CN107599881A - 一种立体停车场电动汽车充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体停车场电动汽车充电系统，包括集成充电箱、集成充电箱输出的充电电缆、设置在立体车库库位上的第一对接装置、设置在停车板上的第二对接装置以及充电插接装置，充电电缆连接至立体车库库位上的第一对接装置，第二对接装置与充电插接装置相接，停车板停放至车库库位上时，第一对接装置与第二对接装置的触头接触导通。本发明能够与立体停车场进行很好的结合，方便车主充电操作，在合理利用现有立体停车场设备与空间的同时，最大限度的提高了充电系统运行中的安全性和可靠性。

Description

一种立体停车场电动汽车充电系统

本申请是针对申请号为：201410626920.4，申请日：2014-11-10，名称为“一种立体停车场电动汽车充电系统”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种用于立体停车场的电动汽充电系统。

背景技术

随着环保节能意识的增强，电动汽车由于以车载电源为动力，能够解决燃油汽车尾气排放污染环境，高能耗等问题而逐步受到青睐。而电动汽车的充电问题是人们非常关注的问题，其关系到电动汽车的普及和推广。

另一方面，为了解决停车问题，立体停车场已经推广开来。然而，如何把电动汽车与立体停车场有效的结合在一起，仍然是一个亟待解决的技术问题。现有技术大多只在平面停车场安装电动汽车充电装置，但电动汽车充电装置却极少出现在立体停车场中，其主要原因如下：

（1）立体停车场内结构复杂，充电装置安装难度大。由于车主无法进入立体停车场内部，将电动汽车与充电设备连接好，所以充电设备的安装位置就非常重要。若将充电设备安装在车主可以接触到的停车场外围，车主可以轻松完成电动汽车与充电设备的对接，但是当汽车进入立体停车场内部时，就会出现电缆不够长，或是电缆与停车场内部结构刮蹭，缠绕等情况，造成安全性、可靠性差等问题。

（2）立体停车场车位流动性强，多为分时收费制，每一台车都不会有固定的停车位，使得立体停车场不适于停放待充电的电动汽车。

发明内容

本发明提供了一种立体停车场电动汽车充电系统，解决了现有立体停车场无法对电动汽车进行充电的技术问题。

本发明提供的技术方案是，一种立体停车场电动汽车充电系统，包括集成充电箱、集成充电箱输出的充电电缆、设置在立体车库库位上的第一对接装置、设置在停车板上的第二对接装置以及充电插接装置，充电电缆的末端连接至立体车库库位上的第一对接装置，第二对接装置与充电插接装置相接，停车板停放至车库库位上时，第一对接装置与第二对接装置的触头接触导通。

为了避免停车板停放至车库库位上时，第一对接装置和第二对接装置硬接触造成部件损坏，第一对接装置或第二对接装置设置有缓冲机构。

优选的，缓冲机构的对接装置包括安装支架、连杆、触头支架以及触头，触头安装在触头支架上，连杆的一端通过转轴与所述安装支架相接，连杆的另一端通过转轴与所述触头支架相接，连杆与安装支架、触头支架之间设置有复位件。

进一步的，复位件为套装在所述转轴上的扭簧，扭簧的一端抵住安装支架，另一端抵住连杆。

为了保证停车位移动时，第一对接装置和第二对接装置不带电，系统包括开关部串联在充电电缆上的行程开关，行程开关的开关部为常开状态，停车板停放至车库库位上时，停车板触发所述行程开关，行程开关的开关部闭合。

与现有技术相比，本发明的优点和积极性能是：本发明在立体停车场车库库位上设置第一对接装置，在停车板上设置有第二对接装置，停车板停放至车库库位上时，第一对接装置与第二对接装置的触头接触导通。因而，电动汽车驶入停车板后，车主仅需将电动汽车与充电插接装置连接，立体停车场自动将停车板移动停放至车库库位上，当停车板停放至车库库位上时，第一对接装置与第二对接装置的触头接触导通，集成充电箱可通过充电电缆、第一对接装置、第二对接装置、充电插接装置为电动汽车充电，方便车主操作。因而，本发明能够与立体停车场进行很好的结合，方便车主充电操作，在合理利用现有立体停车场设备与空间的同时，最大限度的提高了充电系统运行中的安全性和可靠性。

