CN115366727A - 一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，具体涉及充电桩控制领域，包括通信模块、接收充电需求模块、交互模块、供电模块、安全防护模块、智能充电模块、用户管理模块，所述通信模块用于在用户端、管理平台、充电桩位系统、供电网络之间传输充电桩位信息、新能源汽车信息、供电模块信息，用户端为新能源车主，通过采集充电需求，得到充电匹配评价，有利于用户选择匹配方案，同时根据匹配充电需求和匹配评价，得到充电桩匹配不平衡信息，结合充电桩使用率，得到区域内充电桩分配情况，使用情况，为充电桩布局提供策略支持。

Description

一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及充电桩控制领域，更具体地说，本发明涉及一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法。

背景技术

面对能源短缺，环境污染等全球性问题，发展并且推广新能源汽车已大势所趋。我国政府积极出台了大量利于新能源汽车发展的政策优惠。近三年，新能源汽车领域保持高速增长势头，购买新能源汽车的人越来越多，充电桩作为电动汽车充换电系统中最重要的设施，也因此发展迅猛。目前中国充电基础设施公共类充电设施保有量为全球第一，新能源汽车充电桩的发展仍是影响新能源汽车发展的至关重要因素。

现有的新能源汽车充电桩，一般固定在路边或停车场内，利用专用充电接口，采用传导方式，为具有车载锂电池的电动汽车提供电网传送的经过充电桩整理的锂电池可以接受的电能，并具有相应的通讯、计费和安全防护功能，通过扫码支付或购买专用的IC卡，为电动汽车充电。

现有的新能源汽车充电桩控制系统，存在以下问题：1、充电桩不能完全获取车辆电池信息；2、充电桩难找、布局不合理，使用率不高；3、充电桩没有与电网之间建立有效的可控的数据联系，无法实现充电负荷的有效控制；4、充电桩车位紧张，在停车时容易扑空，缺少有效预约功能。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，通过交互模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括通信模块、接收充电需求模块、交互模块、供电模块、安全防护模块、智能充电模块、用户管理模块，所述通信模块用于在用户端、管理平台、充电桩位系统、供电网络之间传输充电桩位信息、新能源汽车信息、供电模块信息，用户端为新能源车主，用户端产生并发出用电需求，并将用电需求传输至管理平台，管理平台分析用电需求，根据用电需求地理位置，调用附近充电桩位信息，得到充电桩位与用电需求匹配度，区域内所有充电桩联网得到充电桩系统，包括充电桩位地理信息、充电状态、充电效率、预计等待时间，供电网络用于提供电源，根据用电负荷在弹性区间内进行充电；所述接收充电需求模块用于接收用户充电需求，首先采集新能源汽车的信息，汽车用户在客户端发出充电请求，管理中心接收充电请求后，首先按照地理位置的距离进行匹配，根据充电桩位的信息为车辆匹配充电桩位，然后对匹配结果进行评分，将匹配评分结果传输至交互模块；所述交互模块，用户接收匹配结果后，得到管理中心生成的匹配方案，用户根据路线规划和充电导引，前往充电桩位处；所述供电模块包括配电网供电、清洁能源供电、蓄电池供电，供电模块显示用电负荷，接收停电、配电信息，根据信息分配、存储电量；所述安全防护模块用于保证电池安全和人员安全，包括电池检测单元和谐波消除单元，电池管理单元；所述智能充电模块包括车辆充电信息识别单元、充电参数匹配单元、监控调节单元以及电量计费单元；所述用户管理模块用户采集用户信息，根据用户失信、守信记录，计算用户评分。

在一个优选地实施方式中，所述供电模块通过配电网、太阳能进行供电，太阳能产生的额外电能，存储至蓄电池组中，当发生突发情况时，充电站启动蓄电池组对充电站进行供电。

在一个优选地实施方式中，所述通信模块通过以太网通信方式连接用户、小程序、各个充电桩，以及供电网络，并通过设置防火墙保证通信模块不被攻击，每个充电桩向管理平台发送充电开始、充电结束、充电故障信息，供电网络向管理平台发送用电负荷信息，用户可以通过手机软件登录平台，向管理平台发出充电需求或查询附近充电桩的分布情况、数量以及使用，管理平台接收，管理中心根据接收的信息，向充电桩系统发送指令。

