CN107054127A - 基于物联网的电动汽车智能充电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于物联网的电动汽车智能充电装置及方法，所述装置包括：用于连接远端的运营中心的通讯模块、用于对车辆进行认证的身份识别模块、用于进行计费和扣费的支付模块、用于为电动汽车充电的充电模块、用于控制的智能控制模块；其中所述智能控制模块连接所述通讯模块、身份识别模块、支付模块、充电模块；其中电动汽车内设有车载终端以连接诶远端的运营中心，且动力电池内也设有RFID标签以唯一的标识该动力电池；其中所述支付模块通过所述通讯模块连接远端的运营中心以根据电动汽车对应的支付模式进行支付。

Description

基于物联网的电动汽车智能充电装置及方法

技术领域

本发明属于涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于物联网的电动汽车智能充电装置及方法。

背景技术

随着社会的发展，中国逐渐进入了汽车社会，但是低劣的油品造成的汽车排放污染也成为了当前污染环境的一个不可忽视的因素。随着国家对于新能源行业的日益重视，纯电动汽车在北京、上海、深圳等大型城市已经日益普及。电动汽车普及最大的障碍是充电问题，国家已经兴建了很多公共充电桩以为电动汽车的普及提供有效的支持。但是由于电动汽车的电池容量很大，充电时间普遍比较长，因此在充电时明显比现有燃油汽车效率更低。

现有的电动汽车充电同时通过充电桩，现有的充电桩只是进行充电并依据充电量进行计费，在电动汽车增多时这种粗放的管理模式就会带来很多问题。

发明内容

针对现有技术中电动汽车和充电桩设计不够合理导致管理不便的问题，本发明实施例的目的是提供一种有效且高效的基于物联网的电动汽车智能充电装置及方法。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种基于物联网的电动汽车智能充电装置，包括：用于连接远端的运营中心的通讯模块、用于对车辆进行认证的身份识别模块、用于进行计费和扣费的支付模块、用于为电动汽车充电的充电模块、用于控制的智能控制模块；其中所述智能控制模块连接所述通讯模块、身份识别模块、支付模块、充电模块；

其中电动汽车内设有车载终端以连接诶远端的运营中心，且动力电池内也设有RFID标签以唯一的标识该动力电池；

其中所述支付模块通过所述通讯模块连接远端的运营中心以根据电动汽车对应的支付模式进行支付；

所述支付模式包括：

私有电池，即远端的运营中心没有该动力电池ID，采用电量结算：总付费＝充电电量×电量单价；

租赁电池，即远端的运营中心有该动力电池ID，采用里程结算：总付费＝行驶里程×里程单价；

租赁电池，即远端的运营中心有该动力电池ID，采用电量结算：总付费＝充电电量×电量单价。

其中，所述基于物联网的电动汽车智能充电装置的支付方式包括：现金、刷卡、自动付费；

当电动汽车驶入智能充电桩附近时，智能充电桩获取电动汽车和动力电池的信息参数；获得客户口令确认后，智能充电桩从远端的运营的运营中心下载该客户对应的客户合同及结算方式等信息，且该智能充电桩通过以上信息选择对应的结算流程。

其中，包括以下的支付方式：

私有电池，并采用电量结算，具体流程包括：

对电池进行充电，直至充电完成；计算充电完成所耗电量，根据私有电池合同中规定电价进行结算，然后客户选择支付方式，进行支付；支付完成后，电量结算流程结束；结算后，智能充电桩向远端的运营中心上传消费信息；至此，一次完成的充电过程结束；客户可在运营中心获得自己的消费历史记录；

租赁电池，并采用里程结算，具体流程包括：

读取车辆里程数，根据上次里程记录，获得电动汽车应所需要支付的里程数，结算出所需费用；然后选择支付方式，进行支付；支付完成后，充电桩开始对电动汽车充电，直至充电完成后，里程结算流程完成；

租赁电池，并采用电量结算，具体流程包括：

对电池进行充电，直至充电完成；计算充电完成所耗电量，根据租赁电池合同中规定电价进行结算，然后客户选择支付方式，进行支付；支付完成后，电量结算流程结束；结算后，充电桩向运营中心上传消费信息，至此，一次完成的充电过程结束；客户可在运营中心获得自己的消费历史记录。

