CN208053118U - 一种电动车智能充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动车智能充电系统，由服务器、1个以上的智能网关和1个以上的智能充电终端组成。服务器安装在控制中心内，智能网关安装在不同的充电点内，智能充电终端安装在充电点的不同充电位置上。智能充电终端与智能网关连接，智能网关均与服务器连接。每个智能网关均包括电源模块、单片机控制模块、串行接口电路、以太网通信模块和无线通信模块。本实用新型利用了物联网的技术和采用分布式设计理念，通过有线或无线的方式，利用服务器进行远程监控，把分散的充电终端集中管起来，解决现有充电终端处于独立控制，没有进行联网集中管理的局面。

Description

一种电动车智能充电系统

技术领域

本实用新型涉及电动车充电技术领域，具体涉及一种电动车智能充电系统。

背景技术

电动车以轻便、绿色环保、价格便宜、速度适中等显著优点，成为中国老百姓目前备受青睬的交通工具。据不完全统计，目前在册的电动车数量达到2.2亿辆。而且还以每年3000万辆的速度在增加。伴随电动车数量的快速增长，充电带来的相关问题日益突出，其主要体现在如下几个方面：

电动车业主由于不能按需充电，导致部分电动车出现过充现象，轻则使得电瓶使用寿命大大缩短，增加电瓶回收所造成的对环境污染，重则引起火灾，造成人身伤害和财产损失。据公安部消防局不完全数据统计，全国80％的电动车火灾都发生在充电过程中。

市面大多数充电设备按照包月收费的方式收取电动车充电费用，使得消费者对收费的合理性产生极大的质疑，计费方式不合理。由于没有统一集中的充电及管理场所，很多用户往往从自己住所拉电线到地面为电动车进行充电，这势必造成乱放现象丛生，交通堵塞、管理混乱、漏电隐患增加，尤其对儿童来说是潜在的极大威胁。

目前市面上主要为集中式充电系统，集中式充电终端大多数充电端口数目较少，无安全防护功能，排线多，各个端口串为一体，维修时需要整体拆卸、安装，服务器、充电终端、用户之间交互次数多，每次充电耗流量大，部分消息不能及时通知、回传至用户，付款方式采用现金支付方式，耗电量也是一起统计，不方便管理，也无法进一步对充电量和收益的统计分析。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是电动车充电过程控制和管理所存在的问题，提供一种电动车智能充电系统。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电动车智能充电系统，由服务器、1个以上的智能网关和1个以上的智能充电终端组成；服务器安装在控制中心内，智能网关安装在不同的充电点内，智能充电终端安装在充电点的不同充电位置上；智能充电终端与智能网关连接，智能网关均与服务器连接；每个智能网关均包括电源模块、单片机控制模块、串行接口电路、以太网通信模块和无线通信模块；每个智能充电终端均包括继电器控制模块、监控检测模块和智能插座；电源模块的输入端接入交流电，电源模块的输出端分为两路，一路直接与单片机控制模块的电源端相连，另一路经由继电器控制模块与智能插座的电源端相连；监控检测模块的输入端连接智能插座，监控检测模块的输出端连接单片机控制模块；单片机控制模块的输出端与继电器控制模块的控制端连接；以太网通信模块的一端通过有线方式与服务器相连，以太网通信模块的另一端经串行接口电路与单片机控制模块相连；无线通信模块的一端通过无线方式与服务器相连，无线通信模块的另一端经串口接行电路与单片机控制模块相连。

上述方案中，每个智能网关还进一步包括定位模块，该定位模块接收卫星信号，定位模块的输出端经串行接口电路与单片机控制模块相连。

上述方案中，每个智能网关还进一步包括显示模块和语音模块；显示模块和语音模块直接与单片机控制模块连接。

上述方案中，继电器控制模块与单片机控制模块通过RS485总线连接，监控检测模块与单片机控制模块通过RS485总线连接。

上述方案中，智能插座上带有指示灯。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、本实用新型利用了物联网的技术，通过有线或无线的方式，利用服务器进行远程监控，从而把分散的充电终端集中管起来，解决现有充电终端处于独立控制，没有进行联网集中管理的局面；

