CN208142857U - 一种充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种充电系统，所述系统包括：主充电插座与N个子充电插座，N为大于1的整数；所述主充电插座分别与所述各个子充电插座形成通信连接；其中，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：充电插口、处理器、用于控制充电插口电源通断的继电器、以及用于获取所述充电插口充电的电能信息的电能信息获取电路；所述处理器分别连接所述继电器和电能信息获取电路。本实用新型实施例能够解决充电设备的互联问题，把大量充电设备联系在一起，维护简单。

Description

一种充电系统

技术领域

本实用新型涉及物联网智能充电领域，尤其涉及一种充电系统。

背景技术

随着物联网和人工智能的发展，设备的智能化变得越来越广泛，智能充电成为热点；目前现有的充电设备，很多仍然使用老套的机械式的充电方式来管理充电设备；有的通过网络化来管理充电设备，但是充电也是较机械化；有的实现了充电设备智能化，但是各个充电设备都是独立互不连接的个体，并不能实现互连。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种充电系统，能够实现多个充电设备之间的相互连接。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种充电系统，所述系统包括：主充电插座与N个子充电插座，N为大于1的整数；所述主充电插座分别与所述各个子充电插座形成通信连接；其中，

所述主充电插座和每个子充电插座均包括：充电插口、处理器、用于控制充电插口电源通断的继电器、以及用于获取所述充电插口充电的电能信息的电能信息获取电路；所述处理器分别连接所述继电器和电能信息获取电路。

上述方案中，所述主充电插座通过星型网络分别连接各个子充电插座。

上述方案中，所述星型网络为采用局域网无线通信技术的网络。

上述方案中，所述主充电插座还包括：用于实现所述处理器与外部设备的通信连接的无线通信装置。

上述方案中，所述无线通信装置包括使用移动通信技术与外部设备进行数据交互的通信模组。

上述方案中，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：与所述处理器连接的天线。

上述方案中，所述主充电插座的天线与每个子充电插座的天线以无线通信方式形成通信连接。

上述方案中，所述电能信息获取电路包括：用于采集所述充电插口的电压值的电压采样电路、用于采集流过所述充电插口的电流值的电流采样电路、以及用于根据所述电压值和所述电流值计算所述充电插口充电的电能信息的计量电路；其中，所述计量电路的输出端连接所述处理器。

上述方案中，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：用于监测环境温度的温度监测电路，所述温度监测电路的输出端连接所述处理器。

上述方案中，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：显示器，所述显示器的信号输入端连接所述处理器。

本实用新型实施例提供的一种充电系统中，所述系统包括：主充电插座与N个子充电插座，N为大于1的整数；所述主充电插座分别与所述各个子充电插座形成通信连接；其中，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：充电插口、处理器、用于控制充电插口电源通断的继电器、以及用于获取所述充电插口充电的电能信息的电能信息获取电路；所述电能信息获取电路连接所述继电器，所述处理器分别连接所述继电器和电能信息获取电路。本实用新型实施例能够解决充电设备的互联问题，把大量充电设备联系在一起，维护简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例的充电系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的主充电插座和每个子充电插座的内部结构示意图一；

图3为本实用新型实施例的主充电插座和每个子充电插座的内部结构示意图二。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在对充电设备如电动车进行充电时，一种可选的实施方式为：通过投币或刷卡的方式启动充电并实现支付；然而这种充电方法存在以下几个问题：

1)计费方式不够多样化，采用刷卡或投币方式进行计费充电，并且只能以充满的方式进行计费充电，计费方式过于单一，如果用户只想充电一小时，该计费系统无法满足这一功能，况且购电卡本身存在丢失难找回，不方便管理等特点；例如，存在着卡片丢失难寻回、不易管理的问题，维护成本也比较高，投币式支付需要用户提前准备好硬币，而且设备中存放硬币财物，也存在着安全问题，需要维护人员定期去每个充电设备收集硬币，大大增加了维护成本。

2)充电的插座设备不够智能化，只有异常断电机制，没有自动上报自身状态的能力，也没有被动接收指令，改变自身状态的能力，这样导致出现异常后不能及时告知，难以定位解决问题；也就是说，在充电设备告警、问题定位方面也存在着诸多问题，当设备出现故障时，不能够及时通知运维人员前去查看维修，定位问题也存在着不及时的情况。

