CN105869301B - 能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统及其控制方法，涉及电动汽车租赁技术领域，该系统能通过手机预约租赁和能通过手机预约充电，并能让充满电的电动汽车自动移开充电桩。包括安装有电动汽车租赁APP的若干个手机、服务器、若干个充电桩、配设在每辆电动汽车上的分时租赁装置、预约模块和记录用户信用的信用模块；所述充电桩、预约模块和信用模块分别与服务器连接，所述分时租赁装置与服务器无线连接，所述手机与预约模块无线连接。

Description

能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车租赁技术领域，具体涉及一种能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统及其方法。

背景技术

目前，电动汽车租赁系统一般采用人工记账方式租车，运营过程中每单租赁需要人工参与，无法实现手机预约租赁，也无法实现手机预约充电，并且电动汽车充满电后不会自动移开，充满电的电动汽车继续占用充电桩，造成充电桩资源的浪费。因此，设计一种能通过手机预约租赁和能通过手机预约充电，并能自动移开充满电的电动汽车的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统及其控制方法。

发明内容

本发明是为了解决现有电动汽车租赁系统无法实现手机预约租赁，也无法实现手机预约充电，并且电动汽车充满电后不会自动移开，充满电的电动汽车继续占用充电桩，造成充电桩资源的浪费的不足，提供一种能通过手机预约租赁和能通过手机预约充电，并能让充满电的电动汽车自动移开充电桩的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统及其控制方法。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：

能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，包括安装有电动汽车租赁APP的若干个手机、服务器、若干个充电桩、配设在每辆电动汽车上的分时租赁装置、预约模块和记录用户信用的信用模块；所述充电桩、预约模块和信用模块分别与服务器连接，所述分时租赁装置与服务器无线连接，所述手机与预约模块无线连接；所述分时租赁装置包括车辆控制模块、车辆通信装置、用于身份验证的信息读入装置和用于车辆信息采集与处理的车载信息平台；所述车辆控制模块、车辆通信装置和信息读入装置分别与车载信息平台连接，分时租赁装置通过该分时租赁装置的车辆通信装置与服务器无线连接；分时租赁装置包括IC卡读写器，在IC卡读写器的读写面上贴紧连接有一张IC卡，并且IC卡读写器与IC卡一起嵌入设置在电动汽车的充电插头内；充电桩包括用一块隔板隔有上腔体和下腔体的壳体，充电桩还包括微控制单元和桩无线模块M2；在壳体的上表面上设有壳通孔，在壳体的上腔体内设有由一台一号气缸的一号伸缩杆带动能上下滑动的升降块，在壳通孔正下方的升降块上分别设有块通孔、读卡孔和推出孔；在推出孔正下方的隔板上设有二号气缸，并且二号气缸的二号伸缩杆能在推出孔中上下伸缩；在读卡孔正下方的隔板上设有读卡器；在块通孔正下方的隔板上设有板通孔，在板通孔内固定设有充电转接连接座，在充电转接连接座的上表面上设有电源上转接口，在充电转接连接座的下表面上设有电源下转接口，在壳体的下腔体内设有由一台三号气缸的三号伸缩杆带动上下移动的活动转接头，并且所述活动转接头能与充电转接连接座的电源下转接口正对匹配连接，充电桩的外接电源连接端头通过一根导电线连接在活动转接头上，并在导电线上设有电源总开关；所述读卡器的控制端、电源总开关的控制端、一号气缸的控制端、二号气缸的控制端、三号气缸的控制端和桩无线模块分别与微控制单元电连接；充电桩还包括停车台，在停车台上设有转盘和能带动车辆进出的一号输送带，在转盘上设有能带动车辆移动的二号输送带，转盘由一台一号步进电机驱动转动，一号输送带由一台二号步进电机驱动转动，二号输送带由一台三号步进电机驱动转动，所述一号步进电机的控制端、二号步进电机的控制端和三号步进电机的控制端分别与微控制单元电连接。

一种适用于所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的预约充电管理方法如下：使用者通过手机查找空闲的充电桩和空闲的车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至服务器，服务器发送预约充电信号至指定车辆和指定充电桩；

充电桩获取当前车辆的电量信息并发送至服务器，服务器根据电动汽车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，充电桩对当前车辆进行分时充电；

充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；

若当前时间处于峰电计费时间内，则服务器根据充电桩当前绑定的车辆中车载信息平台上传的车辆状态信息对充电桩进行操作，若当前绑定车辆经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；

充电判断过程如下：

先由人工或服务器对每个充电桩的赋一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，

然后服务器读取当前时间、谷电开启时间和当前车辆的储能电池电量值，服务器计算当前时间与谷电开启时间的差值得出时间差值；

当基础电量系数值除以时间差值后得出的数值加上当前车辆的储能电池电量值后所得的值如果大于或等于基础电量阈值则判定为禁止充电，

当基础电量系数值除以时间差值后得出的数值加上当前车辆的储能电池电量值后所得的值小于基础电量阈值则判定为需要充电；

充电桩上个统计周期中对应日期的平均借车次数乘以给定百分比系数得出电量修正值，基础电量阈值由基础电量值加上电量修正值得出，基础电量值为统一数值；若有多辆电动汽车在充电桩处等待充电，则比较相邻车辆的当前电量值，服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低依次进行充电。

