CN114889464A - 一种用在立体车库的电动汽车充电系统、方法及充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用在立体车库的电动汽车充电系统，包括固定在立体车库上的分体式充电桩和停车充电管理装置；有入库和出库两种工作模式，在入库工作模式，使用者发出入库指令后，充电桩主体连接充电枪，给电动汽车充电，在出库工作模式，使用者发出出库指令后，充电桩主体断开与充电枪的连接，停止充电；本发明实现了在立体车库中方便快捷的给电动汽车入库充电和断电出库的操作，不仅节能环保，还能减小占用城市有限的土地资源；同时，通过充电枪和充电桩主体分体式的设计，如果汽车在充电过程中突遇火灾或其他险情，可及时告警，并断开充电桩主体与充电枪的连接，以避免充电桩主体被损毁，防止损失扩大。

Description

一种用在立体车库的电动汽车充电系统、方法及充电桩

技术领域

本发明涉及电动汽车充电停车技术领域，尤其涉及一种用在立体车库的电动汽车充电系统、方法及充电桩。

背景技术

为了减少碳排放量，保护地球生态环境，越来越多的国家提倡人们驾驶电动汽车，减少使用汽油车。近些年来，电动汽车也日益增多，但是也出现了一系列的问题，例如，电动汽车充电难的问题。虽然现在很多停车场都设有充电桩，供电动汽车充电，但是受制于停车场场地有限，充电桩数量不足，仍然不能满足大众需求。

与此同时，在繁华的城市街道，停车位也非常紧张，虽然立体车库解决了停车位的问题，但是，现在的立体车库往往不带有充电桩，这使得电动汽车车主不容易找到带有充电桩的停车位，充电难的问题仍然没有解决。

因此，有必要设计一种可以方便电动汽车在立体车库中停车的同时进行充电的方法、系统和充电桩，还能够保障电动汽车充电安全和防止火灾等险情。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用在立体车库的电动汽车充电系统、方法及充电桩，其可立体车库中实现方便快捷地给电动汽车充电，还能够保障电动汽车充电安全和防止火灾等险情。

为解决本发明的技术问题，本发明公开一种用在立体车库的电动汽车充电系统，包括固定在立体车库上的多个充电桩，和连接所述多个充电桩和所述立体车库的升降横移系统的停车充电管理装置；所述充电桩包括固定在所述立体车库的车架上的充电桩主体和固定在所述立体车库的可移动载车板上的充电枪；所述充电枪的尾端设有连接器插座；

所述充电桩主体包括外壳，位于所述外壳外部的用于连接所述连接器插座的连接器插头和用于摄像监控的摄像监控模块，和固定在所述外壳内部的电路主板；所述电路主板上设有连接市政交流电网的输入电源，和连接所述输入电源用于检测充电电量的电量检测模块，和用于与所述停车充电管理装置通信连接的第一通信模块，和顶杆连接所述连接器插头并朝外伸出所述外壳的顶升气缸，和连接所述顶升气缸的气缸控制阀，和连接所述连接器插头的电缆，和连接所述电缆和所述输入电源的充电开关，以及用于连接及控制所述充电开关、摄像监控模块、气缸控制阀，电量检测模块和第一通信模块工作的充电控制模块；

所述停车充电管理装置包括与所述充电桩和升降横移系统通信连接的第二通信模块，和用于计算停车费用和充电费用的计费模块，和用于接收用户指令的人机交互模块，和显示屏，和用于发出报警铃音的电铃，以及连接及控制所述第二通信模块、计费模块、人机交互模块、显示屏和电铃工作的主控模块；

所述用在立体车库的电动汽车充电系统包括入库工作模式和出库工作模式；在所述入库工作模式下，所述停车充电管理装置根据接收到的电动汽车入库指令，向所述升降横移系统发送入库指令，接收升降横移系统选定的电动汽车停车位信息；根据预设的充电桩与电动汽车停车位的关系映射表，查找到相应的充电桩ID，并在停车记录表中生成新的停车记录，记录所述电动汽车的车牌号，停车位ID和充电桩ID，再向对应该充电桩ID的所述充电桩发出充电指令，并开始计算停车时间；

