TWI831049B - 電動車的充電系統及其充電方法、閘道器、充電電源 - Google Patents

電動車的充電系統及其充電方法、閘道器、充電電源 Download PDF

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Abstract

本發明涉及電動車的充電系統以及充電方法。該方法包括：閘道器通過基於電力線的載波通訊方式與進行充電的電動車通訊以獲取電動車的電瓶標識；後臺伺服器基於電動車的電瓶標識以及與電動車的電瓶標識綁定的用戶訊息授權閘道器對電動車的充電控制；基於閘道器對電動車的充電控制實現對電動車的充電；後臺伺服器基於閘道器檢測到的電動車的充電狀態訊息以及與所述用戶訊息執行充電相關的費用結算。根據本發明，能夠實現無感充電，提高使用的便捷性。

Description

電動車的充電系統及其充電方法、閘道器、充電電源
本申請對提交於2020年12月28日並且發明名稱為“電動車的充電系統及其充電方法、網關、充電電源”的中國專利申請202011576791.4要求優先權，該中國專利申請的全部揭示通過引用併入本文。
本發明涉及電腦技術，具體地涉及一種電動車的充電系統以及電動車的充電方法。
現有的電動車充電方式啟動充電方式繁瑣，互動流程較長，需要用戶提前預充值，該技術方案的用戶體驗較難優化。
例如，在新能源汽車場景中，一般通過通訊線讀取車架號（Vin）、或加裝其他通訊模組的方式（RFID、藍牙等）讀取電動車的設備唯一標識，從而提供支付解決方案。類似這樣的新能源汽車的建設方案需對現有的基礎設施進行較大規模的改造，通過新增連接線或外掛模組的方式改造相關方較多、改造成本較高，落地難度較大。
鑒於上述問題，本發明旨在提出一種能夠提高使用便捷性的電動車的充電系統以及電動車的充電方法。
本發明的一方面的電動車的充電方法，其特徵在於，利用充電電源、閘道器以及後臺伺服器實現，該方法包括：
第一觸發步驟，根據第一觸發條件，閘道器啟動充電電源對電動車的充電；
讀取步驟，充電電源讀取電動車的電瓶標識並通過基於電力線的載波通訊方式將電瓶標識發送給閘道器；
充電步驟，充電電源對電動車充電；
第二觸發步驟，根據第二觸發條件，閘道器停止充電電源對電動車的充電；
上傳步驟，基於對電動車充電的啟動和停止，閘道器獲得電動車的充電狀態訊息，閘道器將所述充電狀態訊息以及所述電瓶標識發送到後臺伺服器；以及
結算步驟，後臺伺服器基於所述電瓶標識、所述充電狀態訊息、以及與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息執行充電相關的費用結算。
可選地，在所述讀取步驟和所述充電步驟之間進一步包括：
預扣費步驟，閘道器基於所述電瓶標識向後臺伺服器發起預扣費請求，後臺伺服器基於與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息進行相關於充電的預扣費。
可選地，在所述第一觸發步驟之前進一步包括：
綁定步驟，後臺伺服器獲得電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息並將兩者實現綁定；以及
開通步驟，後臺伺服器對於已實現綁定的電瓶標識與用戶賬戶訊息開通相關於充電的預授權。
可選地，所述綁定步驟包括：
充電電源讀取電動車的電瓶標識並通過基於電力線的載波通訊方式傳送到閘道器；
閘道器以規定方式展示所述電動車的電瓶標識；
用戶獲取閘道器所展示的電動車的電瓶標識並將電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息通過移動終端發送到後臺伺服器；以及
後臺伺服器將電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息實現綁定。
可選地，所述讀取步驟包括：
充電電源讀取電動車的電瓶標識，將電瓶標識轉換為模擬訊號；
將模擬訊號加載到電力線上傳輸到閘道器；以及
閘道器從電力線上接收模擬訊號並從模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識。
可選地，所述第一觸發條件包括：電動車和充電電源連接，
所述第二觸發條件包括：電動車和充電電源斷開連接。
可選地，所述第一觸發條件包括：閘道器手動控制或者用戶手動控制開啟充電電源對電動車的充電；
所述第二觸發條件包括：閘道器手動控制或者用戶手動控制關閉充電電源對電動車的充電。
可選地，所述第二觸發條件包括：電動車充滿電或者已完成執行預定的充電策略。
本發明一方面的電動車的充電方法，其特徵在於，該方法包括：
第一觸發步驟，根據第一觸發條件，使得啟動充電電源對電動車的充電；
獲取步驟，從充電電源獲取電動車的電瓶標識；
第二觸發步驟，根據第二觸發條件，使得停止充電電源對電動車的充電；以及