一种适用于所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的预约租车管理方法包括：使用者通过手机或WEB客户端查找空闲车辆，发送预约租车的预约租车信号至服务器，所述服务器发送预约租车信号至指定车辆，并同步发送预约租车信号至充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆。

本方案电动汽车能通过手机预约租赁和能通过手机预约充电，并能让充满电的电动汽车自动移开充电桩，充满电的电动汽车不会占用充电桩，不会造成充电桩资源的浪费，稳定性可靠性较好，智能自动化程度高。

作为优选，充电桩还包括市电接口、常闭开关、一号节点、市电监测单元、MOS管开关、二号节点、备用电源单元、主用电源单元、二极管D2、直流传感器和公共地GND；所述常闭开关的控制端电连接在微控制单元的一号指令输出端上，所述常闭开关的电源输入端电连接在市电接口上，所述常闭开关的电源输出端、市电监测单元的电源输入端和主用电源单元的电源输入端分别电连接在一号接点上，所述市电监测单元的高电平输出端电连接在MOS管开关的栅极G上，所述备用电源单元的正极电压输出端电连接在MOS管开关的源极S上，所述主用电源单元的正极电源输出端电连接在二极管D2的正极上，所述直流传感器的电流输入端电连接在MOS管开关的漏极D上，所述直流传感器的电流输出端、二极管D2的负极、微控制单元的正极电源输入端和充电桩的外接电源连接端头的火线接头分别电连接在二号节点上，所述直流传感器的控制端电连接在微控制单元的二号指令输出端上，所述市电监测单元的接地端、主用电源单元的接地端、备用电源单元的接地端、微控制单元的接地端和充电桩的地端分别与公共地GND电连接。

一种适用于所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的自适应电源监测切换电路的使用控制方法，使用控制方法如下：

把市电接口接在市电上，常闭开关闭合；

当市电未掉电时，流入到一号节点处的市电分为两路市电传输，一路市电依次经过主用电源单元、二极管D2和二号节点后为微控制单元供电，另一路市电由市电监测单元实时连续监测，在市电监测单元对市电进行实时连续监测时，市电监测单元的高电平输出端会同时向MOS管开关的栅极G输出高电平信号；由于MOS管开关的栅极G为高电平信号时有MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间的电路处于断开状态，此时只有市电为微控制单元供电，而备用电源单元不向微控制单元供电；

当市电掉电时，市电监测单元会监测到无市电输入，同时微控制单元也无市电输入；在市电监测单元无市电输入时，市电监测单元的高电平输出端也无高电平信号输出，此时MOS管开关的栅极G就收不到高电平信号，即此时MOS管开关的栅极G的电平信号为低电平信号；由于MOS管开关的栅极G为低电平信号时有MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间的电路处于导通状态，此时市电不向微控制单元供电，而只有备用电源单元为微控制单元供电；

在微控制单元的控制下，直流传感器也实时连续的对MOS管开关的漏极D与二号节点之间线路上的电流进行检测，若把直流传感器所检测到的MOS管开关的漏极D与二号节点之间线路上的电流记为电流TA，并把所检测到的电流TA上传给微控制单元；

当备用电源单元为微控制单元供电时，直流传感器此时所检测到的电流TA大于零，直流传感器把检测到的电流TA大于零的信号传给微控制单元，微控制单元则判断此时为市电掉电状态，微控制单元根据市电掉电的判断结果作出相应数据信息处理；

当市电从掉电后又来电时，市电监测单元又立即监测到有市电输入，市电监测单元的高电平输出端又有高电平信号输出，此时MOS管开关的栅极G又收到市电监测单元传来的高电平信号，从而使得MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间又处于断开状态；

当MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间处于断开状态时，微控制单元又由市电供电；

当市电为微控制单元供电时，直流传感器此时所检测到的电流TA等于零，直流传感器把检测到的电流TA等于零的信号传给微控制单元，微控制单元则判断此时为市电供电状态，微控制单元根据市电供电的判断结果作出相应数据信息处理；

当要检测备用电源单元是否有电或者要检测备用电源单元在市电掉电时是否能为微控制单元提供电源的检测过程是：由微控制单元向常闭开关发出断开常闭开关的指令，常闭开关随即断开，若此时直流传感器所检测到的电流TA大于零，则说明备用电源单元能在市电掉电时能为微控制单元提供电源，若此时直流传感器所检测到的电流TA等于零，则说明此时微控制单元正由备用电源单元供电，从而说明此时备用电源单元不仅有电，而且还说明此时备用电源单元在市电掉电时是能为微控制单元提供电源的；

当有市电时微控制单元由市电供电，当无市电时微控制单元由备用电源单元供电，循环往复，始终让微控制单元一直处于有电状态，从而让微控制单元能有电来处理需要及时处理的数据信息。

作为优选，备用电源单元包括备用电源监测端口、储能电池、低压差线性稳压器、电容器C6、电容器C7、电容器C8、电阻R3、电阻R4、电阻R5和二极管D1；所述电容器C6的一端和电阻R3的一端分别电连接在备用电源监测端口上；所述电阻R3的另一端和电阻R4的一端分别电连接在电阻R5的一端上；所述低压差线性稳压器的VIN端、电阻R4的另一端和电容器C7的一端分别电连接在储能电池的正极端上；所述低压差线性稳压器的OUT端和电容器C8的一端分别电连接在二极管D1的正极上；所述二极管D1的负极电连接在MOS管开关的源极S上，所述储能电池的负极端、电容器C6的另一端、电阻R5的另一端、电容器C7的另一端、低压差线性稳压器的VSS端和电容器C8的另一端分别电连接在公共地GND上。