2、系统采用分布式设计理念，可扩展性强，能够配置256个端口，断电、漏电、短路实时检测与保护，维护简单，每个端口可独立拆卸、安装，不影响其他端口正常运行，服务器、充电终端、用户之间交互次数少，每次充电耗流量小，全程通过微信支付完成，无需现金交易，安全便捷，每一笔消费都实时通知，保障用户资金安全，一键预约，扫码即充。克服了集中式电动车充电终端的不足，具有可扩展性强、安装方便、维护简单、数据流量小、用户体验感更强等优点；

3、智能充电终端可适用于各种类型的电动车，解决续航能力不足的问题，具有断电、漏电、短路实时监测与保护功能，使得电动车充电变得更加高效便捷，实现绿色环保出行。此外，充电终端除了具有常规的计时充电功能外，还具有语音提示、插拔感知等防盗和故障告知功能。

附图说明

图1为一种电动车智能充电系统的智能充电终端示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

一种电动车智能充电系统，如图1所示，主要由服务器、1个以上的智能网关和1个以上的智能充电终端组成。服务器安装在控制中心内，智能网关安装在不同的充电点内，智能充电终端安装在充电点的不同充电位置上。智能充电终端与智能网关连接，智能网关均与服务器连接。服务器还进一步与云存储服务器连接。

每个智能网关均包括电源模块、单片机控制模块、显示模块、语音模块、串行接口电路、以太网通信模块、无线通信模块和定位模块。每个智能充电终端均包括继电器控制模块、监控检测模块和智能插座。电源模块的输入端接入交流电，电源模块的输出端分为两路，一路直接与单片机控制模块的电源端相连，另一路经由继电器控制模块与智能插座的电源端相连。监控检测模块的输入端连接智能插座，监控检测模块的输出端连接单片机控制模块。单片机控制模块的输出端与继电器控制模块的控制端连接。智能插座上带有指示灯。显示模块和语音模块直接与单片机控制模块连接。以太网通信模块的一端通过有线方式与服务器相连，以太网通信模块的另一端经串行接口电路与单片机控制模块相连。无线通信模块的一端通过无线方式与服务器相连，无线通信模块的另一端经串口接行电路与单片机控制模块相连。定位模块接收卫星信号，定位模块的输出端经串行接口电路与单片机控制模块相连。

在本实用新型中，继电器控制模块与单片机控制模块通过RS485总线连接，监控检测模块与单片机控制模块通过RS485总线连接。服务器通过互联网与以太网通信模块连接，服务器通过GPRS与无线通信模块连接。

智能插座，用于提供电动车的充电端口，上面安装有指示灯，用于用户观测是否正常充电。

监控检测模块，用于对充电器的充电特性进行数据采集；用于结算、充满判断、负荷判断；具有插座插拔感控，防止偷电、盗用等偷窃行为。监控检测模块采用LT-114计量模块对线路中的电参数准确测量，提供电压、电流、功率、电能、功率因数等参数。

继电器控制模块，用于进行各种充电过程的控制，用于结算控制，负荷控制。

电源模块，为220V和插座连接；采用开关电源方式。同时，根据应用环境和电子产品的需要，通过一些电路设计，同时还担负着变压、隔离、滤波等功能。电源模块具有宽带式5～18V DC电源供电，能适应各种电源，并具有高效稳定的特点。此外，电源模块具备供电自动开机功能，这样无需按键或单片机控制开机，上电直接启动，不仅省去了麻烦的开机过程，而且能够真正实现无人值守远程控制，模块电源可通过电源控制引脚控制，高电平供电，低电平断电。

单片机控制模块，控制所有部件协助运行。在本实用新型中，单片机控制模块以STM32F103RET6作为主处理器。STM32F103RET6处理器拥有较好的性能和功效，对于本实用新型要求高性能的低功耗、成本低、基于单核处理器的设备，属于理想的解决方案。

