CN112172593A - 充电桩预约和即插即充方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电桩预约和即插即充方法，以实现充电桩预约和即插即充，首先用户通过用户APP进行充电预约后(用户需要提供相关信息开通预约功能，包括但不限于账号信息，驾照，车型等)；车位管理系统锁定车位；当用户开车到达车位后；车位管理系统识别用户达到，自动解锁车位；同时用户插枪后，充电桩识别用户开启了即插即充，自动启动充电，充电结束，完成无感支付。整个过程无需车辆提供VIN码，具备普遍适用性，也解决了安全性隐患；用户只需在用户APP唯一执行一步预约动作，后续插枪后即开启充电，无需点击屏幕，等待认证，体验提升明显。

Description

充电桩预约和即插即充方法
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种充电桩预约和即插即充方法。
背景技术
随着新能源汽车的普及，充电桩将会迎来快速发展，用户的充电体验也越来越重要。当前市面上的充电方式主要包括：
1.传统方式，刷卡或扫描二维码充电，用户体验差，操作步骤繁琐
2.新方式，即插即充：车端必须提供VIN码，但市面上大部分车企不支持提供VIN码，需要车企同意开放并定制开发；同时用户要点击充电桩屏幕启动即插即充认证，认证时间一般为5-40s内，无法做到插入枪头即开始充电。另外VIN码属于个人隐私信息，但受限于当前新能源汽车和充电桩国标GB要求，车和充电桩VIN码交互只能通过CAN总线通信，数据安全性存在隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种预约方式、即插即充、安全性高的充电桩预约和即插即充方法。
实现本发明的技术方案如下
充电桩预约和即插即充方法，步骤如下：
步骤一，用户在用户APP上操作选取预约充电桩，并向桩云发送预约充电桩的预约充电请求；
步骤二，桩云收到来自用户APP发出的预约充电请求后，获取对应预约充电桩的无线通信信息，并生成该预约充电桩本次预约充电的临时无线通信信息；
步骤三，桩云根据步骤二中生成的预约充电桩临时无线通信信息，设置预约充电桩无线通信设备的临时无线通信信息，并通知预约充电桩无线通信设备开启，广播此次预约充电的临时无线通信信息；
步骤四，将步骤三中预约充电桩所对应的车位锁进行锁定；
步骤五，桩云将预约充电桩的临时无线通信信息反馈给用户APP；
步骤六，用户APP收到预约充电桩的临时无线通信信息后，开启后台无线通信模块，启动无线扫描程序；
当预约充电车辆到达预约充电桩附近时，用户APP通过后台无线通信模块扫描到预约充电桩的无线通信设备，自动进行通信配对；
配对成功后，用户APP使用步骤五中获得的临时无线通信信息与预约充电桩无线通信设备的临时无线通信信息形成加密通信；
步骤七，解除预约充电桩所对应车位锁的锁定，预约车辆进入充电车位；
步骤八，用户APP通知预约充电桩开启即插即充状态；
步骤九，预约充电桩检测到充电枪插入后，充电桩对车辆开启充电状态，并将充电状态反馈给桩云；
步骤十，桩云设置进入充电状态的充电桩关闭无线通信设备；
步骤十一，充电桩将用户充电数据信息反馈给桩云；
步骤十二，充电结束后，桩云自动从用户APP中扣除相应的充电费用，完成无感支付。
步骤二中，桩云收到来自用户APP发出的预约充电请求后，获取对应预约充电桩无线通信信息，例如采用蓝牙时，获取充电桩的蓝牙MAC地址、蓝牙设备名，并生成该预约充电桩本次预约充电的临时无线通信密钥相关信息，例如采用蓝牙时，生成蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
步骤三中，桩云根据步骤二中生成的预约充电桩的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥设置预约充电桩蓝牙设备的临时配对PIN码或临时蓝牙通信密钥，并通知充电桩蓝牙模块开启，发送蓝牙广播数据；
