CN107985115A - 一种汽车充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车充电系统，属于新能源汽车充电技术领域，主要包括国家电网、太阳能板、充电桩、汽车和APP终端，充电桩包括充电模块、监测模块、通讯模块、交互模块、数据分析模块、收费模块和广告模块，APP终端包括查询单元、预约单元、定位单元和导航单元，用户可以通过APP终端查询、预定充电桩，充电桩可实现对车辆的引导、识别和监测，并且在充电之前可对充电时间和费用进行预估，充电结束之前可提前提醒用户。总之，本发明具有安全稳定、功能多样、用户体验好等优点。

Description

一种汽车充电系统

技术领域

本发明属于新能源汽车充电技术领域，具体是涉及一种汽车充电系统。

背景技术

汽车充电站和汽车加油站相类似，是一种“加电”的设备。是一种高效率的充电器，可以快速的给电动汽车充电，随着人们生活水平的提高，汽车已成为大多人生活中的一部分，有了它也带来了很多方便，但是，使用汽车需要消耗有限的石油资源，而且在使用汽车而消费石油的过程中发生环境污染问题。因地球上的石油资源的枯竭以及环境保护法规的强化，促使人们开发了能够用电能行驶的电动汽车。

电动汽车作为一种新能源汽车，有着无污染的有点，越来越受到人们的欢迎和重视。正在开发的电动汽车中有，纯电动汽车、共同使用电动机与发动机的混合动力汽车以及燃料电池电动汽车等。其中，可插上电源插头的混合动力汽车以及纯电动汽车是从置于车辆内部的高压蓄电池中接收驱动所需电力的电动汽车。此类在内部具备蓄电池的电动汽车需要能够从外部供给电能的供电手段，这样大量的充电站不断建立起来，现有的充电站由若干个充电桩组成，和现有加油站类似，每个充电桩或者几个充电桩由指定的工作人员负责管理，来帮助车主充电，并进行收费，导致大型的充电站就会需要大量的工作人员来进行管理、收费等，这样就造成了成本的提高，充电站的开支高。

NFC完整的名称为近距离无线通信技术，是一种非接触感应和识别技术，利用NFC技术，手机可以变成交通卡、信用卡，实现移动支付；广告商可以利用NFC技术实现平面广告与消费者的互动；而一些基于地理位置的移动社交服务网站将可以利用NFC实现签到服务，可以说NFC科技正引领着近距离感应科技的发展方向，基于NFC技术的各种创新应用，将彻底改变人们的生活。

目前，现有的汽车充电系统还不够完善，用户需要充电时需要去已知的充电站去充电，对于在不熟悉的环境寻找充电站十分困难，而且，用户在去往充电站的时候不能获知目标充电站是否有可用充电桩，或者知晓有可用充电桩，在去往的路上被他人提前到达使用，浪费了用户大量的时间、精力和财力，在充电过程中，用户往往不敢远离汽车，遇到雾霾或温度过高过低的天气，在汽车旁等候汽车充电是一件十分痛苦的事情，同时，现有充电系统在充电前不会预估充电所需电量、时间和费用，可能在充电完成后与用户产生纠纷。

发明内容

针对现有技术中汽车充电存在的充电桩难找、不能预约充电、充电时人不能离开车辆等技术问题，本发明提供了一种汽车充电系统。

本发明的技术方案是：一种汽车充电系统，主要包括国家电网、太阳能板、充电桩、汽车和APP终端，所述充电桩通过输电导线分别与国家电网和太阳能板连接，充电桩通过充电枪与汽车连接，充电桩通过无线信号与APP终端连接；

