CN105634068A - 一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，包括手动控制设备、AVR32芯片、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪、充电允许开关阵列和多个充电桩主体结构。本发明在保证电力系统安全稳定运行的基础上，将电力系统可提供的充电负荷最大化，并站在车主的角度选择时间消耗最少的充电方式来确定导航路线，提高了车主的出行效率，同时也可让车主主动遵循充电导引。

Description

一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站

技术领域

本发明涉及充电站领域，尤其涉及一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站。

背景技术

国际通用的SAEJ1772-2010标准规定了三种充电方式：用于慢充的ACLevel1以及用于快充的ACLevel2和DCcharging。其中，慢充主要靠充电桩完成，充电时长在6小时以上，适用于处于长时间停车的电动汽车。而快充则主要在充电站中完成，充电时间在15分钟到2个小时，适用于电动汽车的应急充电以及公共汽车和出租车的日常充电，且此时的充电功率可视为电动汽车充电的最大功率。但是，电动汽车充电可能对电力系统造成不利影响，如过载和电能损耗。同时，如果大量的电动汽车都集中前往某个充电站进行充电的话，可能会造成在一些站内车辆等待过久而在另外一些站没有车辆充电的情况。本发明的目的就是为了解决这个问题。

导航需要考虑的信息包括交通管理信息和电网信息。考虑的交通管理信息包括实时采集的信息和历史数据。实时信息通过交通调度中心获得，并存入数据库；历史数据从交通调度中心的数据库中取得。考虑的电网信息是配网信息，主要从电网调度中心获得。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，通过优化充电桩的内部结构，提高各个充电桩的工作性能，尤其重要的是，通过引入红外线传感阵列、一氧化氮检测仪和一氧化碳检测仪获取充电站内充电桩开关控制的基础数据，同时，采用充电允许开关阵列完成对各个充电桩的自动化开关控制。

根据本发明的一方面，提供了一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，所述充电站包括手动控制设备、AVR32芯片、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪、充电允许开关阵列和多个充电桩主体结构，红外线传感阵列、一氧化氮检测仪和一氧化碳检测仪协同操作，用于统计附近道路上的车辆类型，充电允许开关阵列和手动控制设备分别用于实现对多个充电桩主体结构的自动开关和手动开关，AVR32芯片与红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪和充电允许开关阵列分别连接。

更具体地，在所述基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站中，包括：手动控制设备，与充电允许开关阵列的多个充电允许开关分别连接，用于接收用户的输入，实现对多个充电允许开关的手动操作；充电允许开关阵列，包括多个充电允许开关，每一个充电允许开关与一个充电桩主体结构的电力接收设备连接，用于切断或恢复对应充电桩主体结构对充电供电线路的接收，以实现对对应充电桩主体结构的开启关闭操作，其中，充电允许开关阵列中充电允许开关的数量与充电桩主体结构的数量相同；红外线传感阵列，水平设置在充电站附近道路位置，由多个红外线传感单元组成，根据同时被触发的红外线传感单元的数量确定充电站附近道路是否存在汽车行驶通过，当确定存在汽车行驶通过时发出汽车通过信号；一氧化氮检测仪，设置在红外线传感阵列附近，用于检测红外线传感阵列附近的一氧化氮浓度，并当一氧化氮浓度大于等于第一浓度阈值时，发出一氧化氮超标信号；一氧化碳检测仪，设置在红外线传感阵列附近，用于检测红外线传感阵列附近的一氧化碳浓度，并当一氧化碳浓度大于等于第二浓度阈值时，发出一氧化碳超标信号；计时器，用于实时发送计时信号；充电桩主体结构，包括电力接收设备、防雷跳闸、急停开关、防盗开关、LCD显示器、触摸屏、指示灯、控制按键、打印机、IC卡读写设备、模拟量采集设备、开关量采集设备和充电插座；电力接收设备，用于与充电供电线路连接，将充电供电线路接入充电桩主体结构；LCD显示器与AVR32芯片连接，用于显示充电桩主体结构的各种工作状态；触摸屏与AVR32芯片连接，用于接收电动车用户的各种输入；指示灯与AVR32芯片连接，用于显示充电插座是否连接上电动汽车的电池；控制按键与AVR32芯片连接，用于接收电动车用户的各种输入；打印机与AVR32芯片连接，用于在AVR32芯片的控制下，打印各类报表；IC卡读写设备与AVR32芯片连接，用于在AVR32芯片的控制下对电动车用户的IC卡进行读写操作，以实现对电动车用户充电操作的计费；模拟量采集设备与AVR32芯片连接，用于采集充电桩主体结构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态，并将充电桩主体结构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态发送给AVR32芯片；开关量采集设备与防雷跳闸、急停开关和防盗开关分别连接，用于对防雷跳闸、急停开关和防盗开关的开关量进行数据采集，并将采集到的数据发送给AVR32芯片；AVR32芯片，与计时器、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪和多个充电允许开关分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到一氧化氮超标信号和一氧化碳超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每周自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比确定充电站内充电桩主体结构的开启数量，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，充电站内充电桩主体结构的开启数量越多；其中，红外线传感阵列的水平宽度大于等于最长汽车的长度，多个红外线传感单元为等间隔均匀分布。

