CN102902255A - 一种集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法 - Google Patents

一种集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法，包括多个交流充电桩，每个交流充电桩通过充电连接模块与电动汽车相连接，其特征在于，所述多个交流充电桩的电源端和电源配电装置相连集中供电，所述多个交流充电桩的通信端通过CAN总线和监控主机相连。本发明提供的集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法，由监控主机实现刷卡、充电计量、停车计时和操控结付费；在停车的位置只有充电部分；并将充电桩和监控主机通过CAN 网络连接，从而实现停车库的统一管理，节省了成本，方便了控制。

Description

一种集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车交流充电系统及其监控方法，尤其涉及一种集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法。
背景技术
充电桩是电动力车充电站，外形犹如停车计时秒表一般。一个充电桩可同时为两辆汽车充电，从没电到充满的充电时间为6至8小时。充电桩能实现计时、计电度、计金额充电，可以作为市民购电终端。充电桩可分为直流充电桩，交流充电桩和交直流一体充电桩。
现有充电桩大都是单桩结构，或者是1桩2充结构，存在成本高，占地面积要求高等弊端。具体来说，单桩结构具有如下缺点：1）、车库的使用面积比较紧张，而单个交流充电桩安装占地面积大；2）、单个交流充电桩价格比较贵；3）、充电桩与现行车辆管理单元是两个系统，不方便管理。
因此，对于地下、立体或类似的集中管理式的电动汽车停车库，有必要提供集中管理式的电动汽车交流充电桩及其监控方法，实现停车库的统一管理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法，既能实现停车库的统一管理，又能降低充电桩的使用管理成本。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种集中管理式电动汽车交流充电系统，包括多个交流充电桩，每个交流充电桩通过充电连接模块与电动汽车相连接，其中，所述多个交流充电桩的电源端和电源配电模块相连集中供电，所述多个交流充电桩的通信端通过CAN总线和监控主机相连, 所述监控主机和道闸轧机相连，所述监控主机控制电动汽车的充电计量及停车计时并控制道闸轧机的放行。
上述的集中管理式电动汽车交流充电系统，其中，每个交流充电桩包括主控CPU、显示模块、通讯模块和辅助电源模块；每个交流充电桩的电源端和充电连接模块、电动汽车、电源配电模块相串联形成充电回路，所述充电回路中串联有计量模块，所述计量模块为电力测量电表，所述电力测量电表通过RS485和主控CPU相连。
上述的集中管理式电动汽车交流充电系统，其中，所述充电回路中设有电源保护模块，所述电源保护模块包括漏电空开和防雷器。
本发明为解决上述技术问题还提供一种上述集中管理式电动汽车交流充电系统的监控方法，包括如下步骤：a) 电动汽车进入停车场入口，刷卡开闸，监控主机给用户分配停车位，同时通知该停车位上的交流充电桩做好充电准备并开始停车计时；b) 电动汽车停到指定的停车位置，插好充电插头，交流充电桩检测到充电插头准备好，开始充电记录充电信息；c) 用户按下交流充电桩上停止充电的按钮，停止充电，用户拔下充电插头；交流充电桩通知监控主机充电结束，并上传充电信息，监控主机计算充电费用；d) 电动汽车离开驶至出口处，刷卡扣费后，监控主机控制道闸轧机放闸，结付费用包括停车费用和充电费用。