所述充电桩包括充电模块、监测模块、通讯模块、交互模块、数据分析模块、收费模块和广告模块；

所述充电模块包括储电单元、DC/AC转换单元、延时保护单元、放电单元和断电单元，所述储电单元用于存储国家电网和太阳能板所传输的电能，所述DC/AC转换单元用于将直流电源转换为交流电源或者将交流电源转换为直流电源，所述延时保护单元用于汽车连接充电桩后进行一个延时保护动作，所述放电单元用于对汽车进行充电操作，所述断电单元用于汽车充电完成后进行断电操作，或者在充电桩和汽车状态出现异常时的紧急断电操作；

所述监测模块用于对充电桩充电时的各项状态进行监测，包括温度监测单元、电压监测单元、电流监测单元和车辆监测装置，所述温度监测单元用于监测充电时充电桩的元件温度、导线温度和连接枪头温度，所述电压监测单元用于监测充电时充电桩各元件的电压波动，所述电流监测单元用于监测充电时充电桩各元件的电流波动，所述车辆监测单元用于监测充电时汽车的充电速度、充电电压和充电电流；

所述通讯模块包括网络连接单元、报警单元和信息发送单元，所述网络连接单元用于充电桩的网络连接；所述报警单元用于在充电桩闲置或使用时发生故障或危险状态时进行报警操作，所述信息发送单元用于将充电桩的状态信息、充电时汽车各项信息发送至APP终端；

所述交互模块包括车辆引导单元、按键触摸单元、识别单元、指令分析单元和指令执行单元，所述车辆引导单元用于发出声音、灯光或者定位信息，引导车辆准确定位充电桩，所述按键触摸单元用于用户通过按键或触摸屏对充电桩进行操作，所述识别单元用于充电桩对充电车辆型号、车牌信息进行识别，所述指令分析单元用于充电桩对用户通过按键或触摸屏下达的指令进行分析处理，所述指令执行单元用于充电桩对用户通过按键或触摸屏下达的指令进行执行操作；

所述数据分析模块包括电量分析单元、时间分析单元、费用分析单元，所述电量分析单元用于对车辆剩余电量、电池总容量、应充电量进行分析，所述时间分析单元用于对车辆充电所需时间进行分析，所述费用分析单元用于对车辆充满电所需费用进行分析；

所述收费模块包括计费单元、显示单元、支付单元和打印单元，所述计费单元用于对车辆充电产生的实时费用进行计算，所述显示单元用于在充电桩屏幕上上显示车辆信息、充电信息、费用和时间，所述支付单元用于车辆充电完成后用户进行费用支付，所述打印单元用于用户支付完成后打印发票；

所述广告模块用于充电桩在充电过程中播放广告或者将广告信息推送至APP终端；

所述APP终端包括查询单元、预约单元、定位单元和导航单元，所述查询单元用于用户查询附近充电桩的使用状态，所述预约单元用于用户进行充电桩预约使用操作，所述定位单元用于用户的实时定位，所述导航单元用于制定用户到达充电桩的导航路线。

进一步地，所述储电单元还用于将充电桩闲置时太阳能面板输送的剩余电能输送至国家电网，避免能源的浪费，可以在用电高峰期可以为国家电网减轻负担，同时，为充电站制造了额外收益。

进一步地，所述监测模块与所述断电单元连接，用于监测模块监测到异常时进行断电操作，紧急断电可以避免产生更严重的损失，甚至保护人员的生命安全。

进一步地，所述用户使用APP终端的预约单元进行充电桩的预约时，预约时间为0-20min，超过20min未抵达充电桩，则预约自动失效，避免用户忘记或恶意预约充电桩，导致有需要的用户不能及时充电。

进一步地，所述支付单元包括现金支付、支付宝支付、微信支付、刷卡支付和NFC支付五种支付方式，适应不同人员消费习惯，方便用户快速结账。

一种汽车充电系统的工作方法包括以下步骤：

S1：充电桩在晴天时通过太能板获取电能，并存储至储电单元，在阴天或夜晚时，通过国家电网输送电能来维持运行；

S2：用户在需要对汽车进行充电时，首先打开APP终端，通过定位单元定位自己的位置，然后通过查询单元查询附近的充电桩及充电桩的使用状态，并通过APP终端的预约单元进行充电桩的使用预约，预约完成后，APP终端通过定位单元和导航单元制定导航路线，引导用户前往充电桩；