本发明特别适用于居民小区同时存在居民用电以及立体停车场充电的情形。通过对本区域内居民用电负荷及立体停车场电动汽车充电负荷进行实时监测，由于本区域内的额定用电总负荷是固定的，优先满足居民用电负荷，实时计算剩余负荷，剩余负荷全部用于汽车充电负荷，因而，不仅能够保证居民用电负荷，而且能够在保证居民用电负荷的前提下，将剩余用电负荷全部用于电动汽车充电，同时，进行三相负载的平衡管理，能够保证充电安全，快速充电且不会对电网造成负荷冲击。本发明对立体停车场电动汽车充电进行集中管理和负荷调配，充分利用车辆停驶的时间阶段进行充电服务。根据用户发送的汽车充电模式，综合考虑用电负荷，对汽车采用更加安全的小电流的慢充方式，或需要应急充电的车辆采用直流快充，实现智能充电管理。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明具体实施例立体停车场的正面结构示意图。

图2为本发明具体实施例立体停车场充电系统的原理图。

图3为本发明具体实施例立体停车场充电系统的侧面结构示意图。

图4为图3A处的放大图。

图5为第一对接装置和第二对接装置接触状态的俯视图。

图6为图3B处的放大图。

图7为本发明具体实施例集成充电箱的原理框图。

图8为本发明具体实施例集成充电箱的控制流程图。

图9为本发明具体实施例终端交费的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

如图1-3所示，本实施例立体停车场电动汽车充电系统包括集成充电箱1，其中，集成充电箱1输出若干充电电缆2，充电电缆2的末端连接在立体车库库位上的第一对接装置3。第一对接装置3布置在车库库位4上。立体停车场的每个停车板5上设置有第二对接装置6以及充电插接装置（图中未示出），停车板5带动第二对接装置6、充电插接装置上下、左右移动，从而移进或移出车位，当停车板5带动第二对接装置6、充电插接装置和电动汽车停放至车库库位上时，一方面实现电动汽车的停放，另一方面，第一对接装置3与第二对接装置6的触头接触导通，因而，集成充电箱1可通过充电电缆2、第一对接装置3、第二对接装置6、充电插接装置与电动汽车接通，利用停驶时间对电动汽车进行充电。

如图4、图5所示，本实施例的第一对接装置3优选设置在车库库位4的平移框架41上，平移框架41上设置有升降机构42和平移机构43，升降机构42带动停车板5及其上的第二对接装置6、充电插接装置和电动汽车升降，平移机构43带动平移框架41以及平移框架41上的停车板5、升降机构42和第一对接装置3在水平方向移动。

第一对接装置3包括安装支架31以及嵌装在安装支架31上的触头32。

本实施例的第二对接装置6安装在停车板5上，第二对接装置6包括安装支架61、连杆62、触头支架63以及触头64，触头64安装在触头支架63上，连杆62的一端通过转轴与安装支架61相接，连杆62的另一端通过转轴与触头支架63相接，连杆62与安装支架61、触头支架63之间设置有复位件（图中未示出）。优选的，复位件为套装在转轴上的扭簧，扭簧的一端抵住安装支架61，另一端抵住连杆62。其中，连杆62和复位件形成缓冲机构，避免停车板5停放至车库库位4上时，第一对接装置3和第二对接装置6硬接触造成部件损坏。本实施例是以缓冲机构位于第二对接装置6为例进行说明的，当然，缓冲机构位于第一对接装置3上的设置方式类此，便不再详细说明，均在本发明的保护范围之内。