步骤五中，桩云将预约充电桩的蓝牙信息反馈给用户APP，蓝牙信息包括蓝牙MAC地址、蓝牙设备名、蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
步骤六中，用户APP收到预约充电桩的蓝牙信息后，开启后台蓝牙模块扫描程序；
当预约充电车辆到达预约充电桩附近时，用户APP通过后台蓝牙模块扫描到预约充电桩的蓝牙设备，自动进行蓝牙配对；
配对成功后，用户APP使用步骤五中获得的预约充电桩蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥与预约充电桩蓝牙设备进行加密通信。
在步骤六加密通信过程中，比较预约充电桩的蓝牙MAC地址。
步骤二中，桩云还获取预约充电桩所对应车位锁的蓝牙MAC地址、蓝牙设备名，并相应生成车位锁的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
在步骤三中、或步骤三和步骤四之间、或步骤四中，桩云根据步骤二中生成的车位锁蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥设置车位锁蓝牙设备的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
步骤五中，桩云将预约充电桩所对应车位锁的蓝牙信息反馈给用户APP。
用户APP中用户录入相关信息开通预约功能，相关信息包括但不限于账号信息、驾照、车型。
对预约充电桩所对应的车位进行锁定的为地锁或道闸。
预约充电桩所对应车位锁由桩云或充电桩进行锁定，由用户APP或充电桩进行解锁。
用户APP安装于手持电子终端或车载电子终端。
用户APP和充电桩之间，用户APP和车位锁之间，通过但不限于蓝牙、WiFi方式连接。
充电桩和车位锁之间通过但不限于蓝牙、WiFi、有线方式连接。
用户APP和桩云之间通过4G/5G/WiFi方式连接。
充电桩和桩云，车位锁和桩云之间通过4G/5G/WiFi/有线方式连接。
本发明主要是实现一种充电桩预约和即插即充系统，首先用户通过用户APP进行充电预约后(用户需要提供相关信息开通预约功能，包括但不限于账号信息，驾照，车型等)；车位管理系统锁定车位；当用户开车到达车位后；车位管理系统识别用户达到，自动解锁车位；同时用户插枪后，充电桩识别用户开启了即插即充，自动启动充电，充电结束，完成无感支付。整个过程无需车辆提供VIN码，具备普遍适用性，也解决了安全性隐患；用户只需在用户APP唯一执行一步预约动作，后续插枪后即开启充电，无需点击屏幕，等待认证，体验提升明显。本发明技术方案产生如下相应的优点：
1.可适用全部新能源车型，无需车端额外进行任何开发，推广适用范围大。
2.无个人隐私数据交互和泄漏风险。
3.车位解锁和开启即插即充的交互过程，采用生成无线加密通信(蓝牙方式：临时配对PIN码、临时通信密钥；WiFi方式：临时AP的SSID名称，认证加密方式、密码)的方式，安全性更高。
4.充电尤其是即插即充的体验提升大。
5.通过预约专属车位，即插即充无感支付等，增加充电用户黏连度和品牌知名度，从而产生经济效益。
附图说明
图1为本发明组网图形态一；
图2为组网形态一的工作流程图；
图3为本发明组网图形态二；
图4为组网形态二的工作流程图；
图5为本发明组网图形态三；
图6为组网形态三的工作流程图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明的主要技术方案：充电桩预约和即插即充方法，步骤如下：
步骤一，用户在用户APP上操作选取预约充电桩，并向桩云发送预约充电桩的预约充电请求；
步骤二，桩云收到来自用户APP发出的预约充电请求后，获取对应预约充电桩的无线通信信息，并生成该预约充电桩本次预约充电的临时无线通信信息；
步骤三，桩云根据步骤二中生成的预约充电桩临时无线通信信息，设置预约充电桩无线通信设备的临时无线通信信息，并通知预约充电桩无线通信设备开启，广播此次预约充电的临时无线通信信息；
步骤四，将步骤三中预约充电桩所对应的车位锁进行锁定；
步骤五，桩云将预约充电桩的临时无线通信信息反馈给用户APP；
