CN109986987A - 一种基于太阳能和电能的电动汽车共享充电系统及其充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于太阳能和电能的电动汽车共享充电系统及其充电方法，该系统包括机体、太阳能电池、触摸显示屏、充电枪、放置槽、插座、充电开关、插头、微处理器、天气状况识别控制器、放电顺序控制器和电池反馈控制器；所述太阳能电池设置在机体的上面，触摸显示屏、放置槽、插座和充电开关上至下设置在机体的基板上，所述插头设置在机体的侧面，所述充电枪设置在放置槽的U形卡槽内，所述微处理器、放电顺序控制器和电池反馈控制器设置在机体内相应位置。本发明系统是一种兼容电能和太阳能充电的充电桩，解决了电动车的充电问题；充电桩占地面积小，可以布置在停车位附近，实现集中充电；合理利用太阳能，必要地减少了电力浪费；并通过充电桩控制器内部设置实现了太阳能和电能充电的选择切换，在最大程度使用清洁能源的同时，保证了电动车稳定的电量供应。

Description

一种基于太阳能和电能的电动汽车共享充电系统及其充电 方法
技术领域
本发明涉及充电系统，具体的说涉及一种基于太阳能和电能的电动汽车共享充电系统及其充电方法。
背景技术
电动车发展迅速，充电问题仍是一个严峻的问题，现在电动车的充电主要是在自己家车库解决的，由于太阳能电池在充电的同时给电动车放电对太阳能电池损耗大，同时，在给电动车充电的同时，太阳能电池板上半导体材料仍持续的进行光电效应，将太阳能转化成电能储存在蓄电池中，这都会对太阳能电池造成极大损伤，使用寿命会严重减少。
现有技术中专利公布号CN108859822A所述“一种基于风能和太阳能的共享电动车充电桩”的设计可以实现电力成本的降低。该现有技术存在以下问题：仅提供了一种可以将风能、太阳能转化为电能的充电桩，但太阳能、风能转化成电能的效率低，充电桩没有稳定的能量供应，无法实现无间断地为电动车充电，且未列出在为电动车充电时已储存的风能、太阳能的放电顺序。
专利公布号CN207458216U所述“一种智能共享充电桩”可以实现电动车的集中共享充电。该现有技术存在以下问题：未使用太阳能或风能等清洁能源转化的电能会造成不必要的电能损失，仅依靠国家电网为电动车充电。
发明内容
本发明的目的是要提供一种基于太阳能和电能的电动汽车共享充电系统及其充电方法，该系统是一种兼容电能和太阳能充电的充电桩，解决了电动车的充电问题；充电桩占地面积小，可以布置在停车位附近，实现集中充电；合理利用太阳能，必要地减少了电力浪费；并通过充电桩控制器内部设置实现了太阳能和电能充电的选择切换，在最大程度使用清洁能源的同时，保证了电动车稳定的电量供应。
本发明的目的是这样实现的，一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统，该系统包括机体、太阳能电池、触摸显示屏、充电枪、放置槽、插座、充电开关、插头、微处理器、天气状况识别控制器、放电顺序控制器和电池反馈控制器；所述太阳能电池设置在机体的上面，触摸显示屏、放置槽、插座和充电开关上至下设置在机体的基板上，所述插头设置在机体的侧面，所述充电枪设置在放置槽的U形卡槽内，所述微处理器、放电顺序控制器和电池反馈控制器设置在机体内相应位置。
所述太阳能电池由太阳能电池板、蓄电池组、充放电控制器和逆变器组成，所述太阳能电池板采用单晶硅材料、将转化的电能储存在蓄电池组，充放电控制器能自动防止蓄电池组过充电和过放电，逆变器可以将蓄电池组中的直流电（DC）转变成交流电（AC）。
所述微处理器用于各个模块的逻辑运算及与控制，它包括：
用户通过手机扫描二维码的方式与充电桩绑定的用户确认模块；
发出正式开始充电的信号、并确认充电开始时间的充电确认模块；
计算从用户开始充电到停止充电所需时间并计算充满电所需时间的时间管理模块；
实时检测电动车电池电量的电量检测模块；
根据电量检测模块的实时报告判断是否停止充电的自动断电模块；
从开始充电到结束充电的费用自动结算形成账单发到用户手机上的费用结算模块；