作为优选，备用电源单元还包括风光互补阵列，风光互补阵列的电源输出端与储能电池电连接，储能电池的控制端与微控制单元连接，风光互补阵列的控制端与微控制单元连接。

作为优选，充电桩还包括分别与微控制单元电连接的地址编码器M1、存储器M3、显示屏M4和GPS定位器M5。

作为优选，充电桩还包括照明设备、环境监测设备、流媒体广告设备、城市无线通信设备、摄像头和调度设备；所述照明设备的电源接口、环境监测设备的电源接口、流媒体广告设备的电源接口、城市无线通信设备的电源接口和摄像头的电源接口分别与充电桩上的对应电源输出接口电连接；所述主用电源单元的控制端、备用电源单元的控制端、市电监测单元的控制端、照明设备的控制端、环境监测设备的控制端、流媒体广告设备的控制端、城市无线通信设备的控制端、摄像头的控制端和调度设备分别与微控制单元连接。

作为优选，一种适用于所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的还车管理方法包括：当使用者停车后，车载信息平台显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用手机对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在车载信息平台选择还车命令并在充电桩处刷卡，充电桩与车辆绑定，使用者还车结束。

本发明能够达到如下效果：

本发明的电动汽车能通过手机预约租赁和能通过手机预约充电，并能让充满电的电动汽车自动移开充电桩，充满电的电动汽车不会占用充电桩，不会造成充电桩资源的浪费，稳定性可靠性较好，智能自动化程度高。

附图说明

图1为本发明实施例电动汽车的充电插头还未插入充电桩上时的一种使用状态连接结构示意图。

图2为本发明实施例电动汽车的充电插头已经插入充电桩上时的一种使用状态连接结构示意图。

图3为本发明实施例电动汽车的充电插头被充电桩上的二号气缸的二号伸缩杆顶起时的一种使用状态连接结构示意图。

图4为本发明实施例电动汽车的停放在停车台的转盘上正在充电时的一种使用状态连接结构示意图。

图5为本发明实施例电动汽车充满电后电动汽车自动移开充电桩时的一种使用状态连接结构示意图。

图6为本发明实施例充电桩处的一种电路原理连接结构示意框图。

图7为本发明实施例的一种整体电路原理连接结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例，能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，包括安装有电动汽车租赁APP的若干个手机90、服务器91、若干个充电桩56、配设在每辆电动汽车上的分时租赁装置92、预约模块93和记录用户信用的信用模块94；充电桩、预约模块和信用模块分别与服务器连接，分时租赁装置与服务器无线连接，手机与预约模块无线连接。

分时租赁装置包括车辆控制模块95、车辆通信装置96、用于身份验证的信息读入装置97和用于车辆信息采集与处理的车载信息平台98；车辆控制模块、车辆通信装置和信息读入装置分别与车载信息平台连接，分时租赁装置通过该分时租赁装置的车辆通信装置与服务器无线连接。

分时租赁装置还包括用于为用户提供个性化需求的附加模块90，附加模块与车载信息平台连接。

分时租赁装置还包括用于记录路况信息的路况模块100，路况模块与车载信息平台连接。

分时租赁装置包括IC卡读写器79，在IC卡读写器的读写面上贴紧连接有一张IC卡89，并且IC卡读写器与IC卡一起嵌入设置在电动汽车的充电插头78内；充电桩56包括用一块隔板57隔有上腔体58和下腔体59的壳体60，充电桩还包括微控制单元19和桩无线模块M2；在壳体的上表面上设有壳通孔61，在壳体的上腔体内设有由一台一号气缸47的一号伸缩杆62带动能上下滑动的升降块63，在壳通孔正下方的升降块上分别设有块通孔64、读卡孔65和推出孔66；在推出孔正下方的隔板上设有二号气缸48，并且二号气缸的二号伸缩杆75能在推出孔中上下伸缩；在读卡孔正下方的隔板上设有读卡器88；在块通孔正下方的隔板上设有板通孔67，在板通孔内固定设有充电转接连接座68，在充电转接连接座的上表面上设有电源上转接口69，在充电转接连接座的下表面上设有电源下转接口70，在壳体的下腔体内设有由一台三号气缸49的三号伸缩杆71带动上下移动的活动转接头72，并且活动转接头能与充电转接连接座的电源下转接口正对匹配连接，充电桩的外接电源连接端头27通过一根导电线73连接在活动转接头上，并在导电线上设有电源总开关74；读卡器的控制端46、电源总开关的控制端28、一号气缸的控制端29、二号气缸的控制端30、三号气缸的控制端31和桩无线模块32分别与微控制单元电连接。

在升降块上还设有竖直的导向孔，在导向孔内滑动设有导向杆76，导向杆的下端固定在隔板的上表面上，导向杆的上端压紧连接在上腔体的内顶壁上，在升降块与隔板之间的导向杆上设有挤压弹簧77。