上傳步驟，基於對電動車充電的啟動和停止，獲得電動車的充電狀態訊息，並且將所述充電狀態訊息以及所述電瓶標識上傳。
可選地，在所述讀取步驟和所述充電步驟之間進一步包括：
預扣費步驟，基於所述電瓶標識發起預扣費請求。
可選地，在所述第一觸發步驟之前進一步包括：
綁定步驟，獲得電動車的電瓶標識，以用於實現電動車電瓶與用戶賬戶訊息的綁定。
可選地，所述綁定步驟包括：
從充電電源獲取基於電力線的載波通訊方式傳送來的電瓶標識；
以條碼方式展示所述電動車的電瓶標識。
可選地，所述獲取步驟包括：
通過電力線從充電電源接收由電瓶標識轉換成的模擬訊號；以及
從模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識。
可選地，所述第一觸發條件包括：電動車和充電電源連接，
所述第二觸發條件包括：電動車和充電電源斷開連接。
可選地，所述第一觸發條件包括：閘道器手動控制或者用戶手動控制開啟充電電源對電動車的充電；
所述第二觸發條件包括：閘道器手動控制或者用戶手動控制關閉充電電源對電動車的充電。
可選地，所述第二觸發條件包括：電動車充滿電或者已完成執行預定的充電策略。
本發明一方面的電動車的充電系統，其特徵在於，包括：充電電源，用於給電動車充電；以及
閘道器，與所述充電電源通過電力線連接，並且通過基於電力線的載波通訊方式與所述電動車進行通訊以通過所述充電電源從電動車獲取電瓶標識。
可選地，所述充電電源包括：
電源模組，用於向電動車提供電能；
第一耦合模組，用於從電動車讀取電動車的電瓶標識，將電動車的電瓶標識轉換為模擬訊號，並且將所述模擬訊號加載到所述電力線上，
所述閘道器包括：
第二耦合模組，用於接收所述電力線上的所述模擬訊號並從所述模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識。
可選地，進一步包括：
插座，用於接通或者斷開電動車的充電。
可選地，進一步包括：
後臺伺服器，與所述閘道器通訊連接，基於所述電動車的電瓶標識以及與電動車的電瓶標識綁定的用戶訊息對於所述電動車的充電進行控制並且執行充電相關的費用結算。
可選地，所述閘道器進一步包括：
通訊模組，用於與所述後臺伺服器進行通訊連接；以及
控制模組，基於來自所述後臺伺服器的對於所述電動車的充電進行控制的控制指令來控制所述插座的接通或者斷開。
可選地，所述閘道器進一步包括：
展示模組，用於以規定方式展示所述電動車的電瓶標識。
可選地，所述第一耦合模組包括：
介面模組，用於讀取電動車的電瓶標識；
數模轉換模組，用於將電動車的電瓶標識轉換為模擬訊號；
調製模組，用於調製所述模擬訊號；以及
載波模組，用於將所述模擬訊號加載到所述電力線上。
可選地，所述第二耦合模組包括：
濾波模組，用於接收所述模擬訊號並進行濾波；
模數轉換模組，用於將濾波後的所述模擬訊號轉換為數字訊號；以及
解調模組，用於從所述數字訊號中解調出電動車的電瓶標識。
可選地，所述展示模組以條碼方式展示所述電動車的電瓶標識。
本發明的一方面的閘道器，其特徵在於，包括：
耦合模組，用於接收電力線上的模擬訊號並從模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識；
通訊模組，用於與外部的後臺伺服器進行通訊連接；以及
控制模組，用於基於來自外部的後臺伺服器的控制指令來控制電動的充電的接通或者斷開。
可選地，所述耦合模組包括：
濾波模組，用於接收所述模擬訊號並進行濾波；
模數轉換模組，用於將濾波後的所述模擬訊號轉換為數字訊號；以及
解調模組，用於從所述數字訊號中解調出電動車的電瓶標識。
可選地，進一步包括：
展示模組，用於以規定方式展示電動車的電瓶標識。
可選地，所述展示模組以條碼方式展示所述電動車的電瓶標識。
本發明的一方面的用於電動車充電的充電電源，其特徵在於，包括：
電源模組，用於向電動車提供電能；以及
耦合模組，用於讀取電動車的電瓶標識並將電動車的電瓶標識轉換為模擬訊號，並且用於將所述模擬訊號加載到電力線上。
可選地，其特徵在於，所述耦合模組包括：
介面模組，用於讀取電動車的電瓶標識；
數模轉換模組，用於將電動車的電瓶標識轉換為模擬訊號；
調製模組，用於調製所述模擬訊號；以及
載波模組，用於將所述模擬訊號加載到電力線上。
本發明的一方面的電腦可讀媒體，其上儲存有電腦程式，其特徵在於，該電腦程式被處理器執行時實現上述的電動車的充電方法。
本發明還提供一種電腦設備，包括：記憶體；處理器；以及儲存在所述記憶體上並可在所述處理器上運行的電腦程式。
其中，該電腦程式的運行使得所述處理器執行所述電腦程式時實現上述的電動車的充電方法。
下面介紹的是本發明的多個實施例中的一些，旨在提供對本發明的基本瞭解。並不旨在確認本發明的關鍵或決定性的要素或限定所要保護的範圍。