一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统的充电方法，该方法包括以下步骤：
①、工作人员负责统一管理充电桩与国家电网的连接。当用户充电时，在确认充电桩连接好电网线路的情况下，将充电枪的插头插在充电桩设置的插座上，再从放置槽中取出充电枪，并将充电枪口对准用户的电动车充电口。扫描二维码绑定用户，在触摸显示屏上点击按钮“确认充电”，充电确认模块开始发出信号，最后打开充电开关，电动车开始充电。
②、充电开关开启，电动车开始充电的同时，时间管理模块记录开始时间并记录充电时长，同时在触摸屏显示充电开始时间，并持续更新充电总时长。
③、电量检测模块实时监测电动车电池的电量，若电动车电量在车主来临前充满，将信号传递给自动断电模块，自动断电模块发挥作用，电动车停止充电。费用结算模块结合时间管理模块统计的时间结果结算充电费用。
④、若电动车电量在车主来临前未充满，车主需操作充电桩的触摸显示屏，进入时间管理模块，选择“停止充电”，费用结算模块结合时间管理模块统计的时间结果结算充电费用。
本发明的优点和有益效果是：
1、本发明系统能够在停车位集中设立占地面积小的充电桩，可以在电动车停车时充电，实现车辆长时间的行驶且避免了私自拉线路的问题。也为未拥有车库的人买电动车后的充电提供了方便。
2、本发明系统通过对太阳能和电能的协调利用，可以实现资源的合理利用。太阳能及电能充电的有序切换，在优先使用太阳能的前提下稳定为用户充电，充分利用了自然资源的同时也避免了因充电桩能量不足以给电动车充电的情况。
3、本发明系统对太阳能充电和国家电网充电的选择切换，在充分使用太阳能电池的条件下，直至太阳能电池电量充满才开始再次使用太阳能电池为电动车充电，这能最大程度延长太阳能电池的寿命。
附图说明
图1是本发明系统整体结构示意图。
图2是本发明系统结构框图。
具体实施方式
由附图1所示：一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统，该系统包括机体1、太阳能电池2、触摸显示屏3、充电枪4、放置槽5、插座6、充电开关7、插头8、微处理器9、放电顺序控制器10和电池反馈控制器11；
由附图1、2所示：所述太阳能电池2由太阳能电池板201、蓄电池组202、充放电控制器203和逆变器204组成，所述太阳能电池板201基于半导体材料的光电效应利用太阳能进行发电，太阳能电池板201采用单晶硅材料，光电转化效率较高，转化的电能储存在蓄电池组202中，充放电控制器203能自动防止蓄电池组202过充电和过放电，决定蓄电池组202的使用寿命，逆变器204可以将蓄电池组202中的直流电（DC）转变成交流电（AC）。
所述充放电控制器203不仅需要防止蓄电池组202过充电和过放电，还需要能控制在太阳能蓄电池组202正在为电动车充电的过程中，停止对太阳能电池的充电。
所述触摸显示屏3如图1所示，显示屏右上角显示二维码301用于与用户的绑定。
由附图2所示：所述微处理器9包括用户通过手机扫描二维码的方式与充电桩绑定的用户确认模块901，发出正式开始充电的信号、并确认充电开始时间的充电确认模块902，计算从用户开始充电到停止充电所需时间并计算充满电所需时间的时间管理模块903，实时检测电动车电池电量的电量检测模块904，根据电量检测模块的实时报告判断是否停止充电的自动断电模块905，从开始充电到结束充电的费用自动结算形成账单发到用户手机上的费用结算模块906；所述微处理器9用于各个模块的逻辑运算及控制。所述微处理器9还可以增设语音输入模块907，语音播报模块908，人脸识别模块909和密码保护模块910。
所述放置槽5位于触摸显示屏的下面，在放置槽5上设置凸起U形卡槽501，使充电枪可以刚好安全放置在放置槽5内。
为了减少对太阳能电池的损耗，所述电池反馈控制器11严格监测蓄电池电量并反馈给放电顺序控制器10。对于电池反馈控制器11的设置要求：①.能控制在太阳能蓄电池正在为电动车充电的过程中，停止对太阳能电池的充电。②.在太阳能电池电量充满前停止对电动车充电，只使用国家电网的电能为电动车充电。③.当太阳能蓄电池电量低于10%，停止为电动车充电。
