CN105913571B - 一种电动汽车租赁系统及充电桩远程预约方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车租赁系统及充电桩远程预约方法。该系统包括租赁服务器、若干个充电桩和设置在电动汽车上的租赁装置，所述充电桩上设有控制器、第一GPRS终端、第一RFID读写器和充电枪，所述租赁装置包括第二GPRS终端和第二RFID读写器，所述控制器分别与充电桩、第一GPRS终端和第一RFID读写器电连接，所述第二GPRS终端与第二RFID读写器电连接，所述第一GPRS终端和第二GPRS终端都能与租赁服务器进行无线通信，所述租赁服务器连接互联网。本发明提供了远程预约充电桩的功能，便于用户顺利对电动汽车进行充电，有利于租赁系统合理管理充电桩资源。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车租赁技术领域，尤其涉及一种电动汽车租赁系统及充电桩远程预约方法。
背景技术
电动汽车作为一种新兴的交通工具，因其使用起来比较环保，故其推广获得了国家的大力支持。但是因为现有的用于电动汽车的临时充电站点过少，这一原因直接限制了电动汽车的普及。
汽车租赁，是一种新兴的用车方法，与普通工具的租赁相比，因汽车成本较高，所以在租赁的时候管控起来比较麻烦。现有的电动汽车租赁系统没有充电预约功能，租车人要前往充电站寻找可用的充电桩给电动汽车充电，往往需要花费大量的时间才能找到可用的充电桩，耗时耗力。
发明内容
本发明的目的是克服现有电动汽车租赁系统没有充电预约功能，用户经过花费大量时间寻找可用充电桩的技术问题，提供了一种电动汽车租赁系统及充电桩远程预约方法，其提供了远程预约充电桩的功能，便于用户顺利对电动汽车进行充电，有利于租赁系统合理管理充电桩资源。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种电动汽车租赁系统，包括租赁服务器、若干个充电桩和设置在电动汽车上的租赁装置，所述充电桩上设有控制器、第一GPRS终端、第一RFID读写器和充电枪，所述租赁装置包括第二GPRS终端和第二RFID读写器，所述控制器分别与充电桩、第一GPRS终端和第一RFID读写器电连接，所述第二GPRS终端与第二RFID读写器电连接，所述第一GPRS终端和第二GPRS终端都能与租赁服务器进行无线通信，所述租赁服务器连接互联网。
在本技术方案中，用户在电动汽车上的第二RFID读写器处刷卡输入用户信息，第二GPRS终端将用户信息发送到租赁服务器，验证是否为注册用户，如果是注册用户则可以进行租车操作和还车操作。
充电桩通过第一GPRS终端将自身的状态信息发送到租赁服务器，租赁服务器监测系统内所有充电桩的工作状态。用户预约充电桩时，通过智能手持移动终端与租赁服务器通信，发送包含充电预约请求、预约时间、用户信息和用户当前位置的预约请求数据包到租赁服务器，租赁服务器接收到预约请求数据包后，在用户所在区域内查找出拥有处于空闲状态的充电桩的充电站点，并在这些充电站点中确定距离用户最近的充电站点，在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给该用户，将该充电桩与该用户绑定，并将绑定的充电桩的信息发送到用户的智能手持移动终端，在预约时间内只有该用户可以使用与其绑定的充电桩。
作为优选，所述第一GPRS终端和第二GPRS终端结构相同，都包括微处理器和GPRS模块。
作为优选，所述充电枪的交流充电口包括CC接口、CP接口、相线L接口、中性线N接口、保护线PE接口、CANH信号线接口和CANL信号线接口。
作为优选，所述充电桩前设有充电车位，所述充电车位上设有车位锁，所述车位锁与控制器电连接。
作为优选，所述充电桩上设有触摸屏，所述触摸屏与控制器电连接。用户可通过触摸屏输入操作指令，查询充电桩信息，充电费用结算信息等。
本发明的一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，包括以下步骤：
S1：充电桩通过第一GPRS终端将自身的状态信息发送到租赁服务器，租赁服务器监测系统内所有充电桩的工作状态；
S2：用户预约充电桩时，通过智能手持移动终端与租赁服务器通信，发送包含充电预约请求、预约时间、用户信息和用户当前位置的预约请求数据包到租赁服务器，租赁服务器接收到预约请求数据包后，在用户所在区域内查找出拥有处于空闲状态的充电桩的充电站点，并在这些充电站点中确定距离用户最近的充电站点，在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给该用户，将该充电桩与该用户绑定，并将绑定的充电桩的信息发送到用户的智能手持移动终端，在预约时间内只有该用户可以使用与其绑定的充电桩。
