CN109118195A - 一种电动汽车充电计费系统及其充电计费方法 - Google Patents

一种电动汽车充电计费系统及其充电计费方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电计费系统及其充电计费方法，计费系统包括电动汽车的电池用电量计量模块、电动汽车的充电控制模块、电动汽车的BMS、以及充电站服务器、充电桩、数据终端服务器和手机客户服务端。充电时，充电站服务器向电动汽车的充电控制模块发出用电量查询信息，充电控制模块接收到此信号后，向电池用电量计量模块发出查询指令，电池用电量计量模块采集并存储的动力电池输出电量信息传送至充电控制模块，充电控制模块将电量信息传送至充电站服务器，充电站服务器根据电量计算费用，并将费用信息传送至数据终端服务器，数据终端服务器将缴费信息通过无线网络发送到手机客户服务端，车主通过手机客户服务端支付所计算的费用。

Description

一种电动汽车充电计费系统及其充电计费方法
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车充电计费系统及其充电计费方法。
背景技术
目前国内电动汽车起步时间并不是很长，充电式电动汽车又是新的商业模式，充电站内的充电业务需要有效的计费系统及方法。
燃油汽车计费是以每次加注的油量计算燃油费用，即客户采用先买后用的方式，现有的充电式电动汽车也是以充电量的多少计算费用，这两种付费计量方式都属于“先付费后使用”。如果充电式电动汽车的充电电费计量也采用此种付费方式，将会带来很多难题。因为即便是同一规格的电池，其实际容量因新旧程度不一样也存在很大差异，提供给用户的实际电量也各不相同，因此这种付费计量模式并不准确；此外，这种“先付费后使用”的充电模块，需要用户预先购买大额充值卡(市面上一般最低100元的充值卡)，这也给消费者造成一种消费障碍。
目前充电式电动汽车在进行充电时车主信息和车辆信息是储存在一张充电IC卡中，如果车辆的动力电池组进行过更换，那IC卡中的信息就无法与实车的信息相匹配，充电时容易对车辆和动力电池组造成伤害或者导致无法进行充电作业。所以目前的充电IC卡的信息不能实现车辆信息的实时更新，而且存在携带很不方便、容易丢失的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车充电计费系统及其充电计费方法。其有效的解决了现有“先付费后使用”充电模块存在的问题，将“先付费后使用”充电模式转变为“先使用后付费”充电模式；此外，本发明通过手机客户服务器方便了车主充电缴费、车辆识别确认、车主身份识别的过程。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电动汽车充电计费系统包括：电动汽车的电池用电量计量模块、电动汽车的充电控制模块、电动汽车的BMS(电池管理系统)、以及充电站服务器、充电桩、数据终端服务器和手机客户服务端，
电池用电量计量模块：负责采集电动汽车动力电池的输出电量，具有存储记忆功能，并且能将采集到的输出电量信息传递给电动汽车的充电控制模块；
充电控制模块：充电控制模块包括核心处理器，核心处理器连接有CAN总线通信接口和存储芯片，充电控制模块通过CAN总线与电池用电量计量模块连接；核心处理器还连接有无线通讯模块，通过无线通讯模块能够与充电站服务器建立起带有专用标示的无线通讯；
充电站服务器：带有无线通讯装置，可以与电动汽车的充电控制模块建立带有专用标示的信息通讯，根据电池用电量计量模块的数据计算费用，通过互联网与数据终端服务器进行数据通讯，同时控制充电桩激活或关闭充电；
充电桩：负责给电动汽车进行充电作业；
数据终端服务器：存储电动汽车的用户信息、车辆信息、电池信息、缴费数据、各个充电站位置信息等，通过互联网与充电站服务器进行数据通讯，通过无线网络与手机客户服务端进行数据通讯；
手机客户服务端：通过无线网络与数据终端服务器进行数据通讯，用于用户信息和车辆信息的注册认证，同时实现移动支付功能。
所述电动汽车充电计费系统的充电计费方法包括以下步骤：
第一步：
车主下载并安装手机客户服务端，在手机客户服务端中车主需要提交车主信息和车辆信息进行账号的注册，并通过无线网络将数据上传到数据终端服务器；
第二步：
