CN109606162A - 一种集中式快速充电桩及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集中式快速充电桩及其使用方法，属于充电桩技术领域，一种集中式快速充电桩，包括充电桩外壳，充电桩外壳内连接有充电模块，充电模块包括供电控制装置，供电控制装置与充电枪之间连接有输电线，供电控制装置上连接有计量模块和无线信号通信模块，供电控制装置内连接有充电开关，充电开关与计量模块连接，充电桩外壳上连接有高清图像采集模块、显示模块和指令输入模块，高清图像采集模块与车辆型号识别系统连接，管理控制平台上连接有电能采集分配单元，本方案根据不同的车辆型号对充电桩的电流和电压配额进行调节，使充电桩对应不同车辆都可以与车辆最大允许充电电流进行充电。

Description

一种集中式快速充电桩及其使用方法

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，更具体地说，涉及一种集中式快速充电桩及其使用方法。

背景技术

随着能源危机的日益严峻，单纯的蓄电池动力机车已经不能满足人们对能源开发和使用的阶段目标。未来的交通工具设计会将会朝着更具有效性和安全性，控制功能更完善，进一步降低噪声，便携和环保功能更为突出等方向发展。电动车取代汽车成为新型代步工具不仅可以在购买价位上让更多中薪阶层接受，更在使用过程中让消费者大大节省了燃油的开支。同时环境问题已成为人们普遍关注的全球性问题，发展一种新型的无污染、无噪音、无油耗的交通工具已成为世界交通业的迫切问题。

电动车的出现使人们看到了解决城市交通污染问题的希望，电动车作为绿色朝阳产业，在中国发展已有十年之久。电动车曾以其价廉、便捷、环保的功能优势，受到人们的青睐，一直呈逐年大幅增长的势头。由于需求旺盛，近几年中国电动车市场一直保持跨越式增长，而随电动车数量的增长，人们对于用于电动车的充电桩需要也越来越多。

目前公用充电桩的数量也越来越多，充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作。

而目前，每种充电桩都有固定的电压等级，而不同型号的电动车的电池规格，额定电压，最大允许充电电流大小都不同，所以一个充电桩只能适应部分型号的电动车，所以单一的充电桩适用范围较窄，而且由于不同电动车的电池规格和最大允许电流不不同，同一充电桩对于不同型号的车辆充电速率不同，从而导致一些电动车的充电速率较慢。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集中式快速充电桩，它可以实现可根据不同的车辆的充电要求对充电桩进行电流分配调节，使一个充电桩可以适应不同种类的电动车的充电需求，极大的提高了充电桩的适用范围，使充电桩可以以车辆允许的最大充电电流进行充电，对于不同的电动车都可以以最大允许的充电电流进行充电。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种集中式快速充电桩，包括充电桩外壳，所述充电桩外壳内连接有充电模块，所述充电模块包括供电控制装置，所述供电控制装置与充电枪之间连接有输电线，所述供电控制装置上连接有计量模块和无线信号通信模块，所述供电控制装置内连接有充电开关，所述充电开关与计量模块连接，所述充电桩外壳上连接有高清图像采集模块、显示模块和指令输入模块，所述高清图像采集模块与车辆型号识别系统连接，所述车辆型号识别系统、显示模块和指令输入模块均与管理控制平台连接，所述管理控制平台包括主控单元、继电器和变压器，所述管理控制平台上连接有二维码支付模块，所述二维码支付模块与显示模块和指令输入模块连接，所述管理控制平台上连接有电能采集分配单元，所述电能采集分配单元与充电模块连接，它可以实现可根据不同的车辆的充电要求对充电桩进行电流分配调节，使一个充电桩可以适应不同种类的电动车的充电需求，极大的提高了充电桩的适用范围，使充电桩可以以车辆允许的最大充电电流进行充电，对于不同的电动车都可以以最大允许的充电电流进行充电。

进一步的，所述高清图像采集模块与监控系统连接，所述高清图像采集模块为高清摄像头。

进一步的，所述充电桩上连接有指示灯和音响，所述指示灯和音响均与充电模块连接，指示灯可以显示充电状态，在充电完成时，音响会发出提示语音提醒使用者。

进一步的，所述电能采集分配单元与管理平台通过无线信号连接。

进一步的，所述充电桩外壳内连接有安全监测模块，所述安全监测模块与指示灯连接，安全监测模块可检测出充电桩十分发生故障，当充电桩发生故障时，指示灯的黄灯亮起，然后通过无线信号通信模块发送信号给管理控制平台，管理控制平台在上传至以太网，使管理者及时发现充电桩故障。

