始充电且所述剩余电量信息为电未满时，所述充电装置确定需要对所述电动车辆进行充电；

当所述充电信息为停止充电或者所述剩余电量信息为电满时，所述充电装置确定不需要对所述电动车辆进行充电。

优选地，所述付费装置集成为一钱包文件，通过接触式卡、非接触式卡或者无线通信方式进行充值。

优选地，将所述充电装置嵌入到设置在公共场所的车轮定位器中

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明所述的电动车辆用充电系统，包括充电装置和付费装置，其付费装置设置在电动车辆上，当需要对电动车辆充电时，只需要通过电动车辆通讯线路建立充电装置和电动车辆以及设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接，即可实现用户在车上就能够完成充电付费操作。

与现有常用的充电桩相比较，付费装置设置在电动车辆上，用户无需下车就可以完成充电付费操作，增强了用户体验；同时，也能够节省设置在公共场所的充电设施的安装成本和安装空间。

附图说明

图1为本发明实施例所述的电动车辆用充电系统结构图；

图2为本发明实施例所述的电动车辆用充电系统的外部连接实物图；

图3为本发明实施例所述驱动单元电路结构图；

图4为本发明实施例所述的电动车辆的车载充电方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动车辆用充电系统以及电动车辆的车载充电方法，能够使用户在车上就可以完成电费结算，方便用户使用的同时，还能够节省充电设施的安装成本和安装空间。

参照图1，为本发明实施例所述的电动车辆用充电系统结构图。所述系统包括：充电装置10和设置在电动车辆4上的付费装置20。

当需要对所述电动车辆4充电时，通过电动车辆通讯线路建立所述充电装置10和所述电动车辆4以及设置在电动车辆4上的付费装置20之间的通讯连接；通过充电电缆建立所述充电装置10与所述电动车辆4之间的充电连接；通过中央服务器通讯线路建立所述充电装置10与中央服务器2之间的通讯连接；通过电网电缆建立所述充电装置10与电网之间的电力连接。

所述充电装置10，用于接收所述付费装置20发送的充电信息和所述电动车辆4的整车控制单元42的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆4进行充电，当判断结果为是时，将所述电动车辆4的车载充电单元41接入电网3，对所述车载充电单元41进行充电，并获取对车载充电单元41充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器2；当判断结果为否时，断开所述电动车辆4的车载充电单元41与电网3之间的连接。

所述付费装置20，用于根据所述电动车辆4的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置10。

本发明所述的电动车辆用充电系统，其付费装置20设置在电动车辆4上，当需要对电动车辆充电时，只需要通过电动车辆通讯线路建立充电装置10和电动车辆4以及设置在电动车辆4上的付费装置20之间的通讯连接，即可实现用户在车上就能够完成充电付费操作。

与现有常用的充电桩相比较，付费装置20设置在电动车辆4上，用户无需下车就可以完成充电付费操作，方便用户使用，同时也能够节省设置在公共场所的充电设施的安装成本和安装空间。

具体的，在所述电动车辆4上设置有车载充电单元41、整车控制单元42、以及充电通讯接口。其中，所述充电通讯接口具体可以包括：通讯端口43和充电端口44。

所述电动车辆4的车载充电单元41与所述充电端口44相连；所述付费装置20、所述电动车辆4的车载充电单元41和整车控制单元42均与所述通讯端口43相连。

所述充电装置10包括：控制计算单元101、电能计量单元102、驱动单元103、充电开关104、通讯单元105。

所述控制计算单元101的第一端与通讯单元105相连，通过通讯单元105与所述付费装置20和电动车辆4的整车控制单元42建立通讯连接；所述控制计算单元101的第二端通过中央服务器通讯线路与中央服务器2建立通讯连接；所述控制计算单元101的第三端通过驱动单元103与充电开关104的控制端相连，发送充电指令至驱动单元103以控制所述充电开关104的闭合与断开；所述控制计算单元101的第四端接所述电能计量单元102的电量输出端，用于接收所述电能计量单元102计算得到的充电电量值。