电动汽车停放时，首先将电动汽车停放至停车板5上，升降机构42带动停车板5和电动汽车升降至车库库位4，停车板5停放到位后，平移框架41上的第一对接装置3正好与停车板5的第二对接装置6接触，二者的触头接触导通。因而，停车板5升降的过程中，充电通路切断，升降到位后充电通路接通。平移机构43带动平移框架41水平移动的过程中，第一对接装置3与第二对接装置6始终处于接触状态，因而，充电通路始终接通。

如图6所示，为了保证停车位5上下移动时，第一对接装置3和第二对接装置6不带电，在平移框架41上设置有开关部串联在充电电缆2上的行程开关7，行程开关7的开关部为常开状态，停车板5停放至车库库位4上时，停车板5触发行程开关7，行程开关7的开关部闭合。停车板5降落离开车库库位4时，行程开关7的开关部复位，恢复常开状态，充电通路断开。

如图7所示，本实施例的集成充电箱包括箱体，以及集成在箱体内的：

居民用电负荷监测模块，用于实时检测本区域内居民用电负荷W1并发送至控制模块。

电动汽车充电监测模块，用于实时检测本区域内电动汽车充电负荷W2并发送至控制模块；用于检测每辆正在充电的电动汽车充电负荷W2i并发送至控制模块。

电动汽车剩余电量检测装置，用于检测电动汽车剩余电量，并计算预约充电负荷，将预约充电负荷发送至控制模块。

电动汽车充电负荷监测模块，用于实时检测各正在充电的电动汽车的单相充电负荷至控制模块。

检测电路，用于检测充电接插装置的连接状态信息，并将充电接插装置的连接状态信息发送至控制模块。

控制模块，用于判断W1、W2与W的关系，若W1+ W2≤W，保持当前电动汽车充电状态或继续投入部分电动汽车进行充电，保证W1+ W2≤W；若W1+ W2＞W，暂停部分电动汽车的充电，保证W1+ W2≤W。用于在W1+ W2＞W时，根据正在充电的每辆电动汽车充电负荷W2i以及充电模式确定暂停充电的电动汽车，并暂停对其充电。用于在W1+ W2≤W时，根据欲充电电动汽车充电模式及预约充电负荷确定投入充电的电动汽车，并开始对其充电。用于判断各相充电负荷的三相不平衡度是否超过额定值，当超过额定值时，控制部分电动汽车的接入相别，达到三相负荷的平衡。

本实施例中，W为本区域内额定用电总负荷。

本实施例中的充电模式包括即时充电模式和可控充电模式；即时充电模式时，电动汽车剩余电量检测装置采集接入电动汽车的剩余电量并计算预约充电负荷发送至控制模块，控制模块判断预约充电负荷≤W-W1-W2时，控制模块控制对电动汽车进行充电；可控充电模式时，电动汽车剩余电量检测装置采集接入电动汽车的剩余电量并计算预约充电负荷，延时至用电谷期进行充电。

如图8所示，监测过程包括如下步骤：

S1、实时检测本区域内居民用电负荷W1以及电动汽车充电负荷W2。

S2、判断额定用电总负荷W和居民用电负荷W1、电动汽车充电负荷W2之间的关系；若W1+ W2≤W，进入步骤S3，否则，进入步骤S8。

S3、检测是否有需要继续投入充电的电动汽车，若有，进入步骤S4；否则，进入步骤S7。

S4、继续投入部分电动汽车进行充电，但要保证W1+ W2≤W；具体为，检测每辆欲投入充电的电动汽车充电模式及预约充电负荷，根据电动汽车充电模式及预约充电负荷确定投入充电的电动汽车，并开始对其充电。