所述充电桩接收到所述充电指令后，通过所述摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且所述已插入充电枪，如是，则开启所述气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆向外伸出，并通过摄像监控模块监控所述连接器插座是否已与所述连接器插头连接，如是，则开启所述充电开关，给所述充电枪通电，以及通过电缆发送握手报文和充电参数报文给电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则向停车充电管理装置返回充电开始消息；

在所述出库工作模式下，所述停车充电管理装置根据接收到的电动汽车出库指令，查找停车记录表，获取对应该电动汽车车牌号的停车位ID和充电桩ID，向对应该充电桩ID的所述充电桩发出停止充电指令；

所述充电桩接收到所述停止充电指令后，向所述电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，所述电量检测模块计算充电电量，再向所述停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息；

所述停车充电管理装置收到所述充电已停止指令和充电电量信息后，根据停车时间计算停车费用，根据充电电量信息计算充电费用，并向所述升降横移系统发送所述停车位ID的出库指令。

更进一步的，在所述入库工作模式下，所述充电桩实时监控所述电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出险情告警消息；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出充电异常告警消息；

所述停车充电管理装置根据所述险情告警消息，通过所述显示屏显示险情告警信息，并通过所述电铃发出报警铃音；以及根据所述充电异常告警消息，通过所述显示屏显示充电异常告警信息。

更进一步的，所述停车充电管理装置通过用户刷卡、扫码或按键方式触发后，启动所述入库工作模式和出库工作模式。

为解决本发明的技术问题，本发明还公开一种用在立体车库的电动汽车充电桩，所述充电桩包括固定在所述立体车库的车架上的充电桩主体和固定在所述立体车库的可移动载车板上的充电枪；所述充电枪的尾端设有连接器插座；

所述充电桩主体包括外壳，位于所述外壳外部的用于连接所述连接器插座的连接器插头和用于摄像监控的摄像监控模块，和固定在所述外壳内部的电路主板；所述电路主板上设有连接市政交流电网的输入电源，和连接所述输入电源用于检测充电电量的电量检测模块，和用于与停车充电管理装置通信连接的第一通信模块，和顶杆连接所述连接器插头并朝外伸出所述外壳的顶升气缸，和连接所述顶升气缸的气缸控制阀，和连接所述连接器插头的电缆，和连接所述电缆和所述输入电源的充电开关，以及用于连接及控制所述充电开关、摄像监控模块、气缸控制阀，电量检测模块和第一通信模块工作的充电控制模块；

所述充电桩包括入库工作模式和出库工作模式，在所述入库工作模式下，所述充电控制模块通过所述第一通信模块接收到充电指令后，通过所述摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪，如是，则，开启所述气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆向外伸出，并通过摄像监控模块监控所述连接器插座是否已与所述连接器插头连接，如是，则开启所述充电开关，给所述充电枪通电，以及通过所述电缆发送握手报文和充电参数报文给所述电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则向停车充电管理装置返回充电开始消息；

在所述出库工作模式下，所述充电控制模块通过所述第一通信模块接收到停止充电指令后，通过所述电缆向所述电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，所述电量检测模块计算充电电量，再向所述停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息。

更进一步的，在所述入库工作模式下，所述充电控制模块实时监控所述电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出险情告警消息；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出充电异常告警消息。

更进一步的，所述摄像监控模块通过将当前监控画面对比预设的入库停车图像判断当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪；以及通过将当前监控画面对比预设的连接器插头和连接器插座连接图像，判断当前连接器插座是否已与所述连接器插头连接；以及通过将当前监控画面对比预设的险情图像，判断当前环境是否发生险情。

更进一步的，所述充电桩还包括固定在所述车架上的沿顶升气缸运动路径设置的第一滑轨，和固定在所述载车板上的沿顶升气缸运动路径设置的第二滑轨，在所述第一滑轨上设有用于固定所述连接器插头且可沿所述第一滑轨和第二滑轨移动的插头固定座，在所述第二滑轨的尾端沿顶升气缸运动路径的方向固定有用于固定所述连接器插座的插座固定座；