车辆驶入充电站，车主操作手机客户服务端向数据终端服务器发送充电的服务请求以及充电站位置信息，数据终端服务器通过网络通讯激活相应充电站服务器工作并向其发送该车主的车辆信息数据；
第三步：
充电站服务器通过无线装置发送带有车辆VIN码的查询信息，站内所有车辆的充电控制模块的无线功能模块都可以接收到此查询信息，接收到此查询信息的充电控制模块要与自身存储的车辆VIN码信息进行对比，若信息不匹配，充电控制模块不作任何响应，若信息匹配，充电控制模块通过无线通讯模块向充电站服务器发送车辆的VIN码和通讯密钥，通过以上的车辆识别确认，充电站服务器与车辆建立了带有专用标示的信息无线通讯；
第四步：
充电站服务器向电动汽车的充电控制模块发出用电量查询信息，充电控制模块接收到此信号后，向电池用电量计量模块发出查询指令，电池用电量计量模块采集并存储的动力电池输出电量信息传送至充电控制模块，充电控制模块将电量信息传送至充电站服务器，充电站服务器根据电量计算费用，并将费用信息传送至数据终端服务器，数据终端服务器将缴费信息通过无线网络发送到手机客户服务端，车主通过手机客户服务端支付所计算的费用。
第五步：
车主支付完成后，车主选择充电服务，手机客户服务端将支付信息以及服务请求信息发送至数据终端服务器，数据终端服务器将支付信息以及服务请求信息发送至充电站服务器，充电站服务器将支付完成的信息传送至电动汽车的充电控制模块，充电控制模块将支付完成信息传送至电池用电量计量模块，电池用电量计量模块将用电量数据进行归零重置。
第六步：
充电站服务器激活充电桩，将车辆与充电桩进行连接，对车辆进行充电，充电模式下的电池用电量计量模块不工作；当断开充电接口后，充电控制模块进入正常工作模式，电池用电量计量模块恢复工作，车辆充电服务结束。
在上述技术方案中，当动力电池组充满电后，充电桩停止充电作业，并断开连接。
在上述技术方案中，车主可以通过手机客户端自由选择终止充电，车主通过手机客户服务端向数据终端服务器发送终止充电指令，数据终端服务器根据接收的终止充电指令向所属充电站服务器发送终止充电指令，充电站服务器进而控制充电桩停止充电作业，并断开连接。
在上述技术方案中，充电过程中，充电桩实时读取BMS的充电量信息，并将充电量信息实时反馈给充电站服务器，充电站服务器将该信息发送给数据终端服务器，数据终端服务器再将该信息反馈给车主的手机客户服务端，手机客户服务端实时显示充电情况。
本发明的优点和有益效果为：
本发明的电动汽车充电计费系统及其充电计费方法，有效的解决了现有“先付费后使用”充电模块存在的问题，将“先付费后使用”充电模式转变为“先使用后付费”充电模式，本发明的“先使用后付费”充电模式，以消费者实际用电量作为计费依据，实现了充电计费的准确性。同时，这种“先使用后付费”充电模式不需预先购置充值卡，符合大众消费者的消费观念。此外，本发明通过手机客户服务器方便了车主充电缴费、车辆识别确认、车主身份识别的过程。
附图说明
图1是本发明的电动汽车充电计费系统的系统框架图。
图2是本发明的电动汽车充电计费系统的充电计费方法流程图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
参见附图1，本发明的电动汽车充电计费系统包括：电动汽车的电池用电量计量模块、电动汽车的充电控制模块、电动汽车的BMS(电池管理系统)、以及充电站服务器、充电桩、数据终端服务器和手机客户服务端。
电池用电量计量模块：负责采集电动汽车动力电池的输出电量，具有存储记忆功能，并且能将采集到的输出电量信息传递给电动汽车的充电控制模块。(电池用电量计量模块采用授权发明专利CN201110081676.4的电动汽车用电计量装置，其包括电表本体、所述电表本体1上设置的若干个输入端口和输出端口，所述电表本体内包括电源模块、采集模块、数据处理模块和通讯处理模块，所述输入端口连接到安装在电表本体内的采集模块，所述采集模块连接至数据处理模块，所述数据处理模块包计量单元，连接在计量单元上的主处理器，以及连接在所述主处理器上的存储器，其中主处理器中设置有轮循处理单元和掉电处理单元，并连接至少一个输出端口，主处理器还连接至所述通信处理模块，所述电源模块通过连接若干个隔离变换器而为所述数据处理模块和通讯处理模块提供电力支持。数据处理模块中的主处理器选用32位ARM处理器，具有运算速度快，低功耗等特点，保证了采集动力电池电量信息以及CAN通讯的实时性)。