出於簡潔和說明性目的，本文主要參考其示範實施例來描述本發明的原理。但是，本領域技術人員將容易地認識到，相同的原理可等效地應用於所有類型的電動車的充電系統以及電動車的充電方法，並且可以在其中實施這些相同的原理，以及任何此類變化不背離本專利申請的真實精神和範圍。
而且，在下文描述中，參考了附圖，這些附圖圖示特定的示範實施例。在不背離本發明的精神和範圍的前提下可以對這些實施例進行電、機械、邏輯和結構上的更改。此外，雖然本發明的特徵是結合若干實施/實施例的僅其中之一來揭示的，但是如針對任何給定或可識別的功能可能是期望和/或有利的，可以將此特徵與其他實施/實施例的一個或多個其他特徵進行組合。因此，下文描述不應視為在限制意義上的，並且本發明的範圍由所附請求項及其等效物來定義。
諸如“具備”和“包括”之類的用語表示除了具有在說明書和請求項申請專利範圍中有直接和明確表述的單元（模組）和模組以外，本發明的技術方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元（模組）和模組的情形。
圖1是表示本發明一實施方式的電動車的充電系統的結構方塊圖。
如圖1所示，本發明一實施方式的電動車的充電系統包括：
充電電源100，用於向電動車500提供電能並用於從電動車獲取電動車的電瓶標識；
閘道器200，與充電電源100通過電力線600連接並且通過充電電源100從電動車獲取電動車的電瓶標識並發送給下述的後臺伺服器400；
插座300，用於接通或者斷開電動車的充電（在圖1中示出了多個插座）；以及
後臺伺服器400，與閘道器200通訊連接，用於基於電動車的電瓶標識以及與該電動車的電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息對於電動車的充電進行控制並且執行充電相關的費用結算。
其中，充電電源100包括：
電源模組110，用於向電動車500提供電能；以及
第一耦合模組120，用於讀取電動車的電瓶標識，將電動車的電瓶標識轉換為模擬訊號，並且將模擬訊號加載到電力線600上。
閘道器200包括：
第二耦合模組210，用於接收電力線600上的模擬訊號並從模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識；
通訊模組220，用於與後臺伺服器400進行通訊連接，例如通過4G/5G/有線網絡/WIFI等中的任意通訊方式進行連接；
控制模組230，基於來自後臺伺服器400的對於電動車的充電進行控制的控制指令以控制插座300的接通或者斷開；以及
展示模組240，用於以規定方式展示由第二耦合模組210獲得的電動車的電瓶標識（可選模組）。
圖2是本發明一實施方式的電動車的充電系統中的第一耦合模組120和第二耦合模組210的結構方塊圖。
如圖2所示，第一耦合模組120包括：
介面模組121，用於讀取電動車的電瓶標識；
數模轉換模組122，用於將電動車的電瓶標識轉換為模擬訊號；
調製模組123，用於調製模擬訊號；以及
載波模組124，用於將模擬訊號加載到電力線600上。
第二耦合模組210包括：
濾波模組211，用於接收模擬訊號並進行濾波；
模數轉換模組212，用於將濾波後的模擬訊號轉換為數字訊號；以及
解調模組213，用於從數字訊號中解調出電動車的電瓶標識。
接著，對於利用上述電動車的充電系統實現的電動車的充電方法進行說明。
當電動車500通過插座300與充電電源100連接上以後，充電電源100作為訊息發送方，在充電電源100中，第一耦合模組120的介面模組121通過序列埠或內部總線讀取電動車500的電瓶標識（數字訊號），並通過第一耦合模組120中的數模轉換模組122、調製模組123電瓶標識進行調製處理和數模轉換，將數字訊號的電瓶標識轉換為模擬訊號，然後，通過載波模組124將高頻模擬訊號加載到電力線600（例如50HZ）上，也可以是將表示電瓶標識的模擬訊號和待充電訊息一起加載到電力線600上。
閘道器200作為訊息接收方，在閘道器200中，第二耦合模組210通過其具備的濾波模組211對模擬訊號進行濾波並通過濾波模組211、模數轉換模組212和解調模組213將模擬訊號轉換為數字訊號並進行調製處理，由此，可將電力線600上載波的模擬訊號解析而獲取到的電瓶標識。
接著，通過閘道器200的通訊模組220與後臺伺服器400進行通訊，將電瓶標識發送給後臺伺服器400，後臺伺服器400校驗該電瓶標識是否開通無感支付（無感支付的具體內容將在下文中描述），如已開通，則後臺伺服器400下發啟動充電指令到閘道器200，閘道器200通過控制模組230控制插座300的接觸器的開關接通，即可按照預設策略啟動充電。相較於傳統的電動車充電方式，在本發明中能夠基於電力線進行閘道器和電動車的通訊，並通過後臺伺服器和閘道器的通訊對充電進行控制。
