CN112009297B - 一种充电桩电能检测溯源方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电桩电能检测溯源方法与系统，涉及电能计量技术领域，方法为：首先检测是否有车辆驶入停车位，然后判断车辆的需求，其次控制模块通过用户的需求启动相应的功能模块，最后用户充电结束后根据用户的要求对充电桩进行电能自检溯源；系统包括包括控制模块、监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、重力传感器、充电模块与用户端，监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、充电模块、重力传感器分别于所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接。

Description

一种充电桩电能检测溯源方法与系统
技术领域
本发明涉及电能计量技术领域，具体为一种充电桩电能检测溯源方法与系统。
背景技术
电动汽车是我国近年来大力发展的一项战略性新兴产业。而针对电动汽车充换电的计量检测是我国大力推广电动汽车的关键一环，也是关系民生的大事。因此，计量的公正、准确关系到老百姓对充电桩事业的信任，尤其是在国家大力提倡电动汽车充换电期间，树立起公正、准确、透明的计量形象，对一个行业会起到潜在的巨大推力，树立良好的企业形象，同时也能对我国电动汽车行业产生良好的推动作用。
根据2019年5月的相关数据，我省充电电量高达2021.2万度，预计全年充电量将达到至少2亿度，如充电电能计量存在1%的误差，将导致用户或电网百万元级的损失，这将给电网公信力造成恶劣的影响，所以加强电动汽车充电业务的计量管理，确保电能计量在贸易结算中的公正与准确至关重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种充电桩电能检测溯源方法与系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种充电桩电能检测溯源方法，包括以下步骤：
步骤1，用户将车开到充电桩前的停车位上；
步骤2，停车位上预埋的重力传感器将信号发送给充电桩内的控制模块，控制模块将计时模块从休眠状态启动；
步骤3，计时模块开始计时，如果在设定的时间内，没有用户端通过通信模块与控制模块连接，则判断为车辆只停车不充电，控制模块控制监测模块、计时模块、计费模块、检测模块与充电模块进入休眠状态；如果在设定的时间内，客户端连接到通信模块，控制模块将则判断为车辆需要充电，控制模块将监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块与充电模块从休眠状态启动；
步骤4，用户将充电枪插入车辆的充电接口开始充电；
步骤5，充电结束以后控制模块通过通信模块发送提示信息、电量信息和缴费信息给用户端；
步骤6，用户将接受到的电量信息和自己车的电池电量信息进行比对，如果认为充电桩的充电量存在问题，则通过客户端反馈给控制模块，执行步骤7；如果用户没有问题，则缴费结束后开车驶离停车位，控制模块控制监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块与充电模块进入休眠状态；
步骤7.控制模块启动自检模块对充电桩的电能进行检测校准，完成电能溯源，执行步骤8；
步骤8，如果存在计量问题，控制模块发送充电桩信息到上位机进行备案，并根据校正结果重新计费发送到用户端，如果不存在计量问题，将检测结果发送到用户端，告知客户检测正常，执行步骤6；
所述步骤1还包括以下子步骤；
步骤1.1，如果停车位停满，用户端通过通信模块连接到控制模块进行充电查询；
步骤1.2，查询到有车辆已经充满电，用户端通过控制模块发送请求给车辆已经充满电的车主，询问车辆已经充满电的车主还需要停留多久；
步骤1.3. 车辆已经充满电的车主通过控制模块对需要停车的用户端进行信息反馈；
所述步骤4还包括以下内容：
用户在充电过程中如果担心车辆的安全，则通过监测模块查看车辆的状态；
所述步骤7还包括以下步骤：
步骤7.1,充电桩内置有0.02级高精度电能检定装置、测试仪与功率负载；
步骤7.2，控制模块控制功率负载、充电模块分别于测试仪连通；
步骤7.3，测试仪通过校准用适配器与0.02级高精度电能检定装置连通；
步骤7.4，充电模块输出交/直流电能，现场测试仪将对实时充电量进行计量，能量最终在功率负载上消耗，完成实负荷的检定过程；
步骤7.5，测试仪配备校准用适配器，通过配合0.02级高精度电能检定装置，实现对充电桩测试仪的电能溯源。
优选的，所述步骤7.5包括以下内容，先取一个测试时间，按此时间测试的误差结果，若标准偏差能满足0.02级高精度电能检定装置的规程规定，则测试结果有效，否则，应加大测试时间，直至满足为止。
