CN110588399A - 一种共享汽车智慧充电站及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共享汽车智慧充电站及充电方法，包括：多个充电桩、集控器、储能箱，所述集控器控制所述多个充电桩的充电过程；所述多个充电桩通过总线方式通信连接集控器，所述多个充电桩的每个均包括控制单元、凹槽充电口、电源输入模块，所述凹槽充电口包括两个对称的可偏转的转轮，所述可偏转的转轮包括相互垂直的第一工作状态和第二工作状态；所述电源输入模块可选择外部输入电源，所述控制单元根据凹槽充电口的工作状态、电源输入模块的输入功率控制充电桩的输出。本发明能够通过功率调配的稳定性控制充电站的功率输出，有利于稳定进行电能供应，减少对共享汽车的电池损耗。

Description

一种共享汽车智慧充电站及充电方法

技术领域

本发明涉及共享汽车技术领域，具体而言，涉及一种共享汽车智慧充电站及充电方法。

背景技术

现有技术中，随着电动汽车的普及，越来越多的企业布局汽车的共享时代，尤其是在城市中，通过共享电动汽车的方式，为人们提供着许多方便。然后由于电动汽车共享使用时，需要用户去进行充电补充电能，这是不同用户对于充电接口的使用并不熟悉，如何安全的控制充电接口进行充电是未来在充电站中对共享汽车进行充电的难题，目前的充电方式是用户在充电接口插入充电接口后，通过锁定装置进行锁定，然后这需要人准确的插入充电接口，是否准确锁定，用户可能并不能快速确定。同时，由于充电站会使用多种能量输入源，每种能量输入源又会实时变化，导致充电过程中，或者充电端口接入时，充电桩正在进行功率源调整，会出现不稳定的状态，这种不稳定状态会造成对共享汽车的电池损耗，如何能够在进行外部功率实时调配的充电站或充电桩进行功率调配的同时，又进行稳定输出电能，这是当前急需解决的技术难点。

发明内容

本发明提出了 一种共享汽车智慧充电站，包括：多个充电桩、集控器、储能箱，所述集控器控制所述多个充电桩的充电过程；所述多个充电桩通过总线方式通信连接集控器，所述多个充电桩的每个均包括控制单元、凹槽充电口、电源输入模块，所述凹槽充电口包括两个对称的可偏转的转轮，所述可偏转的转轮包括相互垂直的第一工作状态和第二工作状态；所述电源输入模块可选择外部输入电源，所述控制单元根据凹槽充电口的工作状态、电源输入模块的输入功率控制充电桩的输出。

所述的共享汽车智慧充电站，所述第一工作状态为转轮夹持充电端子由凹槽充电口最外侧向最内侧平行移动，所述第二工作状态为转轮夹持充电端子在凹槽充电口沿凹槽充电口的中心旋转移动。

所述的共享汽车智慧充电站，所述充电端子的外表面包括横向槽和纵向槽，所述纵向槽是在所述第一工作状态时，转轮夹持嵌入所述纵向槽，通过转轮夹持及滚动，驱动所述充电端子向所述凹槽充电口内侧平行移动；所述横向槽是在所述第二工作状态时，转轮翻转90度后夹持嵌入所述横向槽，通过转轮夹持横向槽及滚动，驱动所述充电端子在所述凹槽充电内沿中心进行旋转，通过上述两个工作状态，能够保持充电端子稳定连接。

所述的共享汽车智慧充电站，所述纵向槽贯穿整个充电端子外表面，所述横向槽按照圆环处于充电端子外表面的一部分位置。

所述的共享汽车智慧充电站，所述电源输入模块用于选择接收外部功率源，周期性计算外部功率源的输入功率变化值，并将最后一次计算外部功率源的功率的第一时间传输给控制单元；所述第二工作状态完成后，传输完成的第二时间给所述控制单元；

所述控制单元计算第二时间与第一时间的差值，确定所述差值是否小于时间阈值；如果小于，则此时所述电源输入模块选择接收的功率处于不稳定的功率选择阶段，计算此时的波动功率，如果波动功率大于第一波动功率阈值，则，延时供应电力，直至功率波动低于所述第一波动功率阈值；