其中，為實現和保證各種類型電動車和閘道器200的數據通訊，閘道器200需按照統一標準的數據鏈路格式與電動車之間進行互動，數據幀例如可以設置為包括幀頭、起始符、目的地址、源地址、信道控制字段、幀長度、幀類型、數據內容、補位機制、校驗字段等，這裡不做具體限定。
以下，對於本發明的電動車的充電方法進行說明。
圖3是表示本發明一實施方式的電動車的充電方法的流程示意圖。
如圖3所示，本發明一實施方式的電動車的充電方法包括：
第一觸發步驟S100：根據第一觸發條件，閘道器啟動充電電源對電動車的充電；
讀取步驟S200：充電電源讀取電動車的電瓶標識並通過基於電力線的載波通訊方式將電瓶標識發送給閘道器；
充電步驟S300：充電電源對電動車充電；
第二觸發步驟S400：根據第二觸發條件，閘道器停止充電電源對電動車的充電；以及
上傳步驟S500：基於對電動車充電的啟動和停止，閘道器獲得電動車的充電狀態訊息，閘道器將所述充電狀態訊息以及所述電瓶標識發送到後臺伺服器；以及
結算步驟S600：後臺伺服器基於所述電瓶標識、所述充電狀態訊息、以及與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息執行充電相關的費用結算。
其中，讀取步驟S200包括下述子步驟：
充電電源讀取電動車的電瓶標識，將電瓶標識轉換為模擬訊號；
將模擬訊號加載到電力線上傳輸到閘道器；以及
閘道器從電力線上接收模擬訊號並從模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識。
優選地，在所述讀取步驟S200和所述充電步驟S300之間進一步包括：
預扣費步驟，閘道器基於電瓶標識向後臺伺服器發起預扣費請求，後臺伺服器基於與該電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息進行相關於充電的預扣費。
以上描述的過程是假設電動車的電瓶標識已與用戶賬戶訊息預先進行了綁定（即已進行了用戶註冊），若兩者之間還沒有綁定的話，則在第一觸發步驟S100之前進一步包括：
綁定步驟，後臺伺服器獲得電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息並將兩者實現綁定；以及
開通步驟，後臺伺服器對於已實現綁定的電瓶標識與用戶賬戶訊息開通相關於充電的預授權。
其中，綁定步驟包括以下子步驟：
充電電源讀取電動車的電瓶標識並通過基於電力線的載波通訊方式傳送到閘道器；
閘道器例如以二維碼形式展示所述電動車的電瓶標識；
用戶通過掃描二維碼獲取電動車的電瓶標識並將電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息通過移動終端發送到後臺伺服器；以及
後臺伺服器將電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息實現綁定。
這裡作為一個示例，所述第一觸發條件包括：電動車和充電電源連接，所述第二觸發條件包括：電動車和充電電源斷開連接。
這裡作為另一示例，所述第一觸發條件包括：閘道器手動控制或者用戶手動控制開啟充電電源對電動車的充電；所述第二觸發條件包括：閘道器手動控制或者用戶手動控制關閉充電電源對電動車的充電。
這裡作為再一個示例，所述第二觸發條件包括：電動車充滿電或者已完成執行預定的充電策略。
接著，對於使用本實施方式的電動車的充電方法實現充電過程中的幾個場景進行說明。
1. 電動車無感充電開通（未註冊用戶）
初始化：根據統一標準或規範，設備生產廠商為電瓶配置電瓶標識，並設置為能夠通過介面讀取該電瓶標識（其中，電瓶標識為不可更改）；
標識讀取：用戶將電動車與插座、充電電源連接好後，閘道器通過電訊號檢測電動車與閘道器的連接，連接成功後，閘道器通過電力線即利用PLC電力載波通訊方式與電動車進行通訊，讀取電動車的電瓶標識；
用戶掃碼註冊開通：閘道器讀取電瓶標識後，由閘道器的展示模組生成二維碼訊息並使得展示在顯示設備（該顯示設備未圖示）上，用戶通過掃描二維碼訊息進行註冊（例如，小程式、運營商APP、公眾號等方式），以將電瓶標識和用戶賬戶訊息（例如付款的銀行卡賬戶、支付賬戶等）上傳到後臺伺服器並進行兩者的綁定，同時，進一步也提示用戶授權無感充電開通。這裡所謂的“無感充電”主要指用戶插上充電電源（即電動車與插座、充電電源連接）之後自動開始充電，用戶拔開充電電源（即電動車與插座、充電電源斷開連接）之後自動完成支付。
2. 電動車無感充電（已註冊用戶）：
初次充電：用戶授權無感充電開通後，通過移動終端側或閘道器的按鈕（未圖示）控制啟動對電動車的充電，通過閘道器讀取充電狀態並與後臺伺服器的互動確認啟動充電成功，後續，用戶仍可通過移動終端側或閘道器的按鈕控制充電啟動（也可以是連接插座後自動啟動充電)。