S5、判断电动汽车的充电模式是否为即时充电模式。

S6、优先投入即时充电模式的电动汽车的充电。投入即时充电模式的电动汽车的方法具体为，采集电动汽车的剩余电量并计算预约充电负荷，若预约充电负荷≤W-W1-W2，对电动汽车进行充电。若投入所有即时充电模式的电动汽车进行充电后，仍然W1+ W2≤W，则可继续投入可控充电模式的电动汽车，只要保证W1+ W2≤W即可。投入可控充电模式的电动汽车的方法与投入即时充电模式的电动汽车的方法相同，此处不再赘述。

S7、保持当前电动汽车充电状态。

S8、暂停部分电动汽车的充电，保证W1+ W2≤W；具体为，检测每辆正在充电的电动汽车充电负荷W2i以及充电模式，根据每辆电动汽车充电负荷W2i以及充电模式确定暂停充电的电动汽车，并暂停对其充电。

S9、判断电动汽车的充电模式是否为可控充电模式。

S10、优先暂停可控充电模式的电动汽车的充电。暂停可控充电模式的电动汽车的充电方法具体为，采集接入电动汽车的剩余电量并计算预约充电负荷，延时充电，若暂停所有可控模式的电动汽车的充电后，仍然W1+ W2＞W，则继续暂停即时充电模式的电动汽车，直至W1+ W2≤W。暂停即时充电模式的电动汽车的充电方法与暂停可控模式的电动汽车的充电方法相同，此处不再赘述。

在以上各个步骤中，还需要实时监测各正在充电的电动汽车的单相充电负荷，判断各相充电负荷的三相不平衡度是否超过额定值，当超过额定值时，控制部分电动汽车的接入相别，达到三相负荷的平衡。

用户充电时，将停车板上的充电接插装置与电动汽车连接，用终端扫描充电插接装置的二维码信息，并将充电接插装置的信息发送至控制模块。用户可通过终端向控制模块发送充电开始、结束指令。用户通过终端向控制模块发送充电开始指令后，控制模块根据当前集成充电箱的工作状态计算充电策略，并控制开关装置的通断，通过控制分配车辆的充电时间和充电次序，使充电车辆达到充电需求。电能计量装置采集充电接插装置对应的充电支路的用电量信息并传输至控制模块，充电过程被控制模块实时监测；控制模块将用电量信息、充电过程推送至终端，同时进行计费，通过向控制模块发送充电插接装置信息的终端进行网络支付。

如图9所示，当本系统设置有云服务器时，终端直接与云服务器通信，云服务器与控制模块通信。

终端用于向云服务器发送启动、停止充电的指令，发送充电接插装置信息；用于向云服务器进行网络支付；

云服务器用于接收终端发送的控制指令，并发送至控制命令至集成充电箱；用于接收集成充电箱发送的充电过程信息，并推送至终端。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种立体停车场电动汽车充电系统，其特征在于：所述充电系统包括集成充电箱、集成充电箱输出的若干充电电缆、设置在立体车库库位平移框架上的第一对接装置、设置在停车板上的第二对接装置以及充电插接装置，所述充电电缆的末端与立体车库库位平移框架上的第一对接装置一一对应连接，所述每个停车板上的第二对接装置与充电插接装置相接，所述停车板停放至车库库位上时，所述第一对接装置与第二对接装置的触头接触导通；

所述第一对接装置或第二对接装置设置有缓冲机构

所述设置有缓冲机构的对接装置包括安装支架、连杆、触头支架以及触头，所述触头安装在触头支架上，所述连杆的一端通过转轴与所述安装支架相接，所述连杆的另一端通过转轴与所述触头支架相接，所述连杆与安装支架、触头支架之间设置有复位件。

2.根据权利要求1所述的立体停车场电动汽车充电系统，其特征在于：所述复位件为套装在所述转轴上的扭簧，扭簧的一端抵住安装支架，另一端抵住连杆。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的立体停车场电动汽车充电系统，其特征在于：所述系统包括开关部串联在充电电缆上的行程开关，所述行程开关的开关部为常开状态，所述停车板停放至车库库位上时，所述停车板触发所述行程开关，所述行程开关的开关部闭合。