CN111251920A - 一体式充电桩智能控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体式充电桩智能控制系统及控制方法，包括充电桩，充电桩内设有AC‑DC充电模块、检测模块、功率变频模块、通信模块、充电控制模块、配电模块、摄像单元、智能识别模块和计费单元，计费单元通过充电连接线与充电枪连接，计费单元对充电数据进行分析和处理，摄像单元和计费单元连接，智能识别模块分别与摄像单元和计费单元连接；电源接入端与AC‑DC充电模块连接，AC‑DC充电模块与检测模块连接，检测模块与功率变频模块通信，功率变频模块与充电控制模块通信，充电控制模块控制功率变频模块对充电枪进行功率调整，充电控制模块与计费单元通信，检测模块与通信模块通信。其有益效果是，能调整输出功率，输出电动汽车充电时的标准输出功率，提高电池使用寿命。

Description

一体式充电桩智能控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，尤其是涉及一种一体式充电桩智能控制系统及其控制方法。

背景技术

随着中国经济的不断发展，人们的生活越来越富裕，公共交通不能满足大部分人的出现需求，人们购买小汽车在不断地增多；当前大部分汽车一般都是以汽油味动力，然而汽油燃烧后的大部分成分多大气造成污染，从而使空气污染问题日趋严重，但随着人们的环抱意识的增加，并且中国政府推进新能源汽车行业的发展，并对新能源汽车行业的大力补贴，人们对新能源汽车的关注不断提高；当前纯电动汽车成为新能源汽车的主力军，纯电动汽车无需使用汽油、柴油，因此纯电动汽车几乎对大气没有污染，而纯电动汽车的动力来自于蓄电池，但是蓄电池的电量用完了需要充电后才能给电动汽车提供动力，充电一般都要用到充电桩，电动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。这也是消费者在购买电动汽车之前最为关心的一个方面之一。实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给是电动汽车充电器设计的基本原则，另外，还要考虑充电器对各种动力电池的适用性。

传统的充电桩的充电功率都是固定的，通用的给电动汽车充电，而不同的电动汽车的充电功率是不一样的，这就对电动汽车的电池的使用寿命产生影响了，会减少它的使用寿命，为此我们发明了一种一体式充电桩智能控制系统及其控制方法，以解决上述问题。

为解决上述问题，现有的充电设备厂家也提供了一些双枪充电桩的技术方案，例如：公开号为CN108306359A的中国专利就公开了一种单双枪自动切换的双枪充电桩系统及其控制方法，该系统包括充电柜和两个分体桩，分体桩内设有计费单元，充电柜内设有AC-DC充电模块、功率分配单元、两个充电控制单元及两个配电单元，交流输入端通过AC-DC充电模块与功率分配单元连接；该方法包括初始化、自检待机、检测对枪充电状态并根据不同状态进入单枪轮充模式或双枪同充模式等步骤，在单枪轮充模式中，计费单元进行充电，在双枪同充模式中，计费单元发送模式切换命令，充电控制单元自检完成后进入充电状态。

但是，上述中的现有技术方案存在以下缺陷：它的双枪充电功率是平均分配的，不能完全按照电池的标准充电功率来进行充电，会影响电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种一体式充电桩智能控制系统及其控制方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一体式充电桩智能控制系统，包括充电桩，所述充电桩内设有AC-DC充电模块、检测模块、功率变频模块、通信模块、充电控制模块、配电模块、摄像单元、智能识别模块和计费单元，所述摄像单元和所述计费单元连接，用于对充电的电动汽车进行拍照并将照片信息传给所述智能识别模块；所述智能识别模块分别与所述摄像单元和计费单元连接，所述智能识别模块将所述摄像单元传递来的电动汽车照片通过内部的车辆信息库自动匹配识别充电的电动汽车型号，并判断其电池型号及标准充电功率，最终将信息传给所述计费单元；所述计费单元通过充电连接线与充电枪连接，所述计费单元对充电数据进行分析和处理，并将所述智能识别模块传递来的信息传递给所述功率变频模块。

