CN114261301A - 一种用于高速服务区的电动汽车充电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高速服务区的电动汽车充电装置，包括设于四个充电车位（1）之间的充电桩箱体（2），充电桩箱体（2）的两侧分别通过充电线（3）连接一对充电枪（4），充电桩箱体（2）的两侧还设有四个充电枪放置口（5），充电枪（4）连于对应的充电枪放置口（5）内，每个充电枪放置口（5）的上方均设有状态指示灯（6）和对应的充电枪编号（7），充电桩箱体（2）上还设有电子显示屏（8）和充电二维码（9）。本发明的优点是可以满足用户动态的需求，实时掌握充电信息，提高用户体验，减少充电时间，同时减小充电桩的占地面积，避免因高峰期与平峰期车流量相差较大而造成的资源浪费，提高充电桩的日常利用率，增设预约功能。

Description

一种用于高速服务区的电动汽车充电装置及方法

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，尤其是一种用于高速服务区的电动汽车充电装置及方法。

背景技术

随着电动汽车的不断发展、技术的日益成熟、续航里程的提升，未来新能源汽车将逐渐代传统的内燃机汽车。新能源汽车能源主要以电能为主，在驾驶新能源汽车时需要对新能源汽车进行充电，因此，现在的停车场往往都设立有充电桩，高速服务区也不列外。但是，高速服务区的充电桩存在以下问题：一，现有的充电设施布设不足，再加上电动车充电需要一定的时间，导致节假日等高峰时期出现大量电动车停滞在服务区排队等待充电的现象时常发生；二，传统充电桩大多通过IC卡刷卡启动或停止充电，而这种充电方式不能实时地监控充电状态，也局限于使用实体卡进行操作，而越来越多的新能源汽车车主更追求快捷、高效、便捷的充电方式；三，用户无法实时掌握车位使用情况，无法对车位进行预约。

常规的充电方式是在每个停车位上设置一个充电桩，电动汽车到达停车位后，通过IC卡刷卡启动，然后将充电桩上的充电枪插到电动汽车充电接口上完成充电。然而，这种充电方式由于没有实时监控充电过程，需要车主自行查看是否充电完成，用户体验相对较差。此外，这种充电桩布设方式需要安装大量的充电桩，在非节假日等充电需求量不大的时候，充电桩的实际利用率并不高，从而造成巨大的资源浪费，而且每个车位都布设相应的充电桩也会限制了服务区停车位的空间。

发明内容

本发明目的就是为了解决现有高速服务区充电桩占地面积大、日常利用率低、充电模式单一、充电时间长、无法实时获取充电信息以及充电车位无法预约的问题，提供了一种用于高速服务区的电动汽车充电装置，可以满足用户动态的需求，实时掌握充电信息，提高用户体验，同时减小充电桩的占地面积，避免因高峰期与平峰期车流量相差较大而造成的资源浪费，提高充电桩的日常利用率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于高速服务区的电动汽车充电装置，包括电子停车位指示牌（200）和设于四个充电车位之间的充电桩箱体，充电桩箱体的两侧分别通过充电线连接一对充电枪，充电桩箱体的两侧还设有四个充电枪放置口，充电枪连于对应的充电枪放置口内，每个充电枪放置口的上方均设有状态指示灯和对应的充电枪编号，充电桩箱体上还设有电子显示屏和充电二维码，以便于操作者通过扫码充电；

电子停车位指示牌（200）上设有一组相对应的车位编号（201）和指示牌车位灯（202），电子停车位指示牌（200）上还设有APP下载二维码（203）。

进一步地，所述充电桩箱体的底部固定于一个底座上，充电桩箱体的顶部连接一个“A”型的遮雨棚，以用于箱体的防晒防雨、提高使用寿命。

进一步地，所述充电车位上固定有金属挡轮杆及升降杆，金属挡轮杆水平设置在充电桩箱体的两侧，以用于防止车辆误撞箱体，升降杆设置在充电车位入口，避免预约充电车位被占用。