其中，用户通过预充值方式进行充值，充值分为专用卡充值和为账户充值，具体流程如下：

专用卡充值；客户在充电桩上插入专用卡，用户确认充值后，对充值进行现金支付，充电桩对修改充值卡中余额，并提交充值记录到运营中心；

账户充值：客户在充电桩上输入账户信息，得到确认后，对账户充值进行现金支付，充电桩向运营管理中心提交修改账户余额操作，操作成功后，运营中心记保存消费记录。

同时，本发明实施例还提出了一种利用如前任一种基于物联网的电动汽车智能充电装置进行充电的方法，包括：

步骤1、在电动汽车准备充电之前通过无线或者有线的方式将参数信息发送到智能充电桩；参数信息包括：车辆ID、电池信息、里程信息传送给智能充电桩；

步骤2、智能充电桩将参数信息通过智能充电桩的通讯模块发送到远端的运营中心；远端的运营中心通过接收到的参数信息获取用户的账户信息和结算信息，并将用户的账户信息和结算信息发送到智能充电桩的智能控制模块，以使智能控制模块控制智能充电桩进行相应操作；

步骤3、用户取下充电枪为电动汽车进行充电；开始充电。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述的技术方案将充电桩与运营公司相连接，对电池和车辆的身份进行识别，同时也可通过充电接口与车载终端数据交互，使充电桩成为获取信息的终端；然后通过与运营中心通讯获得客户信息，以实现运营公司对充电桩、电动汽车和电池的智能化识别和管理；该发明可以根据客户合同提供多种结算方式，并支持多种支付方式。通过该发明，充电桩不再是单一简单的充电电源，而是兼具充电服务、识别和信息采集、客户交费与充值以及预约和信息发布为一体的综合智能服务终端。对于整个智能充换电服务网络而言，充电桩也成为一种可检测、可调度、可管理、可控制的网络节点。

附图说明

图1是本发明实施例的基于物联网的电动汽车智能充电装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的基于物联网的电动汽车智能充电方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提出了一种如图1所示的基于物联网的电动汽车智能充电装置，该电动汽车智能充电装置可以为智能充电桩。该智能充电桩包括：用于连接远端的运营中心的通讯模块1、用于对车辆进行认证的身份识别模块2、用于进行计费和扣费的支付模块3、用于为电动汽车充电的充电模块4、用于控制的智能控制模块5。其中电动汽车内设有车载终端以连接诶远端的运营中心，且动力电池内也设有RFID标签以唯一的标识该动力电池。

其中，电动汽车用动力电池均为充电服务网络运营公司资产，动力电池和电动车辆具唯一RFID标签，用于标识车辆和电池。其中电动汽车内设有车载终端以连接诶远端的运营中心。电动汽车内的车载终端连接车辆的里程表以记录车辆的实际行驶里程；电动汽车的动力电池也具有电池管理模块以记录电池的放电量及用电历史。电动汽车的车载终端接收到车辆的实际行驶里程、电池的放电量及用电历史，通过智能充电桩的通讯模块1发送到远端的运营中心。

其中，智能充电桩的通讯模块1用于通过通讯网络与远端的运营中心建立连接以进行通讯。

通过通讯网络与智能充电桩的通讯模块1建立连接，并通讯网络与充电桩的通信模块1建立通讯连接，充电桩可通过通信模块1下载客户信息，自动选择结算流程，并上传电池和客户状态数据，作为服务历史记录。通讯模块1主要用于上传通信和车载通信。上传通信主要是充电桩与运营中心的数据通讯传输，可采用无线网络(CDMA/GPRS/3G)，有线网络(光纤，双绞线，CAN)，或者光纤和WLAN相结合的方式与运营中心相连接。

身份识别模块2用于在智能充电桩与电动汽车之间的通信，这样就可以在来获取车辆ID和用户身份等。在本发明实施例中，可以智能充电桩可以通过WLAN与EVT进行通信或者直接读取车辆的RFID标签来获取车辆身份信息。根据获取的信息，可以在基于电量的充电功能外，提供高级附加功能；例如，若车辆配置车载终端，智能充电桩仍可以通过WLAN或CAN等通信方式提供(站内)导航信息和获取里程来支持里程计费等高级功能。支付模块3主要负责结算后的支付，该模块可以支持多种支付方式，例如包括银行卡支付、电卡支付、现金预存支付。

支付模块3可按照智能控制模块根据不同的用户身份和不同的合同以及结算方式计算的具体费用数目进行收费。银行卡或智能电卡可通过安装标准刷卡操作模块实现。此外，通过安装电子识币系统，可接受现金支付费用，并利用识币系统与读卡系统以及后台通信之间的配合实现利用现金为卡或账户充值。此外，用户可以在运营管理平台设立账户并预存入资金，通过充电桩身份识别和远程通信直接从对应用户的账户上扣除费用，达到付费的全自动操作。

