CN106058978B - 充电桩管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型充电桩管理系统，包括交互终端、充电桩、智能遥控车，所述交互终端分别设置有智能芯片模块、处理芯片模块、无线通讯模块与蓝牙模块，通过连接配置交互终端、充电桩和智能遥控车装置使之形成一套充电桩管理系统，该系统不仅解决了对电动汽车身份识别困难和车主等待、等候充电时间长等问题，还采用了分时复用充电桩，节约建设成本和占用空间、缩短充电时间，使电动汽车的充电过程安全顺利。

Description

充电桩管理系统
技术领域
本发明属于机器资源管理领域，特别涉及充电桩管理系统。
背景技术
随着电动汽车走进千家万户,新能源汽车正逐渐成为人们乐于选择并喜爱的出行方式。充电桩类似于汽车的“加油机”，它是电动汽车的能量补给装置，充电桩的管理直接关系到电动汽车的推广。
目前，各大城市的电动汽车推广速度较为缓慢，其原因在于：充电桩设施建设不足，电动汽车充电管理不完善。充电桩设施建设成本高、占用空间大、利用率不高，造成充电场地和充电桩资源极为不足。当电动汽车数量发展到一定程度，就会使车辆到充电桩无序充电，从而导致充电效率低、充电安全没保障、车主等候充电的时间和等待充电的时间都长、计收费繁杂不便等一系列问题的出现。虽然电动汽车行业现有充电预约和桩位智能锁管理技术，但是该技术存在桩位被充电车主延时占用停车、充电桩的利用率降低、浪费车主时间等问题。在电动汽车充电时间方面，电动汽车充电受制于现有电动汽车的电池管理系统系统BMS，就目前拥有国际领先充电技术的特斯拉也需要花20分钟用于恒流充电为电池组充进50%以上的蓄电量，再花60分钟用于恒压充电，才能把电池组的蓄电量充满。另外采用现有快速充电的充电技术也只能缩短充电时间，不能解决充电桩与充电汽车充电的管理问题。而现有识别车主身份、APP软件、网络型等充电桩管理系统的功能相对单一，也只能解决充电预付卡的问题，无法使各装置协作解决保障充电安全高效等工作问题。
因此，如果能配置一套装置结构合理、运行安全顺畅的充电桩管理系统，将能更好解决这些电动汽车充电管理现有存在的问题，这同样也是电动汽车行业所急切期盼解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种充电桩管理系统。采用的技术方案如下：
一种充电桩管理系统，包括交互终端、充电桩、智能遥控车，所述交互终端分别设置有智能芯片模块、处理芯片模块、无线通讯模块A与蓝牙模块A，所述智能芯片模块、所述无线通讯模块A、所述蓝牙模块A分别与所述处理芯片模块相连，所述充电桩设置有电源输入端、电源输出端、电表和充电枪，所述电表嵌接在所述充电桩的所述电源输入端，所述充电桩设置有分时复用电路，所述分时复用电路分别连接所述电源输入端和所述电源输出端，所述电源输出端与所述充电枪相连，所述充电枪上安装有RFID标签，所述智能遥控车上分别安装有RFID识别模块、摄像头、控制电路和蓝牙模块B，所述RFID识别模块、所述摄像头、所述蓝牙模块B分别与所述控制电路控制连接，所述交互终端与设置在所述充电桩上的所述电表通讯连接，所述交互终端上的所述蓝牙模块A与所述智能遥控车上的蓝牙模块B通讯连接，所述充电桩电源输入端与交流电网连接。
进一步，所述交互终端上的所述智能芯片模块集成有充电分析系统、车牌识别系统和遥控功能系统。
进一步，所述交互终端上的所述无线通讯模块A通过局域网或互联网与手机终端通讯连接；所述交互终端上还设有NFC模块，所述NFC模块与设置在手机终端上的NFC芯片通讯连接。
进一步，所述交互终端和所述充电桩上的所述电表分别设有RS485端口，所述交互终端通过RS485总线与设置在所述充电桩上的所述电表通讯连接。
进一步，所述手机终端设有计量计费系统。
进一步，所述智能遥控车上的所述摄像头设置有无线通讯模块B，所述无线通讯模块B可与局域网或互联网连接。
进一步，所述智能遥控车通过调整装置与所述摄像头连接。
进一步，所述调整装置为活动云台。
进一步，所述交互终端设有若干个USB接口，所述无线通讯模块A、所述蓝牙模块A、所述NFC模块通过USB接口与所述交互终端连接。
较佳的方案，所述充电桩分为快速充电桩和慢充充电桩，所述充电桩上的分时复用电路通过设置在所述电源输入端上的充电插头与所述交流电网上的充电插座连接，多个所述充电桩上的所述充电插头可分时复用所述交流电网上的同一所述充电插座。