S3：用户驾驶汽车到达充电桩后，交互模块中的识别单元通过充电桩上设置的智能感应头对车辆的车牌、信号进行识别，并记录开始时间，用户将充电接头连接至汽车，然后通过充电桩上的按键或触摸屏进行模式选择，选择完成后，数据分析模块会根据用户的指令及车辆信息进行分析处理，得到车辆预充电量、充电完成预估时间和充电预估费用，用户确认无误后，车辆开始充电；

S4：车辆在充电过程中可以离开车辆，车辆监测单元会对车辆进行监控，通讯模块中的信息发送单元会将车辆信息及车辆充电信息发送至APP终端，用户可通过手机查看车辆以及车辆充电状态；

S5：充电结束后，充电桩的显示单元会将车辆的充电时间和费用信息显示在充电桩的屏幕上，用户确认无误后，通过支付单元支付充电费用，通过打印单元打印票据，完成充电。

进一步地，所述充电桩会通过信息发送单元在充电结束前半小时和十分钟分别提醒一次用户，避免用户离开汽车后忘记充电时间导致充电结束后汽车还连接至充电桩，造成用户不必要财产损失和其他用户无法充电的情况发生。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种汽车充电系统，适用于新能源汽车的充电操作，用户需要对汽车进行充电时，可以在APP终端查询附近有无可用的充电桩，得到通往充电桩的具体路线，还可以通过APP终端预约充电桩，避免了到达充电桩后充电桩已被使用的情况发生，在充电开始时，充电桩会对车辆进行分析，将充电所需电量、时间、费用预估出来，用户确认无误后，开始充电，避免了因电费产生的不必要纠纷，在充电过程中，充电桩会实时监测充电桩和汽车的状态，一旦监测到异常，立马停止充电，并通知管理人员和用户，如发生自燃或漏电等情况，充电桩会发出报警声响和的闪烁灯光来发出警示，将危险情况提前避免，并且在充电过程中，用户可离开车辆，不必一直守在汽车旁，充电桩会实时监测汽车的状况，用户可通过APP终端随时查看车辆实时录像，并且在充电结束半个小时和十分钟前，充电桩会对APP终端分别发送一次提示信号，方便用户及时取车，充电桩具有五种可支付方式，方便了不同人群的消费习惯。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图。

其中，1-国家电网、2-太阳能板、3-充电桩、31-充电模块、311-储电单元、312-DC/AC转换单元、313-延时单元、314-放电单元、315-断电单元、32-监测模块、321温度监测单元、322-电压监测单元、323-电流监测单元、324-车辆监测单元、33-通讯模块、331-网络连接单元、332-报警单元、333-信息发送单元、34-交互模块、341-车辆引导单元、342-按键触摸单元、343-识别单元、344-指令分析单元、345-指令执行单元、35-数据分析模块、351-电量分析单元、352-时间分析单元、353-费用分析单元、36-收费模块、361-计费单元、362-显示单元、363-支付单元、364-打印单元、37-广告单元、4-汽车、5-APP终端、51-查询单元、52-预约单元、53-定位单元、54-导航单元。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施例来对本发明进行更进一步详细的说明。

如图1所示，一种汽车充电系统，主要包括国家电网1、太阳能板2、充电桩3、汽车4和APP终端5，充电桩3通过输电导线分别与国家电网1和太阳能板2连接，充电桩3通过充电枪与汽车4连接，充电桩3通过无线信号与APP终端5连接；

