CN109094383A - 一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明创造属于控制系统领域，具体涉及了一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统。包括服务器，连接用户系统和终端硬件，至少一个充电桩，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；通讯终端，与服务器和集群控制器进行数据交互，与集群控制器电连接；集群控制器，控制集群中的充电桩运作，与充电桩电连接。动作控制器，控制充电桩的动作，与充电桩电连接；状态管理器，汇总集群中充电桩的工作状态，与通讯终端电连接。

Description

一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统
技术领域
本发明创造属于控制系统领域，具体涉及了一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。随着电动汽车技术的发展，特别是国家对大气污染治理力度的不断加大，作为传统动力汽车的最佳替代产品之一的电动汽车，发展速度尤为迅速。充点系统作为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节，在充电系统中，充电桩作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。在人们环保意识逐渐提高的现代社会，如何充分利用清洁能源，减少石油、煤等化石能源的使用，是人们比较关心的问题。目前，电动汽车的充电桩多为结构简单，不够智能化，缺少集中管理。
发明内容
本发明创造的目的是为了解决上述的结构简单，不够智能和缺少集中管理的问题，提出了一种较为智能化且属于集中管理的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统。
本发明创造解决其技术问题采用的技术方案是一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，包括服务器，连接用户系统和终端硬件；其特征在于，还包括：至少一个充电桩，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；通讯终端，与服务器和集群控制器进行数据交互，与集群控制器电连接；集群控制器，控制集群中的充电桩运作，与充电桩电连接；状态管理器，汇总集群中充电桩的工作状态，与集群控制器电连接；GPS定位装置，确定集群所处的位置和确定客户位置，与集群控制器电连接。该控制系统将多个充电桩进行集中管理，通过通讯终端与服务器进行数据交互，根据服务器的数据命令，通过集群控制器给单个充电桩下达动作命令，因为是集群管理，所以每个充电桩的状态需要去关注，将充电桩的状态进行汇总，然后通过通讯终端发送到服务器，由服务器进行充电桩分配。同时GPS定位装置用来确定用户和自己的位置，在用户到达附近时，主动控制充电桩升起。
作为优选，所述充电桩包括：通讯模块，完成充电桩与服务器的数据交互，与服务器通信连接；控制单元，控制充电桩的内部活动，与通讯模块电连接；动作模块，完成充电桩的动作和活动，与控制单元电连接；检测模块，检测充电桩内部状态和周边环境状态，将数据传输到控制模块，与控制单元电连接
作为优选，所述动作模块包括：液压机，控制充电桩的升降，与集中控制器电连接；外壳，呈圆柱形，保护分时租赁电动汽车充电桩内部结构；底座，固定充电桩，埋在地下；读卡器，读取和确认用户信息，与控制单元电连接；充电系统，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；充电开关，控制充电工作的开启和关断，与控制系统；安全门，保护内部充电系统，嵌合在外壳上；安全门控制模块，控制安全门的开关；1号电动机，带动牵引滚筒转动，与控制系统电连接；2号电动机，带动电线滚筒转动，与集群控制器电连接。被该系统集群化管理的充电桩具有地锁功能，即在不使用的时候，可以下降到地下，减少了空间的占用，同样充电桩具有自我保护功能，可以保护内部设备不被非使用人员破坏。
作为优选，所述检测模块包括：环境检测装置，检测周边环境情况对充电桩升起的阻碍，与集群控制器通讯连接；确认门就位装置，检测门的开关状态，与控制单元块电连接；
就位确认装置，确认充电系统的设备都摆放正确，与控制单元电连接。检测模块是充电桩控制系统的反馈部分，反馈当前充电桩的活动情况，产生以下相应的负反馈。。此处确认门就位装置是在门上和门框下端各有一个小的接触装置，在门和门框接触后通电，确认门就位装置确认门就位状态；此处环境检测装置主要作用是在充电桩要上升时候检测周边环境是否允许上升，该装置采用了超声波发生装置和声波接受装置；确认就是装置，是通过充电插头上的金属吸附性环作用的；当插头放到正确的方位时，会接通插口卡口里面的一个电路，确认了充电系统的就位情况。
作为优选，所述充电系统包括：充电插头，为电动汽车充电，与充电线电连接；充电线，为充电插头供电，与市电电缆电连接；电线滚筒，收放电线，与2号电动机传动连接。通过控制模块控制控制电机转动，来使电线进行收放，减少了电线的损耗。
作为优选，所述安全门控制模块包括：电磁锁，将安全门锁住，控制模块电连接；弹簧，开启安全门，上端钩在外壳连接，下端钩在安全门的底边；牵引绳，关闭安全门，一端接在安全门低端，另一端接在牵引滚筒上；牵引绳滚筒，收放牵引绳，与1号电动机同轴连接。
