CN111231709A - 一种网约式智能充电设备及其充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网约式智能充电设备，包括充电设备主体；充电设备主体的内部设置有行驶系统、充电系统、智能控制模块、网络模块和蓄电池；行驶系统包含驱动模块、北斗导航模块和避障模块；充电系统包含充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块和充电器；其中，驱动模块、北斗导航模块和避障模块、充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块、网络模块分别与智能控制模块相连接；充电器与蓄电池连接。本发明可根据用户预约的信息直接前往用户处进行充电，节省了用户寻找未占用的充电桩的时间，也可提高电动汽车充电自动化程度，降低充电设施的承载负担，提高充电设备的使用率。

Description

一种网约式智能充电设备及其充电方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种网约式智能充电设备及其充电方法。

背景技术

为进一步节能减排，电动汽车的发展成为必然趋势。由于电动汽车续航能力较差，建设电动汽车充电基础设施成为电动汽车行业发展的重心之一，电动汽车的充电问题成为了焦点。

现有电动汽车通常具有续航能力差的特点，若电动汽车继续大规模推广，必须突破续航关键技术瓶颈或增加充电基础设施的规模。就目前的情况来看，充电基础设施规模增加，是有效地解决电动汽车充电的方法。已有充电设备自动化程度较低，人工操作程序较多，并且电动汽车充电完成后充电设备无法及时卸下、燃油车会占用电动汽车充电车位；传统充电设备固定不动、移动不变，只局限于充电场或充电站等固定场所，这都导致了充电设备的使用率极大降低。

电动汽车的普及带动了充电设备市场的发展，各大公司企业纷纷推出了多种多样的充电设备，大都以充电桩的形式存在于各停车场、充电场，模式大多采用“一车一桩”“一车多桩”，也出现了可预约版的充电设备。虽然“一车多桩”突破了原有“一车一桩”形式，但是还是“一车一桩”的组合版，内部元件基本没有变化，依旧没有解决充电设备的使用率底下的问题；预约版的充电设备虽然在一定程度上方便了用户的使用，但是在用户预约后到用户开始充电的时间里充电设备是处于无车充电的状态，充电设备的使用率极大降低。

上述问题增加了充电设施的承载负担，降低了充电设备的使用率，增加了充电设备的占用率，大大降低了电动汽车驾驶员的出行品质，因此亟需一种能够有效解决上述问题的充电设备及充电方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于一种网约式智能充电设备及其充电方法，适用于小区、乡村等多个场景，可根据用户预约的信息直接前往用户处进行充电，节省了用户寻找未占用的充电桩的时间，也可提高电动汽车充电自动化程度，降低充电设施的承载负担，提高充电设备的使用率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种网约式智能充电设备，包括充电设备主体；所述充电设备主体的内部设置有行驶系统、充电系统、智能控制模块、网络模块和蓄电池；所述行驶系统包含驱动模块、北斗导航模块和避障模块；所述驱动模块、北斗导航模块和避障模块分别与所述智能控制模块连接；所述充电系统包含充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块和充电器；所述充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块分别与所述智能控制模块相连接；所述充电器与所述蓄电池连接；所述网络模块与所述智能控制模块连接。