充电桩3包括充电模块31、监测模块32、通讯模块33、交互模块34、数据分析模块35、收费模块36和广告模块37；

充电模块31包括储电单元311、DC/AC转换单元312、延时保护单元313、放电单元314和断电单元315，储电单元311用于存储国家电网1和太阳能板2所传输的电能，还用于将充电桩3闲置时太阳能面板2输送的剩余电能输送至国家电网1，DC/AC转换单元312用于将直流电源转换为交流电源或者将交流电源转换为直流电源，延时保护单元313用于汽车4连接充电桩3后进行一个延时保护动作，放电单元314用于对汽车4进行充电操作，断电单元315用于汽车4充电完成后进行断电操作，或者在充电桩3和汽车4状态出现异常时的紧急断电操作；

监测模块32用于对充电桩3充电时的各项状态进行监测，包括温度监测单元321、电压监测单元322、电流监测单元323和车辆监测装置324，温度监测单元321用于监测充电时充电桩3的元件温度、导线温度和连接枪头温度，电压监测单元322用于监测充电时充电桩3各元件的电压波动，电流监测单元323用于监测充电时充电桩3各元件的电流波动，车辆监测单元324用于监测充电时汽车4的充电速度、充电电压和充电电流，监测模块32与断电单元315连接，用于监测模块32监测到异常时进行断电操作；

通讯模块33包括网络连接单元331、报警单元332和信息发送单元333，网络连接单元331用于充电桩3的网络连接；报警单元332用于在充电桩3闲置或使用时发生故障或危险状态时进行报警操作，信息发送单元333用于将充电桩3的状态信息、充电时汽车各项信息发送至APP终端5；

交互模块34包括车辆引导单元341、按键触摸单元342、识别单元343、指令分析单元344和指令执行单元345，车辆引导单元341用于发出声音、灯光或者定位信息，引导车辆4准确定位充电桩3，按键触摸单元342用于用户通过按键或触摸屏对充电桩3进行操作，识别单元343用于充电桩3对充电车辆4型号、车牌信息进行识别，指令分析单元344用于充电桩3对用户通过按键或触摸屏下达的指令进行分析处理，指令执行单元345用于充电桩3对用户通过按键或触摸屏下达的指令进行执行操作；

数据分析模块35包括电量分析单元351、时间分析单元352、费用分析单元353，电量分析单元351用于对车辆4剩余电量、电池总容量、应充电量进行分析，时间分析单元352用于对车辆4充电所需时间进行分析，费用分析单元353用于对车辆4充满电所需费用进行分析；

收费模块36包括计费单元361、显示单元362、支付单元363和打印单元364，计费单元361用于对车辆4充电产生的实时费用进行计算，显示单元362用于在充电桩3屏幕上上显示车辆信息、充电信息、费用和时间，支付单元363用于车辆4充电完成后用户进行费用支付，包括现金支付、支付宝支付、微信支付、刷卡支付和NFC支付五种支付方式，打印单元364用于用户支付完成后打印发票；

广告模块37用于充电桩在充电过程中播放广告或者将广告信息推送至APP终端；

APP终端5包括查询单元51、预约单元52、定位单元53和导航单元54，查询单元51用于用户查询附近充电桩3的使用状态，预约单元52用于用户进行充电桩3预约使用操作，用户使用APP终端的预约单元5进行充电桩3的预约时，预约时间为0-20min，超过20min未抵达充电桩3，则预约自动失效，定位单元53用于用户的实时定位，导航单元54用于制定用户到达充电桩3的导航路线。

一种汽车充电系统的工作方法包括以下步骤：

S1：充电桩3在晴天时通过太能板2获取电能，并存储至储电单元311，在阴天或夜晚时，通过国家电网1输送电能来维持运行；

S2：用户在需要对汽车4进行充电时，首先打开APP终端5，通过定位单元53定位自己的位置，然后通过查询单元51查询附近的充电桩3及充电桩3的使用状态，并通过APP终端5的预约单元52进行充电桩3的使用预约，预约完成后，APP终端5通过定位单元53和导航单元54制定导航路线，引导用户前往充电桩3；