进一步的，所述充电桩外壳上连接有多个距离传感器，所述距离传感器与指示灯和音响连接，当车辆距离充电桩过近时，距离传感器发送信号给音响和指示灯，指示灯的红灯亮起并且音响发出鸣笛声以此提醒驾驶员，使充电桩不易与车辆发生碰撞。

进一步的，所述指令输入模块上连接有金属雕刻键盘，使键盘上的数字不易因多人使用而磨损。

进一步的，所述充电桩外壳上开凿有与充电枪相匹配的插槽，所述插槽上连接有防水密封环，使雨水不易与充电枪接触。

一种集中式快速充电桩，其使用方法为，包括如下步骤：

一、用户将充电枪与车辆充电端口连接。

二、充电桩上的高清图像采集模块进行车辆信息的采集，然后将车辆信息发送给车辆型号识别系统，车辆型号识别系统接收到信号后将车辆信息与数据库进行对比，得到车辆的电池规格、车辆充电允许最大电流和额定电压，然后车辆识别系统将上述信息发送给管理控制平台。

三、用户在充电桩上的指令输入模块输入车辆需要充电的百分比，例如将电池充至80％，指令输入模块发送信号给管理控制平台。

四、管理控制平台根据车辆信息计算出所需车辆最大允许电流和额定电压下达到目标充电量所需的充电量、充电时间以及上述条件下充电所需的付款额度，管理控制平台上的二维码支付模块生成付款二维码。

五、管理控制平台发送信号给显示模块，显示模块上显示充电时间，付款额度和付款二维码，当用户不想进行充电可使用指令输入模块发送拒绝指令给管理控制平台，管理控制平台发送信号给充电桩，使充电枪与车辆断开，当用户扫码付款后，管理控制平台发送充电指令给电能采集分配单元。

六、电能采集分配单元接收到充电指令后给充电模块分配车辆允许的最大充电电流，再通过变压器给充电桩分配车辆电池的额定电压，然后充电桩内的充电模块通过充电枪对车辆进行充电。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)可根据不同的车辆的充电要求对充电桩进行电流分配调节，使一个充电桩可以适应不同种类的电动车的充电需求，极大的提高了充电桩的适用范围，使充电桩对于不同的电动车都可以以允许的最大充电电流进行充电，使不同车辆都可以快速充电，对于不同的电动车都可以以最大允许的充电电流进行充电，而且可以计算出充电时间，使使用者无需一直在车边等待，在车辆充电时自由安排时间，使用者可根据需要自由选择需要的充电量，使用者可使用二维码进行支付，方便快捷。

(2)充电桩外壳上连接有距离传感器，当车辆距离充电桩过近时，距离传感器发送信号给音响和指示灯，指示灯的红灯亮起并且音响发出鸣笛声以此提醒驾驶员，使充电桩不易与车辆发生碰撞。

(3)充电桩内的安全监测模块可检测出充电桩十分发生故障，当充电桩发生故障时，指示灯的黄灯亮起，然后通过无线信号通信模块发送信号给管理控制平台，管理控制平台在上传至以太网，使管理者及时发现充电桩故障。

(4)高清图像采集模块与监控系统连接，使高清图像采集模块在为车辆型号识别系统采集车辆信息的同时可以监控充电桩周围的情况，方便管理者管理充电桩。

附图说明

图1为本发明的充电桩结构示意图；

图2为本发明的控制流程图；

图3为本发明的系统控制示意图。

1电桩外壳、2充电模块、201充电枪、202供电控制装置、3车辆型号识别系统、4显示模块、5指令输入模块、6高清图像采集模块、7管理控制平台、8二维码支付模块、9电能采集分配单。

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在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种集中式快速充电桩，包括充电桩外壳1，充电桩外壳1上连接有广告板，充电桩外壳上连接有高清图像采集模块6、显示模块4和指令输入模块5，充电桩外壳1内连接有充电模块2，充电模块2上连接有充电枪202，充电枪位于充电桩外侧，充电桩外壳上1开凿有与充电枪201相匹配的插槽，插槽上连接有防水密封环，充电桩上连接有指示灯和音响，指示灯包括红灯、黄灯和绿灯，指示灯和音响均与充电模块2连接，充电桩外壳1内连接有安全监测模块，安全监测模块用于检测充电桩内壁故障，安全监测模块与指示灯连接，当安全监测模块检测到故障时，指示灯的黄灯亮起，充电桩外壳1上连接有多个距离传感器，距离传感器与指示灯和音响连接，距离传感器用于检测车辆与充电桩之间的距离，当车辆距离充电桩过近时，距离传感器发送信号给音响和指示灯，指示灯的红灯亮起并且音响发出鸣笛声以此提醒驾驶员，使充电桩不易与车辆发生碰撞。