充电模块4用于通过CAN总线连接电动汽车以进行充电。

智能控制模块5连接通讯模块1、身份识别模块2、支付模块3、充电模块4以对智能充电桩进行管理；具体包括：将读取到的数据上传给运营中心，通过通讯模块发布充电桩状态和下载客户、电池信息，为客户提供相应充电流程控制，对充电模块进行管理。

如图2所示的，其工作流程为：

步骤1、在电动汽车准备充电之前通过无线或者有线的方式将参数信息发送到智能充电桩；参数信息包括：车辆ID、电池信息、里程信息传送给智能充电桩；

步骤2、智能充电桩将参数信息通过智能充电桩的通讯模块1发送到远端的运营中心；远端的运营中心通过接收到的参数信息获取用户的账户信息和结算信息，并将用户的账户信息和结算信息发送到智能充电桩的智能控制模块5，以使智能控制模块5控制智能充电桩进行相应操作；

例如，由智能控制模块5根据帐户信息控制支付模块3发起执行缴费或充值命令(例如提供现金、专用卡，选择充电金额)；用户根据支付模块3的控制指令进行相应操作，例如：放入现金，选定好欲充值的里程或电量；支付模块3会首先完成支付操作，比如扣除帐户钱款、找零等；支付结束以后，支付模块3会将帐户的信息或现金交易信息发送给智能控制模块5，作为充电申请；智能控制模块5核实无误后通知充电模块4进行充电(比如松开充电枪)；

步骤3、用户取下充电枪为电动汽车进行充电；当，开始充电。当充电过程结束后，智能终端会提示客户结束充电，并且会将此次充电的信息，包括车辆ID，所充电量、里程，帐户情况发送给后台，后台进行核对，无误后将次客户的信息进行更新，存入本地数据库，并且将确认无误得信息回传给智能终端；

接着，智能终端通知充电模块，正常结束充电流程，可以结束，比如此时用户才可以将车上的充电枪松开放回充电桩。同时将所有信息转发给车载终端，客户可以通过智能充电桩得显示界面或车载终端来读取本次充电的细节信息。；

最后，汽车充电结束，离开充电桩。

优选地，本发明的智能充电桩还能够将状态信息发送给运营中心，运营中心通过通讯网络对外发布，当客户需要充电时，可以根据这些信息，获得最合适充电桩服务网点，对动力电池进行充电服务。

为了满足多元化的电动汽车使用需求，本发明实施例中提供了多种计费模式，这些计费模式根据动力电池的资产所有人不同分为以下几个种类：

(1)私有电池，即不属于运营服务网点的电池，没有合法的电池ID，并且电量结算：总付费＝充电电量×电量单价；

(2)租赁电池(具有合法的动力电池ID)；里程结算：总付费＝行驶里程×里程单价；

(3)租赁电池，电量结算。

其中，如果是运营中心的租赁电池的用户，则可以通过签署的协议选择其中一种结算方式。

另外，充电桩的支付方式根据需要可以采用：现金、刷卡、自动付费。具体充电运营流程如下：

(1)当电动汽车驶入智能充电桩附近时，智能充电桩获取电动汽车和动力电池的信息参数；获得客户口令确认后，智能充电桩从远端的运营的运营中心下载该客户对应的客户合同及结算方式等信息，且该智能充电桩通过以上信息选择对应的结算流程；不同结算方式所对应的流程分为如下：

(1)私有电池，电量结算流程：

对电池进行充电，直至充电完成。计算充电完成所耗电量，根据私有电池合同中规定电价进行结算，然后客户选择支付方式，进行支付。支付完成后，电量结算流程结束。结算后，智能充电桩向远端的运营中心上传消费信息。至此，一次完成的充电过程结束。客户可在运营中心获得自己的消费历史记录。

(2)租赁电池，里程结算流程：

读取车辆里程数，根据上次里程记录，获得电动汽车应所需要支付的里程数，结算出所需费用。然后选择支付方式，进行支付。支付完成后，充电桩开始对电动汽车充电，直至充电完成后，里程结算流程完成。

(3)租赁电池，电量结算流程：

对电池进行充电，直至充电完成。计算充电完成所耗电量，根据租赁电池合同中规定电价进行结算，然后客户选择支付方式，进行支付。支付完成后，电量结算流程结束。结算后，充电桩向运营中心上传消费信息，至此，一次完成的充电过程结束。客户可在运营中心获得自己的消费历史记录。