一种充电桩电能检测溯源系统，包括控制模块、监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、重力传感器、充电模块与用户端，监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、充电模块、自检模块、重力传感器分别与所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接；
所述监测模块用于监测车辆的外部状态；
所述检测模块用于检测充电桩的充电量信息；
所述计费模块用于根据充电量信息进行缴费计算；
所述通信模块用于客户端与控制模块的信息传输；
所述重力传感器用于检测停车位上是否有车辆；
所述计时模块用于检测车辆到达停车位与用户端连接到控制模块之间的时间；
所述充电模块用于控制充电枪通电；
所述用户端用于和控制模块进行信息交流；
所述自检模块用于充电桩对自身充电电能进行检测溯源；
所述控制模块用于控制上述各个模块完成相应的功能。
优选的，所述监测模块包括摄像头。
优选的，所述检测模块包括测试仪。
优选的，所述自检模块包括0.02级高精度电能检定装置。
优选的，所述充电桩包括交流充电桩或直流充电机。
本发明的有益效果是：
1、控制模块通过停车位上是否有车辆，车辆是否有充电需求控制相应的模块开启或者休眠，能够最大程度上节约电能。
2、通过0.02级高精度电能检定装置、测试仪与功率负载，充电桩在控制模块的控制下完成电能检测溯源，减少了人工检测的成本，实时处理用户对电量的疑问，提高问题解决效率。
3、在停车位满的情况下，等待停车的用户能够得知自己需要等待多久，方便等待停车的用户安排自己是继续等待还是直接离开。
附图说明
图1为本发明方法示意图；
图2为本发明系统框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种充电桩电能检测溯源方法，包括以下步骤：
步骤1，用户将车开到充电桩前的停车位上；
步骤2，停车位上预埋的重力传感器将信号发送给充电桩内的控制模块，控制模块将计时模块从休眠状态启动；
步骤3，计时模块开始计时，如果在设定的时间内，没有用户端通过通信模块与控制模块连接，则判断为车辆只停车不充电，控制模块控制监测模块、计时模块、计费模块、检测模块与充电模块进入休眠状态；如果在设定的时间内，客户端连接到通信模块，控制模块将则判断为车辆需要充电，控制模块将监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块与充电模块从休眠状态启动；
步骤4，用户将充电枪插入车辆的充电接口开始充电；
步骤5，充电结束以后控制模块通过通信模块发送提示信息、电量信息和缴费信息给用户端；
步骤6，用户将接受到的电量信息和自己车的电池电量信息进行比对，如果认为充电桩的充电量存在问题，则通过客户端反馈给控制模块，执行步骤7；如果用户没有问题，则缴费结束后开车驶离停车位，控制模块控制监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块与充电模块进入休眠状态；
步骤7.控制模块启动自检模块对充电桩的电能进行检测校准，完成电能溯源，执行步骤8；
步骤8，如果存在计量问题，控制模块发送充电桩信息到上位机进行备案，并根据校正结果重新计费发送到用户端，如果不存在计量问题，将检测结果发送到用户端，告知客户检测正常，执行步骤6；
在上述的基础之上，考虑到有的停车位上的车辆在充电，车主去做其它事情去了，并不在车上，充满电以后可走可不走的车主，或者充满电以后停留时间不长的车主，此时如果停车位满了，又有一辆车开过来需要充电停车，但是不知道在充电车辆的充电状态以及车主停留时间，就很难决定是走还是等待，因此：
所述步骤1还包括以下子步骤；
步骤1.1，如果停车位停满，用户端通过通信模块连接到控制模块进行充电查询；
步骤1.2，查询到有车辆已经充满电，用户端通过控制模块发送请求给车辆已经充满电的车主，询问车辆已经充满电的车主还需要停留多久；
步骤1.3. 车辆已经充满电的车主通过控制模块对需要停车的用户端进行信息反馈；
需要说明的是，用户只能发送用户端内设定好的格式语言，比如“您的充电已满，请问还需要停留多久”等，同时，用户端内设置有拒绝骚扰模式，车辆已经充满电的车主如果不想接受此类信息，可以通过开启拒绝骚扰模式拒接；
在上述的基础之上，考虑到如果是用户充电要很久，用户又要离开车子比较远的地方，担心车辆的安全问题，所以步骤4还包括以下内容：
用户在充电过程中如果担心车辆的安全，可以通过监测模块查看车辆的状态；
如果用户发现车辆正在被人破坏，则通过预警模块发出警报的声音；
所述步骤7还包括以下步骤：