本发明技术方案一的特点和进一步的改进在于：

优选的，所述充电设备主体的下部还设置有车轮，所述驱动模块用于驱动所述车轮行驶。

优选的，所述充电执行模块包括机械臂和步进电机，所述充电器设置于所述机械臂的前端，所述机械臂的另一端固定在所述充电设备主体上。

优选的，所述充电识别模块可包括摄像头和RFID。

优选的，所述充电设备主体的一侧设置有显示屏。

优选的，所述充电设备主体的内部还设置有检测模块，所述检测模块与所述智能控制模块连接。

优选的，所述充电设备主体的上部还包含太阳能装置。

优选的，所述充电设备主体的前部还设置有警示装置。

优选的，所述网约式智能充电设备还包括用户预约系统。

技术方案二：

一种网约式智能充电方法，包括以下步骤：

步骤1，用户预约充电信息，网约式智能充电设备通过网络模块接收所述用户预约充电信息；

步骤2，网约式智能充电设备的智能控制模块根据所述用户预约充电信息决策充电汽车的充电顺序，并根据所述充电顺序规划充电路径；

步骤3，智能控制模块根据规划好的充电路径，控制充电设备行驶至预约用户的电动汽车处；

步骤4，网约式智能充电设备对电动汽车及其充电接口进行识别并对接，并反馈识别信息至智能控制模块；

步骤5，智能控制模块控制网约式智能充电设备开始充电，并计算充电费用和充电剩余时间；

步骤6，充电完成后，再根据所述规划好的充电路径，重复步骤3-步骤5，进行下一用户的充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种网约式智能充电设备及方法将物联网技术、智能测控技术、车辆技术与传统的充电技术相结合，用户可实现网上预约、远程监控、付费等，方便快捷，操作简单，节省了用户大量时间；也可以在用户网约充电之后，随时随地为用户的电动汽车进行充电，并可以在电动汽车充电完成后自动结束充电，自动为下一辆预约的电动汽车充电。本发明显著降低了了充电设备的占用率，提高了电动汽车充电自动化程度，降低了充电设施的承载负担，也方便了用户使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明提供的网约式智能充电设备的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的网约式智能充电设备的系统原理结构图；

图3是本发明提供的网约式智能充电设备中充电系统的结构示意图；

图4为本发明提供的一种网约式智能充电方法的流程示意图。

以上图中：1充电设备主体，2警示装置，3太阳能装置，4车轮，5充电器，6显示屏，7北斗导航模块，8避障模块，9机械臂。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

参考图1和图2，本发明实施例提供一种网约式智能充电设备，包括充电设备主体；所述充电设备主体的内部设置有行驶系统、充电系统、智能控制模块、网络模块和蓄电池。

其中，所述行驶系统包含驱动模块、北斗导航模块和避障模块；所述驱动模块、北斗导航模块和避障模块分别与所述智能控制模块连接。

所述充电系统包含充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块和充电器；所述充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块分别与所述智能控制模块相连接。

参考图3，所述充电器通过充电保护模块和充电计量模块与所述蓄电池连接。

所述网络模块与所述智能控制模块连接。

其中，智能控制模块用于根据电动汽车用户网约输入信息决策电动汽车的充电顺序，并根据充电顺序控制行驶系统和充电系统为电动汽车进行充电。

行驶系统是为了使充电设备按要求行驶至充电汽车处。其中，驱动模块用于驱动充电设备移动；进一步的，充电设备主体的下部还设置有车轮，驱动模块驱动车轮的滚动和转向，保证车轮的正常行驶，以实现充电设备的行驶。北斗导航模块用于为智能控制模块的行驶决策提供电动汽车的实时位置信息和路径信息；避障模块用于在充电设备行驶时，为智能控制模块提供充电设备的实时周围环境信息；本实施例中，避障模块可采用激光雷达。

充电系统是为了使充电设备对电动汽车进行充电。其中，本实施例中，充电识别模块可包括摄像头和RFID，RFID用于识别电动汽车的信息，确认其与预约信息是否一致；摄像头用于识别电动汽车的充电接口位置，并将识别到的信息传递至智能控制模块。充电计量模块用于计量电动汽车的所充电量和所述蓄电池的剩余电量，并将计量信息传递至智能控制模块。充电保护模块用于实时监测电动汽车的充电过程，并将监测信息传递至智能控制模块，对充电装置进行保护，一旦发生充电不正常状况，立即实现充电急停。

以上实施例中，充电执行模块包括机械臂和步进电机，机械臂有多个关节，关节与关机之间通过步进电机连接，充电器设置于机械臂的前端，机械臂的另一端固定在充电设备主体上。

进一步的，需要说明的是，摄像头和RFID也可以设置在机械臂的前端。

当充电设备行驶至需要充电的电动汽车旁，要对电动汽车进行充电时，智能控制模块通过步进电机带动机械臂使摄像头、RFID和充电器对电动汽车的充电接口进行识别并准确对接；当充电完成后，机械臂携带充电器、摄像头和RFID回归原位。

以上实施例中，蓄电池用于为电动汽车的充电提供电能。

进一步的，本发明实施例中，充电设备主体的上部还包含太阳能装置，太阳能装置与蓄电池相连接，为蓄电池补充电能。本实施例中，采用砷化镓太阳能薄膜电池，其电池转化效率可高达29.1％，将转化的电能保存在蓄电池内供自身装置和充电使用。

以上实施例中，网络模块用于接收用户的预约信息，并向用户发出充电实时信息；其中，充电实时信息包含充电成功信息、充电等待时长信息、充电费用信息以及充电剩余时间信息。

此外，需要说明的是，本发明还可以包括用户预约系统，用户预约系统可以设置在用户终端设备上，比如手机等；当用户需要充电时，可通过手机上的用户预约系统进行充电预约，用户在用户预约系统中可以设置电动汽车的位置、充电量、充电开始或结束时间以及充电费用等相关信息；此时，本发明的充电设备就通过网络模块实现人机交互，即时接收到用户的预约信息，充电设备就可以实时显示用户预约的电动汽车的相关信息，充电过程中，也可以即时向用户终端设备上传输充电信息和计费信息等。