本发明对照现有技术的有益效果是，通过连接配置交互终端、充电桩和智能遥控车装置使之形成一套充电桩管理系统，该系统不仅解决了对电动汽车身份识别困难和车主等待、等候充电时间长等问题，还采用了分时复用充电桩，节约建设成本和占用空间、缩短充电时间，使电动汽车的充电过程安全顺利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明结构图示意图；
图2是本发明中智能遥控车结构示意图；
图3是本发明使用具体使用场景图；
图4是本发明中智能芯片模块的系统框图。
图中：1、交互终端；2、充电桩；3、智能遥控车；4、智能芯片模块；5、处理芯片模块；6、无线通讯模块A；7、蓝牙模块A；8、电源输入端；9、电源输出端；10、电表；11、充电枪；12、分时复用电路；13、RFID标签；14、RFID识别模块；15、摄像头；16、控制电路17、蓝牙模块B；18、交流电网；19、充电分析系统；20、车牌识别系统；21、遥控功能系统；22、互联网；23、手机终端；24、NFC模块；25、RS485端口；26、RS485总线；27、无线通讯模块B；28、调整装置；29、USB接口；30、充电插头；31、充电插座；32、电动汽车。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参阅图1-3，图中所示的本发明一种充电桩管理系统，包括交互终端1、充电桩2、智能遥控车3，所述交互终端1分别设置有智能芯片模块4、处理芯片模块5、无线通讯模块A6与蓝牙模块A7，所述智能芯片模块4为单片机，处理芯片模块5采用32位或64位ARM处理器，所述智能芯片模块4、所述无线通讯模块A6、所述蓝牙模块A7分别与所述处理芯片模块5相连，所述交互终端1还设有若干个USB接口29，所述无线通讯模块A6、所述蓝牙模块7A、所述NFC模块24通过USB接口29与所述交互终端1连接。所述交互终端1上的所述无线通讯模块A6通过局域网或互联网22与手机终端23通讯连接；所述交互终端1上还设有NFC模块24，所述NFC模块24与设置在手机终端23上的NFC芯片通讯连接。所述手机终端23设有计量计费系统。所述智能遥控车3上的所述摄像头15设置有无线通讯模块B27，所述无线通讯模块B27可与局域网或互联网22连接。所述充电桩2设置有电源输入端8、电源输出端9、电表10和充电枪11，所述电表10嵌接在所述充电桩2的所述电源输入端8，所述交互终端1和所述充电桩2上的所述电表10分别设有RS485端口25，所述交互终端1通过RS485总线26与设置在所述充电桩2上的所述电表10通讯连接。所述充电桩2设置有分时复用电路12，所述分时复用电路12通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路信号，所述分时复用电路12分别连接所述电源输入端8和所述电源输出端9，所述电源输出端9与所述充电枪11相连，所述充电枪11上套牢安装RFID标签13，所述智能遥控车3上分别安装有RFID识别模块14、摄像头15、控制电路16和蓝牙模块B17，所述智能遥控车3通过调整装置28与所述摄像头15连接，所述调整装置28为活动云台，所述RFID识别模块14具有1米的传输距离，通过所述RFID识别模块14可对电动汽车32进行识别、认证，实现对充电枪11的身份认证、定位、监控。所述RFID识别模块14、所述摄像头15、所述蓝牙模块B17分别与所述控制电路16控制连接，所述交互终端1与设置在所述充电桩2上的所述电表10通讯连接，所述交互终端1上的所述蓝牙模块A7与所述智能遥控车3上的蓝牙模块B17通讯连接，所述充电桩2电源输入端8与交流电网18连接。
所述充电桩2分为快速充电桩和慢充充电桩，所述充电桩2上的分时复用电路12通过设置在所述电源输入端8上的充电插头30与所述交流电网18上的充电插座31连接，多个所述充电桩2上的所述充电插头30可分时复用所述交流电网18上的同一所述充电插座31，所述充电桩2的活动范围能否覆盖多个停车位，停车位可利用所述充电桩2上的分时复用电路12通过所述充电插座31进行分时复用充电。
参阅图4，图中所示所述智能芯片模块4集成有充电分析系统19、车牌识别系统20和遥控功能系统21，所述充电分析系统19是对所述充电桩2进行用电分析，可实现充电桩2的错峰、科学、经济用电，所述遥控功能系统21起着操控智能遥控车3行驶、录制行驶路径、存储识别车牌、识别RFID标签13、控制所述调整装置28等工作模式的作用。充电期间，充电操作人员选择电动汽车匹配的工作模式，所述智能遥控车3和所述调整装置28进入自动模式，自动行驶到位，识别车牌和RFID标签13，简化、规范了常规操作。
本发明实施例一电动汽车充电管理流程：