步骤六，用户APP收到预约充电桩的临时无线通信信息后，开启后台无线通信模块，启动无线扫描程序；
当预约充电车辆到达预约充电桩附近时，用户APP通过后台无线通信模块扫描到预约充电桩的无线通信设备，自动进行通信配对；
配对成功后，用户APP使用步骤五中获得的临时无线通信信息与预约充电桩无线通信设备的临时无线通信信息形成加密通信；
步骤七，解除预约充电桩所对应车位锁的锁定，预约车辆进入充电车位；
步骤八，用户APP通知预约充电桩开启即插即充状态；
步骤九，预约充电桩检测到充电枪插入后，充电桩对车辆开启充电状态，并将充电状态反馈给桩云；
步骤十，桩云设置进入充电状态的充电桩关闭无线通信设备；
步骤十一，充电桩将用户充电数据信息反馈给桩云；
步骤十二，充电结束后，桩云自动从用户APP中扣除相应的充电费用，完成无感支付。
本发明中主要由手机APP、地锁/道闸、充电桩、桩云多个子系统组成，主要有3组网形态，组网图和工作流程图，下面结合具体组网图及流程进行说明。
第一种实现方式：
如图1示出的组网图：地锁/道闸单独与桩云进行通信，完成车位锁定。
APP和充电桩，APP和地锁/道闸之间可以通过但不限于蓝牙、WiFi等连接。
APP和桩云主要通过4G/5G/WiFi等方式连接。
充电桩和桩云，地锁/道闸和桩云主要通过4G/5G/WiFi/有线等方式连接。
本组网形态的工作流程如下，如图2示出的流程图：
Step1：用户在手机APP上选取可用的充电桩，进行预约充电；
A:桩云收到用户的预约请求，获取对应充电桩和地锁的信息，包括各设备的蓝牙MAC,蓝牙设备名后，分别生成充电桩和地锁本次预约充电的蓝牙通信临时密钥(主要用于后续和手机APP交互)。
Step2：桩云设置充电桩临时蓝牙通信密钥。
Step3：桩云设置地锁临时蓝牙通信密钥，并将地锁升起，完成车位锁定。
Step4：桩云将充电桩和地锁的蓝牙信息通知到用户手机APP，包括蓝牙MAC/蓝牙设备名/蓝牙密钥。
B:用户手机APP收到Step4包含的蓝牙信息后，开启后台扫描程序；当用户驾车到车位附件，手机APP扫描到对应地锁和充电桩蓝牙设备后，分别自动进行蓝牙配对。蓝牙配对可采用安全简易配对SSP(Secure simple pairing)的Just Works(无密钥输入方式)或Passkey Entry(PIN码方式)。
采用PIN码方式的话，Step3中桩云需要把充电桩和地锁的蓝牙PIN码通知到手机APP。配对成功后，手机APP使用Step4获取密钥进行加密通信，保证数据安全。同时手机APP会比较蓝牙MAC，保证连接设备的正确性。整个连接过程中，充电桩和地锁作蓝牙从设备，手机APP作蓝牙主设备。
Step5：手机APP通知地锁降下，完成车位解锁。
Step6：手机APP通知充电桩开启即插即充。
C.充电桩检测到充电枪插入后，自动开启充电。(无需用户刷卡、扫码、屏幕认证等)。
Step7：充电桩将用户充电和订单相关信息反馈到桩云。
Step8：充电结束，桩云自动扣费，完成无感支付。
APP和充电桩，APP和地锁采用WiFi通信时，桩云需要生成充电桩和地锁临时无线AP SSID，认证加密方式和密码，并连同无线MAC发送到用户APP；用户APP使用所接受的无线信息进行连接，完成后续即插即充开启和车位解锁动作。同时考虑安全，WiFi可采用但不限于隐藏SSID,白名单等方式。整个连接过程中，充电桩和地锁作为WiFi AP端，手机APP作为WiFi Station。
第二种实现方式：
如图3示出的组网图，地锁/道闸通过充电桩，完成车位的锁定和解锁。
APP和充电桩、充电桩和地锁/道闸之间可以通过但不限于蓝牙、WiFi连接。
APP和桩云主要通过4G/5G/WiFi等方式连接。
充电桩和桩云主要通过4G/5G/WiFi/有线等方式连接。
本组网形态的工作流程如下，如图4示出的流程图：
Step1：用户在手机APP上选取可用的充电桩，进行预约充电。
A:桩云收到用户的预约请求，获取对应充电桩相关信息，包括各蓝牙MAC,蓝牙设备名，生成充电桩本次预约充电的蓝牙通信临时密钥(主要用于后续和手机APP交互),同时获取对应地锁编号信息(该地锁配对信息可由充电桩系统自行维护)。
