CN109285052B - 一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统 - Google Patents

一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统，包括服务端系统(1)、至少一个充电桩站系统(2)、客服端模块(3)和网络服务器(4)；其中，所述充电站系统(1)包括多个用于充电的停车位(5)，和多个所述停车位(5)对应于的多个充电桩(6)、视频系统(7)和数据收发模块(8)，充电桩包括带有数值编号的充电桩；所述视频系统(7)能够拍摄每个充电桩(6)对应的停车位的使用信息，包括车辆在停车位的停放位置信息、占据的停车空间信息；本发明基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统，利用虚拟现实技术，显示共享充电桩和停车位的信息，可以给使用人员更直观了解当前状态，从而更加方面实现充电，同时给汽车充电的过程带来直观证据。

Description

一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电桩管理系统技术领域，具体来说，涉及一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统。
背景技术
新能源汽车由于使用更加环保，越来越被国家和环保部门的推崇，并且是未来汽车的发展趋势，其能减少汽车尾气，从而降低对空气的污染。作为新能源汽车，包括混合动力新能源汽车和纯电动汽车，而纯电动汽车由于只利用电池的电能作为汽车驱动的能源。现有技术中，除了老牌汽车企业开始转向新能源电动汽车研发和生产之外，如江铃汽车、江淮汽车和东风汽车等，也包括新成立公司进行研发新能源电动汽车，如小鹏汽车、蔚来汽车等，这些公司在新能源汽车领域都如火如荼的进行着。国外，也开始出现了将电动汽车替代传统燃油汽车的趋势，并列有相应的汽车退出计划，我国作为一个负责人的大国，也在研究传统汽车推出的机制和时间表。
但是，作为新能源汽车的一个重要组件，电池，其用于对汽车提供能源，需要在使用中进行充电，而电动汽车的充电，主要采用充电桩的形式进行，为了方便汽车能够快速找到充电桩进行充电，进行实时充电并使用，这是新能源汽车能够快速推广的一个重要内容。
根据电动汽车发展规划，预计到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆，累计产销量超过500万辆。如此数量的电动汽车需要配置几乎相当数量的充电桩，也即意味着需要大量的配电装置来连接充电桩和低压电源。
虽然很多充电桩是可以共享的，特别是快充桩和公共充电桩，均为共享式。但这种共享并没有发挥供电设备的最大效率。如，有些区域的充电汽车使用比较多，而且汽车比较多，另一外一些区域充电汽车使用比较少，对充电桩的需求也就比较少，从而导致某些区域的充电桩使用十分紧张，不能及时进行充电，因而影响使用，给客户带来很大麻烦；另一些区域的充电桩，使用很少，导致资源限制。而且，现实中，充电桩由于建设的成本比较高、布置要求高，从而导致目前的充电桩分布少、而且不容易寻找，如有些充电桩位于小区内、公用停车场、高速路服务站等处，依场地大小、车位阵形布局特点，可区别地选择具有不同数量充电端的充电桩，从而导致人民在使用新能源汽车时，往往会产生充电比较困难的问题，这也容易导致打击人民对新能源汽车购置或者更新纯电动车的积极性，从而不利于新能源电动汽车的推广。
一种智能分时共享充电桩(申请号201621061772.7授权公告号CN20644645OU)实用新型公开了一种智能分时共享充电桩，充电桩内部设置有网络模块，可接受在线用户按指定时段的预约服务。每个充电桩在安装时设定位置数据，可将位置信息准确地显示在用户端的地图上，方便用户准确快速找到充电桩。充电桩具有一桩多充电端的特征，并能够依用户预约实现按时序定时为新能源汽车充电。充电桩可设置于小区内、公用停车场、高速路服务站等处,依场地大小、车位阵形布局特点，可区别地选择具有不同数量充电端的充电桩。充电无需排队等候，充完电无需立即移车，不影响其他用户使用。但是这个系统并没有考虑更好显示充电桩的使用情况等因素，或充电桩站的电源不平衡问题。
