CN105429243A - 一种多接口的移动式充电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种多接口的移动充电系统及方法，系统包括移动充电模块和分别与移动充电模块连接的供电装置及充电接口部分，所述移动充电模块包括与供电装置连接的核心控制模块与多接口切换模块，多接口切换模块设有多路充电接口，与充电接口部分、核心控制模块连接，根据核心控制模块的指令调节与分配给一辆或多辆电动汽车充电；充电接口部分中的电能计量模块分别与充电接口、核心控制模块及多接口切换模块相连接，充电协议模块分别与充电接口、核心控制模块相连接。本发明充电过程便捷、安全；大大降低车位的浪费情况，减少施工难度和管理成本；且停放灵活，空间资源占有小，故障率低；充电共享和一充多用的模式，降低运营成本。

Description

一种多接口的移动式充电系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术，具体是一种多接口的移动式充电系统及方法。

背景技术

随着电动汽车市场的兴起，电动汽车产业成功吸引了越来越多个人或公司的瞩目。对于电动汽车的普及，其充电问题显得至关重要。目前电动汽车充电依赖于停车位，常见的以在车位上建桩为主，可是对于原来建有的绝大部分停车位，都是没有规划建桩的。若是要将现有车位改建适用于电动汽车充电的有桩车位，不仅需要大量的财力支撑，还要有足够的空间条件、管理政策条件支撑，而且少不了大规模动工改建。有条件的车主有自己的私用车库，而没有私有车库、没有合适充电环境的车主，充电问题最为棘手，这也不利于国家对新能源汽车推广政策的落实。不少住高楼层的车主，甚至购买数十米的电线从家中悬至楼下，以达到为爱车充电目的，这样不仅存在很大的安全隐患，还有碍小区管理，但也却是车主的无奈之举。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种多接口的移动式充电系统及方法，该充电系统空间资源占有小，施工难度小，管理成本低，价格相对较低，停放灵活，充电便捷，安全，维护方便，支持充电共享、一充多用的模式应用。

实现发明目的的技术方案是：

一种多接口的移动充电系统，包括移动充电模块和分别与移动充电模块连接的供电装置及充电接口部分，其中：

所述移动充电模块，包括与供电装置连接的核心控制模块与多接口切换模块，其中，多接口切换模块设有多路充电接口，与充电接口部分、核心控制模块连接，根据核心控制模块的指令调节与分配给一辆或多辆电动汽车充电，控制多路充电电流输出线路，达到给多辆电动汽车充电的效果；

所述充电接口部分，包括多条充电线路，每条线路包括充电接口、电能计量模块、充电协议模块，电能计量模块分别与充电接口、核心控制模块及多接口切换模块相连接，充电协议模块分别与充电接口、核心控制模块相连接。

所述核心控制模块分别与安全保护模块、网络模块、定位模块、监控模块、自检系统及防盗模块连接，其中：

所述核心控制模块，用于对整车相连接系统模块进行集成管理，并对数据信息进行采集、存储和处理。

所述安全保护模块，用于对移动充电车的用电安全、通信安全、设备安全进行保护，并且具备应急处理功能。

所述网络模块，保障移动充电车具有联网的功能，以达到与调度平台进行数据交互的目的。

所述定位模块，用于保障移动充电车的实时位置可查。

所述监控模块，用于对移动充电车的充电过程、充电结果进行实时监控和管理，为移动充电车的正常工作提供保障。

所述防盗模块，包括分别与核心控制模块连接和车轮锁、摄像头、系统失效模块和声光警报模块，其中：

车轮锁固定于车体，用于锁住车轮，可由核心控制模块控制上锁和解锁；

摄像头固定于车体，用于采集移动充电车周围环境的图像信息，其中摄像头至少设置两个，安装于移动充电车不同方向，实现多向图像记录；

系统失效模块，用于当设备遭到破坏和被盗时使设备失效；

声光警报模块，用于发出声音和闪烁灯光进行警报。

所述自检模块，嵌于核心控制模块，用于对设备状态性能的周期性自检。按既定周期对移动充电车各项系统模块、状态信息进行自检，并将数据传至核心控制模块。

所述供电装置，包括辅助电源、漏电保护开关及总电源开关，供电装置与移动充电模块的连接。

所述供电装置还包含：

220V市电回路，作用是充电系统提供电能给电动汽车充电，与多接口切换模块连接形成充电回路；

低压辅助电源回路，提供移动充电模块工作电源；

通信回路，用于供电装置和移动充电模块相互控制通信。

所述总电源开关和漏电保护开关，用于保护用电设备安全，在不使用充电状态时，供电装置断开供电电缆上220V市电，使供电电缆、移动充电车及充电接口、充电线缆、充电枪无电流通过，避免充电设备带电、漏电，在使用充电状态时，供电装置打开供电电缆上220V市电，充电电流接入多接口切换模块、充电接口、充电线缆、充电枪到电动汽车进行充电；