当所述差值不小于所述时间阈值时，则发送当前功率值给共享汽车，所述共享汽车接收到所述当前功率值时，确认功率值是否与共享汽车的充电需求向匹配，如果匹配，则反馈第一功率标志信号给所述控制单元，所述第一功率标志信号包含功率匹配信号，所述控制单元控制充电桩给共享汽车进行充电；

如果功率不匹配，则共享汽车反馈第二功率标志信号给所述控制单元，所述第二功率标志信号包含功率不匹配信号以及功率偏差值信号，所述控制单元根据所述第二功率标志信号调整电源输入模块的功率输出值，调整好后输出给共享汽车充电。

所述的共享汽车智慧充电站，所述电源输入模块接收来自充电站的电网、新能源、储能箱的电源，当所述功率偏差信号为电源输入模块的输出功率过高时，则将多余的功率输送到储能箱，当所述功率偏差信号为电源输入模块的输出功率过低时，则增加储能箱接入，以提高电源输入模块的输出功率，当提高电源输入模块的输出功率仍然不够时，则发送校验标志信号给所述共享汽车，所述校验标志信号包含建议共享汽降低充电功率，所述共享汽车确认校验标志信号后，反馈第三功率标志信号，所述控制单元接收到所述第三功率标志信号后，按照新的降低充电功率对共享汽车进行充电。

所述的共享汽车智慧充电站，所述集控器用于集中整体协调控制所述多个充电桩的启停。

一种如上述所述的共享汽车智慧充电站的充电方法，包括如下步骤：

电源输入模块用于选择接收外部功率源，周期性计算外部功率源的输入功率变化值，并将最后一次计算外部功率源的功率的第一时间传输给控制单元；所述第二工作状态完成后，传输完成的第二时间给控制单元；

所述控制单元计算第二时间与第一时间的差值，确定所述差值是否小于时间阈值；如果小于，则此时所述电源输入模块选择接收的功率处于不稳定的功率选择阶段，计算此时的波动功率，如果波动功率大于第一波动功率阈值，则，延时供应电力，直至功率波动低于所述第一波动功率阈值；

当所述差值不小于所述时间阈值时，则发送当前功率值给共享汽车，所述共享汽车接收到所述当前功率值时，确认功率值是否与共享汽车的充电需求向匹配，如果匹配，则反馈第一功率标志信号给所述控制单元，所述第一功率标志信号包含功率匹配信号，所述控制单元控制充电桩给共享汽车进行充电；

如果功率不匹配，则共享汽车反馈第二功率标志信号给所述控制单元，所述第二功率标志信号包含功率不匹配信号以及功率偏差值信号，所述控制单元根据所述第二功率标志信号调整电源输入模块的功率输出值，调整好后输出给共享汽车充电。

本发明所取得的有益技术效果是：本发明在充电桩的充电接口设置为两种连接状态变化，减少用户直接连接插口时未连接稳定造成充电的安全隐患，本发明还能够通过连接端口连接与功率实时调配的时间关系确定充电功率的输出，以稳定进行功率输出。作为本发明的主要改进点是，通过设置一个可翻转的滚轮，实现连接端口的平行移动和翻转移动，改变了现有技术中在连接充电端口直接进行人工连接或者只有一种连接锁定状态，通过第一工作状态能够将连接端口完全深入到充电桩的充电口中，通过第二工作状态能够方便进行充电接口的锁定，并且所述两个状态的控制仅通过一个可翻转的滚轮可实现；作为本发明的另一个主要改进点是，通过电源输入选择模块进行功率定期更新选择调控，并通过时间参数配合功率参数作为输出功率的重要标志进行功率输出控制，提升了功率的稳定输出。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的共享汽车智慧充电站示意图。

图2是本发明共享汽车智慧充电站的充电方法示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

如图1所示，是本发明一种共享汽车智慧充电站的示意图，包括：多个充电桩、集控器、储能箱，所述集控器控制所述多个充电桩的充电过程；所述多个充电桩通过总线方式通信连接集控器，所述多个充电桩的每个均包括控制单元、凹槽充电口、电源输入模块，所述凹槽充电口包括两个对称的可偏转的转轮，所述可偏转的转轮包括相互垂直的第一工作状态和第二工作状态；所述电源输入模块可选择外部输入电源，所述控制单元根据凹槽充电口的工作状态、电源输入模块的输入功率控制充电桩的输出。