为此，希望能够提供一种有效的基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统，利用可视化技术，提供充电桩信息，从而能够帮助汽车使用者能够快速找到充电桩的位置，并方便选择能够充电的地方进行充电。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统，包括服务端系统(1)、至少一个充电桩站系统(2)、客服端模块(3)和网络服务器(4)；
其中，所述充电站系统(1)包括多个用于充电的停车位(5)，和多个所述停车位(5)对应于的多个充电桩(6)、视频系统(7)和数据收发模块(8)，充电桩包括带有数值编号的充电桩；所述视频系统(7)能够拍摄每个充电桩(6)对应的停车位的使用信息，包括车辆在停车位的停放位置信息、占据的停车空间信息；
所述服务端系统(1)，包括前台监视系统(9)、后台服务器(10)、数据存储模块(11)、充电桩使用调度模块(12)、大数据分析模块(13)和GIS模块(14)，所述前台监视系统(9)用于监视当前所有充电站的停车位使用情况、充电桩使用情况，可以实时虚拟显示地图的形式显示充电站的使用情况，同时，以及充电桩前停车位的占用情况；
其中网络服务器(4)和后台服务器(10)通讯连接，其用于将所述充电桩(6)使用信息、停车位(5)使用信息进行存储，并且还存储由GIS模块反馈的各充电桩(6)、停车位(5)的位置信息，以便形成完整的停车位和充电桩信息，并可将数据公开前台监视系统(9)进行读取和修改；所述大数据分析模块(13)，其直接访问数据存储器内的停车位和充电桩信息，并结合GIS提供的定位信息进行大数据分析，从而得出每个停车位、充电桩的使用信息，以便运营企业合理调整不同位置的充电桩数量，和停车位的数量，提高充电桩的使用效率；
所述前台监视系统(9)，其包括显示屏和报表系统，该前台监视系统通讯连接至后台服务器，从而读取所有连接至后台服务器的充电桩的状态、使用信息，并进行显示，同时还读取GIS模块中的地图信息，从而将充电桩(6)和停车位(5)的使用信息标记在GIS模块的地图中，同时结合充电站系统的视频模块拍摄的视频图像处理后显示，形成AR/VR图像，在显示屏中显示，以便提供给充电站经营企业监视其充电桩(6)的使用情况和并给企业提供充电桩(6)调度指导；而报表系统则定期输出各充电站的使用信息和收益信息，以便企业进行经营管理；充电桩使用调度模块根据汽车的位置、剩余电量和充电桩站的位置、使用情况调度汽车去需找合适的充电桩站；
所述客户端模块(3)，其为带有充电桩账户终端的APP手机终端、手持式终端或车载客户端模块；所述客户端模块(3)能够进行AR/VR显示方式显示查询的充电桩的使用情况，或当前客户自己的汽车在充电站的停车位停车情况和充电情况；
该充电系统智能充电桩管理系统使用时，初始化后台的数据存储模块，并录入充电站的充电桩的使用信息，并在GIS地图中动态显示；
当电动汽车在运行中，当电池电量SOC值<50％总量时，客户端模块发送汽车当前位置、汽车剩余预期可行驶里程给服务端系统，服务端系统根据汽车当前位置，并查询出汽车距离最近充电桩的距离，并进行比较，如果剩余可行驶里程大于最近充电桩的距离，则不进行报警，否则发出第一次报警；所述报警信号反馈给汽车中终端，并且终端进行报警并显示最近的充电桩的位置和充电桩的使用情况，并提供给汽车一个最优的3个充电桩站，以便驾驶员驱车去相应的充电桩站进行充电。
进一步的，当汽车的所述电池电量SOC值<20％总量时，每行驶一段规定的距离重新规划一次新的供汽车充电的最优充电桩站和查找相应充电桩站的最优路线。
进一步的，所述服务端系统还包含备份数据库，所述备份数据库连接至数据存储器，其用于对数据存储器的数据进行备份，以便在数据存储器的数据存在损坏时及时进行恢复，保证数据的安全性和可靠性。
进一步的，所述客户端模块机安装有用户APP，客户端模块通过网络服务器访问充电桩使用调度模块，从而实现用户APP和服务端系统通讯，以便查询当前能够使用的充电站。
进一步的，所述基于智慧管理的电动汽车共享充电管理系统还包括电量表，所述电量表设于每个移动充电桩内部，用于记录充电桩的充电使用信息，同时根据充电功率预估剩余充电时间，并且上述剩余充电时间反馈给用户，实现提醒汽车所有人预估充电等待时间，以便预计时间后来停车位提取车辆，同时提供给需要充电的人员确定是否等待该充电站充电。
进一步的，所述基于智慧管理的电动汽车共享充电管理系统还包括收费模块，所述收费模块根据连接相应的移动充电桩的电量表计算的电量使用信息，自动计算应该缴纳的电费，用户可以实现自助缴费的方式完成缴费。