所述顶升气缸的顶杆顶端连接所述插头固定座，所述插头固定座在所述气缸控制阀的控制下，驱动所述连接器插头与连接器插座之间的插拔。

为解决本发明的技术问题，本发明还公开一种用在立体车库的电动汽车充电系统的充电方法，所述电动汽车充电系统包括固定在立体车库上的多个充电桩，和连接所述多个充电桩和所述立体车库的升降横移系统的停车充电管理装置；所述充电桩包括固定在所述立体车库的车架上的充电桩主体和固定在所述立体车库的可移动载车板上的充电枪；所述充电枪的尾端设有连接器插座；所述充电桩主体包括外壳，位于所述外壳外部的用于连接所述连接器插座的连接器插头和用于摄像监控的摄像监控模块，和固定在所述外壳内部的电路主板；

所述电动汽车充电系统包括入库工作模式和出库工作模式；

所述入库工作模式包括步骤：

S1.根据接收到的电动汽车入库指令，停车充电管理装置向立体车库的升降横移系统发送入库指令，接收升降横移系统选定的电动汽车停车位信息；根据预设的充电桩与电动汽车停车位的关系映射表，查找到相应的充电桩ID，并在停车记录表中生成一条新的停车记录，记录所述电动汽车的车牌号，停车位ID和充电桩ID；

S2.向对应该充电桩ID的充电桩发出充电指令，并开始计算停车时间；

S3.所述充电桩接收到所述充电指令后，通过摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪，如是，则控制充电桩本体的连接器插座与充电枪的连接器插头连接，并通过摄像监控模块监控充电桩本体的连接器插座是否已与充电枪的连接器插头连接，如是，则给所述充电枪通电，以及发送握手报文和充电参数报文给电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则进入下一步；

S4.向停车充电管理装置返回充电开始消息；

所述出库工作模式包括步骤：

S10.根据接收到的电动汽车出库指令，停车充电管理装置查找停车记录表，获取对应该电动汽车车牌号的停车位ID和充电桩ID；

S11.向对应该充电桩ID的所述充电桩发出停止充电指令；

S12.所述充电桩接收到所述停止充电指令后，向所述电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，拔出所述连接器插头，计算充电电量；

S13.向所述停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息；

S14.所述停车充电管理装置收到所述充电已停止指令和充电电量信息后，根据停车时间计算停车费用，根据充电电量信息计算充电费用，并向所述升降横移系统发送所述停车位ID的出库指令。

更进一步的，在所述步骤S4之后还包括以下步骤：

S5.所述充电桩实时监控所述电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则拔出所述连接器插头，执行步骤S6；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则拔出所述连接器插头，执行步骤S8；

S6.向所述停车充电管理装置发出险情告警消息，进入步骤S7；

S7.所述停车充电管理装置根据所述险情告警消息，通过所述显示屏显示险情告警信息，并通过所述电铃发出报警铃音；

S8.向所述停车充电管理装置发出充电异常告警消息，进入步骤S7；

S9.所述停车充电管理装置根据所述充电异常告警消息，通过所述显示屏显示充电异常告警信息。

更进一步的，在所述步骤S3中，还包括如超时未接收到电动汽车返回的充电成功报文，则执行所述步骤S5。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的用在立体车库的电动汽车充电系统包括固定在立体车库上的多个充电桩，和连接多个充电桩和立体车库的升降横移系统的停车充电管理装置；充电桩采用充电枪和主体分离的结构设计，在入库工作模式，使用者发出入库指令后，充电桩主体连接充电枪，给电动汽车充电，在出库工作模式，使用者发出出库指令后，充电桩主体断开与充电枪的连接，停止给电动汽车充电；本发明实现了在立体车库中方便快捷的给电动汽车入库充电和断电出库的操作，不仅节能环保，还能减小占用城市有限的土地资源；同时，通过充电枪和充电桩主体分体式的设计，如果汽车在充电过程中突遇火灾或其他险情，可以避免充电桩主体被损毁，有效防止损失进一步扩大。