3)充电设备不够互联化，该系统没有通信模组，所以不能定位充电设备的位置，如果用户有充电需求，他必须事先知道该充电设备的位置，这在系统推向大规模的互联网使用用户上有很大的局限性。

4)各个充电设备都是独立互不连接的个体，而且设备也固化了一套代码，将来无法更新升级设备；而且现在的充电设备不能实时告知用户充电的状态，是否处于充电或者没有充电的状态，不能满足用户的使用需求。

针对上述问题，提出以下各实施例。

第一实施例

本实用新型第一实施例提供了一种充电系统，可以用于对各种被充电设备进行充电，示例性地，被充电设备包括但不限于电动车、电瓶车等。

图1为本实用新型实施例的充电系统的结构示意图，如图1所示，该充电系统包括：主充电插座101与N个子充电插座，N为大于1的整数，这里，N个子充电插座分别记为第1子充电插座102至第N子充电插座103；所述主充电插座分别与所述各个子充电插座形成通信连接。

这里，主充电插座通过星型网络分别连接各个子充电插座；示例性地，上述记载的星型网络为采用局域网无线通信技术的网络，例如，可以是采用Wi-Fi通信技术、紫蜂协议(Zigbee)通信技术或SUB-1G无线通信技术的网络；本实用新型实施例中不对主充电插座与每个子充电插座的通信频率进行限定，例如，主充电插座与每个子充电插座的通信频率可以是433MHz等。

图2为本实用新型实施例的主充电插座和每个子充电插座的内部结构示意图一，如图2所示，上述记载的主充电插座和每个子充电插座均包括：充电插口200、用于控制充电插口电源通断的继电器201、用于获取所述充电插口充电的电能信息的电能信息获取电路202、处理器203；

其中，所述电能信息获取电路202连接所述充电插口200，所述处理器203分别连接所述继电器201和电能信息获取电路203。

实际应用中，处理器203可以封装在一个芯片中，处理器可以连接继电器的控制端，如此，处理器可以向继电器发送IO控制信号，以实现对继电器工作状态的控制。

电能信息获取电路202可以设置在继电器和处理器之间，电能信息获取电路可以通过采集充电插口的电流和电压，来得出充电插口充电的电能信息；电能信息获取电路可以将得出的电能信息发送至处理器。

示例性地，电能信息获取电路包括：用于采集所述充电插口的电压值的电压采样电路、用于采集流过所述充电插口的电流值的电流采样电路、以及用于根据所述电压值和所述电流值计算所述充电插口充电的电能信息的计量电路；其中，所述计量电路的输出端连接所述处理器；

在实际实施时，计量电路可以封装在一个芯片中；电压采样电路负责将充电插口上的电压转换至合适的幅值(电压模拟量)供计量电路使用；电流采样电路负责将流过充电插口上的电流转换成电流模拟量供计量电路使用；计量电路在收到来自电压采样电路和电流采样电路的数据后，可以通过预设的内部算法计算出电能信息；可选的，计量电路还可以将充电插口的电压值、电流值和电能信号通过频率信号的方式传送至主控芯片。

需要说明的是，本实用新型实施例中并不对主充电插座和每个子充电插座中充电插口的数量进行限定，充电插口可以是一个，也可以是多个；例如，在主充电插座和每个子充电插座中，可以为电瓶车设置两个充电插口；当设置有多个充电插口时，需要针对每个充电插口设置对应的继电器和电能信息获取电路；显然，继电器和电能信息获取电路的个数均与充电插口的个数相同。

如图2所示，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：与所述处理器连接的天线204，这里的天线可以是433MHz的天线，主充电插座的天线与每个子充电插座的天线以无线通信方式形成通信连接，如此，可以实现主充电插座和每个子充电插座的处理器之间的数据交互。

所述主充电插座还包括：用于实现所述处理器与外部设备的通信连接的无线通信装置。所述无线通信装置包括使用移动通信技术与外部设备进行数据交互的通信模组。

在一个示例中，主充电插座的无线通信装置可以采用2G通信技术与外部设备形成通信连接。

在实际实施时，主充电插座的处理器可以在收到用户使用特定充电插口进行充电的充电指令后，如果确定特定充电插口位于主充电插座中，可以控制与特定充电插口对应的继电器接通特定充电插口的电源，使特定充电插口开始工作；如果确定特定充电插口位于子充电插座中，可以将该充电指令通过天线发送至对应的子充电插座的处理器；子充电插座的处理器在接收到充电指令后，可以控制与特定充电插口对应的继电器接通特定充电插口的电源，使特定充电插口开始工作。