上述的集中管理式电动汽车交流充电系统的监控方法，其中，所述充电信息包括充电电量，充电电流和充电时间。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的集中管理式电动汽车交流充电系统及其监控方法，由监控主机实现刷卡、充电计量、停车计时和操控结付费；在停车的位置只有充电部分；并将充电桩和监控主机通过CAN 网络连接，从而实现停车库的统一管理，节省了成本，方便了控制。
附图说明
图1为本发明集中管理式电动汽车交流充电系统结构示意图；
图2为本发明集中管理式电动汽车交流充电系统控制流程图；
图3为本发明集中监控主机电路方框图；
图4为本发明交流充电桩的电路方框图；
图5为本发明交流充电桩的充电流程图。
图中：
1 交流充电桩2 道闸轧机3 监控主机
4 电源配电模块5 远程监控中心6 CAN总线
10 主控CPU11 通讯模块12 计量模块
13 显示模块14 辅助电源模块16 充电连接模块
17 电源保护模块18 电动汽车30主控CPU
31键盘输入模块32 显示模块33 辅助电源模块
34 WIFI模块36 CAN通信单元37 GPRS模块
38 以太网通信单元
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明集中管理式电动汽车交流充电系统结构示意图。
请参见图1，本发明提供的集中管理式电动汽车交流充电系统包括多个交流充电桩1，每个交流充电桩1通过充电连接模块16与电动汽车18相连接，其中，所述多个交流充电桩1的电源端和电源配电模块4相连集中供电，所述多个交流充电桩1的通信端通过CAN总线6和监控主机3相连, 所述监控主机3和道闸轧机2相连，所述监控主机3控制电动汽车18的充电计量及停车计时并控制道闸轧机2的放行。所述监控主机3可通过网络和远程监控中心5相连。
图2为本发明集中管理式电动汽车交流充电系统控制流程图。
请继续参见图2，本发明集中管理式电动汽车交流充电系统控制流程主要分为四个步骤：
步骤1.准备状态：电动汽车18进入停车场入口，刷卡开闸，监控主机3给用户分配停车位，同时通知对应的交流充电桩1做好充电准备，并开始停车计时。
步骤2.开始充电：电动汽车18停到指定的停车位置，插好充电插头，充电桩1检测到充电插头准备好，开始充电，并通知监控主机3，交流充电桩1实时记录并上传充电电量，充电电流，充电时间等数据。
步骤3.结束充电：用户按下充电桩1上停止充电的按钮，停止充电，用户拔下充电插头；充电桩1通知监控主机3充电结束，并上传充电信息，监控主机3计算充电费用。
步骤4.结付费：电动汽车18驶至出口处，刷卡扣费(包括停车费用和充电费用)，监控主机3控制道闸轧机2放闸。
图3为本发明集中监控主机电路方框图。
请参见图3，监控主机3安装在停车场的入口及出口，实现停车车位分配，充电流程管理，以及停车费与充电费的收取。集中监控主机3可以提供WIFI及GPRS通讯功能，以向用户提供上网热点或充电信息提示。集中监控主机3包括主控CPU 30，显示模块32，RFID模块单元，CAN通信单元36，WIFI模块34，以太网通信块单元38，GPRS模块37，按键输入模块31，辅助电源模块33。
其中主控CPU 30管理道闸轧机2的开启关闭，停车位及充电桩的分配，收取停车费，充电费，提供网络热点及短信提醒服务，采用高性能嵌入式处理器，安装windows CE或Linux操作系统。显示模块32为TFT彩屏，提供友好人机界面，可以带触摸屏。RFID支持CPU卡，CAN通信单元36用于与交流装组网，WIFI模块34用于提供上网热点，以太网通信单元38可以连接后台或接入Internet,GPRS模块37用于向用户发送充电信息或其他提示信息，或者与后台通讯。各模块具体选型如下:
表1 集中监控主机模块选型
图4为本发明交流充电桩的电路方框图。
请继续参见图4，本发明提供的的集中管理式电动汽车交流充电系统，其中，每个交流充电桩包括主控CPU 10、显示模块13、通讯模块11和辅助电源模块14；每个交流充电桩1的电源端和充电连接模块16、电动汽车18、电源配电模块4相串联形成充电回路，所述充电回路中串联有计量模块12，所述计量模块12为电力测量电表，所述电力测量电表通过RS485和主控CPU10相连；所述每个交流充电桩包括两个充电插头或插座。