附图说明

图1是本发明实施例的用在立体车库的电动汽车充电系统结构图；

图2是本发明实施例的立体停车库单个停车位的剖视图；

图3是本发明实施例的用在立体车库的电动汽车入库模式工作流程图；

图4是本发明实施例的用在立体车库的电动汽车出库模式工作流程图；

图5是本发明实施例的充电枪和充电桩分离状态的结构图；

图6是本发明实施例的充电枪和充电桩连接状态的结构图。

标号说明：1.充电桩主体；2.充电枪；3.外壳；4.电缆；5.顶升气缸；6.摄像监控模块；7.电路主板；8.连接器插头；9.连接器插座；10.枪头支撑座；11.保护罩；12.载车板；13.插座固定座；14.第二滑轨；15.第一滑轨；16.插头固定座；17.通孔；18.顶杆；19.车架；20.升降横移系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

在本实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、横、竖”通常是指附图中的上、下、左、右、横、竖，“内、外”是指相对于部件轮廓的内、外。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便按发明描述的实施例以外的其他顺序实施。

如图1、图2所示，本发明实施例的用在立体车库的电动汽车充电系统，包括若干个固定在立体车库上的充电桩和连接若干个充电桩的停车管理系统。停车管理系统还与固定在立体车库上的升降横移系统20连接，具体的，停车管理系统为安装在电脑或智能道闸或其他智能终端上的软件系统，与充电桩和升降横移系统20之间通过有线或无线的方式进行通信连接。

充电桩包括固定在车架19上的充电桩主体1和固定在可移动的载车板12上的充电枪2，充电枪2的尾端设有连接器插座9。连接器插座9通过插座固定座13固定在载车板12上，不可移动。充电枪2的枪头通过固定在载车板12上的枪头支撑座10支撑。充电枪2外面设有保护罩11，罩住充电枪2，防止充电枪2损坏。汽车入库时，使用者从保护罩11中取出充电枪2并插接在电动汽车的充电口上，然后，通过升降横移系统20的运作，将载车板12连同汽车一并移动到目的停车位。停稳后，充电桩主体1与充电枪2连接，给充电枪2通电，从而给电动汽车充电。汽车出库时，充电桩主体1与充电枪2断开连接，然后再通过升降横移系统20的运作，将载车板12连同汽车一并移动到落车位，待载车板12和电动汽车停稳后，从电动汽车的充电口上取下充电枪2，放置回枪头支撑座10上。

具体的，在本实施例中，充电桩主体1包括外壳3，位于外壳3外部的用于连接连接器插座9的连接器插头8和用于摄像监控的摄像监控模块6，和固定在外壳3内部的电路主板7；电路主板7上设有连接市政交流电网的输入电源，和连接输入电源用于检测充电电量的电量检测模块，和用于与停车充电管理装置通信连接的第一通信模块，和顶杆18连接连接器插头8并朝外伸出外壳3的顶升气缸5，和连接顶升气缸5的气缸控制阀，和连接连接器插头8的电缆4，和连接电缆4和输入电源的充电开关，以及用于连接及控制充电开关、摄像监控模块6、气缸控制阀，电量检测模块和第一通信模块工作的充电控制模块。

停车充电管理装置包括与充电桩和升降横移系统通信连接的第二通信模块，和用于计算停车费用和充电费用的计费模块，和用于接收用户指令的人机交互模块，和显示屏，和用于发出报警铃音的电铃，以及连接及控制第二通信模块、计费模块、人机交互模块、显示屏和电铃工作的主控模块。

在本实施例中，充电桩还包括固定在车架19上的沿顶升气缸5运动路径设置的第一滑轨15，固定在载车板12上的沿顶升气缸5运动路径设置的第二滑轨14，在第一滑轨15上设有用于固定连接器插头8且可沿第一滑轨15和第二滑轨14移动的插头固定座16，在第二滑轨14的尾端沿顶升气缸5运动路径的方向固定有用于固定连接器插座9的插座固定座13。