优选的是，所述总线包括RS485、RS232、BUS等。

所述的共享汽车智慧充电站，所述第一工作状态为转轮夹持充电端子由凹槽充电口最外侧向最内侧平行移动，所述第二工作状态为转轮夹持充电端子在凹槽充电口沿凹槽充电口的中心旋转移动。

两个转轮在凹槽充电口的水平两侧。

优选的是，现有的汽车充电一般是充电桩设置充电线连接汽车的充电插口，这种方式一般针对自己使用的电动汽车，针对自己的电动汽车的充电接口比较熟悉，能够稳定连接，本发明的设置两端连接的充电线，一端是连接到共享汽车的充电接口，另一端需要在针对共享汽车充电时进行额外去连接充电桩，先连接共享汽车的充电接口，然后在连接充电桩的接口，在第一工作状态结束后，充电桩检测所述共享汽车的充电接口是否连接好，如果连接好，才进行第二工作状态，如果未连接好，则不启动第二工作状态，并提示用户。如此，能够确保充电桩与共享汽车之间的连接稳定。通过充电桩端能够较好的确保共享汽车端也能够连接好，且在第一工作状态下进行验证，此时充电并未开始，降低了安全风险。

优选的是，可偏转的转轮设置至少一条凸起，与横向槽、纵向槽设置至少一条凹槽，所述凸起与所述凹槽进行匹配，并通过两个转轮压紧以驱动横向槽、纵向槽带动充电端口或接口移动；优选的是，凸起和凹槽均设置平行的三条。

所述可偏转的转轮包括一个转动驱动机构，一个偏转驱动机构，所述偏转驱动机构驱动所述可偏转的转轮在横向槽和纵向槽之间切换偏转，所述转动驱动机构驱动转轮进行转动。

可预选的是，转轮的两侧包括夹持装置，所述夹持装置包括两侧的支撑杆和横穿转轮的支撑轴，所述转轮在支撑轴的带动下进行转动。

可优选的是，所述转轮位于凹槽充电口水平平面的两侧，以使得充电端口不会有重力压在所述转轮上。

优选的是，所述偏转驱动机构包括收缩装置和偏转装置，所述收缩装置用于在所述充电端口在第一工作状态结束后，向两侧收缩，以避免滚轮嵌在纵向槽中无法进行翻转动作，在收缩完成后，所述偏转装置进行偏转90度的操作，变转轮为在竖直方向旋转，然后通过收缩装置进行推进转轮到匹配横向槽，将所述凸起嵌入到横向槽的凹槽中。

所述的共享汽车智慧充电站，所述充电端子的外表面包括横向槽和纵向槽，所述纵向槽是在所述第一工作状态时，转轮夹持嵌入所述纵向槽，通过转轮夹持及滚动，驱动所述充电端子向所述凹槽充电口内侧平行移动；所述横向槽是在所述第二工作状态时，转轮翻转90度后夹持嵌入所述横向槽，通过转轮夹持横向槽及滚动，驱动所述充电端子在所述凹槽充电内沿中心进行旋转，通过上述两个工作状态，能够保持充电端子稳定连接。

所述的共享汽车智慧充电站，所述纵向槽贯穿整个充电端子外表面，所述横向槽按照圆环处于充电端子外表面的一部分位置。

所述的共享汽车智慧充电站，所述电源输入模块用于选择接收外部功率源，周期性计算外部功率源的输入功率变化值，并将最后一次计算外部功率源的功率的第一时间传输给控制单元；所述第二工作状态完成后，传输完成的第二时间给所述控制单元；

所述控制单元计算第二时间与第一时间的差值，确定所述差值是否小于时间阈值；如果小于，则此时所述电源输入模块选择接收的功率处于不稳定的功率选择阶段，计算此时的波动功率，如果波动功率大于第一波动功率阈值，则，延时供应电力，直至功率波动低于所述第一波动功率阈值；

当所述差值不小于所述时间阈值时，则发送当前功率值给共享汽车，所述共享汽车接收到所述当前功率值时，确认功率值是否与共享汽车的充电需求向匹配，如果匹配，则反馈第一功率标志信号给所述控制单元，所述第一功率标志信号包含功率匹配信号，所述控制单元控制充电桩给共享汽车进行充电；

如果功率不匹配，则共享汽车反馈第二功率标志信号给所述控制单元，所述第二功率标志信号包含功率不匹配信号以及功率偏差值信号，所述控制单元根据所述第二功率标志信号调整电源输入模块的功率输出值，调整好后输出给共享汽车充电。