所述通讯单元105一端接所述控制计算单元101的第一端，另一端接所述电动车辆4的通讯端口43，用于建立所述充电装置10与所述付费装置20和电动车辆4的整车控制单元42之间的通讯连接。

所述充电开关104的第一端接电能计量单元102的输入端，所述充电开关104的第二端通过电网电缆接电网3。

所述电能计量单元102的电能输出端通过充电电缆接所述电动车辆4的充电端口44，其电量输出端接所述控制计算单元101。

所述控制计算单元101根据接收自所述付费装置20的充电信息和接收自所述电动车辆4的整车控制单元42的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆4进行充电，并根据判断结果输出相应的充电指令至所述驱动单元103；接收所述电能计量单元102输出的充电电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器2。

所述驱动单元103将接收到的充电指令转化为相应的控制信号，输出至所述充电开关104的控制端，控制所述充电开关104的闭合或断开。

所述电能计量单元102用于当所述充电开关104闭合时，接收电网输入的交流电并输送至电动车辆4，并对接收到的交流电进行电量计量，将计量得到的充电电量值输出至所述控制计算单元101。

具体的，当所述充电开关104闭合时，所述电动车辆4的车载充电单元41通过所述电能计量单元102与电网3相连，实现对车载充电单元41充电；当所述充电开关104断开时，断开所述车载充电单元41与电网3，停止对所述车载充电单元41充电。

目前，在公共场所（例如加油站、停车场等）均设置有车轮定位器。所述车轮定位器，又可以称为车轮挡轮器、倒车垫、阻位器、挡车器等，可以防止车辆倒车进停车位时越位，避免车辆的破装，是限定车辆正确停放位置的最佳设施。

优选的，本发明实施例所述的电动车辆用充电系统，可以将所述充电装置10嵌入到设置在公共场所的车轮定位器中，从而可以充分利用车轮定位器的内部空间。与现阶段通常使用的充电桩相比，本发明所述充电系统，与设置在公共场所的车轮定位器集成为一体，无需单独占用安装空间，其结构简单、构建成本低，解决了电动车辆的充电设施安装和占地成本较高的问题，可以极大的推动电动车辆产业的大力发展。

具体的，可以参照图2所示，为本发明实施例所述的电动车辆用充电系统的外部连接实物图。如图2所示，充电装置（图2中未示出）内置在车轮定位器5中。在电动汽车4上设置有充电端口44和通讯端口43，当需要对电动汽车4进行充电时，只需通过电动车辆通讯线路实现内置在车轮定位器5中的充电装置和所述电动车辆之间的通讯连接；通过充电电缆建立所述充电装置与所述电动车辆4之间的充电连接；通过中央服务器通讯线路建立所述充电装置与中央服务器2之间的通讯连接；通过电网电缆建立所述充电装置与电网之间的电力连接。

参照图1，所述付费装置20，用于根据所述电动车辆4的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置10。

需要说明的是，所述付费装置20可以集成有一个钱包文件（用于存储账户余额信息的专用文件，只用授权的部门才可以为其充值，平时只能对其进行扣减操作）。

具体的，用户首先需要去指定售电部门买电，可以通过接触式/非接触式卡买电，所述付费装置20集成有充电卡槽，用户可以将买的电充入所述付费装置20的钱包文件，用户每次充电时，钱自动从钱包文件中扣除，当钱包文件余额不足时，所述付费装置20能提醒用户余额不足，及时买电。

所述付费装置20的钱包文件也可以直接通过无线通信方式对其进行充值，类似于当前的手机卡充值，用户只需到营业网点充钱到指定的付费装置20，或者通过网上银行或者其他方式为其进行充值。

需要说明的是，所述充电信息包括开始充电信息和停止充电信息。其中，当所述电动车辆4的账户余额信息为有余额时，所述付费装置20发送开始充电信息至所述充电装置10的控制计算单元101；当所述账户余额信息为没有余额时，所述付费装置20发送停止充电信息至所述充电装置10的控制计算单元101。