顶升气缸5的顶杆18顶端连接插头固定座16，在气缸控制阀的控制下，驱动连接器插头8与连接器插座9之间的插拔。具体的，在本实施例中，顶升气缸5的顶杆18顶端朝外露出外壳3表面并与插头固定座16连接，在气缸控制阀打开时，顶杆18朝外伸出，驱动插头固定座16连同连接器插头8一起沿第一滑轨15和第二滑轨14移动，到达末端后停止，此时，连接器插头8与连接器插座9连接。在气缸控制阀关闭时，顶杆18回退到初始位置，带动插头固定座16连同连接器插头8一起沿第一滑轨15和第二滑轨14移动到初始位置，此时，连接器插头8与连接器插座9断开。

为了保证在汽车停稳时，使连接器插头8与连接器插座9连接，给汽车充电。在本实施例中，充电桩主体1通过摄像监控模块6监控汽车和载车板12是否停稳，待汽车和载车板12停稳后，开启气缸控制阀，使顶升气缸5的顶杆18伸出，使连接器插头8与连接器插座9连接，给电动汽车充电。

如图5所示，为本实施例的充电枪和充电桩分离状态的结构图。连接器插头8处于初始位置，紧挨外壳3，连接器插头8末端的电缆4位于外壳3内部。

再如图6所示，为本实施例的充电枪和充电桩连接状态的结构图。连接器插头8与连接器插座9连接，连接器插头8末端的电缆4也穿过外壳3上的开口随同伸出。

另外，在保护罩11上紧挨连接器插座9的侧壁上设有通孔17，连接器插头8可穿过通孔17与连接器插座9连接。

本发明通过充电枪2和充电桩主体1分体式的设计，如果汽车在充电过程中突遇火灾或其他险情，可以避免充电桩主体被损毁，有效防止损失进一步扩大。

以下再结合图3，图4详述本发明的电动汽车充电系统的工作过程。具体的，包括入库工作模式和出库工作模式。

在入库工作模式下，包括步骤：

S1.停车充电管理装置根据接收到的电动汽车入库指令，向升降横移系统发送入库指令，接收升降横移系统选定的电动汽车停车位信息；根据预设的充电桩与电动汽车停车位的关系映射表，查找到相应的充电桩ID，并在停车记录表中生成新的停车记录，记录电动汽车的车牌号，停车位ID和充电桩ID，

S2.向对应的充电桩发出充电指令，并开始计算停车时间；

S3.充电桩接收到充电指令后，通过摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪，如是，则开启气缸控制阀，使顶升气缸的顶杆向外伸出，并通过摄像监控模块监控连接器插座是否已与连接器插头连接，如是，则开启充电开关，给充电枪通电，以及通过电缆发送握手报文和充电参数报文给电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则进入步骤S4；

S4.向停车充电管理装置返回充电开始消息。

在出库工作模式下，包括步骤：

S10.停车充电管理装置根据接收到的电动汽车出库指令，查找停车记录表，获取对应该电动汽车车牌号的停车位ID和充电桩ID；

S11.向对应的充电桩发出停止充电指令；

S12.充电桩接收到停止充电指令后，向电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，关闭充电开关和气缸控制阀，使顶升气缸的顶杆回退，拔出连接器插头，电量检测模块计算充电电量；

S13.向停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息；

S14.停车充电管理装置收到充电已停止指令和充电电量信息后，根据停车时间计算停车费用，根据充电电量信息计算充电费用，并向升降横移系统发送该停车位ID的出库指令。

在本实施例中，为了保证充电过程的安全，防止火灾等险情。在入库工作模式下，在步骤S4之后还包括以下步骤：

S5.充电桩还实时监控电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，执行步骤S6；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，执行步骤S8；

