一种新能源汽车充电桩及其控制系统的制作方法

[0001]
本发明属于新能源汽车领域，涉及一种新能源汽车充电桩及其控制系统。


背景技术：

[0002]
随着能源危机的加剧和生态环境的不断恶化，传统燃油汽车行业的发展已经遇到了前所未有的障碍，而发展新能源汽车能有效地解决这些问题，因为新能源汽车不仅能够减少石化燃料的消耗，提高经济性，而且还能降低尾气排放量，减少环境污染，同时随着低碳、环保意识的增强，消费者购买电动车的意愿也更加强烈，这为新能源汽车奠定了良好的群众基础。
[0003]
但在实际使用过程中，新能源汽车的电量不足时，需要到就近的充电桩进行充电，然而如果车主开去不熟悉的地方，对于充电桩的地点以及是否有空闲的充电桩无法获知，即使车主能够顺利找到充电桩，但是没有空闲的充电桩可供使用，车主不得再去寻找可充电的充电桩，给车主充电带来许多不便。新能源汽车的停车位也存在被他人随意充电问题，影响正常使用。
[0004]
因此需要一种新能源汽车充电桩及其控制系统，便于车主能够移动终端便捷查询查询充电桩的具体位置和预约信息，为新能源汽车的及时充电提供便利。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于：提供了一种新能源汽车充电桩及其控制系统，解决了新能源汽车车主在及时充电、预约充电等方面的不便；对于长时间占用驻车区的车主采用罚款缴费的方式予以管制，且摄像头也能够记录车牌信息从而记录车主信息。
[0006]
本发明采用的技术方案如下：
[0007]
一种新能源汽车充电桩及其控制系统，包括桩体，以及与桩体通过输电线连接的充电枪，所述桩体包括设置于桩体内部的控制系统，以及设置于桩体顶部供车主操作、与控制系统电性连接的触控显示屏，设置于桩体侧面的扬声器，以及设置于桩体外侧的充电枪挂槽；所述输电线由标准火线、零线、地线构成，其中地线经由桩体底部深埋地下；
[0008]
所述桩体前方地面上还设置有驻车区，所述驻车区地面下设置有与控制系统电信连接的压力传感器；所述压力传感器监测到新能源汽车车轮驻停在驻车区上时的压力后，所述控制系统控制所述充电桩打开供电开关；
[0009]
所述控制系统包括通信模块，用于实现充电桩于车载主机之间的通信，以及属于同一个充电社区内的充电桩之间的通信；还包括自检模块，用于对充电桩的状态进行监测，通过通信模块上报故障充电桩；还包括充电模块，用于接收通信模块采集的新能源汽车使用充电桩的充电信息，并控制充电桩对新能源汽车进行充电或断开充电；还包括计费模块，用于计算服务费用，并将具体清单、缴费方式指引显示在触控电视屏上。
[0010]
车主使用时，操作触控显示屏选择恰当的充电模式，使桩体内部的控制系统对充电枪供电，车主将放置于充电枪挂槽的充电枪取下，将充电枪插入至新能源汽车上的充电
插口并且完成对接，在此过程中，充电枪内部由断开状态切换至导通状态，此时充电枪对新能源汽车进行充电，充电完成后，车主可通过触控显示屏查看充电情况，并且自助完成付款，付款后根据需要自助完成发票的打印，最后将充电枪拔出并且放置于充电枪挂槽，以便下一位车主的操作使用。
[0011]
所述的充电枪具有插入和拔出两种状态，插入状态，充电枪与位于新能源汽车上的充电插口完成对接且内部处于导通状态，此时，充电桩对新能源汽车充电；拔出状态，充电枪与充电插口且内部处于屏蔽状态，此时，充电桩停止对新能源汽车充电。
[0012]
在充电桩上设有通信模块，充电桩通过通信模块与车载主机或者移动终端进行通信，并且通过通信模块与属于同一个充电社区内的充电桩进行信息交互，控制系统可以检测并获取充电桩的地址、工作状态、故障信息、预约信息等，并将这些信息通过通信模块发送至车载主机或移动终端，实现对充电桩的实时控制和远程预约能力，实现车主和充电桩之间的实时并且快捷的信息交互。且在充电社区中，相邻的充电桩之间建立信息交互，即可以通过其中任意一个充电桩获取其他充电桩传输的信息：当其中一个充电桩的网络功能失效的情况下，可以通过其他的充电桩获取网络功能失效的充电桩的信息，并实现交互和控制，增加系统的可靠性、稳定性和灵活性。
[0013]
当车主通过移动终端或者车载主机上的软件与附近的充电桩建立通信，了解充电桩的信息，包括充电桩的地址、型号、是否可以正常使用、预约队列等情况；车主根据了解的信息可以通过软件进行对充电桩进行预约。当预约完成后，车主在预约的时间内到达充电桩所在的位置，车主将新能源汽车与充电桩建立充电连接，开始充电。
[0014]