充电桩还包括市电接口10、常闭开关11、一号节点12、市电监测单元13、MOS管开关17、二号节点18、备用电源单元20、主用电源单元24、二极管D2、直流传感器25和公共地GND；常闭开关的控制端a3电连接在微控制单元的一号指令输出端e3上，常闭开关的电源输入端a1电连接在市电接口上，常闭开关的电源输出端a2、市电监测单元的电源输入端和主用电源单元的电源输入端分别电连接在一号接点上，市电监测单元的高电平输出端电连接在MOS管开关的栅极G上，备用电源单元的正极电压输出端电连接在MOS管开关的源极S上，主用电源单元的正极电源输出端电连接在二极管D2的正极上，直流传感器的电流输入端b1电连接在MOS管开关的漏极D上，直流传感器的电流输出端b2、二极管D2的负极、微控制单元的正极电源输入端e1和充电桩的外接电源连接端头的火线接头27分别电连接在二号节点上，直流传感器的控制端b3电连接在微控制单元的二号指令输出端e2上，市电监测单元的接地端、主用电源单元的接地端、备用电源单元的接地端、微控制单元的接地端和充电桩的地端分别与公共地GND电连接。

市电监测单元包括降压变压器14、整流器15、电源监测芯片16、电容器C1、电容器C2、电容器C3、电容器C4、电容器C5、电阻R1和电阻R2；降压变压器的输入端电连接在一号节点上，降压变压器的输出端电连接在整流器的输入端上，整流器的输出端、电容C1的一端和电容C2的一端分别电连接在电源监测芯片的VDD端上，电源监测芯片的OUT端电连接在电阻R1的一端上，电阻R1的另一端、电容器C3的一端、电容器C4的一端、电容器C5的一端和电阻R2的一端分别电连接在MOS管开关的栅极G上，电容器C1的另一端、电容器C2的另一端、电源监测芯片的NC端、电源监测芯片的VSS端、电源监测芯片的DS端、电容器C3的另一端、电容器C4的另一端、电容器C5的另一端和电阻R2的另一端分别电连接在公共地GND上。

备用电源单元包括备用电源监测端口21、储能电池22、低压差线性稳压器23、电容器C6、电容器C7、电容器C8、电阻R3、电阻R4、电阻R5和二极管D1；电容器C6的一端和电阻R3的一端分别电连接在备用电源监测端口上；电阻R3的另一端和电阻R4的一端分别电连接在电阻R5的一端上；低压差线性稳压器的VIN端、电阻R4的另一端和电容器C7的一端分别电连接在储能电池的正极端上；低压差线性稳压器的OUT端和电容器C8的一端分别电连接在二极管D1的正极上；二极管D1的负极电连接在MOS管开关的源极S上，储能电池的负极端、电容器C6的另一端、电阻R5的另一端、电容器C7的另一端、低压差线性稳压器的VSS端和电容器C8的另一端分别电连接在公共地GND上。

备用电源单元还包括风光互补阵列26，风光互补阵列的电源输出端与储能电池电连接，储能电池的控制端33与微控制单元连接，风光互补阵列的控制端34与微控制单元连接。

常闭开关为常闭的继电器开关，并且继电器开关的控制端电路由市电供电，继电器开关的控制端电路的通断电控制端与微控制单元的一号指令输出端电连接。

充电桩还包括分别与微控制单元电连接的地址编码器M1、存储器M3、显示屏M4和GPS定位器M5。

充电桩还包括照明设备50、环境监测设备51、流媒体广告设备52、城市无线通信设备53、摄像头54和调度设备55；照明设备的电源接口、环境监测设备的电源接口、流媒体广告设备的电源接口、城市无线通信设备的电源接口和摄像头的电源接口分别与充电桩上的对应电源输出接口电连接；主用电源单元的控制端35、备用电源单元的控制端36、市电监测单元的控制端37、照明设备的控制端38、环境监测设备的控制端39、流媒体广告设备的控制端40、城市无线通信设备的控制端41、摄像头的控制端42和调度设备43分别与微控制单元连接。

充电桩还包括停车台84，在停车台上设有转盘85和能带动车辆进出的一号输送带86，在转盘上设有能带动车辆移动的二号输送带101，转盘由一台一号步进电机驱动转动，一号输送带由一台二号步进电机驱动转动，二号输送带由一台三号步进电机驱动转动，所述一号步进电机的控制端44、二号步进电机的控制端45和三号步进电机的控制端102分别与微控制单元电连接。

一种适用于能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的自适应电源监测切换电路的使用控制方法，使用控制方法如下：

把市电接口接在市电上，常闭开关闭合；

当市电未掉电时，流入到一号节点处的市电分为两路市电传输，一路市电依次经过主用电源单元、二极管D2和二号节点后为微控制单元供电，另一路市电由市电监测单元实时连续监测，在市电监测单元对市电进行实时连续监测时，市电监测单元的高电平输出端会同时向MOS管开关的栅极G输出高电平信号；由于MOS管开关的栅极G为高电平信号时有MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间的电路处于断开状态，此时只有市电为微控制单元供电，而备用电源单元不向微控制单元供电；

当市电掉电时，市电监测单元会监测到无市电输入，同时微控制单元也无市电输入；在市电监测单元无市电输入时，市电监测单元的高电平输出端也无高电平信号输出，此时MOS管开关的栅极G就收不到高电平信号，即此时MOS管开关的栅极G的电平信号为低电平信号；由于MOS管开关的栅极G为低电平信号时有MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间的电路处于导通状态，此时市电不向微控制单元供电，而只有备用电源单元为微控制单元供电；