各模块连接关系如下：
1.通讯模块11:连接外部CAN总线与桩内主控CPU 10，符合CAN2.0B协议。
2.主控CPU 10:连接显示模块13，控制显示内容；连接充电连接模块16，控制充电的开始和结束；连接通讯模块11，接收集中监控主机3的命令。
3.显示模块13:显示主控CPU 10发来的信息。
4.充电连接模块16:受主控CPU 10，接通或者断开充电回路；包括符合GBT 20243.2的充电连接器和交流接触器。
5.计量模块12：串联在充电回路中，对充电电量进行计量，计量结果传送到主控CPU 10；
6.电源保护模块17：保护充电回路的过压，过流，过载，漏电；电气元件包括交漏电空开，防雷器。
7.辅助电源模块14：给充电桩内部的模块供低压直流电。
各模块具体选型如下：
表2 充电桩模块选型
图5为本发明交流充电桩的充电流程图。
请参见图5，本发明交流充电桩的充电流程如下：
步骤S501：空闲状态： 交流充电桩1等待集中监控主机3发送充电指令,此时充电桩不能充电。
步骤S502：接收充电指令：交流充电桩1接收到集中监控主机3发送的充电指令，等待电动汽车18插入充电电缆。
步骤S503：插入充电电缆：交流充电桩1检测到充电电缆插入，与电动汽车18进行通讯，确认充电电缆是否连接好，确认最大充电电流。
步骤S504：充电：插好充电电缆后，交流充电桩1开始充电，同时实时向集中监控主机3发送相关充电参数，例如充电电流，充电电量等。
步骤S505：拔出电缆：交流充电桩1检测到充电电缆拔出，停止充电，通知集中监控主机3充电结束。
步骤S506：反馈充电参数：交流充电桩1向集中监控主机3发送充电时间，充电电量等参数，然后返回状态步骤S501。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种集中管理式电动汽车交流充电系统，包括多个交流充电桩（1），每个交流充电桩（1）通过充电连接模块（16）与电动汽车（18）相连接，其特征在于，所述多个交流充电桩（1）的电源端和电源配电模块（4）相连集中供电，所述多个交流充电桩（1）的通信端通过CAN总线（6）和监控主机（3）相连, 所述监控主机（3）和道闸轧机（2）相连，所述监控主机（3）控制电动汽车（18）的充电计量及停车计时并控制道闸轧机（2）的放行。
2.如权利要求1所述的集中管理式电动汽车交流充电系统，其特征在于，每个交流充电桩（1）包括主控CPU(10)、显示模块(13)、通讯模块(11)和辅助电源模块（14）；每个交流充电桩（1）的电源端和充电连接模块（16）、电动汽车（18）、电源配电模块（4）相串联形成充电回路，所述充电回路中串联有计量模块(12)，所述计量模块(12)为电力测量电表，所述电力测量电表通过RS485和主控CPU(10)相连。
3.如权利要求2所述的集中管理式电动汽车交流充电系统，其特征在于，所述充电回路中设有电源保护模块（17），所述电源保护模块（17）包括漏电空开和防雷器。
4.一种如权利要求1所述的集中管理式电动汽车交流充电系统的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
a) 电动汽车（18）进入停车场入口，刷卡开闸，监控主机（3）给用户分配停车位，同时通知该停车位上的交流充电桩（1）做好充电准备并开始停车计时；
b) 电动汽车（18）停到指定的停车位置，插好充电插头，交流充电桩（1）检测到充电插头准备好，开始充电记录充电信息；
c) 用户按下交流充电桩（1）上停止充电的按钮，停止充电，用户拔下充电插头；交流充电桩（1）通知监控主机（3）充电结束，并上传充电信息，监控主机（3）计算充电费用；
d) 电动汽车（18）离开驶至出口处，刷卡扣费后，监控主机（3）控制道闸轧机（2）放闸，结付费用包括停车费用和充电费用。
5.如权利要求4所述的集中管理式电动汽车交流充电系统的监控方法，其特征在于，所述充电信息包括充电电量，充电电流和充电时间。
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