步骤7.1,充电桩内置有0.02级高精度电能检定装置、测试仪与功率负载；
步骤7.2，控制模块控制功率负载、充电模块分别于测试仪连通；
步骤7.3，测试仪通过校准用适配器与0.02级高精度电能检定装置连通；
步骤7.4，充电模块输出交/直流电能，现场测试仪将对实时充电量进行计量，能量最终在功率负载上消耗，完成实负荷的检定过程；
步骤7.5，测试仪配备校准用适配器，通过配合0.02级高精度电能检定装置，实现对充电桩测试仪的电能溯源。
其中，所述步骤7.5包括以下内容，先取一个测试时间，按此时间测试的误差结果，若标准偏差能满足0.02级高精度电能检定装置的规程规定，则测试结果有效，否则，应加大测试时间，直至满足为止；
所述步骤5还包括以下内容：
充电结束以后控制模块通过通信模块发送提示信息、电量信息和缴费信息给用户端的同时，控制模块通过图像采集模块对车牌号进行记录；
所述步骤6还包括以下内容：
如果用户在驶离之前缴费成功，则控制模块将记录的车牌号删除，如果用户在驶离之后没有缴费，则控制模块将记录的车牌号传输给上位机，由工作人员联系该车牌号的车主或者选择报警。
如图2所示，一种充电桩电能检测溯源系统，包括控制模块、监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、重力传感器、充电模块与用户端，监测模块、图像采集模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、充电模块、自检模块、重力传感器、预警模块分别与所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接；
所述图像采集模块用于对车牌进行图像采集；
所述监测模块用于监测车辆的外部状态；
所述检测模块用于检测充电桩的充电量信息；
所述计费模块用于根据充电量信息进行缴费计算；
所述通信模块用于客户端与控制模块的信息传输；
所述重力传感器用于检测停车位上是否有车辆；
所述计时模块用于检测车辆到达停车位与用户端连接到控制模块之间的时间；
所述充电模块用于控制充电枪通电；
所述预警模块用于发出警报的声音；
所述用户端用于和控制模块进行信息交流；
所述自检模块用于充电桩对自身充电电能进行检测溯源；
所述控制模块用于控制上述各个模块完成相应的功能。
其中，所述监测模块为摄像头，所述检测模块为测试仪，所述自检模块为高等级电能校准装置，所述充电桩为交流充电桩或直流充电机。
本发明提出的测试仪，主要包括限流电抗器、电流调节器、充电模块、三相交流调压器、三相电源连接器和连接插座，所述电流调节器与充电模块相连，所述三相电源连接器和连接插座与充电模块相连，三相电源连接器用于连接被测充电桩输入端电源线连接，连接插座用于连接功率负载和0.02级高精度电能检定装置。三相交流调压器的型号为TSGC2-3KVA，输入电压：3相380V，输出电压：3相0-460V，可任意调整输出电压，并在检测过程中随时可以模拟欠电压现象和过电压现象。电流调单元是一只三相调压器，型号：TSGC2-3KVA，输入电压：3相380V，输出电压：3相0-430V，可任意调整输出电压。充电模块，型号：BK400，输入AC220V/400VA，输出3V/133A，MAX150A。电流回路分X1和X2端，其中X1端通过切换旁路加载方式与充电桩的电源输入端连接，另外X2端通过切换回路与充电桩连接插座相连，充电桩测试电压回路与测试电流回路相连，但不构成闭合回路，相互不干扰。三路独立的环流闭合回路对应相序在充电桩计量电能表中构成电压取样回路和电流采集回路，可实现虚拟电能计量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解所描述的实施例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。本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种充电桩电能检测溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，用户将车开到充电桩前的停车位上；
步骤2，停车位上预埋的重力传感器将信号发送给充电桩内的控制模块，控制模块将计时模块从休眠状态启动；
步骤3，计时模块开始计时，如果在设定的时间内，没有用户端通过通信模块与控制模块连接，则判断为车辆只停车不充电，控制模块控制监测模块、计时模块、计费模块、检测模块与充电模块进入休眠状态；如果在设定的时间内，客户端连接到通信模块，控制模块将则判断为车辆需要充电，控制模块将监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块与充电模块从休眠状态启动；
步骤4，用户将充电枪插入车辆的充电接口开始充电；