S3：用户驾驶汽车4到达充电桩3后，交互模块34中的识别单元343通过充电桩3上设置的智能感应头对车辆4的车牌、信号进行识别，并记录开始时间，用户将充电接头连接至汽车4，然后通过充电桩3上的按键或触摸屏进行模式选择，选择完成后，数据分析模块35会根据用户的指令及车辆信息进行分析处理，得到车辆4预充电量、充电完成预估时间和充电预估费用，用户确认无误后，车辆4开始充电；

S4：车辆4在充电过程中可以离开车辆4，车辆监测单元32会对车辆4进行监控，通讯模块33中的信息发送单元33会将车辆信息及车辆充电信息发送至APP终端5，用户可通过手机查看车辆4以及车辆充电状态，充电桩3会通过信息发送单元333在充电结束前半小时和十分钟分别提醒一次用户；

S5：充电结束后，充电桩3的显示单元362会将车辆4的充电时间和费用信息显示在充电桩3的屏幕上，用户确认无误后，通过支付单元363支付充电费用，通过打印单元364打印票据，完成充电。

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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种汽车充电系统，其特征在于，主要包括国家电网（1）、太阳能板（2）、充电桩（3）、汽车（4）和APP终端（5），所述充电桩（3）通过输电导线分别与国家电网（1）和太阳能板（2）连接，充电桩（3）通过充电枪与汽车（4）连接，充电桩（3）通过无线信号与APP终端（5）连接；

所述充电桩（3）包括充电模块（31）、监测模块（32）、通讯模块（33）、交互模块（34）、数据分析模块（35）、收费模块（36）和广告模块（37）；

所述充电模块（31）包括储电单元（311）、DC/AC转换单元（312）、延时保护单元（313）、放电单元（314）和断电单元（315），所述储电单元（311）用于存储国家电网（1）和太阳能板（2）所传输的电能，所述DC/AC转换单元（312）用于将直流电源转换为交流电源或者将交流电源转换为直流电源，所述延时保护单元（313）用于汽车（4）连接充电桩（3）后进行一个延时保护动作，所述放电单元（314）用于对汽车（4）进行充电操作，所述断电单元（315）用于汽车（4）充电完成后进行断电操作，或者在充电桩（3）和汽车（4）状态出现异常时的紧急断电操作；

所述监测模块（32）用于对充电桩（3）充电时的各项状态进行监测，包括温度监测单元（321）、电压监测单元（322）、电流监测单元（323）和车辆监测装置（324），所述温度监测单元（321）用于监测充电时充电桩（3）的元件温度、导线温度和连接枪头温度，所述电压监测单元（322）用于监测充电时充电桩（3）各元件的电压波动，所述电流监测单元（323）用于监测充电时充电桩（3）各元件的电流波动，所述车辆监测单元（324）用于监测充电时汽车（4）的充电速度、充电电压和充电电流；

所述通讯模块（33）包括网络连接单元（331）、报警单元（332）和信息发送单元（333），所述网络连接单元（331）用于充电桩（3）的网络连接；所述报警单元（332）用于在充电桩（3）闲置或使用时发生故障或危险状态时进行报警操作，所述信息发送单元（333）用于将充电桩（3）的状态信息、充电时汽车各项信息发送至APP终端（5）；

所述交互模块（34）包括车辆引导单元（341）、按键触摸单元（342）、识别单元（343）、指令分析单元（344）和指令执行单元（345），所述车辆引导单元（341）用于发出声音、灯光或者定位信息，引导车辆（4）准确定位充电桩（3），所述按键触摸单元（342）用于用户通过按键或触摸屏对充电桩（3）进行操作，所述识别单元（343）用于充电桩（3）对充电车辆（4）型号、车牌信息进行识别，所述指令分析单元（344）用于充电桩（3）对用户通过按键或触摸屏下达的指令进行分析处理，所述指令执行单元（345）用于充电桩（3）对用户通过按键或触摸屏下达的指令进行执行操作；