为了进一步完成本发明的目的，还提供了一种用于高速服务区的电动汽车充电方法，包括相互配合的实体端和控制端，具体步骤如下，包括：

（1）停车与预约：用户可根据电子停车位指示牌，扫描APP下载二维码下载，根据车位编号寻找空闲充电车位进入，点击APP确认进入充电车位，升降杆抬起，车辆进入车位充电后指示牌车位灯亮，表明该车位被占用，升降杆落下，此外，APP显示可预约车位，用户选择车位进行预约，此时可将车辆停放至预留停车位，车位为用户预留10min，此期间其他用户无法停入已预约车位；

（2）充电前准备：将车辆停入充电车位上，拿起实体端上的充电枪放入车辆充电口内，扫描充电桩箱体上的充电二维码，并选定对应的充电桩编号和用户信息；

（3）注册与充电请求：车主注册用户信息后，选择充电时长并发出充电请求，控制端接收信息，并对用户信息和请求进行判断；

（4）充电条件判断：当后台控制端接收到用户扫描选择的充电桩编号、充电及用户信息时，确定用户账户，判断用户账户内的充电余额是否满足预设条件，大于或等于预设条件即满足充电；

（5）发送充电指令：控制端接收充电请求，根据接收到的相关信息向对应的充电桩及充电枪发出充电指令，充电桩实体端接收到充电指令，开始充电；

（6）查询与监测：用户可在手机平台实时查看充电功率以及充电时间，亦可以在手机上提前点击结束充电，充电费用以实际充电时长计费，预扣多余费用将退还至原账户。

进一步地，所述步骤（1）中，已预约车位在空闲后的10min内状态指示灯亮，显示该车位被占用，升降杆落下，预约用户可以通过APP确认进入车位，升降杆抬起，充电后升降杆落下，非预约用户无法选择该预约车位进入；此外，预约用在10min内未进入预约车位，车位升降杆自动抬起，指示灯自动熄灭，该车位可以被其他用户使用或预约；此外，预约用户在预约期间未进入预约车位，该用户当日无法进行服务区车位预约。

进一步地，所述步骤（3）中，控制端接收用户扫码发送的注册请求，所述注册请求包括用户信息、账号密码和充值金额，然后控制中心根据所述注册请求生成与所述用户信息对应的用户账户。

进一步地，所述步骤（4）中，若用户账户的充电余额满足预设条件，先预扣选定充电时长所对应的费用。

进一步地，所述步骤（5）中，若充电时间已达用户扫码设定的充电时长，则充电桩实体端自行语音播报充电结束，对用户预先扫码的充电桩和充电枪停止供电，并通过APP终端发送“充电已完成”的信息给用户。

进一步地，所述步骤（5）中，若充电时长未达到预定的充电时间，用户提前利用APP向充电桩终端发出“停止充电”的指令，则当控制端接收到充电桩实体端发送的停止充电响应时，根据所述停止充电响应中的充电时长对用户账户进行计费，并将预先扣除的费用中剩余部分退回至原账户。

进一步地，所述步骤（5）中，充电桩实体端上配有保护装置，在充电状态中或充电完成待付款时会锁死枪头，避免充电过程中误拔枪头产生危险，或者客户忘记付款的场景。

进一步地，所述充电桩使用350kw大功率，新能源汽车可以快速完成充电，五分钟充电新能源汽车可行驶100公里以上，用户充电时间大大减少，可有效节约用户时间并提高充电效率，提高充电车位周转率。