（1）充电预约：车主通过交互终端1、手机终端23或NFC模块24识别手机NFC芯片进行充电预约，完成车主身份认证和电动汽车的信息采集。所述信息包括车牌、快充或慢充充电模式等。
（2）验证车辆：根据充电分析系统19指示，交互终端1显示需要充电的车牌，充电操作人员操作充电枪11连接到所述车牌的电动汽车32，遥控智能遥控车3行驶到所述汽车后车牌下方中间，选择工作模式如BMW I3，智能遥控车3根据BMW I3模式的行驶路径，自动行驶停留在识别车牌位置，智能遥控车3上的摄像头15抓拍所述汽车的车牌，车牌识别系统20识别出所述汽车的车牌，如果识别出的车牌与所述车牌相同，验证车辆成功。
（3）充电启动：如果验证车辆成功，交互终端1记录所述车牌的充电开始时间A，采集电表10的电量A，触发充电桩2的电源输入端8导通，充电桩2自动为所述电动汽车32充电。交互终端1同时向智能遥控车3发送指令和充电枪11的RFID标签13信息，智能遥控车3根据BMW I3的行驶路径继续自动行驶。
（4）充电枪身份认证：所述充电枪11身份认证的技术方案是：采用ISO15693标准设计具有1米传输距离的RFID识别模块14，智能遥控车3搭载RFID识别模块14，自动行驶在指定电动汽车32底盘下方，利用ISO15693标准具有轮寻机制、分时查询的识别技术，RFID识别模块14识别传输距离范围内套牢在充电枪11的RFID标签13是否存在，判断正在充电的充电枪11套牢有所述RFID标签13是否为所述电动汽车32充电。智能遥控车3行驶到识别位置，RFID识别模块14对充电枪11身份RFID标签13进行认证、定位、监控。一旦RFID标签13超出识别范围，认证失败，智能遥控车3向交互终端1发送信号，触发充电桩2的电源输入断开，防止偷充电或张冠李戴的充电。
（5）费用计算：充电结束，交互终端1记录充电结束时间B，采集电表10的电量B，计算充电量等于电量B减电量A，计算充电用时等于时间B与时间A的时间差值，根据相关资费标准计算充电费用。
（6）费用结算：由于手机终端23设有计量计费系统，车主可选择通过手机终端23或NFC模块24识别手机NFC芯片认证查询自己的充电费用及结算情况、充电详细记录等，车主可以选择现金或转账支付充电费用。运营商可通过手机终端23查询、统计充电费用及结算情况、日现金结算情况等。
所述智能芯片模块4中充电分析系统19工作原理如下：
充电分析系统19根据用电低谷、平谷、高峰时段分为三个充电排队队列，按低谷、平谷、高峰次序分配排队队列，对已分配队列的充电费用和离开时间不造成影响的条件下，可按用电低谷、平谷、高峰时段次序进行插队、重新排队。充电预约和排队流程：
（1）车主选择快充或慢充、车辆离开时间T等信息。
（2）根据快充或慢充得出车辆充电用时N。赋值排队队列P为用电低谷时段对应的排队队列。
（3）计算预约车辆在该用电时段开始充电的最迟时间KST，KST为提前于T的、与T时间点最近的、该用电时段的时间点，减去车辆充电用时N的时间点。赋值T1=KST。
（4）复制队列P+预约车辆为预分配排队队列P1,P1队列按KST升序排列。
（5）从P1队列中找出KST的最大值T2,根据T2计算该用电时段的可用时M,计算P1队列的充电用时N的累加值M1。
（6）判断M1是否大于M，是：执行步骤（7）；否：执行步骤（8）。
（7）判断P是否为用电高峰时段对应的排队队列，是：预约失败，结束流程；否：执行步骤（9）。
（8）判断T1是否小于T2，是：在P1队列中删除KST=T2的车辆，执行步骤（5）；否：预约车辆加入到该用电时段对应排队队列，该队列按KST升序排列重新排队，车辆预约和排队成功，流程结束。
（9）当P为用电低谷时段对应的排队队列时，设置P为用电平谷时段对应的排队队列，否则设置P为用电高峰时段对应的排队队列，执行步骤（3）。
实施例二
参阅图3，与实施例一不同的,进一步选择了通过手机PP软件端录制电动汽车行驶路径的操作步骤。
录制行驶路径操作步骤：运行手机终端23连接蓝牙，通过手机终端23的遥控仿真界面，操作智能遥控车3行驶到充电电动汽车后车牌下方中间，点击手机终端23上的录制按钮，继续操作智能遥控车3倒车行驶，同步通过遥控仿真界面调整所述智能遥控车3上所述调整装置28云台倾斜度以调整所述摄像头15角度，直到车牌识别软件识别出车牌，点击手机终端23上的保存按钮，保存识别车牌的行驶路径和所述摄像头15的所述调整装置28倾斜度。继续操作智能遥控车3前行进入车辆底盘下方，当到达车牌与智能遥控车3的连线和智能遥控车3与RFID识别模块14的连线的近似垂足点，操作遥控车3左右行驶，测量、定位识别RFID识别模块14的临界点，输入模式名称如BMW I3，点击手机终端23上的保存按钮，识别车辆车牌和充电时充电枪11的RFID标签13的行驶路径和云台倾斜度，就保存在BMW I3的工作模式，与车辆具有相同或相似尺寸和充电插座位置的电动汽车，可以选择BMW I3的工作模式进行车牌和RFID识别模块14识别。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的等同变换，均为本发明权利要求范围所覆盖。