在一个优选地实施方式中，所述充电桩系统包括定位模块、通信模块以及监控模块，区域内充电桩按照分布方式的不同，分为集中分布和零散分布，零散分布的充电桩位于城市周边或农村地区，零散充电桩可以是一种路灯与充电设备结合的新型充电桩，利用太阳能和配电网提供电源为汽车充电。

本实施例提供的充电桩系统，具体包括以下步骤：

S1、建立用户、管理平台、充电桩以及供电网络之间的通信连接，在所述充电桩上安装定位以及通信模块；

S2、用户发出充电请求；

S3、充电请求的分析；

S4、充电方案的规划；

S5、充电前的安全检测；

S6、充电时的智能调控；

S7、充电结束的计费；

S8、信息分析、充电桩布局调整；

在一个优选地实施方式中，所述接收充电需求模块基于嵌入式微处理器优化主控系统相关功能的设计，随上位机与控制器进行操作来增强控制系统，配备摄像头、触摸屏、显示器以及指示灯硬件设备，用户可通过小程序的各个单元进行操作，根据界面设置内容选择需要的服务，根据摄像头对车辆信息进行采集，当连接充电后，指示灯会显示当下充电状态，当完成充电后，通过显示器引导用户将电动汽车开出充电桩。

在一个优选地实施方式中，所述交互模块采用小程序的模式，用户扫描当前充电桩显示器上的二维码，在当前充电桩可用的情况下即可进入充电选择页面，能够查看当前的充电站名称、充电枪编号，以及当前的账户余额电价和可充电量的数据，小程序中个人信息界面可以显示当前登录账号的昵称和余额，同时包括充值、充值记录查询、账单查询、充电记录查询以及充电桩位预约的功能，小程序根据充电站的现场监控，能够实时显示车位状态，能够对用户车辆进行导航引导至空闲充电桩的位置，在没有空闲充电桩的情况下能够通过小程序的充电桩位预约的功能，领取预约编号，被叫号的用户可通过导航引导功能到达指定充电桩位。

在一个优选地实施例中，所述安全防护模块具备抗电磁干扰的能力，充电桩内部电缆采用高导磁率材料制成的铠装型电缆，配备有散热器，能够将内部热量及时散出，避免由于热量积聚烧毁设备，充电桩采用不锈钢材料，确保充电桩在恶劣环境下不被腐蚀造成损坏，确保达到设计使用寿命，设置防雷设备，使用压敏电阻、瞬变抑制二极管的设备，确保智能充电桩的正常使用，对充电桩的蓄电池组进行定期巡视，确保蓄电池组的工作正常进行，配备有限流保护器，限流保护器设定额定电流避免因电流过载造成电气火灾，限流保护器在线路欠压时能够及时发出警告。

在一个优选地实施例中，所述智能充电模块通过小程序上等级的用户信息对车辆的充电信息进行识别，并配备合适的充电参数，充电站配备有监控充电站变压器负荷，每个充电站配备一块ARCM300T无线表，超负荷时系统自动对充电桩的进行调度管理，即当负荷超过百分之五十时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为百分之五十，当变压器负荷超过百分之八十时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止，通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩之间进行数据采集和监控，对充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压以及绝缘检测故障进行预警，用户通过小程序发起充电请求，系统通过充电时长以及电价进行计费，用户进行缴费后，用户控制充电桩完成对电动汽车的充电过程。

在一个优选地实施例中，所述用户信用模块单元根据用户在充电站的失信、守信记录，计算用户评分，当用户在充电站对电缆有过损害或偷盗行为时，该用户的评分会降低，充电站可拒绝给此类用户提供服务。

本发明的技术效果和优点：

通过采集充电需求，得到充电匹配评价，有利于用户选择匹配方案，同时根据匹配充电需求和匹配评价，得到充电桩匹配不平衡信息，结合充电桩使用率，得到区域内充电桩分配情况，使用情况，为充电桩布局提供策略支持；