步骤5，充电结束以后控制模块通过通信模块发送提示信息、电量信息和缴费信息给用户端；
步骤6，用户将接受到的电量信息和自己车的电池电量信息进行比对，如果认为充电桩的充电量存在问题，则通过客户端反馈给控制模块，执行步骤7；如果用户没有问题，则缴费结束后开车驶离停车位，控制模块控制监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块与充电模块进入休眠状态；
步骤7.控制模块启动自检模块对充电桩的电能进行检测校准，完成电能溯源，执行步骤8；
步骤8，如果存在计量问题，控制模块发送充电桩信息到上位机进行备案，并根据校正结果重新计费发送到用户端，如果不存在计量问题，将检测结果发送到用户端，告知客户检测正常，执行步骤6；
所述步骤1还包括以下子步骤；
步骤1.1，如果停车位停满，用户端通过通信模块连接到控制模块进行充电查询；
步骤1.2，查询到有车辆已经充满电，用户端通过控制模块发送请求给车辆已经充满电的车主，询问车辆已经充满电的车主还需要停留多久；
步骤1.3. 车辆已经充满电的车主通过控制模块对需要停车的用户端进行信息反馈；
所述步骤4还包括以下内容：
用户在充电过程中如果担心车辆的安全，则通过监测模块查看车辆的状态；
所述步骤7还包括以下步骤：
步骤7.1,充电桩内置有0.02级高精度电能检定装置、测试仪与功率负载；
步骤7.2，控制模块控制功率负载、充电模块分别于测试仪连通；
步骤7.3，测试仪通过校准用适配器与0.02级高精度电能检定装置连通；
步骤7.4，充电模块输出交/直流电能，现场测试仪将对实时充电量进行计量，能量最终在功率负载上消耗，完成实负荷的检定过程；
步骤7.5，测试仪配备校准用适配器，通过配合高等级电能校准装置，实现对充电桩测试仪的电能溯源。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩电能检测溯源方法，其特征在于，所述步骤7.5包括以下内容，先取一个测试时间，按此时间测试的误差结果，若标准偏差能满足0.02级高精度电能检定装置的规程规定，则测试结果有效，否则，应加大测试时间，直至满足为止。
3.一种充电桩电能检测溯源系统，其特征在于，包括控制模块、监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、重力传感器、充电模块、自检模块与用户端，所述监测模块、检测模块、计费模块、通信模块、计时模块、充电模块、自检模块、重力传感器分别与所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接；
所述监测模块用于监测车辆的外部状态；
所述检测模块用于检测充电桩的充电量信息；
所述计费模块用于根据充电量信息进行缴费计算；
所述通信模块用于客户端与控制模块的信息传输，如果停车位停满，用户端通过通信模块连接到控制模块进行充电查询；查询到有车辆已经充满电，用户端通过控制模块发送请求给车辆已经充满电的车主，询问车辆已经充满电的车主还需要停留多久；车辆已经充满电的车主通过控制模块对需要停车的用户端进行信息反馈；
所述重力传感器用于检测停车位上是否有车辆；
所述计时模块用于检测车辆到达停车位与用户端连接到控制模块之间的时间；
所述充电模块用于控制充电枪通电；
所述用户端用于和控制模块进行信息交流；
所述自检模块用于充电桩对自身充电电能进行检测溯源；
所述控制模块用于控制上述各个模块完成相应的功能
所述监测模块为摄像头；
所述检测模块为测试仪，包括限流电抗器、电流调节器、充电模块、三相交流调压器、三相电源连接器和连接插座，所述电流调节器与充电模块相连，所述三相电源连接器和连接插座与充电模块相连，三相电源连接器用于连接被测充电桩输入端电源线连接，连接插座用于连接功率负载和0.02级高精度电能检定装置；三相交流调压器的型号为TSGC2-3KVA，输入电压：3相380V，输出电压：3相0-460V，可任意调整输出电压，并在检测过程中随时可以模拟欠电压现象和过电压现象；电流调单元是一只三相调压器，型号：TSGC2-3KVA，输入电压：3相380V，输出电压：3相0-430V，可任意调整输出电压；充电模块，型号：BK400，输入AC220V/400VA，输出3V/133A，MAX150A；电流回路分X1和X2端，其中X1端通过切换旁路加载方式与充电桩的电源输入端连接，另外X2端通过切换回路与充电桩连接插座相连，充电桩测试电压回路与测试电流回路相连，但不构成闭合回路。
4.根据权利要求3所述的一种充电桩电能检测溯源系统，其特征在于，所述自检模块为0.02级高精度电能检定装置。
5.根据权利要求3所述的一种充电桩电能检测溯源系统，其特征在于，所述充电桩为交流充电桩或直流充电机。
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