在微控制单元的控制下，直流传感器也实时连续的对MOS管开关的漏极D与二号节点之间线路上的电流进行检测，若把直流传感器所检测到的MOS管开关的漏极D与二号节点之间线路上的电流记为电流TA，并把所检测到的电流TA上传给微控制单元；

当备用电源单元为微控制单元供电时，直流传感器此时所检测到的电流TA大于零，直流传感器把检测到的电流TA大于零的信号传给微控制单元，微控制单元则判断此时为市电掉电状态，微控制单元根据市电掉电的判断结果作出相应数据信息处理；

当市电从掉电后又来电时，市电监测单元又立即监测到有市电输入，市电监测单元的高电平输出端又有高电平信号输出，此时MOS管开关的栅极G又收到市电监测单元传来的高电平信号，从而使得MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间又处于断开状态；

当MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间处于断开状态时，微控制单元又由市电供电；

当市电为微控制单元供电时，直流传感器此时所检测到的电流TA等于零，直流传感器把检测到的电流TA等于零的信号传给微控制单元，微控制单元则判断此时为市电供电状态，微控制单元根据市电供电的判断结果作出相应数据信息处理；

当要检测备用电源单元是否有电或者要检测备用电源单元在市电掉电时是否能为微控制单元提供电源的检测过程是：由微控制单元向常闭开关发出断开常闭开关的指令，常闭开关随即断开，若此时直流传感器所检测到的电流TA大于零，则说明备用电源单元能在市电掉电时能为微控制单元提供电源，若此时直流传感器所检测到的电流TA等于零，则说明此时微控制单元正由备用电源单元供电，从而说明此时备用电源单元不仅有电，而且还说明此时备用电源单元在市电掉电时是能为微控制单元提供电源的；

当有市电时微控制单元由市电供电，当无市电时微控制单元由备用电源单元供电，循环往复，始终让微控制单元一直处于有电状态，从而让微控制单元能有电来处理需要及时处理的数据信息。

一种适用于能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的预约充电管理方法如下：使用者通过手机查找空闲的充电桩和空闲的车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至服务器，服务器发送预约充电信号至指定车辆和指定充电桩；

充电桩获取当前车辆的电量信息并发送至服务器，服务器根据电动汽车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，充电桩对当前车辆进行分时充电；

充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；

若当前时间处于峰电计费时间内，则服务器根据充电桩当前绑定的车辆中车载信息平台上传的车辆状态信息对充电桩进行操作，若当前绑定车辆经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；

充电判断过程如下：

先由人工或服务器对每个充电桩的赋一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，

然后服务器读取当前时间、谷电开启时间和当前车辆的储能电池电量值，服务器计算当前时间与谷电开启时间的差值得出时间差值；

当基础电量系数值除以时间差值后得出的数值加上当前车辆的储能电池电量值后所得的值如果大于或等于基础电量阈值则判定为禁止充电，

当基础电量系数值除以时间差值后得出的数值加上当前车辆的储能电池电量值后所得的值小于基础电量阈值则判定为需要充电；

充电桩上个统计周期中对应日期的平均借车次数乘以给定百分比系数得出电量修正值，基础电量阈值由基础电量值加上电量修正值得出，基础电量值为统一数值；若有多辆电动汽车在充电桩处等待充电，则比较相邻车辆的当前电量值，服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低依次进行充电。

具体举例如下，若今天是周六，统计周期为一周，则如上周周六借车次数是5次，则如上上周周六借车次数是7次等，多个统计周期平均计算下来周六在此地点的借车数量为5次，基础电量值为总电量的50％，百分比系数为2％，那么可以得出基础电量阈值为50％+2％*5＝60％，即为总电量的60％，若当前时间为9点，谷电计费时间为10点，那么当前时间差值为60分。基础电量系数值设定为300％，那么，300％/60＝5％，若当前车辆的电池电量值为总电量的50％，那么50％+5％＝55％，小于60％的基础电量阈值，判定为需要充电，充电桩对电动汽车进行充电。

若当前车辆的电池电量值为总电量的56％，那么基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值为56％+5％＝61％，大于60％的基础电量阈值，判定为需要充电，充电桩对电动汽车进行充电。

类似的若多个统计周期平均计算下来周六在此地点的借车数量较少，基础电量阈值较低，更不容易达到充电阈值。

若有若干辆车辆停车的距离在200米之内，则比较相邻车辆的当前电量值，中心服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低依次开始充电。

一种适用于能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的还车管理方法包括：当使用者停车后，车载信息平台显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用手机对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在车载信息平台选择还车命令并在充电桩处刷卡，充电桩与车辆绑定，使用者还车结束。

一种适用于能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的现场租车管理方法包括：信息读入装置读卡，车载信息平台判断当前车辆状态，若当前车辆状态不符合开启条件则车辆控制模块拒绝开启车门，租车结束；若当前车辆状态符合开启条件则由车辆控制模块解锁车门，用户进入车内，同时，车载信息平台传输当前读卡数据至服务器，服务器返回用户账户信息至车辆通信装置，若服务器返回用户账户信息为余额不足，车辆控制模块关闭车辆动力电源，车载信息平台提示后结束租车；若服务器返回用户账户信息为余额充足，车辆控制模块开启车辆动力电源，则由使用者进行现场租车使用。