充电控制模块：充电控制模块采用32位ARM处理器作为核心处理器，核心处理器连接有CAN总线通信接口和存储芯片，充电控制模块通过CAN总线与电池用电量计量模块连接，通过CAN总线接收电池用电量计量模块的信息并存储；此外，核心处理器还连接有无线通讯模块，通过无线通讯模块能与充电站服务器建立起带有专用标示的无线通讯。
充电站服务器：带有无线通讯装置，可以与电动汽车的充电控制模块建立带有专用标示的信息通讯，根据电池用电量计量模块的数据计算费用，能够通过互联网与数据终端服务器进行数据通讯，同时控制充电桩激活或关闭充电。
充电桩：负责给电动汽车进行充电作业。
数据终端服务器：存储电动汽车的用户信息、车辆信息、电池信息、缴费数据、各个充电站位置信息等，通过互联网与充电站服务器进行数据通讯，通过无线网络与手机客户服务端进行数据通讯。
手机客户服务端：通过无线网络与数据终端服务器进行数据通讯，用于用户信息和车辆信息的注册认证，同时实现移动支付功能，支持网上银行支付、支付宝、微信等方式付款，并具有充电站的位置定位和导航功能。
实施例二
参见附图2，电动汽车充电计费系统的充电计费方法包括以下步骤：
第一步：
车主下载并安装手机客户服务端，在手机客户服务端中车主需要提交车主信息(主要包括：车主姓名、性别、身份证号等)和车辆信息(主要包括：车辆的VIN码、蓄电池型号等)进行账号的注册，并通过无线网络将数据上传到数据终端服务器，数据终端服务器审核车主信息和车辆信息与车辆经销商上传到数据终端服务器上的信息的一致性，数据一致可以成功注册账号。
第二步：
车辆驶入充电站(可以根据手机客户服务端的导航功能指引车主找到充电站)，车主操作手机客户服务端向数据终端服务器发送充电的服务请求以及充电站位置信息，数据终端服务器通过网络通讯激活相应充电站服务器工作并向其发送该车主的车辆信息数据。
第三步：
充电站服务器通过无线装置发送带有车辆VIN码的查询信息，站内所有车辆的充电控制模块通过无线功能模块都可以接收到此查询信息，接收到此查询信息的充电控制模块要与自身存储的车辆VIN码信息进行对比，若信息不匹配，充电控制模块不作任何响应，若信息匹配，充电控制模块通过无线通讯模块向充电站服务器发送车辆的VIN码和通讯密钥，通过以上的车辆识别确认，充电站服务器与车辆建立了带有专用标示的信息无线通讯。
第四步：
充电站服务器向电动汽车的充电控制模块发出用电量查询信息，充电控制模块接收到此信号后，向电池用电量计量模块发出查询指令，电池用电量计量模块采集并存储的动力电池输出电量信息传送至充电控制模块，充电控制模块将电量信息传送至充电站服务器，充电站服务器根据电量计算费用，并将费用信息传送至数据终端服务器，数据终端服务器将缴费信息通过无线网络发送到手机客户服务端，车主通过手机客户服务端选择绑定网上银行支付、微信支付或者是支付宝支付所计算的费用。
第五步：
车主支付完成后，车主选择充电服务，手机客户服务端将支付信息以及服务请求信息发送至数据终端服务器，数据终端服务器将支付信息以及服务请求信息发送至充电站服务器，充电站服务器将支付完成的信息传送至电动汽车的充电控制模块，充电控制模块将支付完成信息传送至电池用电量计量模块，电池用电量计量模块将用电量数据进行归零重置。
第六步：
充电站服务器激活充电桩，将车辆与充电桩进行连接(按照充电标准，充电桩与车辆连接，包括与BMS之间的CAN连接和与负载电池之间的电连接)，对车辆进行充电，充电模式下的电池用电量计量模块不工作；充电过程中，充电桩实时读取BMS的充电量信息，并将充电量信息实时反馈给充电站服务器，充电站服务器将该信息发送给数据终端服务器，数据终端服务器再将该信息反馈给车主的手机客户服务端，手机客户服务端实时显示充电情况。当动力电池组充满电后，充电桩停止充电作业，并断开连接；或者不必等到完全充满电池，车主也可以通过手机客户端自由选择终止充电，车主通过手机客户服务端向数据终端服务器发送终止充电指令，数据终端服务器根据接收的终止充电指令向所属充电站服务器发送终止充电指令，充电站服务器进而控制充电桩停止充电作业，并断开连接；当断开充电接口后，充电控制模块进入正常工作模式，电池用电量计量模块恢复工作，车辆充电服务结束。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车充电计费系统，其特征在于：包括电动汽车的电池用电量计量模块、电动汽车的充电控制模块、电动汽车的BMS、以及充电站服务器、充电桩、数据终端服务器和手机客户服务端，