串行接口电路，用于将定位模块、以太网通信模块、无线通信模块与单片机主控模块相连接。

以太网通信模块，用于实现智能网关与服务器的有线通信，通过通信网关连入互联网以及云端的管理系统进行数据的交换，传入用户的充电指令，并上传充电数据。

无线通信模块，用于实现智能网关与服务器的无线通信，减少了有线布置的繁琐，安装更加简单方便。

定位模块，用于充电定位导航，在后台处理数据时可以进行地图显示操作以及路径优化。在本实用新型中，定位模块为北斗定位模块和/或GPS定位模块。

显示模块，与显示屏电路连接，显示本设备的二维码，方便用户进行扫描识别，以及刷卡时选择哪一个端口进行充电。

语音模块，用于为用户提供语音服务。

上述系统的工作过程如下：

步骤1)智能充电终端的监控检测模块自动检测是否有电池的充电器插头插入到智能插座中，且电池的充电器插头与插座接触状态是否良好；

步骤2)当智能插座中有电池的充电器插头插入且接触良好时，监控检测模块将信息反馈至智能网关的单片机控制模块，单片机控制模块通过以太网通信模块或无线通信模块向服务器发送信号；

步骤3)用户通过刷卡或App软件，将充电请求提交至服务端，服务器通过以太网通信模块或无线通信模块向智能网关发送充电指令；

步骤4)智能网关的单片机控制模块接收服务端发送的充电指令，并控制相应智能充电终端的继电器控制模块开启，此时电源模块与智能插座导通，智能插座开始对电池进行充电；在整个充电过程中，监控检测模块实时检测充电过程中的电流、电压或功率等各项状态数据；

步骤5)当智能充电终端的监控检测模块检测到充电中途从智能插座上拔掉充电器插头、智能插座上接有的电池充电充满后、达到预设充电时长或达到预设充电电量时，将信号发送至智能网关的单片机控制模块，单片机控制模块发出控制指令去关闭继电器控制模块，此时电源模块与智能插座断开，智能插座停止对电池进行充电；

步骤6)充电结束后，智能网关的单片机控制模块通过以太网通信模块或无线通信模块向将本次充电信息返回至服务器；

步骤7)服务器根据返回的充电信息，对本次充电过程进行自动结算，并通过App软件将结算结果推送给用户，并完成扣费。

需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.一种电动车智能充电系统，其特征是，由服务器、1个以上的智能网关和1个以上的智能充电终端组成；

服务器安装在控制中心内，智能网关安装在不同的充电点内，智能充电终端安装在充电点的不同充电位置上；智能充电终端与智能网关连接，智能网关均与服务器连接；

每个智能网关均包括电源模块、单片机控制模块、串行接口电路、以太网通信模块和无线通信模块；

每个智能充电终端均包括继电器控制模块、监控检测模块和智能插座；

电源模块的输入端接入交流电，电源模块的输出端分为两路，一路直接与单片机控制模块的电源端相连，另一路经由继电器控制模块与智能插座的电源端相连；

监控检测模块的输入端连接智能插座，监控检测模块的输出端连接单片机控制模块；单片机控制模块的输出端与继电器控制模块的控制端连接；

以太网通信模块的一端通过有线方式与服务器相连，以太网通信模块的另一端经串行接口电路与单片机控制模块相连；

无线通信模块的一端通过无线方式与服务器相连，无线通信模块的另一端经串口接行电路与单片机控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种电动车智能充电系统，其特征是，每个智能网关还进一步包括定位模块，该定位模块接收卫星信号，定位模块的输出端经串行接口电路与单片机控制模块相连。

3.根据权利要求1所述的一种电动车智能充电系统，其特征是，每个智能网关还进一步包括显示模块和语音模块；显示模块和语音模块直接与单片机控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动车智能充电系统，其特征是，继电器控制模块与单片机控制模块通过RS485总线连接，监控检测模块与单片机控制模块通过RS485总线连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动车智能充电系统，其特征是，智能插座上带有指示灯。