更具体地，在所述基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站中：LCD显示器还用于显示充电站内充电桩主体结构的开启数量。

更具体地，在所述基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站中：LCD显示器还用于显示汽车数量、油类汽车数量和电动车数量。

更具体地，在所述基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站中：替换地，采用AVR32芯片的内置计时单元替换计时器。

更具体地，在所述基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站中：替换地，由触摸屏替换控制按键，以接收电动车用户的各种输入。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站的结构方框图。

附图标记：1手动控制设备；2AVR32芯片；3红外线传感阵列；4一氧化氮检测仪；5一氧化碳检测仪；6充电允许开关阵列；7充电桩主体结构

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站的实施方案进行详细说明。

当前，电动汽车充电站内的充电桩其结构比较粗犷，冗余度高，导致充电效率较为低下，浪费了大量的电力资源浪费，给电动汽车的驾驶员带来的用户体验比较差。

同时，现有技术中的电动汽车充电站只能通过人工操作方式控制管辖的充电桩的开启数量，即凭借管理者的历史经验手工控制，这种控制方式并不科学，容易导致在附近道路上行驶的电动汽车很少时，充电站内所有充电桩全部运行，造成电力能源的浪费，或者，在附近道路上行驶的需要充电的电动汽车数量远远超过空闲充电桩的数量。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，一方面，能够根据充电站附近道路的电动汽车具体数量自适应设置自己内部直流充电桩的开启数量，从而实现二者的相适应，提高充电站设备的节能水平，其次，能够改造每一个充电桩的结构和功能，提高充电桩的充电效率。

图1为根据本发明实施方案示出的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站的结构方框图，所述充电站包括手动控制设备、AVR32芯片、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪、充电允许开关阵列和多个充电桩主体结构，红外线传感阵列、一氧化氮检测仪和一氧化碳检测仪协同操作，用于统计附近道路上的车辆类型，充电允许开关阵列和手动控制设备分别用于实现对多个充电桩主体结构的自动开关和手动开关，AVR32芯片与红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪和充电允许开关阵列分别连接。

接着，继续对本发明的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站的具体结构进行进一步的说明。

所述充电站包括：手动控制设备，与充电允许开关阵列的多个充电允许开关分别连接，用于接收用户的输入，实现对多个充电允许开关的手动操作。

所述充电站包括：充电允许开关阵列，包括多个充电允许开关，每一个充电允许开关与一个充电桩主体结构的电力接收设备连接，用于切断或恢复对应充电桩主体结构对充电供电线路的接收，以实现对对应充电桩主体结构的开启关闭操作，其中，充电允许开关阵列中充电允许开关的数量与充电桩主体结构的数量相同。

所述充电站包括：红外线传感阵列，水平设置在充电站附近道路位置，由多个红外线传感单元组成，根据同时被触发的红外线传感单元的数量确定充电站附近道路是否存在汽车行驶通过，当确定存在汽车行驶通过时发出汽车通过信号。

所述充电站包括：一氧化氮检测仪，设置在红外线传感阵列附近，用于检测红外线传感阵列附近的一氧化氮浓度，并当一氧化氮浓度大于等于第一浓度阈值时，发出一氧化氮超标信号。