所述数据分析模块（35）包括电量分析单元（351）、时间分析单元（352）、费用分析单元（353），所述电量分析单元（351）用于对车辆（4）剩余电量、电池总容量、应充电量进行分析，所述时间分析单元（352）用于对车辆（4）充电所需时间进行分析，所述费用分析单元（353）用于对车辆（4）充满电所需费用进行分析；

所述收费模块（36）包括计费单元（361）、显示单元（362）、支付单元（363）和打印单元（364），所述计费单元（361）用于对车辆（4）充电产生的实时费用进行计算，所述显示单元（362）用于在充电桩（3）屏幕上上显示车辆信息、充电信息、费用和时间，所述支付单元（363）用于车辆（4）充电完成后用户进行费用支付，所述打印单元（364）用于用户支付完成后打印发票；

所述广告模块（37）用于充电桩在充电过程中播放广告或者将广告信息推送至APP终端；

所述APP终端（5）包括查询单元（51）、预约单元（52）、定位单元（53）和导航单元（54），所述查询单元（51）用于用户查询附近充电桩（3）的使用状态，所述预约单元（52）用于用户进行充电桩（3）预约使用操作，所述定位单元（53）用于用户的实时定位，所述导航单元（54）用于制定用户到达充电桩（3）的导航路线。

2.根据权利要求1所述的一种汽车充电系统，其特征在于，所述监测模块（32）与所述断电单元（315）连接，用于监测模块（32）监测到异常时进行断电操作。

3.根据权利要求1所述的一种汽车充电系统，其特征在于，所述用户使用APP终端的预约单元（5）进行充电桩（3）的预约时，预约时间为0-20min，超过20min未抵达充电桩（3），则预约自动失效。

4.根据权利要求1所述的一种汽车充电系统，其特征在于，所述支付单元（363）包括现金支付、支付宝支付、微信支付、刷卡支付和NFC支付五种支付方式。

5.根据权利要求1所述的一种汽车充电系统，其特征在于，所述系统的工作方法包括以下步骤：

S1：充电桩（3）在晴天时通过太能板（2）获取电能，并存储至储电单元（311），在阴天或夜晚时，通过国家电网（1）输送电能来维持运行；

S2：用户在需要对汽车（4）进行充电时，首先打开APP终端（5），通过定位单元（53）定位自己的位置，然后通过查询单元（51）查询附近的充电桩（3）及充电桩（3）的使用状态，并通过APP终端（5）的预约单元（52）进行充电桩（3）的使用预约，预约完成后，APP终端（5）通过定位单元（53）和导航单元（54）制定导航路线，引导用户前往充电桩（3）；

S3：用户驾驶汽车（4）到达充电桩（3）后，交互模块（34）中的识别单元（343）通过充电桩（3）上设置的智能感应头对车辆（4）的车牌、信号进行识别，并记录开始时间，用户将充电接头连接至汽车（4），然后通过充电桩（3）上的按键或触摸屏进行模式选择，选择完成后，数据分析模块（35）会根据用户的指令及车辆信息进行分析处理，得到车辆（4）预充电量、充电完成预估时间和充电预估费用，用户确认无误后，车辆（4）开始充电；

S4：车辆（4）在充电过程中可以离开车辆（4），车辆监测单元（32）会对车辆（4）进行监控，通讯模块（33）中的信息发送单元（33）会将车辆信息及车辆充电信息发送至APP终端（5），用户可通过手机查看车辆（4）以及车辆充电状态；

S5：充电结束后，充电桩（3）的显示单元（362）会将车辆（4）的充电时间和费用信息显示在充电桩（3）的屏幕上，用户确认无误后，通过支付单元（363）支付充电费用，通过打印单元（364）打印票据，完成充电。

6.根据权利要求6所述的一种汽车充电系统的使用方法，其特征在于，所述充电桩（3）会通过信息发送单元（333）在充电结束前半小时和十分钟分别提醒一次用户。