S6.向停车充电管理装置发出险情告警消息，进入步骤S7；

S7.停车充电管理装置根据险情告警消息，通过显示屏显示险情告警信息，并通过电铃发出报警铃音；

S8.向停车充电管理装置发出充电异常告警消息，进入步骤S7；

S9.停车充电管理装置根据充电异常告警消息，通过显示屏显示充电异常告警信息。

更进一步的，在所述步骤S3中，充电桩如超时未接收到电动汽车返回的充电成功报文，则开始执行所述步骤S5。

在本实施例中，摄像监控模块通过将当前监控画面对比预设的入库停车图像判断当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪；以及通过将当前监控画面对比预设的连接器插头和连接器插座连接图像，判断当前连接器插座是否已与所述连接器插头连接；以及通过将当前监控画面对比预设的险情图像，判断当前环境是否发生险情。

在本实施例中，停车充电管理装置通过用户刷卡、扫码或按键方式触发后，即可启动所述入库工作模式和出库工作模式，非常方便用户操作，提高汽车入库和出库效率。

综上所述，本发明的用在立体车库的电动汽车充电系统，包括固定在立体车库上的多个充电桩，和连接多个充电桩和立体车库的升降横移系统的停车充电管理装置；充电桩采用充电枪和主体分离的结构设计，在入库工作模式，使用者发出入库指令后，充电桩主体连接充电枪，给电动汽车充电，在出库工作模式，使用者发出出库指令后，充电桩主体断开与充电枪的连接，停止给电动汽车充电；本发明实现了在立体车库中方便快捷的给电动汽车充电停车的操作，不仅节能环保，还能减小占用城市有限的土地资源；同时，通过充电枪和充电桩主体分体式的设计，如果汽车在充电过程中突遇火灾或其他险情，可及时告警，并断开充电桩主体与充电枪的连接，以避免充电桩主体被损毁，防止损失扩大。

以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明所主张的权利范围应以发明申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种用在立体车库的电动汽车充电系统，其特征在于，包括固定在立体车库上的多个充电桩，和连接所述多个充电桩和所述立体车库的升降横移系统的停车充电管理装置；所述充电桩包括固定在所述立体车库的车架上的充电桩主体和固定在所述立体车库的可移动载车板上的充电枪；所述充电枪的尾端设有连接器插座；

所述充电桩主体包括外壳，位于所述外壳外部的用于连接所述连接器插座的连接器插头和用于摄像监控的摄像监控模块，和固定在所述外壳内部的电路主板；所述电路主板上设有连接市政交流电网的输入电源，和连接所述输入电源用于检测充电电量的电量检测模块，和用于与所述停车充电管理装置通信连接的第一通信模块，和顶杆连接所述连接器插头并朝外伸出所述外壳的顶升气缸，和连接所述顶升气缸的气缸控制阀，和连接所述连接器插头的电缆，和连接所述电缆和所述输入电源的充电开关，以及用于连接及控制所述充电开关、摄像监控模块、气缸控制阀，电量检测模块和第一通信模块工作的充电控制模块；

所述停车充电管理装置包括与所述充电桩和升降横移系统通信连接的第二通信模块，和用于计算停车费用和充电费用的计费模块，和用于接收用户指令的人机交互模块，和显示屏，和用于发出报警铃音的电铃，以及连接及控制所述第二通信模块、计费模块、人机交互模块、显示屏和电铃工作的主控模块；

所述用在立体车库的电动汽车充电系统包括入库工作模式和出库工作模式；在所述入库工作模式下，所述停车充电管理装置根据接收到的电动汽车入库指令，向所述升降横移系统发送入库指令，接收升降横移系统选定的电动汽车停车位信息；根据预设的充电桩与电动汽车停车位的关系映射表，查找到相应的充电桩ID，并在停车记录表中生成新的停车记录，记录所述电动汽车的车牌号，停车位ID和充电桩ID，再向对应该充电桩ID的所述充电桩发出充电指令，并开始计算停车时间；

所述充电桩接收到所述充电指令后，通过所述摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且已插入所述充电枪，如是，则开启所述气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆向外伸出，并通过摄像监控模块监控所述连接器插座是否已与所述连接器插头连接，如是，则开启所述充电开关，给所述充电枪通电，以及通过电缆发送握手报文和充电参数报文给电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则向停车充电管理装置返回充电开始消息；