作为优选，所述步骤S2中租赁服务器在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给预约用户的方法包括以下步骤：租赁服务器分析距离用户最近的充电站点内所有空闲充电桩的使用频率，将使用频率最小的充电桩分配给预约用户。增加使用频率低的充电桩的使用率，合理分配充电桩资源，避免使用频繁的充电桩过多使用出现故障。
作为优选，在预约时间内，如果该用户使用了其它不是该用户预约的充电桩，则租赁服务器将该用户与其预约的充电桩解绑，取消预约，其它用户可使用或预约该充电桩。
作为优选，用户使用预约的充电桩时，在充电桩的第一RFID读写器处刷RFID卡，第一RFID读写器从RFID卡读取用户信息，并将其发送到控制器，控制器验证是否为对应的预约用户，如果是，则控制车位锁关闭，开放充电车位，控制锁止机构解锁，用户可将电动汽车停入该充电车位，拔出充电枪给电动汽车充电。
本发明的实质性效果是：提供了远程预约充电桩的功能，便于用户顺利对电动汽车进行充电，有利于租赁系统合理管理充电桩资源。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是充电枪的交流充电口的一种结构示意图。
图中：1、租赁服务器，2、充电桩，3、租赁装置，4、控制器，5、第一GPRS终端，6、第一RFID读写器，7、充电枪，8、第二GPRS终端，9、第二RFID读写器，10、锁止机构，11、触摸屏，12、车位锁，13、信息提示模块，14、充电接口。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种电动汽车租赁系统，如图1所示，包括租赁服务器1、若干个充电桩2和设置在电动汽车上的租赁装置3，充电桩2上设有控制器4、第一GPRS终端5、第一RFID读写器6、触摸屏11、充电枪7、用于放置充电枪7的放置槽，放置槽内设有用于锁定充电枪7的锁止机构10，充电桩7前设有充电车位，充电车位上设有车位锁12，租赁装置3包括第二GPRS终端、第二RFID读写器9和信息提示模块13，信息提示模块13包括若干个指示灯和语音输出单元，控制器4分别与充电桩2、第一GPRS终端5、第一RFID读写器6、触摸屏11、锁止机构10和车位锁12电连接，第二GPRS终端8分别与第二RFID读写器9和信息提示模块13电连接，第一GPRS终端5和第二GPRS终端8都能与租赁服务器1进行无线通信，租赁服务器1连接互联网。
第一GPRS终端5和第二GPRS终端8结构相同，都包括微处理器和GPRS模块和存储单元，存储单元用于存储会员信息，便于快速进行注册用户验证。信息提示模块13通过指示灯及语音提示提醒用户相关业务信息如：车辆可租，车辆被预约，车辆不可租等。租赁服务器1能够与智能手机通信，接收智能手机发送的充电预约请求。
如图2所示，充电枪7的交流充电口包括CC接口、CP接口、相线L接口、中性线N接口、保护线PE接口、CANH信号线接口和CANL信号线接口。租赁装置3还包括与充电枪7匹配的充电接口14，充电接口14与第二GPRS终端8电连接，充电枪中的CANH信号线和CANL信号线用于传输电动汽车发送的车辆唯一标识码信息。
用户在电动汽车上的第二RFID读写器处刷卡输入用户信息，第二GPRS终端将用户信息发送到租赁服务器，验证是否为注册用户，如果是注册用户则可以进行租车操作和还车操作。
充电桩通过第一GPRS终端将自身的状态信息发送到租赁服务器，租赁服务器监测系统内所有充电桩的工作状态。用户预约充电桩时，通过智能手持移动终端与租赁服务器通信，发送包含充电预约请求、预约时间、用户信息和用户当前位置的预约请求数据包到租赁服务器，租赁服务器接收到预约请求数据包后，在用户所在区域内查找出拥有处于空闲状态的充电桩的充电站点，并在这些充电站点中确定距离用户最近的充电站点，租赁服务器分析距离用户最近的充电站点内所有空闲充电桩的使用频率，将使用频率最小的充电桩分配给该用户，将该充电桩与该用户绑定，并将绑定的充电桩的信息发送到用户的智能手持移动终端，在预约时间内只有该用户可以使用与其绑定的充电桩。