进一步的，充电桩站接入的市电为三相四线制电源，智能充电桩管理系统还监视接入充电桩站的三相电路各相负载情况，并根据负载的情况分配充电桩给提出充电需求的客户，以保证在充电桩站的电源各相平衡。
进一步的，驾驶员可以客户端模块中根据当前的停车位的情况，利用虚拟现实技术模拟停车情况以确定汽车能否进入该充电桩站的停车位以便充电。
进一步的，每隔一个规定的时间，根据大数据分器分析每个充电桩站的使用情况和收益，以便企业合理调整充电装置的位置和充电桩的数量。
进一步的，所述充电桩还设置有负载检测模块，其检测连接至该充电桩的充电汽车是否完成充电，如果完成充电，自动断开充电桩和充电汽车的电连接，切断电源，以保护充电汽车防止过充电。
本发明的有益效果：
1、本发明基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统，利用虚拟现实技术，显示共享充电桩和停车位的信息，可以给使用人员更直观了解当前状态，从而更加方面实现充电，同时给汽车充电的过程带来直观证据。
2、本发明基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统，根据现有技术中汽车充电采用三相四线制充电的可能由于某些负载过大而导致的问题出发，提出动态平衡各相电路的负载的技术方案，从而实现连接至充电桩的负载保持一个较好的情况，避免各相电路不平衡的缺陷，从而能够使得所有连接充电桩的充电汽车进行充电，同时保证对充电电网不会有太大的冲击；
3、该分时充电管理方式使得真实有效实现了共享充电，而非传统的名义上的共享，实际上的独享充电。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统原理图；
图2是根据本发明基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统的充电桩站的示意图；
图3是根据本发明基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统的服务端的示意图。
图中：
1、服务端系统；2、充电桩站系统；3、客服端模块；4、网络服务器；5、停车位；6、充电桩；7、视频系统；8、数据收发模块；9、前台监视系统；10、后台服务器；11、数据存储模块；12、充电桩使用调度模块；13、大数据分析模块；14、GIS模块。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种基于虚拟现实的地图系统的智能充电桩管理系统。
一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统，包括服务端系统(1)、至少一个充电桩站系统(2)、客服端模块(3)和网络服务器(4)；
其中，所述充电站系统(1)包括多个用于充电的停车位(5)，和多个所述停车位(5)对应于的多个充电桩(6)、视频系统(7)和数据收发模块(8)，充电桩包括带有数值编号的充电桩；所述视频系统(7)能够拍摄每个充电桩(6)对应的停车位的使用信息，包括车辆在停车位的停放位置信息、占据的停车空间信息；
所述服务端系统(1)，包括前台监视系统(9)、后台服务器(10)、数据存储模块(11)、充电桩使用调度模块(12)、大数据分析模块(13)和GIS模块(14)，所述前台监视系统(9)用于监视当前所有充电站的停车位使用情况、充电桩使用情况，可以实时虚拟显示地图的形式显示充电站的使用情况，同时，以及充电桩前停车位的占用情况；
其中网络服务器(4)和后台服务器(10)通讯连接，其用于将所述充电桩(6)使用信息、停车位(5)使用信息进行存储，并且还存储由GIS模块反馈的各充电桩(6)、停车位(5)的位置信息，以便形成完整的停车位和充电桩信息，并可将数据公开前台监视系统(9)进行读取和修改；所述大数据分析模块(13)，其直接访问数据存储器内的停车位和充电桩信息，并结合GIS提供的定位信息进行大数据分析，从而得出每个停车位、充电桩的使用信息，以便运营企业合理调整不同位置的充电桩数量，和停车位的数量，提高充电桩的使用效率；