本发明的进一步设置，电源接入端与所述AC-DC充电模块连接，所述AC-DC充电模块会将交流电转换为直流电；所述AC-DC充电模块与所述检测模块连接，所述检测模块与所述通信模块通信，所述检测模块会检测电池电量信息并将信息传递给所述通信模块和所述计费单元。

本发明的进一步设置，所述检测模块与所述功率变频模块通信，所述功率变频模块会将输出功率调整为电池的标准充电功率；所述功率变频模块与所述充电控制模块通信，所述充电控制模块控制所述功率变频模块对所述充电枪进行功率调整，充电控制模块会控制充电电流和电压，并由配电模块供电。

本发明的进一步设置，所述充电桩还包括触屏显示器、电表和读卡器，所述触屏显示器、所述电表和所诉读卡器分别与计费单元连接。

本发明的进一步设置，所述电表将测量充电所用电量，所述读卡器对所述电表的数值进行读取，并将所读取的数值传递给所述计费单元，由所述计费单元进行费用计算。

本发明的进一步设置，所述充电枪连接所述充电桩和电动车，其包括充电桩与电动车的直接通信线，充电输出导线。

作为本发明的进一步设置，所述充电桩内还设有漏电保护器，电源接入端连接漏电保护器。

另一方面，一体式充电桩的控制方法主要包括以下步骤：

S1：一体式充电桩智能控制系统初始化；

S2：人员操作触控显示器，计费单元自动启动摄像单元，摄像单元拍摄电动汽车照片，并将照片信息传递给智能识别模块；

S3：智能识别模块匹配识别车辆电池信息及充电功率，并将信息反馈给计费单元；

S4：计费单元将反馈的信息处理，并将信息传递给充电控制模块，由充电控制模块控制功率变频模块进行功率调整，功率变频模块将输出功率调整为适合电池充电功率的标准功率，并传递信号给检测模块；

S5：检测模块检测车辆电池电量信息，并将信息传递给计费单元，由计费单元估算充电时间，并将信息显示在触控显示器上，然后启动充电控制模块；

S6：充电控制模块将控制充电电流和电压，并由配电模块给充电枪供电，由充电枪给电动汽车充电；

S7：充电过程中，检测模块会随时检测充电状态，检测到电池容量已满时，将传递信号给充电控制模块，充电控制模块将停止充电，同时检测模块会传递信号给计费单元和通信模块；

S8：计费单元开始根据电表读数计算费用，通信模块将发送信息给车主，提醒车主充电已完成。

S9：车主支付完充电费用后，送还充电枪，系统自动进入待机状态。

本发明的进一步设置，所述充电桩内还设有漏电保护器，电源接入端连接漏电保护器。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、不同的电动汽车有不同的充电功率，通过摄像单元、智能识别模块和功率变频模块的设置，能自动检索识别车辆电池信息，并由功率变频模块调整输出功率，功率调整为电池的标准充电功率，能够提高电动汽车电池的使用寿命；

2、通过检测模块和通信模块的设置，能够随时掌握电池的充电状态，并在充电完成时及时提醒车主，大大提升了用户的体验度；

附图说明

图1是本发明充电桩控制系统及控制方法的工作流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，一体式充电桩智能控制系统，包括充电桩，所述充电桩内设有AC-DC充电模块、检测模块、功率变频模块、通信模块、充电控制模块、配电模块、摄像单元、智能识别模块和计费单元，所述计费单元通过充电连接线与充电枪连接，所述计费单元对充电数据进行分析和处理，所述摄像单元和所述计费单元连接，所述智能识别模块分别与所述摄像单元和计费单元连接；电源接入端与所述AC-DC充电模块连接，所述AC-DC 充电模块与所述检测模块连接，所述检测模块与所述功率变频模块通信，所述功率变频模块与所述充电控制模块通信，所述充电控制模块控制所述功率变频模块对所述充电枪进行功率调整，所述充电控制模块与所述计费单元通信，所述检测模块与所述通信模块通信。