与现有技术相比，本发明的技术方案的具体优点在于：

（1）既满足了高峰期间高速公路服务区的停车充电需求，也避免了平峰期车辆少、充电资源的浪费；

（2）替代了传统的IC卡充电模式，采用扫码充电，不仅更加直观，满足了用户动态的需求，而且便于用户实时掌握充电信息，提高用户体验；

（3）在四个车位中间布设充电桩，资源整合，减小了充电桩的占地面积，提高了充电桩的日常利用率；

（4）充电桩使用350kw大功率，降低了充电时间，节约了用户时间，提高了停车位充电周转率；

（5）用户可在APP上预约车位，减少了用户寻找车位的时间，能够充分满足用户充电需求，提高了用户满意度。

附图说明

图1为本发明的用于高速服务区的电动汽车充电装置结构图；

图2为本发明的电动汽车充电装置与车位的分布图；

图3为本发明的基于扫码的充电方法流程图；

图4为本发明的控制端的系统模块图；

图5为本发明的用于高速服务区的电动汽车充电方法的具体流程图；

图6为本发明的电子停车位指示牌结构图。

具体实施方式

实施例1

为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种用于高速服务区的电动汽车充电装置及方法进一步说明，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。

参见图1和图2，一种用于高速服务区的电动汽车充电装置，其特征在于：

包括电子停车位指示牌（200）和设于四个充电车位1之间的充电桩箱体2，充电车位1上固定有金属挡轮杆12及升降杆13，金属挡轮杆12水平设置在充电桩箱体2的两侧，以用于防止车辆误撞箱体，升降杆13设置于停车位入口，避免预约车位被占用；

充电桩箱体2的两侧分别通过充电线3连接一对充电枪4，充电桩箱体2的两侧还设有四个充电枪放置口5，充电枪4连于对应的充电枪放置口5内，每个充电枪放置口5的上方均设有状态指示灯6和对应的充电枪编号7，充电桩箱体2上还设有电子显示屏8和充电二维码9，以便于操作者通过扫码充电；

充电桩箱体2的底部固定于一个底座10上、顶部连接一个“A”型的遮雨棚11，以用于用于箱体的防晒防雨、提高使用寿命；

参见图6，电子停车位指示牌200上设有一组相对应的车位编号201和指示牌车位灯202，电子停车位指示牌200上还设有APP下载二维码203。

本实施例中，充电桩箱体2充电主体采用350kw大功率充电，能够减少用户充电时间，提高车位充电周转率。

参见图3，本实施例提供了一种基于扫描二维码的充电方法，包括以下步骤：用户可根据电子停车位指示牌200，根据车位编号201寻找空闲充电车位进入，车辆进入车位充电后指示牌车位灯（202）亮，表明该车位被占用，此外，用户还可扫描APP下载二维码203下载APP，APP显示可预约车位，用户选择车位进行预约，此时可将车辆停放至预留停车位；

用户将充电枪4插至自己汽车的汽车充电口后，通过手机APP扫码放置对应充电枪下的充电二维码9；用户在扫码充电之后，需要注册账号，充值充电金额，若已注册，控制中心则自动使用该用户先前注册的账户，用户可以选择充电时长，预先支付充电费用，发出充电请求；然后，控制中心接收充电请求，判断其账户金额是否满足充电所需费用，若满足则向向对应充电桩和充电枪4发出充电信号；充电桩接收所述控制中心发送的开启充电指令，为与自身连接的待充电汽车进行充电。

在充电过程中，充电桩实体端实时发送充电信息和充电桩、充电枪编号7给控制端，控制端根据实体端的充电桩箱体2和充电枪编号7确定使用对应的用户信息，向与所述用户信息对应的用户终端发送充电信息，用户可通过手机平台实时查看充电信息，如充电功率、剩余充电时间等信息。若充电时间已达所述用户扫码设定的充电时长，则充电桩终端自行语音播报充电结束，对用户预先扫码的充电桩和充电枪停止供电，通过APP终端发送“充电已完成”的信息给所述用户，控制中心收取预先扣留的充电费用；若充电时长未达到预定的充电时间，用户可提前利用APP向充电桩终端发出“停止充电”的指令，当控制中心接收到所述充电桩终端发送的停止充电响应时，根据所述停止充电响应中的充电时长对所述用户账户进行计费，预先扣除的费用中多出来的费用退回至原账户。