电池用电量计量模块：负责采集电动汽车动力电池的输出电量，具有存储记忆功能，并且能将采集到的输出电量信息传递给电动汽车的充电控制模块；
充电控制模块：充电控制模块包括核心处理器，核心处理器连接有CAN总线通信接口和存储芯片，充电控制模块通过CAN总线与电池用电量计量模块连接；核心处理器还连接有无线通讯模块，通过无线通讯模块能够与充电站服务器建立起带有专用标示的无线通讯；
充电站服务器：带有无线通讯装置，可以与电动汽车的充电控制模块建立带有专用标示的信息通讯，根据电池用电量计量模块的数据计算费用，通过互联网与数据终端服务器进行数据通讯，同时控制充电桩激活或关闭充电；
充电桩：负责给电动汽车进行充电作业；
数据终端服务器：存储电动汽车的用户信息、车辆信息、电池信息、缴费数据、各个充电站位置信息等，通过互联网与充电站服务器进行数据通讯，通过无线网络与手机客户服务端进行数据通讯；
手机客户服务端：通过无线网络与数据终端服务器进行数据通讯，用于用户信息和车辆信息的注册认证，同时实现移动支付功能。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电计费系统的充电计费方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：
车主下载并安装手机客户服务端，在手机客户服务端中车主需要提交车主信息和车辆信息进行账号的注册，并通过无线网络将数据上传到数据终端服务器；
第二步：
车辆驶入充电站，车主操作手机客户服务端向数据终端服务器发送充电的服务请求以及充电站位置信息，数据终端服务器通过网络通讯激活相应充电站服务器工作并向其发送该车主的车辆信息数据；
第三步：
充电站服务器通过无线装置发送带有车辆VIN码的查询信息，站内所有车辆的充电控制模块的无线功能模块都可以接收到此查询信息，接收到此查询信息的充电控制模块要与自身存储的车辆VIN码信息进行对比，若信息不匹配，充电控制模块不作任何响应，若信息匹配，充电控制模块通过无线通讯模块向充电站服务器发送车辆的VIN码和通讯密钥，通过以上的车辆识别确认，充电站服务器与车辆建立了带有专用标示的信息无线通讯；
第四步：
充电站服务器向电动汽车的充电控制模块发出用电量查询信息，充电控制模块接收到此信号后，向电池用电量计量模块发出查询指令，电池用电量计量模块采集并存储的动力电池输出电量信息传送至充电控制模块，充电控制模块将电量信息传送至充电站服务器，充电站服务器根据电量计算费用，并将费用信息传送至数据终端服务器，数据终端服务器将缴费信息通过无线网络发送到手机客户服务端，车主通过手机客户服务端支付所计算的费用；
第五步：
车主支付完成后，车主选择充电服务，手机客户服务端将支付信息以及服务请求信息发送至数据终端服务器，数据终端服务器将支付信息以及服务请求信息发送至充电站服务器，充电站服务器将支付完成的信息传送至电动汽车的充电控制模块，充电控制模块将支付完成信息传送至电池用电量计量模块，电池用电量计量模块将用电量数据进行归零重置；
第六步：
充电站服务器激活充电桩，将车辆与充电桩进行连接，对车辆进行充电，充电模式下的电池用电量计量模块不工作；当断开充电接口后，充电控制模块进入正常工作模式，电池用电量计量模块恢复工作，车辆充电服务结束。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电计费系统的充电计费方法，其特征在于：当动力电池组充满电后，充电桩停止充电作业，并断开连接。
4.根据权利要求2所述的电动汽车充电计费系统的充电计费方法，其特征在于：车主可以通过手机客户端自由选择终止充电，车主通过手机客户服务端向数据终端服务器发送终止充电指令，数据终端服务器根据接收的终止充电指令向所属充电站服务器发送终止充电指令，充电站服务器进而控制充电桩停止充电作业，并断开连接。
5.根据权利要求2所述的电动汽车充电计费系统的充电计费方法，其特征在于：充电过程中，充电桩实时读取BMS的充电量信息，并将充电量信息实时反馈给充电站服务器，充电站服务器将该信息发送给数据终端服务器，数据终端服务器再将该信息反馈给车主的手机客户服务端，手机客户服务端实时显示充电情况。
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