預扣費：閘道器檢測連接狀態後，觸發無感充電流程，閘道器發送充電訊息給後臺伺服器（包含電動車的電瓶標識）。後臺伺服器通過電瓶標識得到與其綁定的用戶賬戶訊息，並檢測是否已預扣費。若未扣費，則調用支付預授權介面進行後臺預置費用的預扣費，若已扣費，則繼續充電。
無感充電：在通過預授權介面扣費成功後，通過閘道器控制插座使得電動車繼續充電，否則，中止充電。
充電完成：電動車的電瓶充滿或用戶主動斷開插座的連接而中止充電後，閘道器檢測充電狀態後，將充電狀態訊息上送後臺伺服器，其中，作為充電狀態訊息，例如可以列舉包括但不限於：充電電量、充電電流、充電電壓、充電時長、剩餘充電時長、車輛VIN碼、樁編碼等。後臺伺服器收到充電狀態訊息後計算實際費用訊息，通過電瓶標識查詢綁定的用戶賬戶訊息，並調用支付預授權完成介面完成充電費用扣除和結算，完成充電。
3.電動車無感充電（未註冊掃碼充電用戶）：
標識讀取：用戶將電動車與插座、充電電源連接好之後，閘道器通過電力線與電動車通訊，讀取電動車的電瓶標識，啟動充電的同時將電瓶標識與用戶賬戶訊息發送到後臺伺服器以實現電瓶標識與用戶賬戶訊息的綁定。
用戶開通無感充電：後臺伺服器向用戶推送通知/提供授權開通入口，用戶授權無感充電開通。
啟動及預扣費：閘道器檢測到充電電源、插座與電動車的連接狀態後，觸發無感充電流程，閘道器發送充電狀態給後臺伺服器（包含電動車的電瓶標識）。後臺伺服器通過電瓶標識獲得與其綁定的用戶賬戶訊息，並檢測是否已預扣費。若未扣費，則調用支付預授權介面進行後臺預置費用的預扣費，若已扣費，則繼續充電。
無感充電：通過預授權介面扣費成功後，通過閘道器控制電瓶車繼續充電，否則，中止充電。
充電完成：在電動車的電瓶充滿或用戶主動斷開插座的連接而中止充電後，閘道器檢測充電狀態後，將充電狀態訊息上送後臺伺服器，後臺伺服器計算實際費用訊息，通過電瓶標識查詢用戶賬戶訊息，並調用支付預授權完成介面完成充電費用扣除和結算，完成充電。
接著，對於本發明的電動車的充電方法兩個實施例進行說明。
實施例1（通過無感充電啟動實現充電）
在實施例1的電動車的充電方法中包括：
（1）電動車的電瓶標識獲取：
當用戶通過插座連接好充電電源時，基於220V的電力線，以低電流供電模式充電電源中的第一耦合電路與電動車內部直流控制電路互動，獲取電動車的電瓶標識，同時利用第一耦合電路，同時，將電動車的電瓶標識進行編碼和轉換，將轉換後的訊號加載到電力線上。這裡作為一個示例，第一耦合電路中的載波模組可以由電力線載波晶片來實現。
在閘道器側，閘道器作為接收器，接收到某個連接好電路的插座的電力線傳輸的編碼訊息，通過第二耦合電路獲取編碼訊息，進行訊號的解碼，解碼後閘道器即獲取電瓶標識。這裡作為一個示例，這裡作為一個示例，第二耦合電路中可以由電力線載波晶片來實現。
（2）用戶掃碼註冊開通：
用戶插好插座，連接好插座與電瓶車，閘道器通過PLC電力載波通訊方式與電動車通訊，讀取電動車的電瓶標識。閘道器讀取電瓶標識後，通過閘道器本身或者通過請求後臺伺服器生成包含該電瓶標識的二維碼訊息，並在閘道器的顯示螢幕展示二維碼。用戶通過運營商App或公眾號或小程式掃碼，進行用戶註冊。註冊成功後，即將電瓶標識和用戶賬戶訊息上送後臺伺服器之後，後臺伺服器將電瓶標識和用戶訊息進行綁定，同時，提示用戶綁定銀行卡或支付賬戶，即實現電瓶標識和用戶賬戶訊息的綁定，授權無感充電開通。
（3）無感啟動充電：
無感充電開通完成後，提示用戶拔下插座重新插入。閘道器通過PLC電力載波通訊方式與電動車通訊，讀取電動車的電瓶標識。閘道器將閘道器訊息、插座訊息、以及電動車的電瓶標識等訊息發給後臺伺服器，後臺伺服器驗證通過後授權啟動充電。閘道器通過控制模組控制該插座的接觸器接通，即可按照預設策略（如默認充電12小時等）啟動充電。
（4）電動車充電：
充電過程中，閘道器隔一段時間如兩分鐘讀取電動車的電瓶標識和充電狀態訊息（例如可以列舉但不限於：充電電量、充電電流、充電電壓、充電時長、剩餘充電時長、汽車VIN碼、樁編碼等），並將訊息發給後臺伺服器。
（5）充電完成：
電動車的電瓶充滿或用戶主動拔下插座中止充電後，閘道器檢測到連接狀態/充電狀態變化後，將訊息上送後臺，計算實際費用訊息，通過電瓶標識查詢用戶訊息，並調用支付介面完成充電費用扣除，充電完成。
實施例2（通過用戶啟動和閘道器授權實現充電）
在實施例2的電動車的充電方法中包括：
用戶掃碼註冊開通：
用戶插好插座，連接好插座與電瓶車，閘道器通過PLC電力載波通訊方式與電動車通訊，讀取電動車電瓶標識。閘道器讀取電瓶標識，通過閘道器本身或者請求後臺伺服器生成二維碼訊息，該二維碼訊息中包含電瓶標識，並在閘道器的顯示螢幕展示。用戶通過運營商App或公眾號或小程式掃碼，進行用戶註冊。註冊成功後，即將電瓶標識和用戶訊息上送後臺伺服器之後，後臺伺服器將電瓶標識和用戶訊息進行綁定。同時，提示用戶綁定銀行卡或支付賬戶，授權無感充電開通。
（2）用戶啟動充電：