参见图4，控制中心系统模块是整个充电系统的核心部分，控制端100包括用户匹配模块101、充电许可模块102、指令传送模块103以及充电状态显示模块104。用户匹配模块101，用于用户扫码后通过手机端向控制中心发送对应充电桩和充电枪编号以及充电请求，控制中心采用用户匹配模块确定用户账户；充电许可模块102，用于查验所述用户账户充电余额是否大于等于所预设的充电费用，并将查验结果反馈给控制中心；指令传送模块103，用于控制中心向与所述充电桩和充电枪编号所对应充电桩和充电枪发送开始或停止充电指令，以及向用户手机端传送充电状态；充电状态显示模块104，用于控制开始充电时，对应充电枪旁指示灯保持亮灯状态，当充电结束或者无人充电时，保持充电灯熄灭状态。

参见图5，用户选择充电桩上的一个充电枪放至汽车充电口后，用手机App扫描二维码发出充电请求，若首次使用则需要注册账户并充值充电金额，控制中心在收到充电请求后，根据用户信息和对应的充电桩和充电枪的编号，检查充电桩状态、充电枪状态、用户充电余额是否大于等于预设充电金额等条件，当以上条件均满足时，控制中心向充电桩终端发送充电命令，并向用户手机发送开始充电的信息。充电过程中，充电桩终端将充电信息实时传送至控制中心，用户可通过手机查看实时充电信息，如充电功率、剩余充电时间等。若充电时长未达到预定的充电时间，用户可提前利用手机向充电桩终端发出停止充电的指令，据所述停止充电响应中的充电时长对所述用户账户进行计费，预先扣除的费用多出来的退回至原账户，用户会在手机收到通知信息，若充电时长达到预定的充电时间，控制系统自动停止充电，并发送信息至用户手机端。

参见图2，本发明中，金属挡轮杆12是指安装在车位靠近充电桩一侧的停车位挡车器，防止用户在停车过程中出现不小心碰撞充电桩的问题；升降杆13是指安装在车位靠近入口处的的停车控制器，防止用户在占用预约车位，可以有效控制车位的使用。

本实施例中，四个充电枪4直接与充电桩相连，每个充电箱配备四把充电枪4，保证充电桩周围的四个车位能够同时进行充电；充电桩箱体2的顶部采用凉亭式设计，主要考虑下雨时，让雨水顺着顶部下滑，保护充电桩受雨水影响，此外凉亭式设计也为服务区停车场增添了美观。升降杆13安置于停车位入口处，能够有效保护预约用户的车位预约，在车位预约期间其他车辆无法进入；升降杆在预约用户未到达时落下，表明该车被占用，车位指示灯亮，其他用户无法进入。预约用户在预约期间10min内未进入车位，升降杆抬起，指示灯熄灭，其他用户可进入或预约车位；此外，预约用户未在预约期内进入，用户当日无法在该服务区进行车位预约。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高速服务区的电动汽车充电装置，其特征在于：

包括电子停车位指示牌（200）和设于四个充电车位（1）之间的充电桩箱体（2），充电桩箱体（2）的两侧分别通过充电线（3）连接一对充电枪（4），充电桩箱体（2）的两侧还设有四个充电枪放置口（5），充电枪（4）连于对应的充电枪放置口（5）内，每个充电枪放置口（5）的上方均设有状态指示灯（6）和对应的充电枪编号（7），充电桩箱体（2）上还设有电子显示屏（8）和充电二维码（9）；