当电动汽车充电时，电动汽车将车辆唯一标识码信息（VIN码）和租车人信息通过第二GPRS终端发送到租赁服务器，接着电动汽车将车辆唯一标识码信息依次通过充电接口、充电枪、充电桩发送到控制器，控制器通过第一GPRS终端将包含车辆唯一标识码信息和充电桩信息的数据包发送到租赁服务器，租赁服务器将车辆唯一标识码信息及对应的租车人信息和充电桩信息进行绑定，有利于租赁系统合理管理电动汽车和充电桩资源。
用户使用预约的充电桩时，在充电桩的第一RFID读写器处刷RFID卡，第一RFID读写器从RFID卡读取用户信息，并将其发送到控制器，控制器验证是否为对应的预约用户，如果是，则控制车位锁关闭，开放充电车位，控制锁止机构解锁，用户可将电动汽车停入该充电车位，拔出充电枪给电动汽车充电。电动汽车充完电后，用户将充电枪放入充电桩的放置槽内，将电动汽车驶出充电车位，接着在第一RFID读写器处再次刷RFID卡，租赁服务器进行充电费用结算，并控制锁止机构上锁，锁住充电枪，阻止其他人使用，控制车位锁打开，关闭充电车位，阻止其他车辆停入充电车位。用户可通过触摸屏输入操作指令，查询充电桩信息，充电费用结算信息等。
电动汽车租赁系统还包括用于租车还车的停车位，停车位上设有上述的充电桩2。租车人还车时，将电动汽车停在停车位上，并将该停车位对应的充电桩上的充电枪插入该电动汽车的充电接口，电动汽车将车辆唯一标识码信息依次通过充电接口、充电枪、充电桩发送到控制器，控制器通过第一GPRS终端将包含车辆唯一标识码信息和充电桩信息的数据包发送到租赁服务器，租赁服务器将车辆唯一标识码信息及对应的充电桩信息进行绑定。当电动汽车的充电接口上的充电枪被拔出时，该充电枪所在的充电桩通过第一GPRS终端发送信息到租赁服务器，租赁服务器将该电动汽车的车辆唯一标识码信息与该充电桩信息解绑。
充电桩与电动汽车绑定后，电动汽车还将当前电池电量信息通过第二GPRS终端发送到租赁服务器。当电动汽车需要充电时，如果当前时间为处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；如果当前时间为处于峰电计费时间内，租赁服务器根据充电桩当前绑定的电动汽车上传的电池电量信息进行判断，若判断需要充电，则充电桩第电动汽车进行充电，若判断不需要充电，则充电桩停止对电动汽车进行充电。
租赁服务器判断电动汽车是否需要充电的方法包括以下步骤：
N1：租赁服务器对每个充电桩赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或租赁服务器计算设定；
N2：租赁服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前电动汽车的电池电量值，租赁服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值；
N3：如果基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前电动汽车的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为不需要充电；如果基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前电动汽车的电池电量值小于所述的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。
这样设置之后，不同地区对应不同的借车基础电量阈值，让借车频率较大的充电桩充电较多，尽可能多的保持电量，使得大多数人能够尽可能地借车，既考虑到了电动汽车电量的需求，又考虑到了电动汽车使用的需求，满足的经济成本和使用成本的双重要求。
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%，若当前电动汽车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。
若当前电动汽车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电动汽车的电池电量值为56%+5%=61%，大于60%的基础电量阈值，判定为不需要充电，充电桩停止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。
本实施例的一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，包括以下步骤：
S1：充电桩通过第一GPRS终端将自身的状态信息发送到租赁服务器，租赁服务器监测系统内所有充电桩的工作状态；