所述插头8连接国家电网，在停车位统一安排线路。插头8与国家电网的连接由工作人员统一管理，车主充电时，首先扫描二维码绑定用户，将充电枪4的插头插在充电桩设置的插座6上，再将充电枪口对准电动车充电口，最后打开充电开关，电动车开始充电，由微处理器的电量检测模块计算充满电所需时长，并在显示屏显示出来。
由附图1所示：将充电桩的插头8与国家电网的连接由工作人员统一管理，在确认充电桩连接好线路的情况下，如图2所示，车主充电时，首先扫描二维码301绑定用户，再将充电枪4的插头插在充电桩设置的插座6上，再将充电枪口对准电动车充电口，在触摸显示屏3上点击按钮“确认充电”，充电确认模块902开始发出信号，最后打开充电开关7，电动车开始充电。开关开启时，时间管理模块903记录开始时间并记录充电时长，同时在触摸显示屏3显示充电开始时间，并持续更新充电总时长。电量检测模块904实时测量电动车电池的电量，当电动车电量在车主来临前充满，开启自动断电模块905，费用结算模块906结合时间管理模块903结算充电费用。
若电动车电量在车主来临前未充满，车主自行进入时间管理模块903，选择“停止充电”，费用结算模块906结合时间管理模块903结算充电费用。
内部原理为：所述充电系统通过以下步骤实现太阳能充电和国家电网充电的选择切换：
充电确认模块902向放电顺序控制器10发出信号，放电顺序控制器接收信号并处理，优先选择太阳能为电动车充电，但放电顺序控制器能否发出使用太阳能充电的指令还需要电池反馈控制器11的反馈：a、若从电池反馈控制器得到的指令为太阳能蓄电池电量低于10%，向放电顺序控制器发出指令，停止利用太阳能蓄电池中的电能为电动车充电，使用国家电网的电能为电动车充电，电池反馈控制器并将该信号反馈给太阳能电池的充放电控制器203，太阳能电池充电。太阳能电池充电过程中，电池反馈控制器11继续发生作用，接收充放电控制器203的指令并处理，直至太阳能蓄电池电量充满，充放电控制器203自动防止过充电，并向电池反馈控制器发出指令，电池反馈控制器接收指令并处理，向放电顺序控制器发出指令，使太阳能电池放电，为电动车充电，与此同时，电池反馈控制器将信号反馈给太阳能电池的充放电控制器203，停止为太阳能电池充电；b、若从电池反馈控制器得到的指令为太阳能蓄电池电量高于10%，则电池反馈控制器向放电顺序控制器发出指令，使用太阳能蓄电池中的电能为电动车充电，直到电量低于10%，电池反馈系统重新发挥作用，重复上述a步骤。

Claims (5)

1.一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统，其特征在于：该系统包括机体（1）、太阳能电池（2）、触摸显示屏（3）、充电枪（4）、放置槽（5）、插座（6）、充电开关（7）、插头（8）、微处理器（9）、天气状况识别控制器（10）、放电顺序控制器（10）和电池反馈控制器11；所述太阳能电池（2）设置在机体（1）的上面，触摸显示屏（3）、放置槽（5）、插座（6）和充电开关（7）上至下设置在机体（1）的基板上，所述插头（8）设置在机体（1）的侧面，所述充电枪（4）设置在放置槽（5）的U形卡槽内，所述微处理器（9）、放电顺序控制器（10）和电池反馈控制器11设置在机体（1）内相应位置；
所述太阳能电池（2）由太阳能电池板（201）、蓄电池组（202）、充放电控制器（203）和逆变器（204）组成，所述太阳能电池板（201）采用单晶硅材料、将转化的电能储存在蓄电池组（202），充放电控制器（203）能自动防止蓄电池组（202）过充电和过放电，逆变器（204）可以将蓄电池组（202）中的直流电DC转变成交流电AC；
所述微处理器（9）用于各个模块的逻辑运算及与控制，它包括：
用户通过手机扫描二维码的方式与充电桩绑定的用户确认模块（901）；
发出正式开始充电的信号、并确认充电开始时间的充电确认模块（902）；