请参与图2，高清图像采集模块6与车辆型号识别系统3连接，高清图像采集模块6与监控系统连接，高清图像采集模块6为高清摄像头，高清图像采集模块6为车辆型号识别系统3采集充电车辆的信息，车辆型号识别系统3、显示模块4和指令输入模块5均与管理控制平台7连接，车辆型号识别系统3将高清图像采集模块6采集到的车辆信息与电动车数据库对比，得到充电车辆的电池容量，车辆允许的最大充电电流和额定电压，然后将上述信息发送给管理控制平台7中的主控单元，管理控制平台7上连接有以太网连接模块，以太网连接模块用于将各个模块收集的数据传输至网络，通过以太网连接模块车辆型号识别系统3与网络数据库连接以此获得更多的电动车车辆新型，方便管理者管理。

管理控制平台7包括主控单元、继电器和变压器，变压器用于改变和分配电压，指令输入模块5上连接有金属雕刻键盘，金属键盘上设有停止按钮，当使用者不想充电时可按压停止按钮来关闭供电控制装置202，使用者使用指令输入模块5，输入需要给电动车电池充电的百分数，例如使用者需要将电动车电池充至80％则在指令输入模块5上输入80，使用者输入数据后指令输入模块5发送信号给主控单元，主控单元根据从车辆型号识别系统3获得的充电车辆信息计算出所需输出的电流总量、车辆允许最大充电电流下的充电时间和所需的付款金额，主控单元内集成有数据处理芯片，由本领域技术人员进行编写数据处理程序并下载至数据处理芯片内，管理控制平台7上连接有电能采集分配单元9，电能采集分配单元9与管理平台通过无线信号连接，电能采集分配单元9用于为充电模块2分配充电电流，电能采集分配单元9与充电模块2连接，管理控制平台7通过发送充电指令给电能采集分配单元9，使电能采集分配单元9为充电模块2提供电流。

请参阅图2中A区，充电模块包括供电控制装置202，供电控制装置202与充电枪201之间连接有输电线，充电枪201用于与电动车的充电连接端口连接，供电控制装置202上连接有计量模块和无线信号通信模块，计量模块用于计量供电控制装置202输出的电流总量，供电控制装置202内连接有充电开关，当供电控制装置202输出的电流达到指定电量时，计量模块发生信号给充电开关，使充电开关将供电控制装置202关闭，充电开关与计量模块连接，

请参阅图2中的B区，管理控制平台7上连接有二维码支付模块8，二维码支付模块8与显示模块4和指令输入模块5连接，二维码支付模块8生成二维码信息并发送给显示模块4，显示模块4上显示出二维码、主控单元计算出的充电时间和付款金额。

图2中的A区和B区均安装在充电桩外壳1内部。

请参阅图3，一种集中式快速充电桩，其使用方法为，包括如下步骤：

一、用户将充电枪201与车辆充电端口连接。

二、充电桩上的高清图像采集模块6进行车辆信息的采集，然后将车辆信息发送给车辆型号识别系统3，车辆型号识别系统3接收到信号后将车辆信息与数据库进行对比，得到车辆的电池规格、车辆充电允许最大电流和额定电压，然后车辆识别系统将上述信息发送给管理控制平台7。

三、用户在充电桩上的指令输入模块5输入车辆需要充电的百分比，指令输入模块5发送信号给管理控制平台7。

四、管理控制平台7根据车辆信息计算出所需车辆最大允许电流和额定电压下达到目标充电量所需的充电量、充电时间以及上述条件下充电所需的付款额度，管理控制平台7上的二维码支付模块8生成付款二维码。

五、管理控制平台7发送信号给显示模块4，显示模块4上显示充电时间，付款额度和付款二维码，当用户不想进行充电可使用指令输入模块5发送拒绝指令给管理控制平台7，管理控制平台7发送信号给充电桩，使充电枪201与车辆断开，当用户扫码付款后，管理控制平台7发送充电指令给电能采集分配单元9。