所述辅助电源，能够为核心控制模块和与核心控制模块连接的其他模块提供电源，保证系统的正常运行。

所述供电装置还设有视频监控主机，对所述固定于车体摄像头的视频图像进行处理和存储。

所述充电线路数量范围是3-20条充电线路，最佳范围值为4-8条充电线路。

所述充电接口，包括带充电线缆的充电接口和带充电插座的充电接口，与充电枪连接。

所述电能计量模块，用于计量每个充电接口对电动汽车所充电量并将数据传至核心控制模块。

所述充电协议模块，与核心控制模块、充电线缆部分相连，与充电车辆进行通信，判断是否连接正常；稳定充电流程，出现故障及时暂停并报错。

还包括充电线缆和供电线缆，充电线缆用于连接移动充电车与充电枪；供电线缆用于连接供电装置与移动充电车，供电线缆和充电线缆设有线缆灯光提醒装置，起警示与指引的作用。

一种多接口的充电方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）多接口充电系统与多辆电动汽车充电接口同时连接，充电系统对每辆车独立控制充电打开或关闭；

步骤2）充电系统监测每辆车的充电功率和所有车辆的总充电功率，设定有总充电功率最大允许值，充电系统控制总充电功率不大于总充电功率最大允许值，最大允许值根据电网不同时间段供电容量以及供电线路容量设定，避免影响其它重要的正常用电和用电安全，设定最小充电功率值，当提供给一辆电动汽车充电功率大于等于最小充电功率值时则给该辆车充电，否则不给予充电，最小充电功率值范围是0-10kw，最佳值设定为0.5-1kw；

步骤3）所述每辆电动汽车分配有充电优先级，充电系统优先给拥有最高优先级的车辆充电，监测所述最高优先级车辆的充电功率，如果所述最高优先级车辆的充电功率大于所述总充电功率最大允许值，则控制限定充电功率不大于所述总充电功率最大允许值；如果所述最高优先级车辆充电功率小于所述总充电功率最大允许值，则总充电功率最大允许值减去实际充电功率值为总剩余功率；

步骤4）如果总剩余功率大于等于最小充电功率值，则打开第二高优先级车辆充电，即充电系统开放第二辆车充电，如果第二辆车充电功率大于所述剩余总充电功率，则控制限定总充电功率不大于所述总充电功率最大允许值，如果所述第二辆车充电功率小于所述剩余总充电功率，则重新计算总剩余功率值为总充电功率最大允许值减去实际充电功率值，如果总剩余功率大于等于最小充电功率值，则依次打开次高优先级车辆充电，直至总剩余功率小于最小充电功率值；

本发明充电系统可以配合手机移动端进行充电服务认证，充电过程便捷、安全，检测到异常情况可以小异常自检、大异常停止工作；可以满足各类充电环境的充电需求，使电动汽车充电无需局限于专有的带桩车位，大大降低车位的浪费情况，减少施工难度和管理成本；且停放灵活，空间资源占有小，故障率低；充电共享和一充多用的模式，可以降低运营成本；结合物联网车联网技术，真正解决了电动汽车充电难的问题，具有很高的商业价值和市场应用价值。

附图说明

图1为本发明的结构连接框图；

图2为本发明的方法流程框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1，一种多接口的移动充电系统，由供电装置、移动充电模块及充电接口部分构成，移动充电车上设置移动充电模块、多接口切换模块，以及与移动充电模块相连接的供电装置、与移动充电模块相连接的充电接口部分；

供电装置S101同时连接核心控制模块S102与多接口切换模块S103，并且，所述多接口切换模块S103，设有多路充电电流输出接口，与充电接口部分、核心控制模块S102连接，根据核心控制模块S102的指令调节与分配给一辆或多辆电动汽车充电，控制多路输出充电电流线路，达到给多辆电动汽车充电的效果。

供电装置S101，包括辅助电源、漏电保护开关及总电源开关，作用是输入端接入市电，输出电压接入多接口切换模块S103给电动汽车充电；供电装置和移动充电模块连接，供电装置S101包括：

220V市电回路，作用是充电系统提供电能给电动汽车充电，与多接口切换模块连接形成充电回路；

低压辅助电源回路，提供移动充电模块工作电源；

通信回路，用于供电装置和移动充电模块相互控制通信。

供电装置S101带有视频监控主机，对所述固定于车体摄像头的视频图像进行处理和存储；供电装置S101带有总电源开关、漏电保护开关，用于保护用电设备安全，不在充电状态时，供电装置S101断开220V市电接通的充电线路，使移动充电车及充电接口S112、充电线缆、充电枪S113无电流通过，避免充电设备带电、漏电；供电装置S101还设有低压辅助电源，能够为核心控制模块S102和与核心控制模S102连接的其他模块提供电源，保证系统的正常运行；在使用充电状态时，供电装置接入多接口切换模块S103，通过充电枪S113与电动汽车连接充电。