所述前台监视系统(9)，其包括显示屏和报表系统，该前台监视系统通讯连接至后台服务器，从而读取所有连接至后台服务器的充电桩的状态、使用信息，并进行显示，同时还读取GIS模块中的地图信息，从而将充电桩(6)和停车位(5)的使用信息标记在GIS模块的地图中，同时结合充电站系统的视频模块拍摄的视频图像处理后显示，形成AR/VR图像，在显示屏中显示，以便提供给充电站经营企业监视其充电桩(6)的使用情况和并给企业提供充电桩(6)调度指导；而报表系统则定期输出各充电站的使用信息和收益信息，以便企业进行经营管理；充电桩使用调度模块根据汽车的位置、剩余电量和充电桩站的位置、使用情况调度汽车去需找合适的充电桩站；
所述客户端模块(3)，其为带有充电桩账户终端的APP手机终端、手持式终端或车载客户端模块；所述客户端模块(3)能够进行AR/VR显示方式显示查询的充电桩的使用情况，或当前客户自己的汽车在充电站的停车位停车情况和充电情况；
该充电系统智能充电桩管理系统使用时，初始化后台的数据存储模块，并录入充电站的充电桩的使用信息，并在GIS地图中动态显示；
当电动汽车在运行中，当电池电量SOC值<50％总量时，客户端模块发送汽车当前位置、汽车剩余预期可行驶里程给服务端系统，服务端系统根据汽车当前位置，并查询出汽车距离最近充电桩的距离，并进行比较，如果剩余可行驶里程大于最近充电桩的距离，则不进行报警，否则发出第一次报警；所述报警信号反馈给汽车中终端，并且终端进行报警并显示最近的充电桩的位置和充电桩的使用情况，并提供给汽车一个最优的3个充电桩站，以便驾驶员驱车去相应的充电桩站进行充电。
进一步的，当汽车的所述电池电量SOC值<20％总量时，每行驶一段规定的距离重新规划一次新的供汽车充电的最优充电桩站和查找相应充电桩站的最优路线。
进一步的，所述服务端系统还包含备份数据库，所述备份数据库连接至数据存储器，其用于对数据存储器的数据进行备份，以便在数据存储器的数据存在损坏时及时进行恢复，保证数据的安全性和可靠性。
进一步的，所述客户端模块机安装有用户APP，客户端模块通过网络服务器访问充电桩使用调度模块，从而实现用户APP和服务端系统通讯，以便查询当前能够使用的充电站。
进一步的，所述基于智慧管理的电动汽车共享充电管理系统还包括电量表，所述电量表设于每个移动充电桩内部，用于记录充电桩的充电使用信息，同时根据充电功率预估剩余充电时间，并且上述剩余充电时间反馈给用户，实现提醒汽车所有人预估充电等待时间，以便预计时间后来停车位提取车辆，同时提供给需要充电的人员确定是否等待该充电站充电。
进一步的，所述基于智慧管理的电动汽车共享充电管理系统还包括收费模块，所述收费模块根据连接相应的移动充电桩的电量表计算的电量使用信息，自动计算应该缴纳的电费，用户可以实现自助缴费的方式完成缴费。
进一步的，充电桩站接入的市电为三相四线制电源，智能充电桩管理系统还监视接入充电桩站的三相电路各相负载情况，并根据负载的情况分配充电桩给提出充电需求的客户，以保证在充电桩站的电源各相平衡。
进一步的，驾驶员可以客户端模块中根据当前的停车位的情况，利用虚拟现实技术模拟停车情况以确定汽车能否进入该充电桩站的停车位以便充电。
进一步的，每隔一个规定的时间，根据大数据分器分析每个充电桩站的使用情况和收益，以便企业合理调整充电装置的位置和充电桩的数量。
进一步的，所述充电桩还设置有负载检测模块，其检测连接至该充电桩的充电汽车是否完成充电，如果完成充电，自动断开充电桩和充电汽车的电连接，切断电源，以保护充电汽车防止过充电。
在本发明的充电桩站中，提供当前共享充电站的多个充电桩的使用情况，包括哪几号共享充电桩在使用，哪几号充电桩未使用，并实时通过网络服务器将当前的充电桩的使用情况报告给后台服务器，后台服务器技术更新数据存储器的充电桩使用情况，并在大数据模块进行数据更新，以及GIS地图上的充电桩状态的更新，以确保共享充电桩的利用台数、充电桩的剩余数量、充电桩的位置状况是根据利用状况时刻发生变化的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统，包括服务端系统(1)、至少一个充电站系统(2)、客户端模块(3)和网络服务器(4)；
其中，所述充电站系统(2)包括多个用于充电的停车位(5)，和多个所述停车位(5)对应于的多个充电桩(6)、视频系统(7)和数据收发模块(8)，充电桩包括带有数值编号的充电桩；所述视频系统(7)能够拍摄每个充电桩(6)对应的停车位的使用信息，包括车辆在停车位的停放位置信息、占据的停车空间信息；
所述服务端系统(1)，包括前台监视系统(9)、后台服务器(10)、数据存储模块(11)、充电桩使用调度模块(12)、大数据分析模块(13)和GIS模块(14)，所述前台监视系统(9)用于监视当前所有充电站的停车位使用情况、充电桩使用情况，可以实时虚拟显示地图的形式显示充电站的使用情况，同时，以及充电桩前停车位的占用情况；