一种适用于能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的预约租车管理方法包括：服务器发送预约租车信号至指定车辆，并同步发送预约租车信号至充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆。

在微控制单元的控制下，当电动汽车的电充满后，微控制单元给一号气缸发出一号伸缩杆伸长的指令，一号气缸的一号伸缩杆伸长后推动升降块往上移动，升降块往上移动后带动电动汽车的充电插头向上移动，电动汽车的充电插头向上移动后使得电动汽车的充电插头从充电转接连接座的电源上转接口69上断开。然后，微控制单元给二号气缸发出二号伸缩杆伸长的指令，二号气缸的二号伸缩杆伸长后推动升降块往上移动，升降块往上移动后带动电动汽车的充电插头向上移动，电动汽车的充电插头向上移动后使得电动汽车的充电插头从充电转接连接座的电源上转接口69上断开。然后，微控制单元给三号气缸发出三号伸缩杆伸长的指令，三号气缸的三号伸缩杆伸长后把电动汽车的充电插头从壳体的壳通孔顶出。然后，微控制单元给一号步进电机发出启动指令，一号步进电机启动带动转盘转动，转盘转动带动停在转盘上的电动汽车转动。当电动汽车的车头正对一号输送带时，微控制单元给转动盘上的三号步进电机发出启动指令，三号步进电机启动带动二号输送带向前输送，同时，微控制单元给二号步进电机发出启动指令，二号步进电机启动带动一号输送带向前输送，从而把充满电的电动汽车从充电桩移开。

用户要使用电动汽车租赁业务前，用户需要通过用户信息与手机绑定。需要租车或者需要租充电桩充电时，用户用手机把需要的租车或租充电桩的信息通过预约模块上传给服务器，服务器通过信用模块调取该用户的信用信息，如果该用户是可信任的用户，则同意租车或者租充电桩给该客户使用，如果该用户是不可信任的用户，则不同意租车或者租充电桩给该客户使用。当服务器确认该用户是可信任用户，服务器立即将该用户所需要的租赁信息发送给对应的电动汽车和对应的充电桩后，用户即可控制对应的电动汽车和对应的充电桩直至租赁时间结束。

需要充电时，客户根据需要用手机给服务器发出租赁信息，租赁信息包括需要充电的是哪辆电动汽车、需要充多少电量、需要用哪个充电桩充电和需要充电的时间是什么时候。

在充电时，电动汽车的充电插头78的插针83插入到充电转接连接座68的电源上转接口69中，此时，读卡器88读取布置在充电插头78内的IC卡上的信息。IC卡上的信息由设置在充电插头内的IC卡读写器79写入。充电插头的插头座包括连成于一体的下插头座80和上插头座82，充电插头的插头电线81从上插头座82引入，IC卡读写器79嵌入布置在下插头座80内，插针83的上端也固定在下插座80内。

路况模块对电动汽车的运行线路的路况信息进行记录，路况信息包括对应电动汽车不同时段在相同线路上每公里的用电量。用户在用车时，需要输入起点和终点，路况模块根据用户所走的线路和该车在该线路上平均每公里的用电量计算出用户从起点到终点共需要用多少电量，如果电量有充裕，就允许客户使用车载空调，如果电量没有充裕，就通过车辆控制模块切断车载空调的开关电源，从而使得在电量不充裕的情况下不许用户使用车载空调。

电动汽车通过其车上分时租赁装置的车辆通信装置与服务器无线通信连接。附加模块用于记录各个用车用户个性化需求的附加信息，附加信息包括用户在租车时是否需要用车载空调、是否需要用车载收音机、是否需要用车载音响、是否需要用车载导航、和该用户从起点到终点常走的线路信息等，便于该用户再次租赁这辆车时，系统之家调用该用户的附加信息，然后计算电量是否满足该用户使用，如果电量满足该用户使用，即可同意租车给该客户，如果电量不满足该用户的需要，就需要提醒该用户不能租这辆电动汽车或者需要继续充电后才能用这辆电动汽车，这样大大提高了用户用车的可靠性，不会导致用户在使用过程中电动汽车没有电的情况出现，降低用户用车的担心，提高了用户用车的可靠性，从而使得客户可长期定时绑定该电动汽车使用，特别适合上下班线路比较固定的用户使用。

本实例的电动汽车能通过手机预约租赁和能通过手机预约充电，并能让充满电的电动汽车自动移开充电桩，充满电的电动汽车不会占用充电桩，不会造成充电桩资源的浪费，稳定性可靠性较好，智能自动化程度高。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (9)

1.一种能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，其特征在于，包括安装有电动汽车租赁APP的若干个手机（90）、服务器（91）、若干个充电桩（56）、配设在每辆电动汽车上的分时租赁装置（92）、预约模块（93）和记录用户信用的信用模块（94）；