为了便于本领域技术人员对本技术方案更加清楚，下面将对上述各模块进行具体的说明：所述摄像单元会对充电的电动车进行拍照，并将照片信息传给所述智能识别模块，由所述智能识别模块通过内部的车辆信息库自动匹配识别充电的电动车，判断其电池型号及标准充电功率，并将最终信息传给所述计费单元，由所述计费单元将信息传递给功率变频模块；所述AC-DC模块是充电桩的核心部件，负责将交流电转换为直流电；所述检测模块会检测电池电量信息并将信息传递给所述通信模块和所述计费单元；所述功率变频模块会将输出功率调整为电池的标准充电功率；充电控制模块会控制充电电流和电压，并由配电模块供电，而不同的电动汽车的充电功率是不一样的，通过摄像单元、智能识别模块和功率变频模块的设置，能自动检索识别车辆电池信息，并由功率变频模块调整输出功率，功率调整为电池的标准充电功率，能够提高电动汽车电池的使用寿命，传统的充电桩它所输出的充电功率是固定的，像双枪充电桩它是将功率平均分配同时给两辆汽车充电，虽然它提高了汽车的充电效率，但是输出的功率不一定适合该汽车的电池充电功率，从而影响电池的使用寿命；

所述充电桩还包括触屏显示器、电表和读卡器，所述触屏显示器、所述电表和所诉读卡器分别与所述计费单元连接，所述触屏显示器是便于车主操作，车主可以通过触控操作充电设置，所述电表将测量充电所用电量，所述读卡器对所述电表的数值进行读取，并将所读取的数值反馈给所述计费单元，由所述计费单元进行费用计算，并将费用信息显示在触控显示屏上；所述充电枪连接所述充电桩和电动车，其包括充电桩与电动车的直接通信线，充电输出导线。

一体式充电桩的控制方法，参照图1包括以下步骤：

S1：一体式充电桩智能控制系统初始化；

S2：人员操作触控显示器，计费单元自动启动摄像单元，摄像单元拍摄电动汽车照片，并将照片信息传递给智能识别模块；

S3：智能识别模块匹配识别车辆电池信息及充电功率，并将信息反馈给计费单元；

S4：计费单元将反馈的信息处理，并将信息传递给充电控制模块，由充电控制模块控制功率变频模块进行功率调整，功率变频模块将输出功率调整为适合电池充电功率的标准功率，并传递信号给检测模块；

S5：检测模块检测车辆电池电量信息，并将信息传递给计费单元，由计费单元估算充电时间，并将信息显示在触控显示器上，然后启动充电控制模块；

S6：充电控制模块将控制充电电流和电压，并由配电模块给充电枪供电，由充电枪给电动汽车充电；

S7：充电过程中，检测模块会随时检测充电状态，检测到电池容量已满时，将传递信号给充电控制模块，充电控制模块将停止充电，同时检测模块会传递信号给计费单元和通信模块；

S8：计费单元开始根据电表读数计算费用，通信模块将发送信息给车主，提醒车主充电已完成。

S9：车主支付完充电费用后，送还充电枪，系统自动进入待机状态。

在所述充电桩内还设有漏电保护器，电源接入端连接漏电保护器，漏电保护器要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护，具有过载和短路保护功能，可用来保护线路或电动机的过载和短路，提高充电桩用电时的安全性。