通过在交互模块中增加充电桩位预约、评价单元，有利于用户体验，提高充电桩使用效率，节省时间；

通过安全防护模块中的电池检测单元、电池管理单元，获得用户电池信息，避免电池问题带来用户损伤，同时通过谐波治理，保证用户充电安全；

通过智能充电模块中的充电参数匹配和监控调节功率单元，以及清洁能源供电，绿色环保，有利于协调配电网与用电负荷，避免用电负荷带来用电压力过大，增加电网供电的使用柔性、确保充电过程的安全性；

附图说明

图1为本发明的系统流程图。

图2为本发明的系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例1

本实施例提供了如图2所示的一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，包括通信模块、接收充电需求模块、交互模块、供电模块、安全防护模块、智能充电模块、用户管理模块，所述通信模块用于在用户端、管理平台、充电桩位系统、供电网络之间传输充电桩位信息、新能源汽车信息、供电模块信息，用户端为新能源车主，用户端产生并发出用电需求，并将用电需求传输至管理平台，管理平台分析用电需求，根据用电需求地理位置，调用附近充电桩位信息，得到充电桩位与用电需求匹配度，区域内所有充电桩联网得到充电桩系统，包括充电桩位地理信息、充电状态、充电效率、预计等待时间，供电网络用于提供电源，根据用电负荷在弹性区间内进行充电；所述接收充电需求模块用于接收用户充电需求，首先采集新能源汽车的信息，汽车用户在客户端发出充电请求，管理中心接收充电请求后，首先按照地理位置的距离进行匹配，根据充电桩位的信息为车辆匹配充电桩位，然后对匹配结果进行评分，将匹配评分结果传输至交互模块；所述交互模块，用户接收匹配结果后，得到管理中心生成的匹配方案，用户根据路线规划和充电导引，前往充电桩位处；所述供电模块包括配电网供电、清洁能源供电、蓄电池供电，供电模块显示用电负荷，接收停电、配电信息，根据信息分配、存储电量；所述安全防护模块用于保证电池安全和人员安全，包括电池检测单元和谐波消除单元，电池管理单元；所述智能充电模块包括车辆充电信息识别单元、充电参数匹配单元、监控调节单元以及电量计费单元；所述用户管理模块用户采集用户信息，根据用户失信、守信记录，计算用户评分。

如图2本实施例提供一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，具体包括下列步骤：

101、通过配电网、太阳能发电、蓄电池组维护充电站的日常供电；

本实施例中，具体需要说明的是供电模块，所述供电模块通过配电网、太阳能进行供电，太阳能产生的额外电能，存储至蓄电池组中，当发生突发情况时，充电站启动蓄电池组对充电站进行供电。

102、通过以太网通信的方式连接用户、小程序、各个充电桩，以及供电网络；

本实施例中，具体需要说明的是通信模块，所述通信模块通过以太网通信方式连接用户、小程序、各个充电桩，以及供电网络，并通过设置防火墙保证通信模块不被攻击，每个充电桩向管理平台发送充电开始、充电结束、充电故障信息，供电网络向管理平台发送用电负荷信息，用户可以通过手机软件登录平台，向管理平台发出充电需求或查询附近充电桩的分布情况、数量以及使用，管理平台接收，管理中心根据接收的信息，向充电桩系统发送指令。

103、在充电桩上安装定位器，建立用户、管理平台、充电桩以及供电网络之间的通信连接，在充电站装设多个监控设备；

本实施例中，具体需要说明的是充电桩系统，所述充电桩系统包括定位模块、通信模块以及监控模块，区域内充电桩按照分布方式的不同，分为集中分布和零散分布，零散分布的充电桩位于城市周边或农村地区，零散充电桩可以是一种路灯与充电设备结合的新型充电桩，利用太阳能和配电网提供电源为汽车充电。