所述充电站包括：一氧化碳检测仪，设置在红外线传感阵列附近，用于检测红外线传感阵列附近的一氧化碳浓度，并当一氧化碳浓度大于等于第二浓度阈值时，发出一氧化碳超标信号。

所述充电站包括：计时器，用于实时发送计时信号。

所述充电站包括：充电桩主体结构，包括电力接收设备、防雷跳闸、急停开关、防盗开关、LCD显示器、触摸屏、指示灯、控制按键、打印机、IC卡读写设备、模拟量采集设备、开关量采集设备和充电插座。

电力接收设备用于与充电供电线路连接，将充电供电线路接入充电桩主体结构；LCD显示器与AVR32芯片连接，用于显示充电桩主体结构的各种工作状态；触摸屏与AVR32芯片连接，用于接收电动车用户的各种输入；指示灯与AVR32芯片连接，用于显示充电插座是否连接上电动汽车的电池。

控制按键与AVR32芯片连接，用于接收电动车用户的各种输入；打印机与AVR32芯片连接，用于在AVR32芯片的控制下，打印各类报表；IC卡读写设备与AVR32芯片连接，用于在AVR32芯片的控制下对电动车用户的IC卡进行读写操作，以实现对电动车用户充电操作的计费；模拟量采集设备与AVR32芯片连接，用于采集充电桩主体结构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态，并将充电桩主体结构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态发送给AVR32芯片。

开关量采集设备与防雷跳闸、急停开关和防盗开关分别连接，用于对防雷跳闸、急停开关和防盗开关的开关量进行数据采集，并将采集到的数据发送给AVR32芯片。

所述充电站包括：AVR32芯片，与计时器、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪和多个充电允许开关分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到一氧化氮超标信号和一氧化碳超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每周自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比确定充电站内充电桩主体结构的开启数量，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，充电站内充电桩主体结构的开启数量越多。

其中，红外线传感阵列的水平宽度大于等于最长汽车的长度，多个红外线传感单元为等间隔均匀分布。

可选地，在所述充电站中：LCD显示器还用于显示充电站内充电桩主体结构的开启数量；LCD显示器还用于显示汽车数量、油类汽车数量和电动车数量；替换地，采用AVR32芯片的内置计时单元替换计时器；以及替换地，可以采用触摸屏替换控制按键，以接收电动车用户的各种输入。

另外，充电站的常见设置位置如下：

(1)、公共停车场：停车场是社会充电站最佳的地方之一，交通方便、出入方便。可与停车场租用一个车位，甚至是便角落位置即可。

(2)、大型购物中心：此地放置充电站必然会受到购物中心欢迎，充电的人会顺便购买商品，这样，可与购物中心实现双赢。

(3)、可停车的路边地：城市停车越来越难，许多非主干道，都被允许用来临时停车，由于电动汽车快速充电站占用的地方非常小，可供箱式电动汽车快速充电站放置的位置非常多，并且根据需要进行随时移动。

(4)、高速路服务区：在高速路服务区设置几座箱式电动汽车快速充电站，就可连接周边城市。数量不多，但意义很大，他将大大增加电动汽车用户的信心。

(5)、居住小区：这是最贴近用户的地方，虽然小区内可以设置许多慢速充电桩，但有急事需要外出是几乎每个人都可能遇到的事情，慢速充电站必须与快速充电站结合起来才能发挥作用。

(6)、单位、写字楼等：一般单位与写字楼都有停车场地，单位购置充电站不仅可为本单位的电动汽车服务，也可为本单位员工电动汽车服务，当然也可允许社会车辆快速充电。

(7)、特殊景区，重要国道、偏远公路和用电无保障地域担忧须充电需求的地域可采用太阳能和风能等能源形式储能充电。

(8)、改装部分应急充电车，对因电能耗尽抛锚路边的电动汽车进行应急充电。

采用本发明的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，针对现有技术无法对充电站内充电桩数量进行自动开启控制的技术问题，通过引入红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪，确定附近道路上电动汽车相关数据，以上述电动汽车相关数据作为充电桩自动开启控制的关键依据，并采用充电允许开关阵列完成上述控制，从而避免浪费电力资源，同时，对充电站内每一个充电桩的结构进行优化，提升了充电站的整体充电效率。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，所述充电站包括手动控制设备、AVR32芯片、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪、充电允许开关阵列和多个充电桩主体结构，红外线传感阵列、一氧化氮检测仪和一氧化碳检测仪协同操作，用于统计附近道路上的车辆类型，充电允许开关阵列和手动控制设备分别用于实现对多个充电桩主体结构的自动开关和手动开关，AVR32芯片与红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪和充电允许开关阵列分别连接。