可采用多种缴费形式，既可以实时实地通过扫描触控显示屏上的缴费二维码，或是刷储值卡缴费，也可以直接在移动终端上完成充电缴费，实现快速支付的功能。
[0015]
进一步地，所述自检模块包括外部检测与内部检测；其中，外部检测包括安装在驻车区的摄像头，用于判断充电桩前方是否有车辆停靠，以及记录停靠车辆的车牌信息；内部检测包括设置在各个通信节点、电路节点的工作传感器，用于判断充电桩自身是否满足充电要求。
[0016]
其中，所述车辆信息包括车牌颜色信息与车牌号，采集车牌颜色信息来判断停靠在充电位上的车辆是否为新能源汽车，采集车牌号可获取车主信息，来实现后续可能情况下对该车辆的追踪。当车辆进入拍摄范围，摄像头将拍到的图片传送至控制系统识别，确认是新能源汽车的牌照才能允许充电。
[0017]
进一步地，所述计费模块包括计时装置、计量装置和计费算法；所述计时装置用于记录车主使用充电桩的时长信息，计量装置用于记录车主使用充电桩的用电信息；所述计费算法根据充电模块采集的充电信息、计费模块采集的时长信息和用电信息，得出车主相应的服务费用，并引导车主选取相应的缴费方式。
[0018]
所述控制系统根据预计充电结束时间发送消息至车主的手机当中，并根据不同的充电类型和充电时间用计费算法系统得出车主最终的充电停车费用。所述充电桩的计量模块包括计时装置、计量装置，计量装置是根据充电所需电量记录数据，计时装置从新能源汽车驶过压力传感器开始计时，到车主点击触控显示屏结束服务时结束计时。
[0019]
其中，所述缴费方式包括刷卡缴费单元，包括读卡单元和存储单元，所述读卡单元用于扣除充电费用，所述存储单元用于预先存储或从后台收费管理中心下载存储收费规则
及其相应的计算公式。
[0020]
进一步地，所述缴费方式包括移动支付单元，车主选择使用移动支付后，控制系统控制触控显示屏上显示支付二维码供车主扫码支付。
[0021]
进一步地，所述充电枪上设有剩余电量检测装置，所述剩余电量检测装置检测新能源汽车的剩余充电量，将电量信息发送给充电模块，充电模块实现对新能源汽车的定量充电。
[0022]
进一步地，其特征在于所述控制系统的使用方法包括以下步骤：
[0023]
s1：摄像头首先对入场车辆的车牌进行自动识别，根据车牌颜色，确认该车为新能源汽车后，摄像头向控制系统发出准许入场信号，并由扬声器向车主广播欢迎语录；如果确认为非新能源汽车后，摄像头向控制系统发出禁止入场信号，并由扬声器向车主广播禁止入场语录；
[0024]
s2：控制系统接收到车牌识别摄像头发出的新能源汽车准许入场信号后，以及监测到新能源汽车车轮驻停在驻车区上时的压力后，控制系统控制充电桩打开供电开关，车主能够通过充电桩进行自助式充电操作；
[0025]
s3：新能源汽车完成充电后，计费系统根据充电时长与充电电量，通过内置算法综合计算本次充电所产生的费用，并将费用明细展示在触控显示屏上；
[0026]
s4：控制系统通过扬声器提醒车主完成充电，并提示车主选取缴费方式；待车主缴费完毕，扬声器发出出场提示。
[0027]
其中，步骤s3中，当车主使用充电桩的时长在t时间之内，不产生时长费用。
[0028]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0029]
一种新能源汽车充电桩及其控制系统，通过新能源汽车的车载主机与充电桩通信模块直接建立通信，通过车载主机使得车主能够及时了解充电桩的状态信息，实现远程了解并控制充电桩的信息，在车辆和充电桩连接后实现充电控制，通过充电桩之间建立连接形成充电社区，增强系统的可靠性。充电桩的计费模块采用停车计时和电量计费相结合的方式，对只停车不充电或充电完成后长时间占用车位的车主收取一定的停车费用，从而有效地防止了新能源汽车长时间占用充电站停车位的现象。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
[0031]
图1是一种新能源汽车充电桩；
[0032]
图2是本发明控制系统示意图；
[0033]
图中标记：1-桩体、2-触控显示屏、3-输电线、4-充电枪。
具体实施方式
[0034]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不
用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0035]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0036]