工作原理：开始时一体式充电桩智能控制系统初始化，当有人需要电动汽车充电操作触控显示器时，充电桩内置的计费单元自动启动摄像单元，摄像单元开始对要充电的电动汽车拍照，并将照片信息传递给智能识别模块，智能识别模块按照内置的电动汽车信息库匹配识别车辆电池信息及充电功率，并将信息反馈给计费单元，计费单元将反馈的信息处理并将信息传递给充电控制模块，由充电控制模块控制功率变频模块进行功率调整，功率变频模块将输出功率调整为电池的标准充电功率并传递信号给检测模块，检测模块检测车辆电池电量信息并将信息反馈给计费单元，由计费单元估算所需充电时间，并将信息显示在触控显示器上告知车主，同时传递信号给充电控制模块启动充电控制模块，充电控制模块将控制充电电流和电压，并由配电模块给充电枪供电，由充电枪给电动汽车充电；在充电过程中，检测模块会随时检测汽车的充电状态，当检测到电池容量已满时，将传递信号给充电控制模块，充电控制模块将停止充电，同时检测模块会传递信号给计费单元和通信模块，计费单元开始根据电表读数计算费用，通信模块将发送信息给车主，提醒车主充电已完成，车主支付完充电费用后，送还充电枪，系统自动进入待机状态。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一体式充电桩智能控制系统，包括充电桩，其特征在于，所述充电桩内设有AC-DC充电模块、检测模块、功率变频模块、通信模块、充电控制模块、配电模块、摄像单元、智能识别模块和计费单元，所述摄像单元和所述计费单元连接，用于对充电的电动汽车进行拍照并将照片信息传给所述智能识别模块；所述智能识别模块分别与所述摄像单元和计费单元连接，所述智能识别模块将所述摄像单元传递来的电动汽车照片通过内部的车辆信息库自动匹配识别充电的电动汽车型号，并判断其电池型号及标准充电功率，最终将信息传给所述计费单元；所述计费单元通过充电连接线与充电枪连接，所述计费单元对充电数据进行分析和处理，并将所述智能识别模块传递来的信息传递给所述功率变频模块。

2.根据权利要求1所述的一体式充电桩智能控制系统，其特征在于，电源接入端与所述AC-DC充电模块连接，所述AC-DC充电模块会将交流电转换为直流电；所述AC-DC充电模块与所述检测模块连接，所述检测模块与所述通信模块通信，所述检测模块会检测电池电量信息并将信息传递给所述通信模块和所述计费单元。

3.根据权利要求1所述的一体式充电桩智能控制系统，其特征在于，所述检测模块与所述功率变频模块通信，所述功率变频模块会将输出功率调整为电池的标准充电功率；所述功率变频模块与所述充电控制模块通信，所述充电控制模块控制所述功率变频模块对所述充电枪进行功率调整，充电控制模块会控制充电电流和电压，并由配电模块供电。

4.根据权利要求1所述的一体式充电桩智能控制系统，其特征在于，所述充电桩还包括触屏显示器、电表和读卡器，所述触屏显示器、所述电表和所诉读卡器分别与所述计费单元连接。

5.根据权利要求1或4所述的一体式充电桩智能控制系统，其特征在于，所述电表将测量充电所用电量，所述读卡器对所述电表的数值进行读取，并将所读取的数值传递给所述计费单元，由所述计费单元进行费用计算。

6.根据权利要求1所述的一体式充电桩智能控制系统，其特征在于，所述充电枪连接所述充电桩和电动车，其包括充电桩与电动车的直接通信线，充电输出导线。

7.根据权利要求1所述的一体式充电桩智能控制系统，其特征在于，所述充电桩内还设有漏电保护器，电源接入端连接漏电保护器。

8.一体式充电桩的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：一体式充电桩智能控制系统初始化；

S2：人员操作触控显示器，计费单元自动启动摄像单元，摄像单元拍摄电动汽车照片，并将照片信息传递给智能识别模块；

S3：智能识别模块匹配识别车辆电池信息及标准充电功率，并将信息反馈给计费单元；

S4：计费单元将反馈的信息处理，并将信息传递给充电控制模块，由充电控制模块控制功率变频模块进行功率调整，功率变频模块将输出功率调整为适合电池充电功率的标准功率，并传递信号给检测模块；

S5：检测模块检测车辆电池电量信息，并将信息反馈给计费单元，由计费单元估算充电时间，并将信息显示在触控显示器上，同时启动充电控制模块；

S6：充电控制模块将控制充电电流和电压，并由配电模块给充电枪供电，由充电枪给电动汽车充电；

S7：充电过程中，检测模块会随时检测汽车的充电状态，当检测到电池容量已满时，将传递信号给充电控制模块，充电控制模块将停止充电，同时检测模块会传递信号给计费单元和通信模块；

S8：计费单元开始根据电表读数计算费用，同时通信模块将发送信息给车主，提醒车主充电已完成。

S9：车主支付完充电费用后，送还充电枪，系统自动进入待机状态。

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