S2：用户预约充电桩时，通过智能手持移动终端与租赁服务器通信，发送包含充电预约请求、预约时间、用户信息和用户当前位置的预约请求数据包到租赁服务器，租赁服务器接收到预约请求数据包后，在用户所在区域内查找出拥有处于空闲状态的充电桩的充电站点，并在这些充电站点中确定距离用户最近的充电站点，在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给该用户，将该充电桩与该用户绑定，并将绑定的充电桩的信息发送到用户的智能手持移动终端，在预约时间内只有该用户可以使用与其绑定的充电桩；
S3：在预约时间内，如果该用户使用了其它不是该用户预约的充电桩，则租赁服务器将该用户与其预约的充电桩解绑，取消预约，其它用户可使用或预约该充电桩。
步骤S2中租赁服务器在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给预约用户的方法包括以下步骤：租赁服务器分析距离用户最近的充电站点内所有空闲充电桩的使用频率，将使用频率最小的充电桩分配给预约用户。增加使用频率低的充电桩的使用率，合理分配充电桩资源，避免使用频繁的充电桩过多使用出现故障。
用户使用预约的充电桩时，在充电桩的第一RFID读写器处刷RFID卡，第一RFID读写器从RFID卡读取用户信息，并将其发送到控制器，控制器验证是否为对应的预约用户，如果是，则控制车位锁关闭，开放充电车位，控制锁止机构解锁，用户可将电动汽车停入该充电车位，拔出充电枪给电动汽车充电。电动汽车充完电后，用户将充电枪放入充电桩的放置槽内，将电动汽车驶出充电车位，接着在第一RFID读写器处再次刷RFID卡，租赁服务器进行充电费用结算，并控制锁止机构上锁，锁住充电枪，阻止其他人使用，控制车位锁打开，关闭充电车位，阻止其他车辆停入充电车位。
如果用户预约充电桩时，租赁服务器检测到在用户所在区域内没有处于空闲状态的充电桩，则租赁服务器监控该区域内的充电桩状态，当有充电桩状态变为空闲状态时，租赁服务器给用户的智能手持移动终端发出通知，提醒用户有空闲充电桩可预约。
实施例2：本实施例的一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，包括以下步骤：
S1：充电桩通过第一GPRS终端将自身的状态信息发送到租赁服务器，租赁服务器监测系统内所有充电桩的工作状态；
S2：用户预约充电时，通过智能手持移动终端与租赁服务器通信，发送包含充电预约请求、预约时间、用户信息和用户当前位置的预约请求数据包到租赁服务器，租赁服务器接收到预约请求数据包后，在用户所在区域内查找出处于空闲状态的充电桩，并将这些充电桩的位置信息发送到用户的智能手持移动终端供用户挑选，用户通过智能手持移动终端将挑中的充电桩的信息发送到租赁服务器，租赁服务器将该挑中的充电桩与该用户绑定，在预约时间内只有该用户可以使用该预约的充电桩。
S3：在预约时间内，如果该用户使用了其它不是该用户预约的充电桩，则租赁服务器将该用户与其预约的充电桩解绑，取消预约，其它用户可使用或预约该充电桩。
Claims (9)
1.一种电动汽车租赁系统，其特征在于：包括租赁服务器、若干个充电桩和设置在电动汽车上的租赁装置，所述充电桩上设有控制器、第一GPRS终端、第一RFID读写器和充电枪，所述租赁装置包括第二GPRS终端和第二RFID读写器，所述控制器分别与充电桩、第一GPRS终端和第一RFID读写器电连接，所述第二GPRS终端与第二RFID读写器电连接，所述第一GPRS终端和第二GPRS终端都能与租赁服务器进行无线通信，所述租赁服务器连接互联网；
电动汽车租赁系统还包括用于租车还车的停车位，停车位上设有上述的充电桩，租车人还车时，将电动汽车停在停车位上，并将该停车位对应的充电桩上的充电枪插入该电动汽车的充电接口，电动汽车将车辆唯一标识码信息依次通过充电接口、充电枪、充电桩发送到控制器，控制器通过第一GPRS终端将包含车辆唯一标识码信息和充电桩信息的数据包发送到租赁服务器，租赁服务器将车辆唯一标识码信息及对应的充电桩信息进行绑定，当电动汽车的充电接口上的充电枪被拔出时，该充电枪所在的充电桩通过第一GPRS终端发送信息到租赁服务器，租赁服务器将该电动汽车的车辆唯一标识码信息与该充电桩信息解绑；
充电桩与电动汽车绑定后，电动汽车还将当前电池电量信息通过第二GPRS终端发送到租赁服务器，当电动汽车需要充电时，如果当前时间为处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；如果当前时间为处于峰电计费时间内，租赁服务器根据充电桩当前绑定的电动汽车上传的电池电量信息进行判断，若判断需要充电，则充电桩第电动汽车进行充电，若判断不需要充电，则充电桩停止对电动汽车进行充电；