所述的共享汽车智慧充电站，所述电源输入模块接收来自充电站的电网、新能源、储能箱的电源，当所述功率偏差信号为电源输入模块的输出功率过高时，则将多余的功率输送到储能箱，当所述功率偏差信号为电源输入模块的输出功率过低时，则增加储能箱接入，以提高电源输入模块的输出功率，当提高电源输入模块的输出功率仍然不够时，则发送校验标志信号给所述共享汽车，所述校验标志信号包含建议共享汽降低充电功率，所述共享汽车确认校验标志信号后，反馈第三功率标志信号，所述控制单元接收到所述第三功率标志信号后，按照新的降低充电功率对共享汽车进行充电。

所述的共享汽车智慧充电站，所述集控器用于集中整体协调控制所述多个充电桩的启停。

如图2所示，是本发明共享汽车智慧充电站的充电方法，包括如下步骤：

电源输入模块用于选择接收外部功率源，周期性计算外部功率源的输入功率变化值，并将最后一次计算外部功率源的功率的第一时间传输给控制单元；所述第二工作状态完成后，传输完成的第二时间给控制单元；

所述控制单元计算第二时间与第一时间的差值，确定所述差值是否小于时间阈值；如果小于，则此时所述电源输入模块选择接收的功率处于不稳定的功率选择阶段，计算此时的波动功率，如果波动功率大于第一波动功率阈值，则，延时供应电力，直至功率波动低于所述第一波动功率阈值；

由于第二时间与第一时间之间的时间太短，即差值小于时间阈值时，则此时在第一时间之后，电源输入模块调整输入功率的时间太短，此时功率处于快速波动时间范围内，则如果波动功率太大，容易造成充电的不稳定。

当所述差值不小于所述时间阈值时，则发送当前功率值给共享汽车，所述共享汽车接收到所述当前功率值时，确认功率值是否与共享汽车的充电需求向匹配，如果匹配，则反馈第一功率标志信号给所述控制单元，所述第一功率标志信号包含功率匹配信号，所述控制单元控制充电桩给共享汽车进行充电；

如果功率不匹配，则共享汽车反馈第二功率标志信号给所述控制单元，所述第二功率标志信号包含功率不匹配信号以及功率偏差值信号，所述控制单元根据所述第二功率标志信号调整电源输入模块的功率输出值，调整好后输出给共享汽车充电。

本发明所取得的有益技术效果是：本发明在充电桩的充电接口设置为两种连接状态变化，减少用户直接连接插口时未连接稳定造成充电的安全隐患，本发明还能够通过连接端口连接与功率实时调配的时间关系确定充电功率的输出，以稳定进行功率输出。作为本发明的主要改进点是，通过设置一个可翻转的滚轮，实现连接端口的平行移动和翻转移动，改变了现有技术中在连接充电端口直接进行人工连接或者只有一种连接锁定状态，通过第一工作状态能够将连接端口完全深入到充电桩的充电口中，通过第二工作状态能够方便进行充电接口的锁定，并且所述两个状态的控制仅通过一个可翻转的滚轮可实现；作为本发明的另一个主要改进点是，通过电源输入选择模块进行功率定期更新选择调控，并通过时间参数配合功率参数作为输出功率的重要标志进行功率输出控制，提升了功率的稳定输出。本发明还能够根据充电桩的连接端口状态切换，确认共享汽车的连接端口连接稳定，提高安全性能。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种共享汽车智慧充电站，其特征在于，包括：多个充电桩、集控器、储能箱，所述集控器控制所述多个充电桩的充电过程；所述多个充电桩通过总线方式通信连接集控器，所述多个充电桩的每个均包括控制单元、凹槽充电口、电源输入模块，所述凹槽充电口包括两个对称的可偏转的转轮，所述可偏转的转轮包括相互垂直的第一工作状态和第二工作状态；所述电源输入模块可选择外部输入电源，所述控制单元根据凹槽充电口的工作状态、电源输入模块的输入功率控制充电桩的输出。

2.如权利要求1所述的共享汽车智慧充电站，其特征在于，所述第一工作状态为转轮夹持充电端子由凹槽充电口最外侧向最内侧平行移动，所述第二工作状态为转轮夹持充电端子在凹槽充电口沿凹槽充电口的中心旋转移动。