计算从用户开始充电到停止充电所需时间并计算充满电所需时间的时间管理模块（903）；
实时检测电动车电池电量的电量检测模块（904）；
根据电量检测模块的实时报告判断是否停止充电的自动断电模块（905）；
从开始充电到结束充电的费用自动结算形成账单发到用户手机上的费用结算模块（906）。
2.一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统的充电方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
①、工作人员负责统一管理充电桩与国家电网的连接，当用户充电时，在确认充电桩连接好电网线路的情况下，将充电枪（4）的插头（401）插在充电桩设置的插座（6）上，再从放置槽（5）中取出充电枪，并将充电枪口对准用户的电动车充电口；扫描二维码（301）绑定用户，在触摸显示屏上点击按钮“确认充电”，充电确认模块（902）开始发出信号，最后打开充电开关（7），电动车开始充电；
②、充电开关开启，电动车开始充电的同时，时间管理模块（903）记录开始时间并记录充电时长，同时在触摸屏（3）显示充电开始时间，并持续更新充电总时长；
③、电量检测模块（904）实时监测电动车电池的电量，若电动车电量在车主来临前充满，将信号传递给自动断电模块（905），自动断电模块发挥作用，电动车停止充电；费用结算模块（906）结合时间管理模块（903）统计的时间结果结算充电费用；
④、若电动车电量在车主来临前未充满，车主需操作充电桩的触摸显示屏，进入时间管理模块（903），选择“停止充电”，费用结算模块（906）结合时间管理模块（903）统计的时间结果结算充电费用。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统，其特征在于：所述充电系统通过以下步骤实现太阳能充电和国家电网充电的选择切换：
充电确认模块（902）向放电顺序控制器（10）发出信号，放电顺序控制器接收信号并处理，优先选择太阳能为电动车充电，但放电顺序控制器能否发出使用太阳能充电的指令还需要电池反馈控制器（11）的反馈：a、若从电池反馈控制器得到的指令为太阳能蓄电池电量低于10%，向放电顺序控制器发出指令，停止利用太阳能蓄电池中的电能为电动车充电，使用国家电网的电能为电动车充电，电池反馈控制器并将该信号反馈给太阳能电池的充放电控制器（203），太阳能电池充电；太阳能电池充电过程中，电池反馈控制器继续发生作用，接收充放电控制器（203）的指令并处理，直至太阳能蓄电池电量充满，充放电控制器（203）自动防止过充电，并向电池反馈控制器发出指令，电池反馈控制器接收指令并处理，向放电顺序控制器发出指令，使太阳能电池放电，为电动车充电，与此同时，电池反馈控制器将信号反馈给太阳能电池的充放电控制器（203），停止为太阳能电池充电；b、若从电池反馈控制器得到的指令为太阳能蓄电池电量高于10%，则电池反馈控制器向放电顺序控制器发出指令，使用太阳能蓄电池中的电能为电动车充电，直到电量低于10%，电池反馈系统重新发挥作用，重复上述a步骤。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统，其特征在于：为了减少对太阳能电池的损耗，电池反馈控制器（11）严格监测蓄电池电量并反馈给放电顺序控制器（10）；对于电池反馈控制器（11）的设置要求：①.能控制在太阳能蓄电池正在为电动车充电的过程中，停止对太阳能电池的充电；②.在太阳能电池电量充满前停止对电动车充电，只使用国家电网的电能为电动车充电；③.当太阳能蓄电池电量低于10%，停止为电动车充电。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和电能的共享电动车充电系统，其特征在于：所述放电顺序控制器（10）优先选择利用由太阳能转化并储存在蓄电池中的电能，其次是国家电网中的电能。
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