六、电能采集分配单元9接收到充电指令后给充电模块2分配车辆允许的最大充电电流，再通过变压器给充电桩分配车辆电池的额定电压，然后充电桩内的充电模块2通过充电枪201对车辆进行充电。

相比现有的装置本方案可根据不同的车辆的充电要求对充电桩进行电流分配调节，使一个充电桩可以适应不同种类的电动车的充电需求，极大的提高了充电桩的适用范围，使充电桩对于不同的电动车都可以以允许的最大充电电流进行充电，使不同车辆都可以快速充电，对于不同的电动车都可以以最大允许的充电电流进行充电，而且可以计算出充电时间，使使用者无需一直在车边等待，在车辆充电时自由安排时间，使用者可根据需要自由选择需要的充电量，使用者可使用二维码进行支付，方便快捷。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种集中式快速充电桩，包括充电桩外壳(1)，其特征在于：所述充电桩外壳(1)内连接有充电模块(2)，所述充电模块包括供电控制装置(202)，所述供电控制装置(202)与充电枪(201)之间连接有输电线，所述供电控制装置(202)上连接有计量模块和无线信号通信模块，所述供电控制装置(202)内连接有充电开关，所述充电开关与计量模块连接，所述充电桩外壳上连接有高清图像采集模块(6)、显示模块(4)和指令输入模块(5)，所述高清图像采集模块(6)与车辆型号识别系统(3)连接，所述车辆型号识别系统(3)、显示模块(4)和指令输入模块(5)均与管理控制平台(7)连接，所述管理控制平台(7)包括主控单元、继电器和变压器，所述管理控制平台(7)上连接有二维码支付模块(8)，所述二维码支付模块(8)与显示模块(4)和指令输入模块(5)连接，所述管理控制平台(7)上连接有电能采集分配单元(9)，所述电能采集分配单元(9)与充电模块(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：所述高清图像采集模块(6)与监控系统连接，所述高清图像采集模块(6)为高清摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：所述充电桩上连接有指示灯和音响，所述指示灯和音响均与充电模块(2)连接。

4.根据权利要求1所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：所述电能采集分配单元(9)与管理平台通过无线信号连接。

5.根据权利要求1或3所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：充电桩外壳(1)内连接有安全监测模块，所述安全监测模块与指示灯连接。

6.根据权利要求1或3所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：所述充电桩外壳(1)上连接有多个距离传感器，所述距离传感器与指示灯和音响连接。

7.根据权利要求1所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：所述指令输入模块(5)上连接有金属雕刻键盘。

8.根据权利要求1所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：所述充电桩外壳上开凿有与充电枪(201)相匹配的插槽，所述插槽上连接有防水密封环。

9.根据权利要求1所述的一种集中式快速充电桩，其特征在于：其使用方法为，包括以下步骤：

一、用户将充电枪(201)与车辆充电端口连接。

二、充电桩上的高清图像采集模块(6)进行车辆信息的采集，然后将车辆信息发送给车辆型号识别系统(3)，车辆型号识别系统(3)接收到信号后将车辆信息与数据库进行对比，得到车辆的电池规格、车辆充电允许最大电流和额定电压，然后车辆识别系统将上述信息发送给管理控制平台(7)。

三、用户在充电桩上的指令输入模块(5)输入车辆需要充电的百分比，例如将电池充至80％，指令输入模块(5)发送信号给管理控制平台(7)。

四、管理控制平台(7)根据车辆信息计算出所需车辆最大允许电流和额定电压下达到目标充电量所需的充电量、充电时间以及上述条件下充电所需的付款额度，管理控制平台(7)上的二维码支付模块(8)生成付款二维码。

五、管理控制平台(7)发送信号给显示模块(4)，显示模块(4)上显示充电时间，付款额度和付款二维码，当用户不想进行充电可使用指令输入模块(5)发送拒绝指令给管理控制平台(7)，管理控制平台(7)发送信号给充电桩，使充电枪(201)与车辆断开，当用户扫码付款后，管理控制平台(7)发送充电指令给电能采集分配单元(9)。

六、电能采集分配单元(9)接收到充电指令后给充电模块(2)分配车辆允许的最大充电电流，再通过变压器给充电桩分配车辆电池的额定电压，然后充电桩内的充电模块(2)通过充电枪(201)对车辆进行充电。