2.如权利要求1所述的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，其特征在于，所述充电站包括：

手动控制设备，与充电允许开关阵列的多个充电允许开关分别连接，用于接收用户的输入，实现对多个充电允许开关的手动操作；

充电允许开关阵列，包括多个充电允许开关，每一个充电允许开关与一个充电桩主体结构的电力接收设备连接，用于切断或恢复对应充电桩主体结构对充电供电线路的接收，以实现对对应充电桩主体结构的开启关闭操作，其中，充电允许开关阵列中充电允许开关的数量与充电桩主体结构的数量相同；

红外线传感阵列，水平设置在充电站附近道路位置，由多个红外线传感单元组成，根据同时被触发的红外线传感单元的数量确定充电站附近道路是否存在汽车行驶通过，当确定存在汽车行驶通过时发出汽车通过信号；

一氧化氮检测仪，设置在红外线传感阵列附近，用于检测红外线传感阵列附近的一氧化氮浓度，并当一氧化氮浓度大于等于第一浓度阈值时，发出一氧化氮超标信号；

一氧化碳检测仪，设置在红外线传感阵列附近，用于检测红外线传感阵列附近的一氧化碳浓度，并当一氧化碳浓度大于等于第二浓度阈值时，发出一氧化碳超标信号；

计时器，用于实时发送计时信号；

充电桩主体结构，包括电力接收设备、防雷跳闸、急停开关、防盗开关、LCD显示器、触摸屏、指示灯、控制按键、打印机、IC卡读写设备、模拟量采集设备、开关量采集设备和充电插座；

电力接收设备，用于与充电供电线路连接，将充电供电线路接入充电桩主体结构；

LCD显示器与AVR32芯片连接，用于显示充电桩主体结构的各种工作状态；

触摸屏与AVR32芯片连接，用于接收电动车用户的各种输入；

指示灯与AVR32芯片连接，用于显示充电插座是否连接上电动汽车的电池；

控制按键与AVR32芯片连接，用于接收电动车用户的各种输入；

打印机与AVR32芯片连接，用于在AVR32芯片的控制下，打印各类报表；

IC卡读写设备与AVR32芯片连接，用于在AVR32芯片的控制下对电动车用户的IC卡进行读写操作，以实现对电动车用户充电操作的计费；

模拟量采集设备与AVR32芯片连接，用于采集充电桩主体结构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态，并将充电桩主体结构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态发送给AVR32芯片；

开关量采集设备与防雷跳闸、急停开关和防盗开关分别连接，用于对防雷跳闸、急停开关和防盗开关的开关量进行数据采集，并将采集到的数据发送给AVR32芯片；

AVR32芯片，与计时器、红外线传感阵列、一氧化氮检测仪、一氧化碳检测仪和多个充电允许开关分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到一氧化氮超标信号和一氧化碳超标信号时，油类汽车数量自加1，电动车数量为汽车数量减去油类汽车数量，汽车数量、油类汽车数量和电动车数量每周自动清零，基于电动车数量占据汽车数量的百分比确定充电站内充电桩主体结构的开启数量，电动车数量占据汽车数量的百分比越大，充电站内充电桩主体结构的开启数量越多；

其中，红外线传感阵列的水平宽度大于等于最长汽车的长度，多个红外线传感单元为等间隔均匀分布。

3.如权利要求2所述的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，其特征在于：

LCD显示器还用于显示充电站内充电桩主体结构的开启数量。

4.如权利要求2所述的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，其特征在于：

LCD显示器还用于显示汽车数量、油类汽车数量和电动车数量。

5.如权利要求2所述的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，其特征在于：

替换地，采用AVR32芯片的内置计时单元替换计时器。

6.如权利要求2所述的基于交通信息与电网信息的电动汽车充电站，其特征在于：

替换地，由触摸屏替换控制按键，以接收电动车用户的各种输入。