所述充电桩、预约模块和信用模块分别与服务器连接，所述分时租赁装置与服务器无线连接，所述手机与预约模块无线连接；所述分时租赁装置包括车辆控制模块（95）、车辆通信装置（96）、用于身份验证的信息读入装置（97）和用于车辆信息采集与处理的车载信息平台（98）；所述车辆控制模块、车辆通信装置和信息读入装置分别与车载信息平台连接，分时租赁装置通过该分时租赁装置的车辆通信装置与服务器无线连接；分时租赁装置包括IC卡读写器（79），在IC卡读写器的读写面上贴紧连接有一张IC卡（89），并且IC卡读写器与IC卡一起嵌入设置在电动汽车的充电插头（78）内；充电桩（56）包括用一块隔板（57）隔有上腔体（58）和下腔体（59）的壳体（60），充电桩还包括微控制单元（19）和桩无线模块M2；在壳体的上表面上设有壳通孔（61），在壳体的上腔体内设有由一台一号气缸（47）的一号伸缩杆（62）带动能上下滑动的升降块（63），在壳通孔正下方的升降块上分别设有块通孔（64）、读卡孔（65）和推出孔（66）；在推出孔正下方的隔板上设有二号气缸（48），并且二号气缸的二号伸缩杆（75）能在推出孔中上下伸缩；在读卡孔正下方的隔板上设有读卡器（88）；在块通孔正下方的隔板上设有板通孔（67），在板通孔内固定设有充电转接连接座（68），在充电转接连接座的上表面上设有电源上转接口（69），在充电转接连接座的下表面上设有电源下转接口（70），在壳体的下腔体内设有由一台三号气缸（49）的三号伸缩杆（71）带动上下移动的活动转接头（72），并且所述活动转接头能与充电转接连接座的电源下转接口正对匹配连接，充电桩的外接电源连接端头（27）通过一根导电线（73）连接在活动转接头上，并在导电线上设有电源总开关（74）；所述读卡器的控制端（46）、电源总开关的控制端（28）、一号气缸的控制端（29）、二号气缸的控制端（30）、三号气缸的控制端（31）和桩无线模块（32）分别与微控制单元电连接；充电桩还包括停车台（84），在停车台上设有转盘（85）和能带动车辆进出的一号输送带（86），在转盘上设有能带动车辆移动的二号输送带（101），转盘由一台一号步进电机驱动转动，一号输送带由一台二号步进电机驱动转动，二号输送带由一台三号步进电机驱动转动，所述一号步进电机的控制端（44）、二号步进电机的控制端（45）和三号步进电机的控制端（102）分别与微控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，其特征在于，充电桩还包括市电接口（10）、常闭开关（11）、一号节点（12）、市电监测单元（13）、MOS管开关（17）、二号节点（18）、备用电源单元（20）、主用电源单元（24）、二极管D2、直流传感器（25）和公共地GND；所述常闭开关的控制端（a3）电连接在微控制单元的一号指令输出端（e3）上，所述常闭开关的电源输入端（a1）电连接在市电接口上，所述常闭开关的电源输出端（a2）、市电监测单元的电源输入端和主用电源单元的电源输入端分别电连接在一号接点上，所述市电监测单元的高电平输出端电连接在MOS管开关的栅极G上，所述备用电源单元的正极电压输出端电连接在MOS管开关的源极S上，所述主用电源单元的正极电源输出端电连接在二极管D2的正极上，所述直流传感器的电流输入端（b1）电连接在MOS管开关的漏极D上，所述直流传感器的电流输出端（b2）、二极管D2的负极、微控制单元的正极电源输入端（e1）和充电桩的外接电源连接端头的火线接头（27）分别电连接在二号节点上，所述直流传感器的控制端（b3）电连接在微控制单元的二号指令输出端（e2）上，所述市电监测单元的接地端、主用电源单元的接地端、备用电源单元的接地端、微控制单元的接地端和充电桩的地端分别与公共地GND电连接。

3.根据权利要求2所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，其特征在于，备用电源单元包括备用电源监测端口（21）、储能电池（22）、低压差线性稳压器（23）、电容器C6、电容器C7、电容器C8、电阻R3、电阻R4、电阻R5和二极管D1；所述电容器C6的一端和电阻R3的一端分别电连接在备用电源监测端口上；所述电阻R3的另一端和电阻R4的一端分别电连接在电阻R5的一端上；所述低压差线性稳压器的VIN端、电阻R4的另一端和电容器C7的一端分别电连接在储能电池的正极端上；所述低压差线性稳压器的OUT端和电容器C8的一端分别电连接在二极管D1的正极上；所述二极管D1的负极电连接在MOS管开关的源极S上，所述储能电池的负极端、电容器C6的另一端、电阻R5的另一端、电容器C7的另一端、低压差线性稳压器的VSS端和电容器C8的另一端分别电连接在公共地GND上。

4.根据权利要求3所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，其特征在于，备用电源单元还包括风光互补阵列（26），风光互补阵列的电源输出端与储能电池电连接，储能电池的控制端(33)与微控制单元连接，风光互补阵列的控制端(34)与微控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，其特征在于，充电桩还包括分别与微控制单元电连接的地址编码器M1、存储器M3、显示屏M4和GPS定位器M5。