租赁服务器判断电动汽车是否需要充电的方法包括以下步骤：
N1：租赁服务器对每个充电桩赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或租赁服务器计算设定；
N2：租赁服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前电动汽车的电池电量值，租赁服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值；
N3：如果基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前电动汽车的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为不需要充电；如果基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前电动汽车的电池电量值小于所述的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。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车租赁系统，其特征在于：所述第一GPRS终端和第二GPRS终端结构相同，都包括微处理器和GPRS模块。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车租赁系统，其特征在于：所述充电枪的交流充电口包括CC接口、CP接口、相线L接口、中性线N接口、保护线PE接口、CANH信号线接口和CANL信号线接口。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车租赁系统，其特征在于：所述充电桩前设有充电车位，所述充电车位上设有车位锁，所述车位锁与控制器电连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车租赁系统，其特征在于：所述充电桩上设有触摸屏，所述触摸屏与控制器电连接。
6.一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，用于权利要求1-5中任一权利要求所述的一种电动汽车租赁系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：充电桩通过第一GPRS终端将自身的状态信息发送到租赁服务器，租赁服务器监测系统内所有充电桩的工作状态；
S2：用户预约充电桩时，通过智能手持移动终端与租赁服务器通信，发送包含充电预约请求、预约时间、用户信息和用户当前位置的预约请求数据包到租赁服务器，租赁服务器接收到预约请求数据包后，在用户所在区域内查找出拥有处于空闲状态的充电桩的充电站点，并在这些充电站点中确定距离用户最近的充电站点，在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给该用户，将该充电桩与该用户绑定，并将绑定的充电桩的信息发送到用户的智能手持移动终端，在预约时间内只有该用户可以使用与其绑定的充电桩。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，其特征在于：所述步骤S2中租赁服务器在距离用户最近的充电站点的空闲充电桩中选择一个充电桩分配给预约用户的方法包括以下步骤：租赁服务器分析距离用户最近的充电站点内所有空闲充电桩的使用频率，将使用频率最小的充电桩分配给预约用户。
8.根据权利要求6或7所述的一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，其特征在于：在预约时间内，如果该用户使用了其它不是该用户预约的充电桩，则租赁服务器将该用户与其预约的充电桩解绑，取消预约，其它用户可使用或预约该充电桩。
9.根据权利要求6或7所述的一种电动汽车租赁系统的充电桩远程预约方法，其特征在于：用户使用预约的充电桩时，在充电桩的第一RFID读写器处刷RFID卡，第一RFID读写器从RFID卡读取用户信息，并将其发送到控制器，控制器验证是否为对应的预约用户，如果是，则控制车位锁关闭，开放充电车位，控制锁止机构解锁，用户可将电动汽车停入该充电车位，拔出充电枪给电动汽车充电。
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