其中，充值分为为专用卡充值和为账户充值，具体流程如下流程如下：

(1)专用卡充值

客户在充电桩上插入专用卡，用户确认充值后，对充值进行现金支付，充电桩对修改充值卡中余额，并提交充值记录到运营中心。

(2)账户充值

客户在充电桩上输入账户信息，得到确认后，对账户充值进行现金支付，充电桩向运营管理中心提交修改账户余额操作，操作成功后，运营中心记保存消费记录。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于物联网的电动汽车智能充电装置，其特征在于，包括：用于连接远端的运营中心的通讯模块、用于对车辆进行认证的身份识别模块、用于进行计费和扣费的支付模块、用于为电动汽车充电的充电模块、用于控制的智能控制模块；其中所述智能控制模块连接所述通讯模块、身份识别模块、支付模块、充电模块；

其中电动汽车内设有车载终端以连接诶远端的运营中心，且动力电池内也设有RFID标签以唯一的标识该动力电池；

其中所述支付模块通过所述通讯模块连接远端的运营中心以根据电动汽车对应的支付模式进行支付；

所述支付模式包括：

私有电池，即远端的运营中心没有该动力电池ID，采用电量结算：总付费＝充电电量×电量单价；

租赁电池，即远端的运营中心有该动力电池ID，采用里程结算：总付费＝行驶里程×里程单价；

租赁电池，即远端的运营中心有该动力电池ID，采用电量结算：总付费＝充电电量×电量单价。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的电动汽车智能充电装置，其特征在于，所述基于物联网的电动汽车智能充电装置的支付方式包括：现金、刷卡、自动付费；

当电动汽车驶入智能充电桩附近时，智能充电桩获取电动汽车和动力电池的信息参数；获得客户口令确认后，智能充电桩从远端的运营的运营中心下载该客户对应的客户合同及结算方式等信息，且该智能充电桩通过以上信息选择对应的结算流程。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的电动汽车智能充电装置，其特征在于，包括以下的支付方式：

私有电池，并采用电量结算，具体流程包括：

对电池进行充电，直至充电完成；计算充电完成所耗电量，根据私有电池合同中规定电价进行结算，然后客户选择支付方式，进行支付；支付完成后，电量结算流程结束；结算后，智能充电桩向远端的运营中心上传消费信息；至此，一次完成的充电过程结束；客户可在运营中心获得自己的消费历史记录；

租赁电池，并采用里程结算，具体流程包括：

读取车辆里程数，根据上次里程记录，获得电动汽车应所需要支付的里程数，结算出所需费用；然后选择支付方式，进行支付；支付完成后，充电桩开始对电动汽车充电，直至充电完成后，里程结算流程完成；

租赁电池，并采用电量结算，具体流程包括：

对电池进行充电，直至充电完成；计算充电完成所耗电量，根据租赁电池合同中规定电价进行结算，然后客户选择支付方式，进行支付；支付完成后，电量结算流程结束；结算后，充电桩向运营中心上传消费信息，至此，一次完成的充电过程结束；客户可在运营中心获得自己的消费历史记录。

4.根据权利要求3述的基于物联网的电动汽车智能充电装置，其特征在于，用户通过预充值方式进行充值，充值分为专用卡充值和为账户充值，具体流程如下

专用卡充值；客户在充电桩上插入专用卡，用户确认充值后，对充值进行现金支付，充电桩对修改充值卡中余额，并提交充值记录到运营中心；

账户充值：客户在充电桩上输入账户信息，得到确认后，对账户充值进行现金支付，充电桩向运营管理中心提交修改账户余额操作，操作成功后，运营中心记保存消费记录。

5.一种利用权利要求1-4任一种基于物联网的电动汽车智能充电装置进行充电的方法，其特征在于，包括：

步骤1、在电动汽车准备充电之前通过无线或者有线的方式将参数信息发送到智能充电桩；参数信息包括：车辆ID、电池信息、里程信息传送给智能充电桩；

步骤2、智能充电桩将参数信息通过智能充电桩的通讯模块发送到远端的运营中心；远端的运营中心通过接收到的参数信息获取用户的账户信息和结算信息，并将用户的账户信息和结算信息发送到智能充电桩的智能控制模块，以使智能控制模块控制智能充电桩进行相应操作；

步骤3、用户取下充电枪为电动汽车进行充电；开始充电。