6.根据权利要求2所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统，其特征在于，充电桩还包括照明设备（50）、环境监测设备（51）、流媒体广告设备（52）、城市无线通信设备（53）、摄像头（54）和调度设备（55）；所述照明设备的电源接口、环境监测设备的电源接口、流媒体广告设备的电源接口、城市无线通信设备的电源接口和摄像头的电源接口分别与充电桩上的对应电源输出接口电连接；所述主用电源单元的控制端（35）、备用电源单元的控制端（36）、市电监测单元的控制端（37）、照明设备的控制端（38）、环境监测设备的控制端（39）、流媒体广告设备的控制端（40）、城市无线通信设备的控制端（41）、摄像头的控制端（42）和调度设备（43）分别与微控制单元连接。

7.一种适用于权利要求2所述的所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的自适应电源监测切换电路的使用控制方法，其特征在于，使用控制方法如下：

把市电接口接在市电上，常闭开关闭合；

当市电未掉电时，流入到一号节点处的市电分为两路市电传输，一路市电依次经过主用电源单元、二极管D2和二号节点后为微控制单元供电，另一路市电由市电监测单元实时连续监测，在市电监测单元对市电进行实时连续监测时，市电监测单元的高电平输出端会同时向MOS管开关的栅极G输出高电平信号；由于MOS管开关的栅极G为高电平信号时有MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间的电路处于断开状态，此时只有市电为微控制单元供电，而备用电源单元不向微控制单元供电；

当市电掉电时，市电监测单元会监测到无市电输入，同时微控制单元也无市电输入；在市电监测单元无市电输入时，市电监测单元的高电平输出端也无高电平信号输出，此时MOS管开关的栅极G就收不到高电平信号，即此时MOS管开关的栅极G的电平信号为低电平信号；由于MOS管开关的栅极G为低电平信号时有MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间的电路处于导通状态，此时市电不向微控制单元供电，而只有备用电源单元为微控制单元供电；

在微控制单元的控制下，直流传感器也实时连续的对MOS管开关的漏极D与二号节点之间线路上的电流进行检测，若把直流传感器所检测到的MOS管开关的漏极D与二号节点之间线路上的电流记为电流TA，并把所检测到的电流TA上传给微控制单元；

当备用电源单元为微控制单元供电时，直流传感器此时所检测到的电流TA大于零，直流传感器把检测到的电流TA大于零的信号传给微控制单元，微控制单元则判断此时为市电掉电状态，微控制单元根据市电掉电的判断结果作出相应数据信息处理；

当市电从掉电后又来电时，市电监测单元又立即监测到有市电输入，市电监测单元的高电平输出端又有高电平信号输出，此时MOS管开关的栅极G又收到市电监测单元传来的高电平信号，从而使得MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间又处于断开状态；

当MOS管开关的源极S和MOS管开关的漏极D之间处于断开状态时，微控制单元又由市电供电；

当市电为微控制单元供电时，直流传感器此时所检测到的电流TA等于零，直流传感器把检测到的电流TA等于零的信号传给微控制单元，微控制单元则判断此时为市电供电状态，微控制单元根据市电供电的判断结果作出相应数据信息处理；

当要检测备用电源单元是否有电或者要检测备用电源单元在市电掉电时是否能为微控制单元提供电源的检测过程是：由微控制单元向常闭开关发出断开常闭开关的指令，常闭开关随即断开，若此时直流传感器所检测到的电流TA大于零，则说明备用电源单元能在市电掉电时能为微控制单元提供电源，若此时直流传感器所检测到的电流TA等于零，则说明此时微控制单元正由备用电源单元供电，从而说明此时备用电源单元不仅有电，而且还说明此时备用电源单元在市电掉电时是能为微控制单元提供电源的；

当有市电时微控制单元由市电供电，当无市电时微控制单元由备用电源单元供电，循环往复，始终让微控制单元一直处于有电状态，从而让微控制单元能有电来处理需要及时处理的数据信息。

8.一种适用于权利要求1所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的预约充电管理方法，其特征在于，预约充电管理方法如下：使用者通过手机查找空闲的充电桩和空闲的车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至服务器，服务器发送预约充电信号至指定车辆和指定充电桩；

充电桩获取当前车辆的电量信息并发送至服务器，服务器根据电动汽车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，充电桩对当前车辆进行分时充电；

充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；

若当前时间处于峰电计费时间内，则服务器根据充电桩当前绑定的车辆中车载信息平台上传的车辆状态信息对充电桩进行操作，若当前绑定车辆经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；

充电判断过程如下：

先由人工或服务器对每个充电桩的赋一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，

然后服务器读取当前时间、谷电开启时间和当前车辆的储能电池电量值，服务器计算当前时间与谷电开启时间的差值得出时间差值；

当基础电量系数值除以时间差值后得出的数值加上当前车辆的储能电池电量值后所得的值如果大于或等于基础电量阈值则判定为禁止充电，

当基础电量系数值除以时间差值后得出的数值加上当前车辆的储能电池电量值后所得的值小于基础电量阈值则判定为需要充电；

充电桩上个统计周期中对应日期的平均借车次数乘以给定百分比系数得出电量修正值，基础电量阈值由基础电量值加上电量修正值得出，基础电量值为统一数值；若有多辆电动汽车在充电桩处等待充电，则比较相邻车辆的当前电量值，服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低依次进行充电。

9.一种适用于权利要求1所述的能通过手机预约充电的电动汽车租赁系统的还车管理方法，其特征在于，还车管理方法包括：当使用者停车后，车载信息平台显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用手机对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在车载信息平台选择还车命令并在充电桩处刷卡，充电桩与车辆绑定，使用者还车结束。