所述充电接口部分，包括多条充电线路，每条线路包括充电接口S112、电能计量模块S111、充电协议模块S110，电能计量模块S111分别与充电接口S112、核心控制模块S102及多接口切换模块S103相连接，充电协议模块S110分别与充电接口S112、核心控制模块S102相连接。具体是包含3至20条充电线路。

核心控制模块S102，用于对整车相连接系统模块进行集成管理，并对数据信息进行采集、存储和处理；通过网络模块S108接收与处理服务端的数据，通过控制充电协议模块S110与车辆的充电系统通信握手确认成功进入充电就绪态后，根据电动汽车的充电功率调节输出功率，控制多接口切换模块S103切换至对应的充电路线，接通一条或多条充电线路并进入充电。

安全保护模块S107，用于对移动充电车的用电安全、通信安全、设备安全进行保护，并且具备应急处理功能，当充电设备出现故障时，自动切断电源，将数据保存并上传到服务端，并由服务端通知客户端故障信息。

网络模块S108，保障移动充电车具有联网的功能，用于与服务端发送与接收数据，将数据交给核心控制模块S102处理。

定位模块S109，实时获取当前的地理位置，将定位信息通过网络模块S108，上传至服务端，用于报告位置与防盗的作用。

监控模块S104，用于对移动充电车的充电过程、充电结果进行实时监控和管理，实时监控充电电压、电流，若充电时出现过压、过流，则通知核心控制模块S102，由核心控制模块S102控制安全保护模块S107进行应急处理，防止过压、过流，为移动充电车的正常工作提供保障。

防盗模块S105，包括分别与核心控制模S102块连接和车轮锁、摄像头、系统失效模块和声光警报模块，其中：

车轮锁固定于车体，用于锁住车轮，可由核心控制模块控制上锁和解锁；

摄像头固定于车体，用于采集移动充电车周围环境的图像信息，其中摄像头至少设置两个，安装于移动充电车不同方向，实现多向图像记录；

系统失效模块，用于当设备遭到破坏和被盗时使设备失效；

声光警报模块，用于发出声音和闪烁灯光进行警报。

自检模块S106，用于对设备状态性能的周期性自检。按既定周期对移动充电车各项系统模块、状态信息进行自检，并将数据传至核心控制模块S102，然后将数据上传至服务端进行管理。

多接口切换模块S103设有多路充电电流输出接口，与核心控制模块S102相连接，根据核心控制模块S102的指令调节与分配给一辆或多辆电动汽车充电，控制多路输出电流的线路，达到给多辆电动汽车充电的效果。

电能计量模块S111，与多接口切换模块S103、核心控制模块S102及充电接口S112相连。用于计量每个充电接口S112对电动汽车所充电量并将数据传至核心控制模块S102。

充电协议模块S110，与核心控制模块S102、充电接口S112相连，并与电动汽车进行握手通信，判断是否连接正常，在充电过程中，稳定充电流程，若出现故障及时停止充电并报错。

本发明移动式充电系统还包括：

充电线缆：用于连接移动充电车与充电枪，

供电线缆，用于连接供电装置与移动充电车，

供电线缆和充电线缆设有线缆灯光提醒装置，起警示与指引的作用。

参照图2，图2为本发明一种多接口的充电方法实施例的流程示意图，用以实现上述充电系统。本发明提供的充电调度方法包括以下步骤：

步骤S201中，多接口充电系统与多辆电动汽车充电接口同时连接，电系统对每辆车独立控制充电打开或关闭；

步骤S202中，充电系统监测每辆车的充电功率和所有车辆的总充电功率，设定有总充电功率最大允许值，充电系统控制总充电功率不大于总充电功率最大允许值，最大允许值根据电网不同时间段供电容量以及供电线路容量设定，避免影响其它重要的正常用电和用电安全，设定最小充电功率值，当提供给一辆电动汽车充电功率大于等于最小充电功率值时则给该辆车充电，否则不给予充电，最小充电功率值范围是0-10kw，最佳值设定为0.5-1kw；

步骤S203中，所述每辆电动汽车分配有充电优先级，充电系统优先给拥有最高优先级的车辆充电，监测所述最高优先级车辆的充电功率，如果所述最高优先级车辆的充电功率大于所述总充电功率最大允许值，则控制限定充电功率不大于所述总充电功率最大允许值；如果所述最高优先级车辆充电功率小于所述总充电功率最大允许值，则总充电功率最大允许值减去实际充电功率值为总剩余功率；