以上实施例中，充电设备主体的一侧还设置有显示屏，显示屏与智能控制模块连接，用于显示充电信息和计费信息等，方便用户查看。

以上实施例中，充电设备主体的内部还设置有检测模块，检测模块与智能控制模块连接，检测模块用于在充电设备启用前，对充电设备进行运行状态的自我检测，以保证充电设备的正常运行。

以上实施例中，充电设备主体的前部还设置有警示装置，警示装置与与智能控制模块连接；警示装置可以为警示LED灯；当充电设备在夜间作业时，智能控制模块控制警示LED灯开启，为充电设备周围的行人和驾驶员提供警示，进一步保证充电设备、行人和驾驶员的安全。

本发明实施例还提供了一种网约式智能充电方法，包括以下步骤：

步骤1，用户通过终端设备上的用户预约系统预约充电信息，就近的网约式智能充电设备通过网络模块接收所述用户预约充电信息；

步骤2，网约式智能充电设备的智能控制模块根据所述用户预约充电信息，决策制定合理的电动汽车的充电顺序方案，并根据充电顺序方案规划充电路径；

步骤3，智能控制模块根据规划好的充电路径，控制充电设备行驶至预约用户的电动汽车处；

步骤4，网约式智能充电设备对电动汽车及其充电接口进行识别并对接，并反馈识别信息至智能控制模块；

步骤5，智能控制模块控制网约式智能充电设备开始充电，并计算充电费用和充电剩余时间；

步骤6，充电完成后，再根据所述规划好的充电路径，重复步骤3-步骤5，进行下一用户的充电。

以上充电方法中，在步骤3之前，即在充电设备行驶之前，首先启动自我检查充电设备的各装置是否正常工作，以及蓄电池是否满足充电所需。

以上充电方法中，在充电设备行驶至预约用户的电动汽车处的过程中，若是夜间，可以开启警示装置对周围行人和驾驶员进行警示。

以上充电方法中，在步骤7中，充电费用和充电剩余时间信息可以同步到显示屏或者用户终端上。

以上充电方法中，步骤6中，当充电完成后，可以将计算得到的费用信息发送至者用户终端，用户通过用户终端完成付费。

综上所述，相比于传统的充电设备，本发明提供的网约式智能充电设备和方法可以使用户在网上预约充电，远程监控充电，网上付费，方便快捷，可节省用户大量时间；在由出发点到达相应位置时，采用自动行驶、自动充电模式，方便快捷，操作简单；传统的充电设备，尤其在燃油汽车占用充电位或充电完成时会造成充电设备的使用效率低下，本发明可有效改善传统充电桩的该缺点。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种网约式智能充电设备，其特征在于，包括充电设备主体；所述充电设备主体的内部设置有行驶系统、充电系统、智能控制模块、网络模块和蓄电池；

所述行驶系统包含驱动模块、北斗导航模块和避障模块；所述驱动模块、北斗导航模块和避障模块分别与所述智能控制模块连接；

所述充电系统包含充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块和充电器；所述充电识别模块、充电计量模块、充电保护模块、充电执行模块分别与所述智能控制模块相连接；

所述充电器与蓄电池连接；

所述网络模块与所述智能控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电设备主体的下部还设置有车轮，所述驱动模块用于驱动所述车轮行驶。

3.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电执行模块包括机械臂和步进电机，所述充电器设置于所述机械臂的前端，所述机械臂的另一端固定在所述充电设备主体上。

4.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电识别模块可包括摄像头和RFID。

5.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电设备主体的一侧设置有显示屏。

6.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电设备主体的内部还设置有检测模块，所述检测模块与所述智能控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电设备主体的上部还包含太阳能装置。

8.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，所述充电设备主体的前部还设置有警示装置。

9.根据权利要求1所述的网约式智能充电设备，其特征在于，还包括用户预约系统。

10.一种网约式智能充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，用户预约充电信息，网约式智能充电设备通过网络模块接收所述用户预约充电信息；

步骤2，网约式智能充电设备的智能控制模块根据所述用户预约充电信息决策电动汽车的充电顺序，并根据所述充电顺序规划充电路径；

步骤3，智能控制模块根据规划好的充电路径，控制充电设备行驶至预约用户的电动汽车处；

步骤4，网约式智能充电设备对电动汽车及其充电接口进行识别并对接，并反馈识别信息至智能控制模块；

步骤5，智能控制模块控制网约式智能充电设备开始充电，并计算充电费用和充电剩余时间；

步骤6，充电完成后，再根据所述规划好的充电路径，重复步骤3-步骤5，进行下一用户的充电。

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