主充电插座的处理器可以在获取的用户查询充电插口的使用状态的查询指令时，如果确定需要查询的充电插口位于主充电插座中，可以直接获取来自对应的电能信息获取电路的电能信息，进而确定对应的充电插口的使用状态；如果确定需要查询的充电插口位于子充电插座中，可以将该查询指令通过天线发送；对应子充电插座的处理器可以通过天线接收到查询指令，之后，可以控制将对应的电能信息获取电路发送的电能信息通过天线发送；主充电插座的处理器便可获知对应的电能信息，进而确定对应的充电插口的使用状态。

这里，主充电插座的处理器在确定对应的充电插口的使用状态后，可以将对应的充电插口的使用状态通过无线通信装置上传至外部设备。

也就是说，本实用新型实施例中，可以过主充电插座与子充电插座形成的一托多的设备联网方式，组成前端硬件的智能充电系统；该充电系统可以通过接收后台充电指令(可以通过互联网接收后台充电指令)，控制特定充电插口开始工作，即可以实现远程控制充电通断功能；并且在特定充电插口工作时，可以实时获取各个充电插口的使用状态；例如，可以实现对特定充电插口的用电量统计功能。

进一步地，主充电插座的处理器在确定对应的充电插口的使用状态后，可以根据对应的充电插口的使用状态、以及对应充电插口的充电时长(处理器可以在控制继电器接通充电插口的电源时进行计时，得出对应充电插口的充电时长)生成计费信息，在与每个用户的客户端进行数据交互时，可以根据该计费信息进行远程扣费，用户可自由选择微信、支付宝等支付方式进行付费。

因而，本实用新型实施例解决了充电设备的互联问题，把大量充电设备联系在一起，维护简单；扩大了用户使用充电设备的场景，方便用户选择各个方式的充电模式以及支付模式；为用户提供方便快捷的智能充电。

可选的，在子充电插座中，如果处理器根据接收到的数据确定某个充电插口出现故障时，可以通过天线将出现故障的充电插口信息发送至主充电插座的处理器；在主充电插座中，如果处理器根据接收到的数据确定某个充电插口出现故障时，可以直接获取出现故障的充电插口信息；

这里，主充电插座的处理器在获取出现故障的充电插口信息后，可以将出现故障的充电插口信息上传至外部设备。

也就是说，当充电插口出现故障时，上述记载的充电系统可以实现远程通知维修人员来维修设备，方便人员定位解决问题。

可选的，上述记载的充电系统还可以实现充电插口过流保护功能，即，如果主充电插座或子充电插座的处理器确定充电插口的电流值大于设定电流阈值时，可以控制对应的继电器切换充电插口的电源。

可选的，上述记载的充电系统还可以实现充电插口过压保护功能，即，如果主充电插座或子充电插座的处理器确定充电插口的电压值大于设定电压阈值时，可以控制对应的继电器切换充电插口的电源。

可选的，上述记载的充电系统还可以实现充电插口充满自停功能，即，如果主充电插座或子充电插座的处理器根据来自电能信息获取电路的信息，确定对应充电插口充满时，可以控制对应的继电器切换充电插口的电源。

可选的，上述记载的充电系统还可以实现拔插头自停功能，即，如果主充电插座或子充电插座的处理器根据来自电能信息获取电路的信息，确定对应充电插口未被插入插头时，可以控制对应的继电器切换充电插口的电源。

可选的，上述记载的充电系统还可以实现设备过温保护功能，如图2所示，主充电插座和每个子充电插座均包括：用于监测环境温度的温度监测电路205，所述温度监测电路的输出端连接所述处理器；在实际实施时，温度监测电路可以封装在芯片中实现，温度监测电路负责感受环境温度，并将环境温度转换为模拟量传送至处理器，处理器可以将来自温度监测电路的模拟量转换成实际温度值；温度监测电路205可以设置在充电插口附近(温度监测电路与充电插口的距离小于设定距离阈值)，这样，如果处理器接收到的温度值大于设定温度阈值，则可以控制对应的继电器切换充电插口的电源。