优选地，所述付费装置20，可以实时对电动车辆4的账户余额信息进行监测，当监测到该电动车辆4的账户余额为零（即为没有余额）时，可以立即发送相应的充电信息（即为停止充电信息）至所述充电装置10的控制计算单元101。

下面对控制计算单元101的工作原理进行详细描述。所述控制计算单元101根据接收自所述付费装置20的充电信息和接收自所述电动车辆4的整车控制单元42的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆4进行充电，并根据判断结果输出相应的充电指令至所述驱动单元103；接收所述电能计量单元102输出的充电电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器2。

首先，需要说明的是，所述接收自所述电动车辆4的整车控制单元42的剩余电量信息包括电未满信息和电满信息，其中，当接收到电未满信息时，说明当前所述电动车辆4的车载充电单元41电量不满，可以对其进行充电；当接收到电满信息时，说明当前所述车载充电单元41处于电满状态，不需要再对其进行充电，此时，即使所述充电信息为开始充电，也不会对所述车载充电单元41进行充电。

具体的，当所述充电信息为开始充电且所述剩余电量信息为电未满时，需要对电动车辆4进行充电，此时所述充电指令为启动，所述驱动单元103接收到启动指令，闭合所述充电开关104，实现对车载充电单元41充电；当所述充电信息为停止充电或者所述剩余电量信息为电满时，不需要对电动车辆4进行充电，此时所述充电指令为关断，所述驱动单元103接收到关断指令，断开所述充电开关104，停止对所述车载充电单元41充电。

参照图3，为本发明实施例所述驱动单元电路结构图。如图3所示，所述驱动单元103包括：电容110、限流电阻120、光电耦合器140、上拉电阻160、二极管170、功率开关器件180、继电器200。其中，所述继电器200包括继电器等效线圈电阻190和继电器吸合开关210；所述光电耦合器140包括发光二极管130和受光三极管150。

所述限流电阻120的一端接所述控制计算单元101的输出端，接收所述控制计算单元101输出的充电指令，所述限流电阻120的另一端接所述光电耦合器140的第一端（即为发光二极管130的阴极）。

所述光电耦合器140的第二端（即为发光二极管130的阳极）接工作电压Vdc，所述光电耦合器140的第三端（即为受光三极管150的发射极）接地，所述光电耦合器140的第四端（即为受光三极管150的集电极）经所述上拉电阻160接所述工作电压Vdc。

所述功率开关器件180的门极接所述光电耦合器140的第四端，所述功率开关器件180的源极接地，所述功率开关器件180的漏极接所述二极管170的阳极，所述二极管170的阴极接所述工作电压Vdc；所述电容110接在所述功率开关器件180的门极和源极之间。

所述继电器200的第一端（即为继电器等效线圈电阻190的一端）接所述功率开关器件180的漏极，所述继电器200的第二端（即为继电器等效线圈电阻190的另一端）接所述工作电压Vdc；所述继电器200的第三端（即为继电器吸合开关210的一端）接所述充电开关104的正端，所述继电器200的第四端（即为继电器吸合开关210的另一端）接所述充电开关104的负端。

图3所示的驱动单元，当所述控制计算单元101输出的充电指令为低电平时，所述发光二极管130发光，所述受光三极管150导通，所述功率开关器件180的门极为低电平，使得所述功率开关器件180关断，所述继电器等效线圈电阻190中无电流通过，所述继电器吸合开关210断开，由此控制所述充电开关104断开。当所述充电指令为高电平时，所述发光二极管130不发光，受光三极管150关断，所述功率开关器件180的门极为高电平，使得所述功率开关器件180开通，所述继电器等效线圈电阻190中有电流通过，所述继电器吸合开关210闭合，由此控制所述充电开关104闭合。

需要说明的是，本发明实施例所述电动车辆的充电系统适用于任何可以采用车载电源作为动力的车辆。例如，纯电动汽车、混合动力汽车、纯电动自行车、纯电动摩托车、纯电动轮椅等等。