作为优选，所述的读卡器采用RFID读卡器，充电插头套着一个磁性金属吸附圈，与插头卡口相互吸附，电线滚筒上有刻有电线卡槽。所述的环境检测装置采用超声波接受和发射装置进行检测。
本发明创造的有益效果：在使用中，充电桩分配放置，用户难以寻找，而且在到达目的地之前不知道充电桩是否可以使用，而本发明创造所提的充电桩集群控制系统，用户可以很早就知道何处有空余的充电桩可以使用。而且该控制系统的分工明确，并不是所有的动作都由集群控制器控制；集群控制器主要控制充电桩的升降和采集充电桩当前的状态，不可以控制充电桩的其他的动作，这样可以使得集群控制器结构简单；充电桩的安全门的开启、关闭和电路的导通由充电桩控制，这样子减少了动作的延时性，节约了能耗和时间。
附图说明
图1为一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统结构图；
图2为充电桩内部结构图；
图中：1、充电开关，2、外壳，3、读卡器，4、弹簧，5、安全门，6、充电插头， 9、充电线，10、牵引线，11、牵引线滚筒，12、充电线滚筒，13、液压机，14、1号电动机，15、2号电动机。
具体实施方式
实施例：
本发明创造解决其技术问题采用的技术方案是一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，包括服务器，连接用户系统和终端硬件；其特征在于，还包括：至少一个充电桩，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；通讯终端，与服务器和集群控制器进行数据交互，与集群控制器电连接；集群控制器，控制集群中的充电桩运作，与充电桩电连接；状态管理器，汇总集群中充电桩的工作状态，与集群控制器电连接；GPS定位装置，确定集群所处的位置和确定客户位置，与集群控制器电连接。该控制系统将多个充电桩进行集中管理，通过通讯终端与服务器进行数据交互，根据服务器的数据命令，通过集群控制器给单个充电桩下达动作命令，因为是集群管理，所以每个充电桩的状态需要去关注，将充电桩的状态进行汇总，然后通过通讯终端发送到服务器，由服务器进行充电桩分配。同时GPS定位装置用来确定用户和自己的位置，在用户到达附近时，主动控制充电桩升起。
作为优选，所述充电桩包括：通讯模块，完成充电桩与服务器的数据交互，与服务器通信连接；控制单元，控制充电桩的内部活动，与通讯模块电连接；动作模块，完成充电桩的动作和活动，与控制单元电连接；检测模块，检测充电桩内部状态和周边环境状态，将数据传输到控制模块，与控制单元电连接
作为优选，所述动作模块包括：液压机，控制充电桩的升降，与集中控制器电连接；外壳，呈圆柱形，保护分时租赁电动汽车充电桩内部结构；底座，固定充电桩，埋在地下；读卡器，读取和确认用户信息，与控制单元电连接；充电系统，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；充电开关，控制充电工作的开启和关断，与控制系统；安全门，保护内部充电系统，嵌合在外壳上；安全门控制模块，控制安全门的开关；1号电动机，带动牵引滚筒转动，与控制系统电连接；2号电动机，带动电线滚筒转动，与集群控制器电连接。被该系统集群化管理的充电桩具有地锁功能，即在不使用的时候，可以下降到地下，减少了空间的占用，同样充电桩具有自我保护功能，可以保护内部设备不被非使用人员破坏。
作为优选，所述检测模块包括：环境检测装置，检测周边环境情况对充电桩升起的阻碍，与集群控制器通讯连接；确认门就位装置，检测门的开关状态，与控制单元块电连接；
就位确认装置，确认充电系统的设备都摆放正确，与控制单元电连接。检测模块是充电桩控制系统的反馈部分，反馈当前充电桩的活动情况，产生以下相应的负反馈。。此处确认门就位装置是在门上和门框下端各有一个小的接触装置，在门和门框接触后通电，确认门就位装置确认门就位状态；此处环境检测装置主要作用是在充电桩要上升时候检测周边环境是否允许上升，该装置采用了超声波发生装置和声波接受装置；确认就是装置，是通过充电插头上的金属吸附性环作用的；当插头放到正确的方位时，会接通插口卡口里面的一个电路，确认了充电系统的就位情况。
作为优选，所述充电系统包括：充电插头，为电动汽车充电，与充电线电连接；充电线，为充电插头供电，与市电电缆电连接；电线滚筒，收放电线，与2号电动机传动连接。通过控制模块控制控制电机转动，来使电线进行收放，减少了电线的损耗。
作为优选，所述安全门控制模块包括：电磁锁，将安全门锁住，控制模块电连接；弹簧，开启安全门，上端钩在外壳连接，下端钩在安全门的底边；牵引绳，关闭安全门，一端接在安全门低端，另一端接在牵引滚筒上；牵引绳滚筒，收放牵引绳，与1号电动机同轴连接。
作为优选，所述的读卡器采用RFID读卡器，充电插头套着一个磁性金属吸附圈，与插头卡口相互吸附，电线滚筒上有刻有电线卡槽。所述的环境检测装置采用超声波接受和发射装置进行检测。
在使用中，充电桩分配放置，用户难以寻找，而且在到达目的地之前不知道充电桩是否可以使用，而本发明创造所提的充电桩集群控制系统，用户可以很早就知道何处有空余的充电桩可以使用。而且该控制系统的分工明确，并不是所有的动作都由集群控制器控制；集群控制器主要控制充电桩的升降和采集充电桩当前的状态，不可以控制充电桩的其他的动作，这样可以使得集群控制器结构简单；充电桩的安全门5的开启、关闭和电路的导通由充电桩控制，这样子减少了动作的延时性，节约了能耗和时间。