在所述出库工作模式下，所述停车充电管理装置根据接收到的电动汽车出库指令，查找停车记录表，获取对应该电动汽车车牌号的停车位ID和充电桩ID，向对应该充电桩ID的所述充电桩发出停止充电指令；

所述充电桩接收到所述停止充电指令后，向所述电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，所述电量检测模块计算充电电量，再向所述停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息；

所述停车充电管理装置收到所述充电已停止指令和充电电量信息后，根据停车时间计算停车费用，根据充电电量信息计算充电费用，并向所述升降横移系统发送所述停车位ID的出库指令。

2.如权利要求1所述的用在立体车库的电动汽车充电系统，其特征在于，在所述入库工作模式下，所述充电桩实时监控所述电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出险情告警消息；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出充电异常告警消息；

所述停车充电管理装置根据所述险情告警消息，通过所述显示屏显示险情告警信息，并通过所述电铃发出报警铃音；以及根据所述充电异常告警消息，通过所述显示屏显示充电异常告警信息。

3.如权利要求1所述的用在立体车库的电动汽车充电系统，其特征在于，所述停车充电管理装置通过用户刷卡、扫码或按键方式触发后，启动所述入库工作模式和出库工作模式。

4.一种用在立体车库的电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电桩包括固定在所述立体车库的车架上的充电桩主体和固定在所述立体车库的可移动载车板上的充电枪；所述充电枪的尾端设有连接器插座；

所述充电桩主体包括外壳，位于所述外壳外部的用于连接所述连接器插座的连接器插头和用于摄像监控的摄像监控模块，和固定在所述外壳内部的电路主板；所述电路主板上设有连接市政交流电网的输入电源，和连接所述输入电源用于检测充电电量的电量检测模块，和用于与停车充电管理装置通信连接的第一通信模块，和顶杆连接所述连接器插头并朝外伸出所述外壳的顶升气缸，和连接所述顶升气缸的气缸控制阀，和连接所述连接器插头的电缆，和连接所述电缆和所述输入电源的充电开关，以及用于连接及控制所述充电开关、摄像监控模块、气缸控制阀，电量检测模块和第一通信模块工作的充电控制模块；

所述充电桩包括入库工作模式和出库工作模式，在所述入库工作模式下，所述充电控制模块通过所述第一通信模块接收到充电指令后，通过所述摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪，如是，则，开启所述气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆向外伸出，并通过摄像监控模块监控所述连接器插座是否已与所述连接器插头连接，如是，则开启所述充电开关，给所述充电枪通电，以及通过所述电缆发送握手报文和充电参数报文给所述电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则向停车充电管理装置返回充电开始消息；

在所述出库工作模式下，所述充电控制模块通过所述第一通信模块接收到停止充电指令后，通过所述电缆向所述电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，所述电量检测模块计算充电电量，再向所述停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息。

5.如权利要求4所述的用在立体车库的电动汽车充电桩，其特征在于，在所述入库工作模式下，所述充电控制模块实时监控所述电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出险情告警消息；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则关闭所述充电开关和气缸控制阀，使所述顶升气缸的顶杆回退，拔出所述连接器插头，并向所述停车充电管理装置发出充电异常告警消息。

6.如权利要求5所述的用在立体车库的电动汽车充电桩，其特征在于，所述摄像监控模块通过将当前监控画面对比预设的入库停车图像判断当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪；以及通过将当前监控画面对比预设的连接器插头和连接器插座连接图像，判断当前连接器插座是否已与所述连接器插头连接；以及通过将当前监控画面对比预设的险情图像，判断当前环境是否发生险情。

7.如权利要求4所述的用在立体车库的电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括固定在所述车架上的沿顶升气缸运动路径设置的第一滑轨，和固定在所述载车板上的沿顶升气缸运动路径设置的第二滑轨，在所述第一滑轨上设有用于固定所述连接器插头且可沿所述第一滑轨和第二滑轨移动的插头固定座，在所述第二滑轨的尾端沿顶升气缸运动路径的方向固定有用于固定所述连接器插座的插座固定座；