本发明实施例中，所述通信单元可为RS232通讯模块、RS485通讯模块、LonWorks（现场总线）通讯模块、CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）通讯模块、PROFIBUS通讯模块、基金会现场总线FF（Fieldbus Foundation）通讯模块、WorldFIP通讯模块、通讯模块、HART（Highway Addressable RemoteTransducer，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议）通讯模块、Motbus通讯模块、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议）通讯模块、或电力载波通讯模块，以及上述各通讯模块中任意2个或者3个的组合，且并不限于上述列举形式。

所述控制计算单元，可以为PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）、单片机、FPGA（Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列）、CPLD（ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）、普通计算机、工业用计算机、触摸屏式计算机、IPAD、移动终端以及其中任意2个或者3个的组合，且并不限于上述列举形式。

所述充电开关，可以为继电器、接触器、空气开关、断路器、晶闸管、绝缘栅双极晶体管、场效应管以及其他可以控制的开关，以及上述各开关中任意2个或者3个的组合。

需要说明的是，通过本发明实施例所述的充电系统，可以当充电开关104闭合时，可以实现电动车辆4的车载充电单元41与电网3之间的连接，从而实现将电网3输出的单相或三相交流电通过所述电能计量单元输送至所述电动车辆4，实现对电动车辆4的车载充电单元41充电。

所述电能计量单元，可以为单相电能计量模块、三相电能计量模块、或者上述两种电能计量模块的组合。

对应于本发明实施例提供的电动车辆用充电系统，本发明实施例还提供一种电动车辆的车载充电方法。参照图4，为本发明实施例所述的电动车辆的车载充电方法流程图。

如图4所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S41：建立充电装置和所述电动车辆之间的通讯连接和充电连接、以及充电装置与设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接。

步骤S42：建立所述充电装置与中央服务器之间的通讯连接、以及充电装置与电网之间的电力连接。

步骤S43：所述付费装置根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置。

步骤S44：所述充电装置接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电；当判断结果为是时，将所述电动车辆的车载充电单元接入电网，对所述车载充电单元进行充电，并获取对车载充电单元充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；当判断结果为否时，断开所述电动车辆的车载充电单元与电网之间的连接。

本发明所述的电动车辆的车载充电方法中，其付费装置设置在电动车辆上，当需要对电动车辆充电时，只需要通过电动车辆通讯线路建立充电装置和电动车辆以及设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接，即可实现用户在车上就能够完成充电付费操作。

与现有常用的充电桩相比较，付费装置设置在电动车辆上，用户无需下车就可以完成充电付费操作，增强了用户体验；同时，也能够节省设置在公共场所的充电设施的安装成本和安装空间。

其中，步骤S41和步骤S42之间的执行顺序可以互换。

需要说明的是，所述充电信息可以包括开始充电信息和停止充电信息。

对应的，步骤S43中所述付费装置根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置，具体可以包括：当所述电动车辆的账户余额信息为有余额时，所述付费装置发送开始充电信息至所述充电装置；当所述账户余额信息为没有余额时，所述付费装置发送停止充电信息至所述充电装置的控制计算单元。

优选地，所述方法还可以进一步包括：所述付费装置实时对所述电动车辆的账户余额信息进行监测，当监测到所述电动车辆的账户余额为没有余额时，发送停止充电信息至所述充电装置。

需要说明的是，所述剩余电量信息包括电未满信息和电满信息。

对应的，步骤S44中，所述充电装置接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电，具体可以包括：当所述充电信息为开始充电且所述剩余电量信息为电未满时，所述充电装置确定需要对所述电动车辆进行充电；当所述充电信息为停止充电或者所述剩余电量信息为电满时，所述充电装置确定不需要对所述电动车辆进行充电。

优选地，本发明实施例中，所述付费装置集成为一钱包文件，通过接触式卡、非接触式卡或者无线通信方式进行充值。

优选地，本发明实施例中，可以将所述充电装置嵌入到设置在公共场所的车轮定位器中。

以上对本发明所提供的一种电动车辆用充电系统以及电动车辆的车载充电方法，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种电动车辆用充电系统，其特征在于，所述系统包括：充电装置和设置在所述电动车辆上的付费装置；