在使用过程中，用户通过车载终端寻找到充电桩，然后通过车载或者移动终端向服务器发送需要充电的请求，服务器将信息发送到集群控制器系统的通讯终端，一般使用GPRS进行通信。通讯终端接受到信号后，将消息发送到集群控制器，GPS定位模块开始工作，确认用户和自身位置，当用户到达集群附近时，环境检测装置开始工作；环境检测装置通过发送超声波和检测一定范围内反射的超声波来确定当前状况是否允许充电桩上升，如果检测到有反射回来的超声波，则说明当前状况不允许当前充电桩上升；如果没有接收到反射回来的超声波，那么集群控制器通过控制液压机13上升和2号电动机15转动下放电线，使得某个空闲的充电桩上升；此时用户需要将特有的信息卡插入读卡器3中，读卡器3读取卡中信息，将消息传递到控制模块，控制模块通过通讯模块和服务器进行信息确认，信息确认后，控制模块控制电磁锁断电，安全门5自动弹起，允许充电开关1可以被按下，接通电源；用户取出内部的充电设施与充电汽车连接，连接完成后，按下充电开关1，充电桩开始给充钱汽车进行充电；充电完成后，用户再次按下充电开关1，充电设备断电，用户可以安全拔下充电装备，放入充电桩内，拿走信息卡；这个时候，信息卡离开读卡器3，读卡器3将情况报告控制模块，就位确认装置开始工作，而就位确认装置使用充电插头和插头开口来进行工作的，在确认了充电装置就位之后，控制模块控制1号电动机14旋转，通过一号电动机带动牵引绳滚筒11，收回牵引绳10，在牵引绳10的作用下，安全门5下降关闭，安全门关闭的时候，门就位确认装置开始工作，1号电动机停止工作，同时电磁锁通电产生磁力，将安全门5锁死；充电开关1被强制隔离，不能再被按下；然后充电桩通信模块发送信号到集群控制器通讯终端，通讯终端将信号传达给集群控制器，集群控制器控制液压机13下降，同时控制2号电动机15翻转，将电线收起。充电桩下降完全后，集群控制器通过状态管理器收集当前充电桩的使用状况，发送到服务器。

Claims (8)

1.一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，包括服务器，连接用户系统和终端硬件；其特征在于，还包括：
至少一个充电桩，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；
通讯终端，与服务器和集群控制器进行数据交互，与集群控制器电连接；
集群控制器，控制集群中的充电桩运作，与充电桩电连接；
状态管理器，汇总集群中充电桩的工作状态，与集群控制器电连接；
GPS定位装置，确定集群所处的位置和确定客户位置，与集群控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述充电桩包括：
通讯模块，完成充电桩与服务器的数据交互，与服务器通信连接；
控制单元，控制充电桩的内部活动，与通讯模块电连接；
动作模块，完成充电桩的动作和活动，与控制单元电连接；
检测模块，检测充电桩内部状态和周边环境状态，将数据传输到控制模块，与控制单元电连接。
3.根据权利要求2所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述动作模块包括：
液压机，控制充电桩的升降，与集中控制器电连接；
外壳，呈圆柱形，保护分时租赁电动汽车充电桩内部结构；
底座，固定充电桩，埋在地下；
读卡器，读取和确认用户信息，与控制单元电连接；
充电系统，为电动汽车充电，与市电电缆电连接；
充电开关，控制充电工作的开启和关断，与控制系统；
安全门，保护内部充电系统，嵌合在外壳上；
安全门控制模块，控制安全门的开关；
1号电动机，带动牵引滚筒转动，与控制系统电连接；
2号电动机，带动电线滚筒转动，与集群控制器电连接。
4.根据权利要求2所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述检测模块包括：
环境检测装置，检测周边环境情况对充电桩升起的阻碍，与集群控制器通讯连接；
确认门就位装置，检测门的开关状态，与控制单元块电连接；
就位确认装置，确认充电系统的设备都摆放正确，与控制单元电连接。
5.根据权利要求3所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述充电系统包括：
充电插头，为电动汽车充电，与充电线电连接；
充电线，为充电插头供电，与市电电缆电连接；
电线滚筒，收放电线，与2号电动机传动连接。
6.根据权利要求3所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述安全门控制模块包括：
电磁锁，将安全门锁住，控制模块电连接；
弹簧，开启安全门，上端钩在外壳连接，下端钩在安全门的底边；
牵引绳，关闭安全门，一端接在安全门低端，另一端接在牵引滚筒上；
牵引绳滚筒，收放牵引绳，与1号电动机同轴连接。
7.根据权利要求3所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述的读卡器采用RFID读卡器。
8.根据权利要求3所述的一种分时租赁电动汽车充电桩集群控制系统，其特征在于，所述的环境检测装置采用超声波接受和发射装置进行检测。
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