Step2：桩云设置充电桩临时蓝牙通信密钥，车位锁定(可由充电桩自行进行车位锁定)。
Step3：充电桩将对应地锁升起，完成车位锁定。
Step4：桩云将充电桩的蓝牙信息通知到用户手机APP，包括蓝牙MAC/蓝牙设备名/蓝牙密钥。
B:用户手机APP收到Step4包含的充电桩蓝牙信息后，开启后台扫描程序；当用户驾车到车位附件，手机APP扫描到对应的充电桩蓝牙设备后，自动进行蓝牙配对。配对和安全方式参考组网1)中B。
Step5：手机APP通知充电桩地锁降下(可由充电桩自行进行车位解锁)，开启即插即充。
Step6：充电桩将对应地锁降下，完成车位解锁。
C.充电桩检测到充电枪插入后，自动开启充电。(无需用户刷卡、扫码、屏幕认证等)。
Step7：充电桩将用户充电和订单相关信息反馈到桩云。
Step8：充电结束，桩云自动扣费，完成无感支付。
本实施方式中APP和充电桩采用WiFi方式的话，交互的方式及WiFi参数获取方式参考组网1中的通信方式。
第三种实现方式：
如图5示出的组网图，地锁/道闸通过充电桩与桩云进行通信，完成车位锁定。
APP和充电桩、APP和地锁/道闸之间可以通过但不限于蓝牙、WiFi连接。
充电桩和地锁/道闸之间可以通过但不限于蓝牙、WiFi连接、有线连接。
APP和桩云主要通过常规的4G/5G/WiFi等方式连接。
充电桩和桩云主要通过常规的4G/5G/WiFi/有线等方式连接。
本组网形态的工作流程如下，如图6示出的流程图：
Step1：用户在手机APP上选取可用的充电桩，进行预约充电
A:桩云收到用户的预约请求，获取对应充电桩和地锁的信息，包括各设备的蓝牙MAC,蓝牙设备名后，分别生成充电桩和地锁本次预约充电的蓝牙通信临时密钥(主要用于后续和手机APP交互)。
Step2：桩云设置充电桩临时蓝牙通信密钥,地锁蓝牙密钥，车位锁定。
Step3：充电桩设置地锁临时蓝牙通信密钥，并将地锁升起，完成车位锁定。
Step4：桩云将充电桩和地锁的蓝牙信息通知到用户手机APP，包括蓝牙MAC/蓝牙设备名/蓝牙密钥。
B:用户手机APP收到Step4包含的蓝牙信息后，开启后台扫描程序；当用户驾车到车位附件，手机APP扫描到对应地锁和充电桩蓝牙设备后，自动进行蓝牙配对。配对和安全方式参考组网1)中B。
Step5：手机APP通知地锁降下，完成车位解锁。
Step6：手机APP通知充电桩开启即插即充。
C.充电桩检测到充电枪插入后，自动开启充电。(无需用户刷卡、扫码、屏幕认证等)
Step7：充电桩将用户充电和订单相关信息反馈到桩云。
Step8：充电结束，桩云自动扣费，完成无感支付。
APP和充电桩，APP和地锁采用WiFi方式的话，交互的方式及WiFi参数获取方式参考组网1中。

Claims (10)

1.充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一，用户在用户APP上操作选取预约充电桩，并向桩云发送预约充电桩的预约充电请求；
步骤二，桩云收到来自用户APP发出的预约充电请求后，获取对应预约充电桩的无线通信信息，并生成该预约充电桩本次预约充电的临时无线通信信息；
步骤三，桩云根据步骤二中生成的预约充电桩临时无线通信信息，设置预约充电桩无线通信设备的临时无线通信信息，并通知预约充电桩无线通信设备开启，广播此次预约充电的临时无线通信信息；
步骤四，将步骤三中预约充电桩所对应的车位锁进行锁定；
步骤五，桩云将预约充电桩的临时无线通信信息反馈给用户APP；
步骤六，用户APP收到预约充电桩的临时无线通信信息后，开启后台无线通信模块，启动无线扫描程序；
当预约充电车辆到达预约充电桩附近时，用户APP通过后台无线通信模块扫描到预约充电桩的无线通信设备，自动进行通信配对；
配对成功后，用户APP使用步骤五中获得的临时无线通信信息与预约充电桩无线通信设备的临时无线通信信息形成加密通信；
步骤七，解除预约充电桩所对应车位锁的锁定，预约车辆进入充电车位；