本实施例提供的充电桩系统，具体包括以下步骤：

S1、建立用户、管理平台、充电桩以及供电网络之间的通信连接，在所述充电桩上安装定位以及通信模块；

S2、用户发出充电请求；

S3、充电请求的分析；

S4、充电方案的规划；

S5、充电前的安全检测；

S6、充电时的智能调控；

S7、充电结束的计费；

S8、信息分析、充电桩布局调整；

104、用户可通过小程序的各个单元进行操作，根据界面设置内容选择需要的服务；

本实施例中，具体需要说明的是接收充电需求模块，所述接收充电需求模块基于嵌入式微处理器优化主控系统相关功能的设计，随上位机与控制器进行操作来增强控制系统，配备摄像头、触摸屏、显示器以及指示灯硬件设备，用户可通过小程序的各个单元进行操作，根据界面设置内容选择需要的服务，根据摄像头对车辆信息进行采集，当连接充电后，指示灯会显示当下充电状态，当完成充电后，通过显示器引导用户将电动汽车开出充电桩。

105、采用小程序的方式实现用户与充电站以及充电桩之间的信息交互；

本实施例中，具体需要说明的是交互模块，所述交互模块采用小程序的模式，用户扫描当前充电桩显示器上的二维码，在当前充电桩可用的情况下即可进入充电选择页面，能够查看当前的充电站名称、充电枪编号，以及当前的账户余额电价和可充电量的数据，小程序中个人信息界面可以显示当前登录账号的昵称和余额，同时包括充值、充值记录查询、账单查询、充电记录查询以及充电桩位预约的功能，小程序根据充电站的现场监控，能够实时显示车位状态，能够对用户车辆进行导航引导至空闲充电桩的位置，在没有空闲充电桩的情况下能够通过小程序的充电桩位预约的功能，领取预约编号，被叫号的用户可通过导航引导功能到达指定充电桩位。

106、充电桩采用高导磁率材料的电缆、散热器、不锈钢材料、防雷设备、压敏电阻以及瞬变抑制二极管对充电桩进行保护，确保充电桩的正常使用；

本实施例中，具体需要说明的是安全防护模块，所述安全防护模块具备抗电磁干扰的能力，充电桩内部电缆采用高导磁率材料制成的铠装型电缆，配备有散热器，能够将内部热量及时散出，避免由于热量积聚烧毁设备，充电桩采用不锈钢材料，确保充电桩在恶劣环境下不被腐蚀造成损坏，确保达到设计使用寿命，设置防雷设备，使用压敏电阻、瞬变抑制二极管的设备，确保智能充电桩的正常使用，对充电桩的蓄电池组进行定期巡视，确保蓄电池组的工作正常进行，配备有限流保护器，限流保护器设定额定电流避免因电流过载造成电气火灾，限流保护器在线路欠压时能够及时发出警告。

107、对车辆的充电信息进行识别，配备合适的充电参数；

本实施例中，具体需要说明的是智能充电模块，所述智能充电模块通过小程序上等级的用户信息对车辆的充电信息进行识别，并配备合适的充电参数，充电站配备有监控充电站变压器负荷，每个充电站配备一块ARCM300T无线表，超负荷时系统自动对充电桩的进行调度管理，即当负荷超过百分之五十时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为百分之五十，当变压器负荷超过百分之八十时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止，通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩之间进行数据采集和监控，对充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压以及绝缘检测故障进行预警，用户通过小程序发起充电请求，系统通过充电时长以及电价进行计费，用户进行缴费后，用户控制充电桩完成对电动汽车的充电过程。

108、对用户在充电站的失信、守信记录，计算用户评分；

本实施例中，具体需要说明的是用户信用模块单元，所述用户信用模块单元根据用户在充电站的失信、守信记录，计算用户评分，当用户在充电站对电缆有过损害或偷盗行为时，该用户的评分会降低，充电站可拒绝给此类用户提供服务。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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。

Claims (9)