用戶授權無感充電開通後，閘道器與後臺伺服器通訊獲取電瓶標識對應用戶的授權狀態，通過閘道器提示給出準備好充電的提示。用戶可通過移動終端側App/公眾號/小程式內啟動按鈕，或閘道器上的啟動按鈕控制啟動充電。
（3）閘道器授權啟動充電：
用戶觸發啟動充電後，閘道器發送電動車的電瓶標識給充電後臺伺服器，後臺伺服器通過電瓶標識查詢綁定的用戶訊息，查詢到用戶訊息後，通過調用用戶綁定銀行卡或支付賬戶的支付預授權介面進行後臺預置費用的預扣費，如2元或5元（同時，可結合用戶歷史充電費用情況估算預扣費金額）。預授權扣費成功後，閘道器後臺發送指令授權閘道器，閘道器的控制模組控制插座的接觸器的接通以開啟電動車充電。
（4）電動車充電：
充電過程中，閘道器隔一段時間如兩分鐘讀取電動車的電瓶標識和充電狀態訊息，並將電瓶標識和充電狀態訊息發給後臺伺服器。
（5）充電完成：
電動車電瓶充滿或用戶主動拔下插座中止充電後，閘道器檢測到充電狀態後，將訊息上送後臺，計算實際費用訊息，通過電瓶標識查詢用戶訊息，調用用戶綁定銀行卡或支付賬戶的支付預授權完成介面完成充電費用扣除和結算，完成充電。
實施例3（換電櫃場景）
實施例3說明了一個換電櫃場景下的充電系統。
圖4是表示本發明實施例3的換電櫃場景下的充電系統的結構示意圖。
如圖4所示，10表示充電電源，20表示閘道器，30表示充電櫃，40表示後臺伺服器，50表示電力線。其中，充電櫃30和多個充電電源10分別電連接，充電櫃30中例如可以劃分為1-8號的8個充電櫃（這裡的櫃子數量僅僅是用於舉例說明，並沒有限定作用），在充電櫃30中可以收納需要進行充電的電瓶。
在實施例3中，對於電瓶進行充電方法主要包括下述步驟：
將電動車的電瓶放入到充電櫃30，相當於通過充電櫃30建立了充電電源10與電瓶的電連接關係；
閘道器20通過基於電力線40的載波通訊方式與充電電源10、充電櫃30進行通訊獲取電瓶的電瓶標識；
閘道器20讀取電瓶標識後，生成二維碼訊息，並顯示在閘道器20具備的顯示螢幕上；
用戶通過運營商APP或者公眾號碼或者小程式掃描等方式掃描二維碼訊息進行註冊並授權無感充電開通，具體地，例如用戶通過手機等掃描二維碼訊息，獲取電瓶標識並且同時將需要與該電瓶標識進行的綁定用戶賬戶訊息傳送到後臺伺服器40，在後臺伺服器40中建立電瓶標識和用戶賬戶訊息的綁定關係，同時對該電瓶標識和用戶賬戶訊息開通授權無感充電；
通過手機側或者閘道器的按鈕控制啟動對電瓶的充電；
充電啟動後，閘道器20將電瓶標識發送到後臺伺服器40，後臺伺服器40基於該電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息進行預扣費，扣費成功後繼續充電（否則中止充電）；
電瓶充滿電或者用戶手動中止充電後，閘道器20讀取充電狀態變化，閘道器20將相關於充電的啟動和中止的充電狀態訊息和電瓶標識發送到後臺伺服器40，後臺伺服器40計算實際費用，並按照電瓶標識找到與該電瓶標識綁定的用戶賬戶進行費用結算。
另外，作為實施例3的一個變形例，閘道器20也可以不單獨設置而是作為充電櫃30的一部分設置，例如在充電櫃30上方增加一個用於實現閘道器20功能的組成部分。
本發明的電動車的充電系統以及電動車的充電方法中，通過對閘道器、電動車的充電電源進行改造，能夠通過基於電力線的PLC電力載波通訊方式實現閘道器與電動車的通訊，由此讀取電動車的電瓶標識。並且，通過將電瓶標識與用戶賬戶訊息在後臺伺服器進行綁定（註冊用戶），基於與電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息開通預授權或者預扣費，由此實現無關充電的開通。這樣，對於已註冊的用戶，當需要充電時，只要將電動車的電瓶與充電電源連接，充電電源能夠自動讀取電瓶標識後通過PLC電力載波通訊方式發送到閘道器，閘道器將電瓶標識發送到後臺伺服器，後臺伺服器基於電瓶標識查詢綁定的用戶賬戶訊息，若該用戶賬戶訊息已開通預授權或者預扣費，則閘道器控制充電電源對電瓶車繼續充電，若沒有開通預授權或者預扣費，則停止充電。
另一方面，如果是對於未註冊用戶，需要充電時，通過將電動車的電瓶與充電電源連接，充電電源能夠自動讀取電瓶標識後通過PLC電力載波通訊方式發送到閘道器，閘道器電瓶標識顯示給用戶，用戶通過移動終端的公眾號或者小程式等方式將電瓶標識和用戶賬戶訊息發送到後臺伺服器，由後臺綁定電瓶標識和用戶賬戶訊息，並且在對該用戶賬戶訊息開通預授權或者預扣費之後，閘道器控制充電電源對電瓶車繼續充電，若沒有開通預授權或者預扣費，則停止充電。
本發明還提供一種電腦設備，包括：記憶體；處理器；以及儲存在所述記憶體上並可在所述處理器上運行的電腦程式，其中，該電腦程式的運行使得所述處理器執行所述電腦程式時實現上述的電動車的充電方法。
如上所述，根據本發明的電動車的充電系統以及電動車的充電方法，能夠提供一種便捷的無感充電開通方法，對於未註冊或已註冊用戶都能夠提供一種方便的訊息讀取和綁定方式，簡化用戶開通流程。而且，為了降低該場景中無感支付扣款失敗的風險，採用預授權方式降低無法扣款的風險。