步骤S204中，如果总剩余功率大于等于最小充电功率值，则打开第二高优先级车辆充电，即充电系统开放第二辆车充电，如果第二辆车充电功率大于所述剩余总充电功率，则控制限定总充电功率不大于所述总充电功率最大允许值，如果所述第二辆车充电功率小于所述剩余总充电功率，则重新计算总剩余功率值为总充电功率最大允许值减去实际充电功率值，如果总剩余功率大于等于最小充电功率值，则依次打开次高优先级车辆充电，直至总剩余功率小于最小充电功率值。

Claims (10)

1.一种多接口的移动充电系统，其特征是：包括移动充电模块和分别与移动充电模块连接的供电装置及充电接口部分，其中：

所述移动充电模块，包括与供电装置连接的核心控制模块和多接口切换模块，多接口切换模块设有多路充电接口，与充电接口部分、核心控制模块连接，根据核心控制模块的指令调节与分配给一辆或多辆电动汽车充电；

所述充电接口部分，包括多条充电线路，每条线路包括充电接口、电能计量模块、充电协议模块，电能计量模块分别与充电接口、核心控制模块及多接口切换模块相连接，充电协议模块分别与充电接口、核心控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述的移动式充电系统，其特征是：所述供电装置，包括辅助电源、漏电保护开关及总电源开关，供电装置与移动充电模块的连接，供电装置还包含：

220V市电回路：提供电能给电动汽车充电，与多接口切换模块连接形成充电回路；

低压辅助电源回路：提供移动充电模块工作电源；

通信回路：用于供电装置和移动充电模块相互控制通信。

3.根据权利要求1所述的移动式充电系统，其特征是：所述供电装置还设有视频监控主机，对所述固定于车体摄像头的视频图像进行处理和存储。

4.根据权利要求1所述的移动式充电系统，其特征是：所述充电线路数量范围是3-20条充电线路，最佳值为4-8条充电线路。

5.根据权利要求1所述的移动式充电系统，其特征是：还包括充电线缆和供电线缆，充电线缆与移动充电车、充电枪连接，供电线缆与供电装置、移动充电车连接，供电线缆和充电线缆设有线缆灯光提醒装置。

6.根据权利要求1所述的移动充电系统，其特征是：所述核心控制模块分别与安全保护模块、网络模块、定位模块、监控模块、自检系统及防盗模块连接。

7.根据权利要求6所述的移动充电系统，其特征是：所述防盗模块，包括分别与核心控制模块连接和车轮锁、摄像头、系统失效模块和声光警报模块，其中：

车轮锁固定于车体，用于锁住车轮，可由核心控制模块控制上锁和解锁；

摄像头固定于车体，用于采集移动充电车周围环境的图像信息，其中摄像头至少设置两个，安装于移动充电车不同方向，实现多向图像记录；

系统失效模块，用于当设备遭到破坏和被盗时使设备失效；

声光警报模块，用于发出声音和闪烁灯光进行警报。

8.一种多接口的移动式充电方法，其特征是：包括如下步骤：

1）充电系统同时连接上多辆电动汽车充电接口，可单独控制每辆车的充电开关；

2）充电系统监测每辆车的充电功率和所有车辆的总充电功率，设定有总充电功率最大允许值，充电系统控制总充电功率不大于总充电功率最大允许值，设定最小充电功率值，当提供给一辆电动汽车充电功率大于等于最小充电功率值时则给该辆车充电，否则不给予充电；

3）所述每辆电动汽车分配有充电优先级，充电系统优先给拥有最高优先级的车辆充电，监测所述最高优先级车辆的充电功率，如果所述最高优先级车辆的充电功率大于所述总充电功率最大允许值，则控制限定充电功率不大于所述总充电功率最大允许值；如果所述最高优先级车辆充电功率小于所述总充电功率最大允许值，则总充电功率最大允许值减去实际充电功率值为总剩余功率；

4）如果所述总剩余功率大于等于所述最小充电功率值，则打开第二高优先级车辆充电，即充电系统开放第二辆车充电，如果第二辆车充电功率大于所述剩余总充电功率，则充电系统控制限定总充电功率不大于所述总充电功率最大允许值，如果所述第二辆车充电功率小于所述剩余总充电功率，则重新计算总剩余功率为总充电功率最大允许值减去实际充电功率值，如果总剩余功率大于等于最小充电功率值，则依次打开次高优先级车辆充电，直至总剩余功率小于最小充电功率值。

9.根据权利要求8所述的一种多接口的移动式充电方法，其特征是：总充电功率最大允许值根据电网不同时间段供电容量以及供电线路容量设定，避免影响其它重要的正常用电和用电安全。

10.根据权利要求8所述的一种多接口的移动式充电方法，其特征是：最小充电功率值范围是0-10kw，最佳值设定为0.5-1kw。