电子停车位指示牌（200）上设有一组相对应的车位编号（201）和指示牌车位灯（202），电子停车位指示牌（200）上还设有APP下载二维码（203）。

2.根据权利要求1所述的用于高速服务区的电动汽车充电装置，其特征在于：

所述充电桩箱体（2）的底部固定于一个底座（10）上，充电桩箱体（2）的顶部连接一个“A”型的遮雨棚（11）。

3.根据权利要求1或2所述的用于高速服务区的电动汽车充电装置，其特征在于：

所述充电车位（1）上固定有金属挡轮杆（12）及升降杆（13），金属挡轮杆（12）水平设置在充电桩箱体（2）的两侧，升降杆（13）在充电车位（1）入口处。

4.一种使用如权利要求3所述装置用于高速服务区的电动汽车充电方法，包括相互配合的实体端和控制端（100），具体步骤如下，其特征在于，包括：

步骤一，停车与预约：用户可根据电子停车位指示牌（200），扫描APP下载二维码（203）下载APP，根据车位编号（201）寻找空闲充电车位进入，点击APP确认进入充电车位（1），升降杆（13）抬起，车辆进入车位充电后指示牌车位灯（202）亮，表明该车位被占用，升降杆（13）降落，此外，APP显示可预约车位，用户选择车位进行预约，此时可将车辆停放至预留停车位，车位为用户预留10min等待时间；

步骤二：充电前准备：将车辆停入充电车位后，拿起实体端上的充电枪（4）放入车辆充电口内，扫描充电桩箱体（2）上的充电二维码（9），并选定对应的充电桩编号（7）和用户信息；

步骤三，注册与充电请求：车主注册用户信息后，选择充电时长并发出充电请求，控制端（100）接收信息，并对用户信息和请求进行判断；

步骤四，充电条件判断：当后台的控制端（100）接收到用户扫描选择的充电桩编号、充电及用户信息时，确定用户账户，判断用户账户内的充电余额是否满足预设条件，大于或等于预设条件即满足充电；

步骤五，发送充电指令：控制端（100）接收充电请求，根据接收到的相关信息向对应的充电桩及充电枪（4）发出充电指令，充电桩实体端接收到充电指令，开始充电；

步骤六，查询与监测：用户可在手机平台实时查看充电功率以及充电时间，亦可以在手机上提前点击结束充电，充电费用以实际充电时长计费，预扣多余费用将退还至原账户。

5.根据权利要求4所述的用于高速服务区的电动汽车充电方法，其特征在于：

所述步骤三中，控制端（100）接收用户扫码发送的注册请求，所述注册请求包括用户信息、账号密码和充值金额，然后控制中心根据所述注册请求生成与所述用户信息对应的用户账户。

6.根据权利要求4所述的用于高速服务区的电动汽车充电方法，其特征在于：

所述步骤四中，若用户账户的充电余额满足预设条件，先预扣选定充电时长所对应的费用。

7.根据权利要求4所述的用于高速服务区的电动汽车充电方法，其特征在于：

所述步骤五中，若充电时间已达用户扫码设定的充电时长，则充电桩实体端自行语音播报充电结束，对用户预先扫码的充电桩和充电枪停止供电，并通过APP终端发送“充电已完成”的信息给用户，若充电时长未达到预定的充电时间，用户提前利用APP向充电桩终端发出“停止充电”的指令，则当控制端接收到充电桩实体端发送的停止充电响应时，根据所述停止充电响应中的充电时长对用户账户进行计费，并将预先扣除的费用中剩余部分退回至原账户。

8.根据权利要求4所述的用于高速服务区的电动汽车充电方法，其特征在于：

所述步骤一中，已预约车位在空闲后的10min内状态指示灯（6）亮，显示该车位被占用，升降杆（13）落下，预约用户可以通过APP确认进入车位，升降杆（13）抬起，充电后升降杆（13）落下，非预约用户无法选择该预约车位进入；此外，预约用在10min内未进入预约车位，车位升降杆（13）自动抬起，状态指示灯（6）自动熄灭，该车位可以被其他用户使用或预约；此外，预约用户在预约期间未进入预约车位，该用户当日无法进行服务区车位预约。

9.根据权利要求4所述的用于高速服务区的电动汽车充电方法，其特征在于：

所述步骤五中，充电桩实体端上配有保护装置，在充电状态中或充电完成待付款时会锁死枪头，避免充电过程中误拔枪头产生危险，或者客户忘记付款的场景。

10.根据权利要求4所述的用于高速服务区的电动汽车充电方法，其特征在于：

所述充电桩箱体（2）使用350kw充电桩，，五分钟充电量可行驶约100公里以上。

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