1.一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：包括通信模块、接收充电需求模块、交互模块、供电模块、安全防护模块、智能充电模块、用户管理模块，所述通信模块用于在用户端、管理平台、充电桩位系统、供电网络之间传输充电桩位信息、新能源汽车信息、供电模块信息，用户端为新能源车主，用户端产生并发出用电需求，并将用电需求传输至管理平台，管理平台分析用电需求，根据用电需求地理位置，调用附近充电桩位信息，得到充电桩位与用电需求匹配度，区域内所有充电桩联网得到充电桩系统，包括充电桩位地理信息、充电状态、充电效率、预计等待时间，供电网络用于提供电源，根据用电负荷在弹性区间内进行充电；所述接收充电需求模块用于接收用户充电需求，首先采集新能源汽车的信息，汽车用户在客户端发出充电请求，管理中心接收充电请求后，首先按照地理位置的距离进行匹配，根据充电桩位的信息为车辆匹配充电桩位，然后对匹配结果进行评分，将匹配评分结果传输至交互模块；所述交互模块，用户接收匹配结果后，得到管理中心生成的匹配方案，用户根据路线规划和充电导引，前往充电桩位处；所述供电模块包括配电网供电、清洁能源供电、蓄电池供电，供电模块显示用电负荷，接收停电、配电信息，根据信息分配、存储电量；所述安全防护模块用于保证电池安全和人员安全，包括电池检测单元和谐波消除单元，电池管理单元；所述智能充电模块包括车辆充电信息识别单元、充电参数匹配单元、监控调节单元以及电量计费单元；所述用户管理模块用户采集用户信息，根据用户失信、守信记录，计算用户评分。

2.一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述供电模块通过配电网、太阳能进行供电，太阳能产生的额外电能，存储至蓄电池组中，当发生突发情况时，充电站启动蓄电池组对充电站进行供电。

3.一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述充电桩系统包括定位模块、通信模块以及监控模块，区域内充电桩按照分布方式的不同，分为集中分布和零散分布，零散分布的充电桩位于城市周边或农村地区，零散充电桩可以是一种路灯与充电设备结合的新型充电桩，利用太阳能和配电网提供电源为汽车充电。

4.一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述模块3中的具体步骤如下：

S1、建立用户、管理平台、充电桩以及供电网络之间的通信连接，在所述充电桩上安装定位以及通信模块；

S2、用户发出充电请求；

S3、充电请求的分析；

S4、充电方案的规划；

S5、充电前的安全检测；

S6、充电时的智能调控；

S7、充电结束的计费；

S8、信息分析、充电桩布局调整。

5.一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述接收充电需求模块基于嵌入式微处理器优化主控系统相关功能的设计，随上位机与控制器进行操作来增强控制系统，配备摄像头、触摸屏、显示器以及指示灯硬件设备。

6.一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述交互模块采用小程序的模式，用户扫描当前充电桩显示器上的二维码，在当前充电桩可用的情况下即可进入充电选择页面，能够查看当前的充电站名称、充电枪编号，以及当前的账户余额电价和可充电量的数据，小程序中个人信息界面可以显示当前登录账号的昵称和余额，同时包括充值、充值记录查询、账单查询、充电记录查询以及充电桩位预约的功能。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述安全防护模块具备抗电磁干扰的能力，充电桩内部电缆采用高导磁率材料制成的铠装型电缆，配备有散热器，设置防雷设备，使用压敏电阻、瞬变抑制二极管的设备，配备有限流保护器，限流保护器设定额定电流避免因电流过载造成电气火灾，确保智能充电桩的正常使用。

8.根据权利要求7所述的一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述智能充电模块通过小程序上等级的用户信息对车辆的充电信息进行识别，并配备合适的充电参数，充电站配备有监控充电站变压器负荷，每个充电站配备一块ARCM300T无线表，超负荷时系统自动对充电桩的进行调度管理，通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩之间进行数据采集和监控，对充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压以及绝缘检测故障进行预警，用户通过小程序发起充电请求，系统通过充电时长以及电价进行计费，用户进行缴费后，用户控制充电桩完成对电动汽车的充电过程。

9.根据权利要求7所述的一种新能源汽车充电桩智能调节控制系统及其方法，其特征在于：所述用户信用模块单元根据用户在充电站的失信、守信记录，计算用户评分，当用户在充电站对电缆有过损害或偷盗行为时，该用户的评分会降低，充电站可拒绝给此类用户提供服务。

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