所述顶升气缸的顶杆顶端连接所述插头固定座，所述插头固定座在所述气缸控制阀的控制下，驱动所述连接器插头与连接器插座之间的插拔。

8.一种用在立体车库的电动汽车充电系统的充电方法，其特征在于，所述电动汽车充电系统包括固定在立体车库上的多个充电桩，和连接所述多个充电桩和所述立体车库的升降横移系统的停车充电管理装置；所述充电桩包括固定在所述立体车库的车架上的充电桩主体和固定在所述立体车库的可移动载车板上的充电枪；所述充电枪的尾端设有连接器插座；所述充电桩主体包括外壳，位于所述外壳外部的用于连接所述连接器插座的连接器插头和用于摄像监控的摄像监控模块，和固定在所述外壳内部的电路主板；

所述电动汽车充电系统包括入库工作模式和出库工作模式；

所述入库工作模式包括步骤：

S1.根据接收到的电动汽车入库指令，停车充电管理装置向立体车库的升降横移系统发送入库指令，接收升降横移系统选定的电动汽车停车位信息；根据预设的充电桩与电动汽车停车位的关系映射表，查找到相应的充电桩ID，并在停车记录表中生成一条新的停车记录，记录所述电动汽车的车牌号，停车位ID和充电桩ID；

S2.向对应该充电桩ID的充电桩发出充电指令，并开始计算停车时间；

S3.所述充电桩接收到所述充电指令后，通过摄像监控模块监控当前电动汽车是否停稳且已插入充电枪，如是，则控制充电桩本体的连接器插座与充电枪的连接器插头连接，并通过摄像监控模块监控充电桩本体的连接器插座是否已与充电枪的连接器插头连接，如是，则给所述充电枪通电，以及发送握手报文和充电参数报文给电动汽车，如接收到电动汽车返回的充电成功报文，则进入步骤S4；

S4.向停车充电管理装置返回充电开始消息；

所述出库工作模式包括步骤：

S10.根据接收到的电动汽车出库指令，停车充电管理装置查找停车记录表，获取对应该电动汽车车牌号的停车位ID和充电桩ID；

S11.向对应该充电桩ID的所述充电桩发出停止充电指令；

S12.所述充电桩接收到所述停止充电指令后，向所述电动汽车发送停止充电报文，接收到电动汽车返回的确认消息后，拔出所述连接器插头，计算充电电量；

S13.向所述停车充电管理装置返回充电已停止消息和充电电量信息；

S14.所述停车充电管理装置收到所述充电已停止指令和充电电量信息后，根据停车时间计算停车费用，根据充电电量信息计算充电费用，并向所述升降横移系统发送所述停车位ID的出库指令。

9.如权利要求8所述的用在立体车库的电动汽车充电系统的充电方法，其特征在于，在所述步骤S4之后还包括以下步骤：

S5.所述充电桩实时监控所述电动汽车的充电状态，如超时未收到电动汽车的充电状态报文，则通过摄像监控模块监控当前环境是否发生险情，如是，则拔出所述连接器插头，执行步骤S6；如当前环境未发生险情，则获取电动汽车的实时充电参数和/或故障信息，如超时未收到，或实时充电参数超出预设范围和/或故障信息在预设范围内，则拔出所述连接器插头，执行步骤S8；

S6.向所述停车充电管理装置发出险情告警消息，进入步骤S7；

S7.所述停车充电管理装置根据所述险情告警消息，通过所述显示屏显示险情告警信息，并通过所述电铃发出报警铃音；

S8.向所述停车充电管理装置发出充电异常告警消息，进入步骤S7；

S9.所述停车充电管理装置根据所述充电异常告警消息，通过所述显示屏显示充电异常告警信息。

10.如权利要求9所述的用在立体车库的电动汽车充电系统的充电方法，其特征在于，在所述步骤S3中，如充电桩超时未接收到电动汽车返回的充电成功报文，则执行所述步骤S5。

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