可选的，上述记载的充电系统还可以实现设备自检或远程升级功能，也就是说，主充电插座和每个子充电插座的处理器可以获取自检指令，并根据自检指令实现对处理器、继电器、电能信息获取电路、温度检测电路、充电插口等的自检工作；主充电插座和每个子充电插座的处理器还可以获取远程升级指令，根据远程升级指令实现对处理器、继电器、电能信息获取电路、温度检测电路、充电插口内的程序的升级；这里的远程升级方式可以是空中下载技术(Over-the-Air Technology，OTA)升级方式。

可选的，如图2所示，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：显示器206，所述显示器的信号输入端连接所述处理器；也就是说，主充电插座和每个子充电插座的处理器可以将获取的信息通过显示器进行显示，便于用户获知相应的信息。

上述记载的充电系统中，可以通过组网联网功能实现多个子充电插座的连接，可以利用主充电插座连接至少100个子充电插座，通过创新性的产品设计，使主充电插座和每个子充电查找具有以下功能：远程控制充电通断、充电插口用电计量统计，充电插口过流保护、充电插口过压保护、充满自停，拔插头自停，设备过温保护，设备自检，远程升级。

第二实施例

为了能够更加体现本实用新型的目的，在前述实施例的基础上，进行进一步的举例说明。

图3为本实用新型实施例的主充电插座和每个子充电插座的内部结构示意图二，如图3所示，在主充电插座和每个子充电插座中，设置有主控芯片、温度监测芯片、天线、两个继电器、两个充电插口、两个电压采样电路、两个电流采样电路、以及两个电力计量芯片；

这里，主控芯片的实现方式与第一实施例中的处理器的实现方式相同，温度监测芯片的实现方式与第一实施例中的温度监测电路的实现方式相同；两个继电器分别记为继电器0和继电器1，继电器0和继电器1的实现方式与第一实施例中的继电器的实现方式相同；两个充电插口分别记为充电插口0和充电插口1，充电插口0和充电插口1与第一实施例中的充电插口的实现方式相同；两个电压采样电路分别记为电压采样电路0和电压采样电路1，电压采样电路0和电压采样电路1与第一实施例中的电压采样电路的实现方式相同；两个电流采样电路分别记为电流采样电路0和电流采样电路1，电流采样电路0和电流采样电路1与第一实施例中的电流采样电路的实现方式相同；两个电力计量芯片分别记为电力计量芯片0和电力计量芯片1，电力计量芯片0和电力计量芯片1与第一实施例中计量电路的实现方式相同。

在实际实施时，继电器0和继电器1可以接在火线上，电流采样电路0和电流采样电路1通过零线连接对应的充电插口，电压采样电路0和电压采样电路1通过火线接在对应的继电器和充电插口之间。

在一个示例中，主充电插座的无线通信装置包括：微处理器(MCU)和采用2G通信技术与外部设备形成通信连接的2G模组，微处理器通过串口通信方式连接主控芯片，并同串口通信方式连接2G模组；可以看出，通过微处理器和2G模组的协同工作，可以实现主控芯片与外部设备的数据交互。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电系统，其特征在于，所述系统包括：主充电插座与N个子充电插座，N为大于1的整数；所述主充电插座分别与所述各个子充电插座形成通信连接；其中，

所述主充电插座和每个子充电插座均包括：充电插口、处理器、用于控制充电插口电源通断的继电器、以及用于获取所述充电插口充电的电能信息的电能信息获取电路；所述处理器分别连接所述继电器和电能信息获取电路。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主充电插座通过星型网络分别连接各个子充电插座。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述星型网络为采用局域网无线通信技术的网络。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主充电插座还包括：用于实现所述处理器与外部设备的通信连接的无线通信装置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无线通信装置包括使用移动通信技术与外部设备进行数据交互的通信模组。

6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：与所述处理器连接的天线。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主充电插座的天线与每个子充电插座的天线以无线通信方式形成通信连接。

8.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述电能信息获取电路包括：用于采集所述充电插口的电压值的电压采样电路、用于采集流过所述充电插口的电流值的电流采样电路、以及用于根据所述电压值和所述电流值计算所述充电插口充电的电能信息的计量电路；其中，所述计量电路的输出端连接所述处理器。

9.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：用于监测环境温度的温度监测电路，所述温度监测电路的输出端连接所述处理器。

10.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述主充电插座和每个子充电插座均包括：显示器，所述显示器的信号输入端连接所述处理器。