以上例子主要說明了本發明的電動車的充電系統以及電動車的充電方法。儘管只對其中一些本發明的具體實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當瞭解，本發明可以在不偏離其主旨與範圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各請求項所定義的本發明精神及範圍的情況下，本發明可能涵蓋各種的修改與替換。
10:充電電源 20:閘道器 40:後臺伺服器 100:充電電源 110:電源模組 120:第一耦合模組 121:介面模組 122:數模轉換模組 123:調製模組 124:載波模組 200:閘道器 210:第二耦合模組 211:濾波模組 212:模數轉換模組 213:解調模組 220:通訊模組 230:控制模組 240:展示模組 300:插座 400:後臺服務器 500:電動車 S100~S600:步驟
圖1是表示本發明一實施方式的電動車的充電系統的結構方塊圖； 圖2是本發明一實施方式的電動車的充電系統中的第一耦合模組和第二耦合模組的結構方塊圖； 圖3是表示本發明一實施方式的電動車的充電方法的流程示意圖；及 圖4是表示本發明實施例3的換電櫃場景下的充電系統的結構示意圖。
100:充電電源
110:電源模組
120:第一耦合模組
200:閘道器
210:第二耦合模組
220:通訊模組
230:控制模組
240:展示模組
300:插座
400:後臺服務器
500:電動車

Claims (17)

  1. 一種電動車的充電方法，利用充電電源、閘道器以及後臺伺服器實現，該方法包括：綁定步驟，所述後臺伺服器獲得所述電動車的電瓶標識與用戶賬戶訊息並將兩者實現綁定；第一觸發步驟，根據第一觸發條件，所述閘道器啟動所述充電電源對電動車的充電；讀取步驟，所述充電電源讀取所述電動車的電瓶標識並通過基於電力線的載波通訊方式將所述電瓶標識發送給所述閘道器；預扣費步驟，所述閘道器基於所述電瓶標識向所述後臺伺服器發起預扣費請求，所述後臺伺服器基於與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息進行相關於充電的預扣費；充電步驟，所述充電電源對所述電動車充電；第二觸發步驟，根據第二觸發條件，所述閘道器停止充電電源對所述電動車的充電；上傳步驟，基於對所述電動車充電的啟動和停止，所述閘道器獲得所述電動車的充電狀態訊息，所述閘道器將所述充電狀態訊息以及所述電瓶標識發送到所述後臺伺服器；以及結算步驟，所述後臺伺服器基於所述電瓶標識、所述充電狀態訊息、以及與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息執行充電相關的費用結算； 其中，所述充電電源包括：第一耦合模組，用於從所述電動車讀取所述電動車的所述電瓶標識，將所述電動車的所述電瓶標識轉換為模擬訊號，並且將所述模擬訊號加載到電力線上；其中，所述閘道器包括：第二耦合模組，用於接收所述電力線上的所述模擬訊號並從所述模擬訊號中解析出所述電動車的所述電瓶標識；其中，所述讀取步驟包括：所述充電電源的第一耦合模組讀取所述電動車的所述電瓶標識，將所述電瓶標識轉換為所述模擬訊號；將所述模擬訊號加載到所述電力線上傳輸到所述閘道器；以及所述閘道器的第二耦合模組從所述電力線上接收所述模擬訊號並從所述模擬訊號中解析出所述電動車的所述電瓶標識；所述綁定步驟包括：所述充電電源讀取所述電動車的所述電瓶標識並通過基於所述電力線的載波通訊方式傳送到所述閘道器；所述閘道器以二維碼方式展示所述電動車的所述電瓶標識；用戶獲取所述閘道器所展示的所述電動車的所述電瓶標識並將所述電動車的所述電瓶標識與用戶賬戶訊息通過移動終端發送到後臺伺服器；以及 所述後臺伺服器將所述電動車的所述電瓶標識與用戶賬戶訊息實現綁定。
  2. 如請求項1所述的電動車的充電方法，在所述第一觸發步驟之前所述綁定步驟之後進一步包括：開通步驟，所述後臺伺服器對於已實現綁定的所述電瓶標識與用戶賬戶訊息開通相關於充電的預授權。
  3. 如請求項1所述的電動車的充電方法，其中，所述第一觸發條件包括：所述電動車和所述充電電源連接，所述第二觸發條件包括：所述電動車和所述充電電源斷開連接。
  4. 如請求項1所述的電動車的充電方法，其中，所述第一觸發條件包括：所述閘道器手動控制或者用戶手動控制開啟所述充電電源對所述電動車的充電；所述第二觸發條件包括：所述閘道器手動控制或者用戶手動控制關閉所述充電電源對所述電動車的充電。
  5. 如請求項1所述的電動車的充電方法，其中，所述第二觸發條件包括：所述電動車充滿電或者已完成執行預定的充電策略。