步骤八，用户APP通知预约充电桩开启即插即充状态；
步骤九，预约充电桩检测到充电枪插入后，充电桩对车辆开启充电状态，并将充电状态反馈给桩云；
步骤十，桩云设置进入充电状态的充电桩关闭无线通信设备；
步骤十一，充电桩将用户充电数据信息反馈给桩云；
步骤十二，充电结束后，桩云自动从用户APP中扣除相应的充电费用，完成无感支付。
2.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，
步骤二中，桩云收到来自用户APP发出的预约充电请求后，获取对应预约充电桩的蓝牙MAC地址、蓝牙设备名，并生成该预约充电桩本次预约充电的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
步骤三中，桩云根据步骤二中生成的预约充电桩的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥设置预约充电桩蓝牙设备的临时配对PIN码或临时蓝牙通信密钥，并通知充电桩蓝牙模块开启，发送蓝牙广播数据；
步骤五中，桩云将预约充电桩的蓝牙信息反馈给用户APP，蓝牙信息包括蓝牙MAC地址、蓝牙设备名、蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
步骤六中，用户APP收到预约充电桩的蓝牙信息后，开启后台蓝牙模块扫描程序；
当预约充电车辆到达预约充电桩附近时，用户APP通过后台蓝牙模块扫描到预约充电桩的蓝牙设备，自动进行蓝牙配对；
配对成功后，用户APP使用步骤五中获得的预约充电桩蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥与预约充电桩蓝牙设备进行加密通信。
3.如权利要求2所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，在步骤六加密通信过程中，比较预约充电桩的蓝牙MAC地址。
4.如权利要求2所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，
步骤二中，桩云还获取预约充电桩所对应车位锁的蓝牙MAC地址、蓝牙设备名，并相应生成车位锁的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
在步骤三中、或步骤三和步骤四之间、或步骤四中，桩云根据步骤二中生成的车位锁蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥设置车位锁蓝牙设备的蓝牙临时配对PIN码或/和临时通信密钥；
步骤五中，桩云将预约充电桩所对应车位锁的蓝牙信息反馈给用户APP。
5.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，用户APP中用户录入相关信息开通预约功能，相关信息包括账号信息、驾照、车型。
6.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，预约充电桩所对应车位锁由桩云或充电桩进行锁定，由用户APP或充电桩进行解锁。
7.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，用户APP和充电桩之间，用户APP和车位锁之间之间通过蓝牙、WiFi方式连接。
8.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，充电桩和车位锁之间通过蓝牙、WiFi、有线方式连接。
9.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，用户APP和桩云通过4G/5G/WiFi方式连接。
10.如权利要求1所述的充电桩预约和即插即充方法，其特征在于，充电桩和桩云，车位锁和桩云之间通过4G/5G/有线/WiFi方式连接。
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