3.如权利要求2所述的共享汽车智慧充电站，其特征在于，所述充电端子的外表面包括横向槽和纵向槽，所述纵向槽是在所述第一工作状态时，转轮夹持嵌入所述纵向槽，通过转轮夹持及滚动，驱动所述充电端子向所述凹槽充电口内侧平行移动；所述横向槽是在所述第二工作状态时，转轮翻转90度后夹持嵌入所述横向槽，通过转轮夹持横向槽及滚动，驱动所述充电端子在所述凹槽充电内沿中心进行旋转，通过上述两个工作状态，能够保持充电端子稳定连接。

4.如权利要求3所述的共享汽车智慧充电站，其特征在于，所述纵向槽贯穿整个充电端子外表面，所述横向槽按照圆环处于充电端子外表面的一部分位置。

5.如权利要求2所述的共享汽车智慧充电站，其特征在于，所述电源输入模块用于选择接收外部功率源，周期性计算外部功率源的输入功率变化值，并将最后一次计算外部功率源的功率的第一时间传输给控制单元；所述第二工作状态完成后，传输完成的第二时间给所述控制单元；

所述控制单元计算第二时间与第一时间的差值，确定所述差值是否小于时间阈值；如果小于，则此时所述电源输入模块选择接收的功率处于不稳定的功率选择阶段，计算此时的波动功率，如果波动功率大于第一波动功率阈值，则，延时供应电力，直至功率波动低于所述第一波动功率阈值；

当所述差值不小于所述时间阈值时，则发送当前功率值给共享汽车，所述共享汽车接收到所述当前功率值时，确认功率值是否与共享汽车的充电需求向匹配，如果匹配，则反馈第一功率标志信号给所述控制单元，所述第一功率标志信号包含功率匹配信号，所述控制单元控制充电桩给共享汽车进行充电；

如果功率不匹配，则共享汽车反馈第二功率标志信号给所述控制单元，所述第二功率标志信号包含功率不匹配信号以及功率偏差值信号，所述控制单元根据所述第二功率标志信号调整电源输入模块的功率输出值，调整好后输出给共享汽车充电。

6.如权利要求5所述的共享汽车智慧充电站，其特征在于，所述电源输入模块接收来自充电站的电网、新能源、储能箱的电源，当所述功率偏差信号为电源输入模块的输出功率过高时，则将多余的功率输送到储能箱，当所述功率偏差信号为电源输入模块的输出功率过低时，则增加储能箱接入，以提高电源输入模块的输出功率，当提高电源输入模块的输出功率仍然不够时，则发送校验标志信号给所述共享汽车，所述校验标志信号包含建议共享汽降低充电功率，所述共享汽车确认校验标志信号后，反馈第三功率标志信号，所述控制单元接收到所述第三功率标志信号后，按照新的降低充电功率对共享汽车进行充电。

7.如权利要求1所述的共享汽车智慧充电站，其特征在于，所述集控器用于集中整体协调控制所述多个充电桩的启停。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的共享汽车智慧充电站的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

电源输入模块用于选择接收外部功率源，周期性计算外部功率源的输入功率变化值，并将最后一次计算外部功率源的功率的第一时间传输给控制单元；所述第二工作状态完成后，传输完成的第二时间给控制单元；

所述控制单元计算第二时间与第一时间的差值，确定所述差值是否小于时间阈值；如果小于，则此时所述电源输入模块选择接收的功率处于不稳定的功率选择阶段，计算此时的波动功率，如果波动功率大于第一波动功率阈值，则，延时供应电力，直至功率波动低于所述第一波动功率阈值；

当所述差值不小于所述时间阈值时，则发送当前功率值给共享汽车，所述共享汽车接收到所述当前功率值时，确认功率值是否与共享汽车的充电需求向匹配，如果匹配，则反馈第一功率标志信号给所述控制单元，所述第一功率标志信号包含功率匹配信号，所述控制单元控制充电桩给共享汽车进行充电；

如果功率不匹配，则共享汽车反馈第二功率标志信号给所述控制单元，所述第二功率标志信号包含功率不匹配信号以及功率偏差值信号，所述控制单元根据所述第二功率标志信号调整电源输入模块的功率输出值，调整好后输出给共享汽车充电。