通过电动车辆通讯线路建立所述充电装置和所述电动车辆以及设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接；通过充电电缆建立所述充电装置与所述电动车辆之间的充电连接；通过中央服务器通讯线路建立所述充电装置与中央服务器之间的通讯连接；通过电网电缆建立所述充电装置与电网之间的电力连接；

所述充电装置，用于接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电，当判断结果为是时，将所述电动车辆的车载充电单元接入电网，对所述车载充电单元进行充电，并获取对车载充电单元充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；当判断结果为否时，断开所述电动车辆的车载充电单元与电网之间的连接；

所述付费装置，用于根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置；

所述充电装置包括：控制计算单元、电能计量单元、驱动单元、充电开关、通讯单元；

所述控制计算单元的第一端与通讯单元相连，通过通讯单元与所述付费装置和所述电动车辆的整车控制单元建立通讯连接；所述控制计算单元的第二端通过中央服务器通讯线路与中央服务器建立通讯连接；所述控制计算单元的第三端通过驱动单元与充电开关的控制端相连；所述控制计算单元的第四端接所述电能计量单元的电量输出端；

所述充电开关的第一端接电能计量单元的输入端，所述充电开关的第二端通过电网电缆接电网；

所述电能计量单元的电能输出端通过充电电缆接电动车辆，其电量输出端接所述控制计算单元；

所述控制计算单元，根据接收自所述付费装置的充电信息和接收自所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆充电，输出相应的充电指令至所述驱动单元；接收所述电能计量单元输出的充电电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；

所述驱动单元，将接收到的充电指令转化为相应的控制信号，输出至所述充电开关的控制端，控制所述充电开关的闭合或断开；

所述电能计量单元，用于当所述充电开关闭合时，接收电网输入的交流电并输送至电动车辆，并对接收到的交流电进行电量计量，将计量得到的充电电量值输出至所述控制计算单元。

2.根据权利要求1所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述充电信息包括开始充电信息和停止充电信息；

所述付费装置，用于当所述电动车辆的账户余额信息为有余额时，发送开始充电信息至所述充电装置的控制计算单元；当所述账户余额信息为没有余额时，发送停止充电信息至所述充电装置的控制计算单元。

3.根据权利要求2所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述剩余电量信息包括电未满信息和电满信息；

所述控制计算单元，用于当所述充电信息为开始充电且所述剩余电量信息为电未满时，输出启动指令至所述驱动单元；当所述充电信息为停止充电或者所述剩余电量信息为电满时，输出关断指令至所述驱动单元。

4.根据权利要求1所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述驱动单元包括：电容、限流电阻、光电耦合器、上拉电阻、二极管、功率开关器件、继电器；其中，所述继电器包括继电器等效线圈电阻和继电器吸合开关；所述光电耦合器包括发光二极管和受光三极管；

所述限流电阻的一端接所述控制计算单元的输出端，所述限流电阻的另一端接所述发光二极管的阴极；

所述发光二极管的阳极接工作电压，所述受光三极管的发射极接地，所述受光三极管的集电极经所述上拉电阻接所述工作电压；

所述功率开关器件的门极接所述受光三极管的集电极，所述功率开关器件的源极接地，所述功率开关器件的漏极接所述二极管的阳极，所述二极管的阴极接所述工作电压；所述电容接在所述功率开关器件的门极和源极之间；

所述继电器等效线圈电阻的一端接所述功率开关器件的漏极，所述继电器等效线圈电阻的另一端接所述工作电压；所述继电器吸合开关的一端接所述充电开关的正端，所述继电器吸合开关的另一端接所述充电开关的负端。

5.根据权利要求1所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述充电开关为继电器、接触器、空气开关、断路器、晶闸管、绝缘栅双极晶体管、场效应管、或者上述各开关中任意2个或者3个的组合。

6.根据权利要求1所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述通讯单元为RS232通讯模块、RS485通讯模块、LonWorks通讯模块、CAN通讯模块、PROFIBUS通讯模块、基金会现场总线FF通讯模块、WorldFIP通讯模块、HART通讯模块、Motbus通讯模块、TCP/IP通讯模块、电力载波通讯模块、或者上述各通讯模块中任意2个或者3个的组合。