  6. 一種電動車的充電方法，該方法包括：綁定步驟，獲得電動車的電瓶標識，以用於實現所述電動車電瓶與用戶賬戶訊息的綁定；第一觸發步驟，根據第一觸發條件，使得啟動充電電源對所述電動車的充電； 獲取步驟，從所述充電電源獲取所述電動車的所述電瓶標識；預扣費步驟，基於所述電瓶標識發起預扣費請求；第二觸發步驟，根據第二觸發條件，使得停止所述充電電源對電動車的充電；以及上傳步驟，基於對所述電動車充電的啟動和停止，獲得所述電動車的充電狀態訊息，並且將所述充電狀態訊息以及所述電瓶標識上傳；其中，所述獲取步驟包括：通過電力線從所述充電電源接收由所述電瓶標識轉換成的模擬訊號；以及從所述模擬訊號中解析出所述電動車的所述電瓶標識；所述綁定步驟包括：從所述充電電源獲取基於所述電力線的載波通訊方式傳送來的所述電瓶標識；以及以二維碼方式展示所述電動車的所述電瓶標識。
  7. 如請求項6所述的電動車的充電方法，其中，所述第一觸發條件包括：所述電動車和所述充電電源連接，所述第二觸發條件包括：所述電動車和所述充電電源斷開連接。
  8. 如請求項6所述的電動車的充電方法，其中， 所述第一觸發條件包括：所述閘道器手動控制或者用戶手動控制開啟所述充電電源對所述電動車的充電；所述第二觸發條件包括：所述閘道器手動控制或者用戶手動控制關閉所述充電電源對所述電動車的充電。
  9. 如請求項6所述的電動車的充電方法，其中，所述第二觸發條件包括：所述電動車充滿電或者已完成執行預定的充電策略。
  10. 一種電動車的充電系統，包括：充電電源，用於給電動車充電；以及閘道器，與所述充電電源通過電力線連接，並且通過基於電力線的載波通訊方式與所述電動車進行通訊以通過所述充電電源從所述電動車獲取電瓶標識；其中，所述充電電源包括：電源模組，用於向所述電動車提供電能；以及第一耦合模組，用於從所述電動車讀取所述電動車的所述電瓶標識，將所述電動車的所述電瓶標識轉換為模擬訊號，並且將所述模擬訊號加載到所述電力線上；所述閘道器包括：第二耦合模組，用於接收所述電力線上的所述模擬訊號並從所述模擬訊號中解析出電動車的所述電瓶標識；展示模組，用於以二維碼方式展示所述電動車的所述電瓶標識，所述第一耦合模組包括：介面模組，用於讀取所述電動車的所述電瓶標識； 數模轉換模組，用於將所述電動車的所述電瓶標識轉換為所述模擬訊號；調製模組，用於調製所述模擬訊號；以及載波模組，用於將所述模擬訊號加載到所述電力線上；所述第二耦合模組包括：濾波模組，用於接收所述模擬訊號並進行濾波；模數轉換模組，用於將濾波後的所述模擬訊號轉換為數位訊號；以及解調模組，用於從所述數位訊號中解調出所述電動車的所述電瓶標識，所述閘道器基於所述電瓶標識向所述後臺伺服器發起預扣費請求，所述後臺伺服器基於與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息進行相關於充電的預扣費。
  11. 如請求項10所述的電動車的充電系統，進一步包括：插座，用於接通或者斷開電動車的充電。
  12. 如請求項11所述的電動車的充電系統，其中，所述後臺伺服器，與所述閘道器通訊連接，基於所述電動車的電瓶標識以及與電動車的電瓶標識綁定的用戶訊息對於所述電動車的充電進行控制並且執行充電相關的費用結算。
  13. 如請求項11所述的電動車的充電系統，所述閘道器進一步包括：通訊模組，用於與所述後臺伺服器進行通訊連接；以及 控制模組，基於來自所述後臺伺服器的對於所述電動車的充電進行控制的控制指令來控制所述插座的接通或者斷開。
  14. 如請求項11所述的電動車的充電系統，其中，所述展示模組以條碼方式展示所述電動車的所述電瓶標識。
  15. 一種閘道器，包括：耦合模組，用於接收電力線上的模擬訊號並從所述模擬訊號中解析出電動車的電瓶標識；通訊模組，用於與外部的後臺伺服器進行通訊連接；展示模組，用於以二維碼方式展示所述電動車的所述電瓶標識；以及控制模組，用於基於來自外部的所述後臺伺服器的控制指令來控制電動的充電的接通或者斷開；其中，所述耦合模組包括：濾波模組，用於接收所述模擬訊號並進行濾波；模數轉換模組，用於將濾波後的所述模擬訊號轉換為數位訊號；以及解調模組，用於從所述數位訊號中解調出所述電動車的所述電瓶標識；所述閘道器基於所述電瓶標識向所述後臺伺服器發起預扣費請求，所述後臺伺服器基於與所述電瓶標識綁定的用戶賬戶訊息進行相關於充電的預扣費。
  16. 一種電腦可讀媒體，其上儲存有電腦程式，其中， 該電腦程式被處理器執行時實現請求項1~5或者6~9任意一項所述的電動車的充電方法。
  17. 一種電腦設備，包括：記憶體；處理器；以及儲存在所述記憶體上並可在所述處理器上運行的電腦程式，其中，該電腦程式的運行使得所述處理器執行所述電腦程式時實現請求項1~5或者6~9任意一項所述的電動車的充電方法。
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