其中网络服务器(4)和后台服务器(10)通讯连接，其用于将所述充电桩(6)使用信息、停车位(5)使用信息进行存储，并且还存储由GIS模块反馈的各充电桩(6)、停车位(5)的位置信息，以便形成完整的停车位和充电桩信息，并可将数据公开前台监视系统(9)进行读取和修改；所述大数据分析模块(13)，其直接访问数据存储器内的停车位和充电桩信息，并结合GIS提供的定位信息进行大数据分析，从而得出每个停车位、充电桩的使用信息，以便运营企业合理调整不同位置的充电桩数量，和停车位的数量，提高充电桩的使用效率；
所述前台监视系统(9)，其包括显示屏和报表系统，该前台监视系统通讯连接至后台服务器，从而读取所有连接至后台服务器的充电桩的状态、使用信息，并进行显示，同时还读取GIS模块中的地图信息，从而将充电桩(6)和停车位(5)的使用信息标记在GIS模块的地图中，同时结合充电站系统的视频模块拍摄的视频图像处理后显示，形成AR/VR图像，在显示屏中显示，以便提供给充电站经营企业监视其充电桩(6)的使用情况和并给企业提供充电桩(6)调度指导；而报表系统则定期输出各充电站的使用信息和收益信息，以便企业进行经营管理；充电桩使用调度模块根据汽车的位置、剩余电量和充电桩站的位置、使用情况调度汽车去需找合适的充电桩站；
所述客户端模块(3)，其为带有充电桩账户终端的APP手机终端、手持式终端或车载客户端模块；所述客户端模块(3)能够进行AR/VR显示方式显示查询的充电桩的使用情况，或当前客户自己的汽车在充电站的停车位停车情况和充电情况；
该共享充电桩系统使用时，初始化后台的数据存储模块，并录入充电站的充电桩的使用信息，并在GIS地图中动态显示；
当电动汽车在运行中，当电池电量SOC值<50％总量时，客户端模块发送汽车当前位置、汽车剩余预期可行驶里程给服务端系统，服务端系统根据汽车当前位置，并查询出汽车距离最近充电桩的距离，并进行比较，如果剩余可行驶里程大于最近充电桩的距离，则不进行报警，否则发出第一次报警；所述报警信号反馈给汽车中终端，并且终端进行报警并显示最近的充电桩的位置和充电桩的使用情况，并提供给汽车一个最优的3个充电桩站，以便驾驶员驱车去相应的充电桩站进行充电；
驾驶员可以客户端模块中根据当前的停车位的情况，利用虚拟现实技术模拟停车情况以确定汽车能否进入该充电桩站的停车位以便充电；
当汽车的所述电池电量SOC值<20％总量时，每行驶一段规定的距离重新规划一次新的供汽车充电的最优充电桩站和查找相应充电桩站的最优路线；
所述服务端系统还包含备份数据库，所述备份数据库连接至数据存储器，其用于对数据存储器的数据进行备份，以便在数据存储器的数据存在损坏时及时进行恢复，保证数据的安全性和可靠性；
所述客户端模块机安装有用户APP，客户端模块通过网络服务器访问充电桩使用调度模块，从而实现用户APP和服务端系统通讯，以便查询当前能够使用的充电站；
所述共享充电桩系统还包括电量表，所述电量表设于每个移动充电桩内部，用于记录充电桩的充电使用信息，同时根据充电功率预估剩余充电时间，并且上述剩余充电时间反馈给用户，实现提醒汽车所有人预估充电等待时间，以便预计时间后来停车位提取车辆，同时提供给需要充电的人员确定是否等待该充电站充电；
所述共享充电桩系统还包括收费模块，所述收费模块根据连接相应的移动充电桩的电量表计算的电量使用信息，自动计算应该缴纳的电费，用户可以实现自助缴费的方式完成缴费；充电桩站接入的市电为三相四线制电源，智能充电桩管理系统还监视接入充电桩站的三相电路各相负载情况，并根据负载的情况分配充电桩给提出充电需求的客户，以保证在充电桩站的电源各相平衡。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统，其特征在于：每隔一个规定的时间，根据大数据分器分析每个充电桩站的使用情况和收益，以便企业合理调整充电装置的位置和充电桩的数量。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的共享充电桩系统，其特征在于：所述充电桩还设置有负载检测模块，其检测连接至该充电桩的充电汽车是否完成充电，如果完成充电，自动断开充电桩和充电汽车的电连接，切断电源，以保护充电汽车防止过充电。
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