7.根据权利要求1所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述控制计算单元为可编程逻辑控制器PLC、数字信号处理器DSP、单片机、现场可编程门阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD、普通计算机、工业用计算机、触摸屏式计算机、移动终端、或者上述任意2个或者3个的组合。

8.根据权利要求1所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，所述电能计量单元为单相电能计量模块、三相电能计量模块、或者上述两种电能计量模块的组合。

9.根据权利要求1至8任一项所述的电动车辆用充电系统，其特征在于，将所述充电装置嵌入到设置在公共场所的车轮定位器中。

10.一种电动车辆的车载充电方法，其特征在于，所述方法包括：建立充电装置和所述电动车辆之间的通讯连接和充电连接、以及充电装置与设置在电动车辆上的付费装置之间的通讯连接；

建立所述充电装置与中央服务器之间的通讯连接、以及充电装置与电网之间的电力连接；

所述付费装置根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置；

所述充电装置接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电；当判断结果为是时，将所述电动车辆的车载充电单元接入电网，对所述车载充电单元进行充电，并获取对车载充电单元充电的电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；当判断结果为否时，断开所述电动车辆的车载充电单元与电网之间的连接；

所述充电装置包括：控制计算单元、电能计量单元、驱动单元、充电开关、通讯单元；

所述控制计算单元的第一端与通讯单元相连，通过通讯单元与所述付费装置和所述电动车辆的整车控制单元建立通讯连接；所述控制计算单元的第二端通过中央服务器通讯线路与中央服务器建立通讯连接；所述控制计算单元的第三端通过驱动单元与充电开关的控制端相连；所述控制计算单元的第四端接所述电能计量单元的电量输出端；

所述充电开关的第一端接电能计量单元的输入端，所述充电开关的第二端通过电网电缆接电网；

所述电能计量单元的电能输出端通过充电电缆接电动车辆，其电量输出端接所述控制计算单元；

所述控制计算单元，根据接收自所述付费装置的充电信息和接收自所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对电动车辆充电，输出相应的充电指令至所述驱动单元；接收所述电能计量单元输出的充电电量值，计算得到充电金额，反馈至中央服务器；

所述驱动单元，将接收到的充电指令转化为相应的控制信号，输出至所述充电开关的控制端，控制所述充电开关的闭合或断开；

所述电能计量单元，用于当所述充电开关闭合时，接收电网输入的交流电并输送至电动车辆，并对接收到的交流电进行电量计量，将计量得到的充电电量值输出至所述控制计算单元。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述充电信息包括开始充电信息和停止充电信息；

所述付费装置根据所述电动车辆的账户余额信息，发送相应的充电信息至所述充电装置，包括：

当所述电动车辆的账户余额信息为有余额时，所述付费装置发送开始充电信息至所述充电装置；

当所述账户余额信息为没有余额时，所述付费装置发送停止充电信息至所述充电装置的控制计算单元。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述付费装置实时对所述电动车辆的账户余额信息进行监测，当监测到所述电动车辆的账户余额为没有余额时，发送停止充电信息至所述充电装置。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述剩余电量信息包括电未满信息和电满信息；

所述充电装置接收所述付费装置的充电信息和所述电动车辆的整车控制单元的剩余电量信息，判断是否需要对所述电动车辆进行充电，包括：

当所述充电信息为开始充电且所述剩余电量信息为电未满时，所述充电装置确定需要对所述电动车辆进行充电；

当所述充电信息为停止充电或者所述剩余电量信息为电满时，所述充电装置确定不需要对所述电动车辆进行充电。

14.根据权利要求10至13任一项所述的方法，其特征在于，所述付费装置集成为一钱包文件，通过接触式卡、非接触式卡或者无线通信方式进行充值。

15.根据权利要求10至13任一项所述的方法，其特征在于，将所述充电装置嵌入到设置在公共场所的车轮定位器中。