Claims (10)

1.一种充电桩管理系统，其特征在于：包括交互终端（1）、充电桩（2）、智能遥控车（3），所述交互终端（1）分别设置有智能芯片模块（4）、处理芯片模块（5）、无线通讯模块A（6）与蓝牙模块A（7），所述智能芯片模块（4）、所述无线通讯模块A（6）、所述蓝牙模块A（7）分别与所述处理芯片模块（5）相连，所述充电桩（2）设置有电源输入端（8）、电源输出端（9）、电表（10）和充电枪（11），所述电表（10）嵌接在所述充电桩（2）的所述电源输入端（8），所述充电桩（2）设置有分时复用电路（12），所述分时复用电路（12）分别连接所述电源输入端（8）和所述电源输出端（9），所述电源输出端（9）与所述充电枪（11）相连，所述充电枪（11）上安装有RFID标签（13），所述智能遥控车（3）上分别安装有RFID识别模块（14）、摄像头（15）、控制电路（16）和蓝牙模块B（17），所述RFID识别模块（14）、所述摄像头（15）、所述蓝牙模块B（17）分别与所述控制电路（16）控制连接，所述交互终端（1）与设置在所述充电桩（2）上的所述电表（10）通讯连接，所述交互终端（1）上的所述蓝牙模块A（7）与所述智能遥控车（3）上的蓝牙模块B（17）通讯连接，所述充电桩（2）电源输入端（8）与交流电网（18）连接。
2.如权利要求1所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述交互终端（1）上的所述智能芯片模块（4）集成有充电分析系统（19）、车牌识别系统（20）和遥控功能系统（21）。
3.如权利要求2所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述交互终端（1）上的所述无线通讯模块A（6）通过局域网或互联网（22）与手机终端（23）通讯连接；所述交互终端（1）上还设有NFC模块（24），所述NFC模块（24）与设置在手机终端（23）上的NFC芯片通讯连接。
4.如权利要求1所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述交互终端（1）和所述充电桩（2）上的所述电表（10）分别设有RS485端口（25），所述交互终端（1）通过RS485总线（26）与设置在所述充电桩（2）上的所述电表（10）通讯连接。
5.如权利要求3所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述手机终端（23）设有计量计费系统。
6.如权利要求1所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述智能遥控车（3）上的所述摄像头（15）设置有无线通讯模块B（27），所述无线通讯模块B（27）可与局域网或互联网（22）连接。
7.如权利要求6所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述智能遥控车（3）通过调整装置（28）与所述摄像头（15）连接。
8.如权利要求7所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述调整装置（28）为活动云台。
9.如权利要求3所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述交互终端（1）设有若干个USB接口（29），所述无线通讯模块A（6）、所述蓝牙模块A（7）、所述NFC模块（24）通过USB接口（29）与所述交互终端（1）连接。
10.如权利要求1至8任意一项所述的充电桩管理系统，其特征在于：所述充电桩（2）分为快速充电桩和慢充充电桩，所述充电桩（2）上的分时复用电路（12）通过设置在所述电源输入端（8）上的充电插头（30）与所述交流电网（18）上的充电插座（31）连接，多个所述充电桩（2）上的所述充电插头（30）可分时复用所述交流电网（18）上的同一所述充电插座（31）。
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