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0037]
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0038]
实施例一
[0039]
一种新能源汽车充电桩及其控制系统，如图1所示，包括桩体1，以及与桩体1通过输电线3连接的充电枪4，所述桩体1包括设置于桩体1内部的控制系统，以及设置于桩体1顶部供车主操作、与控制系统电性连接的触控显示屏2，设置于桩体1侧面的扬声器，以及设置于桩体1外侧的充电枪挂槽；所述输电线3由标准火线、零线、地线构成，其中地线经由桩体1底部深埋地下。
[0040]
所述的充电枪4具有插入和拔出两种状态，插入状态，充电枪4与位于新能源汽车上的充电插口完成对接且内部处于导通状态，此时，充电桩对新能源汽车充电；拔出状态，充电枪4与充电插口且内部处于屏蔽状态，此时，充电桩停止对新能源汽车充电。
[0041]
车主使用时，操作触控显示屏2选择恰当的充电模式，使桩体1内部的控制系统对充电枪4供电，车主将放置于充电枪挂槽的充电枪4取下，将充电枪4插入至新能源汽车上的充电插口并且完成对接，在此过程中，充电枪4内部由断开状态切换至导通状态，此时充电枪4对新能源汽车进行充电，充电完成后，车主可通过触控显示屏2查看充电情况，并且自助完成付款，付款后根据需要自助完成发票的打印，最后将充电枪4拔出并且放置于充电枪挂槽，以便下一位车主的操作使用。
[0042]
实施例二
[0043]
所述控制系统包括通信模块，如图2所示，用于实现充电桩于车载主机之间的通信，以及属于同一个充电社区内的充电桩之间的通信；还包括自检模块，用于对充电桩的状态进行监测，通过通信模块上报故障充电桩；还包括充电模块，用于接收通信模块采集的新能源汽车使用充电桩的充电信息，并控制充电桩对新能源汽车进行充电或断开充电；还包括计费模块，用于计算服务费用，并将具体清单、缴费方式指引显示在触控电视屏上。
[0044]
在充电桩上设有通信模块，充电桩通过通信模块与车载主机或者移动终端进行通信，并且通过通信模块与属于同一个充电社区内的充电桩进行信息交互，控制系统可以检测并获取充电桩的地址、工作状态、故障信息、预约信息等，并将这些信息通过通信模块发送至车载主机或移动终端，实现对充电桩的实时控制和远程预约能力，实现车主和充电桩之间的实时并且快捷的信息交互。且在充电社区中，相邻的充电桩之间建立信息交互，即可
以通过其中任意一个充电桩获取其他充电桩传输的信息：当其中一个充电桩的网络功能失效的情况下，可以通过其他的充电桩获取网络功能失效的充电桩的信息，并实现交互和控制，增加系统的可靠性、稳定性和灵活性。
[0045]
当车主通过移动终端或者车载主机上的软件与附近的充电桩建立通信，了解充电桩的信息，包括充电桩的地址、型号、是否可以正常使用、预约队列等情况；车主根据了解的信息可以通过软件进行对充电桩进行预约。当预约完成后，车主在预约的时间内到达充电桩所在的位置，车主将新能源汽车与充电桩建立充电连接，开始充电。
[0046]
车主可采用多种缴费形式，既可以实时实地通过扫描触控显示屏2上的缴费二维码，或是刷储值卡缴费，也可以直接在移动终端上完成充电缴费，实现快速支付的功能。
[0047]
实施例三
[0048]
所述桩体1前方地面上还设置有驻车区，所述驻车区地面下设置有与控制系统电信连接的压力传感器；所述压力传感器监测到新能源汽车车轮驻停在驻车区上时的压力后，所述控制系统控制所述充电桩打开供电开关。计时装置从新能源汽车驶过压力传感器开始计时，到车主点击触控显示屏2结束服务时结束计时。
[0049]
压力传感器和控制系统电性连接，当需新能源汽车进入驻车区时，压力传感器收到压力信号并将信号传送给控制系统，计时装置开始计时，最终车辆选择结束服务并在规定时间内离开停车位，压力传感器监测的压力消失时，控制系统则待机充电桩上的触控显示屏2；若车主停止服务后在规定时间内没有离开驻车区，即压力传感器监测的压力未消失时，则控制系统重新启动计时装置并重新开始计时直至车辆再次缴费离开。
[0050]
实施例四
[0051]
本实施例为实施例三的补充说明。
[0052]
所述计费模块包括计时装置、计量装置和计费算法；所述计时装置用于记录车主使用充电桩的时长信息，计量装置用于记录车主使用充电桩的用电信息；所述计费算法根据充电模块采集的充电信息、计费模块采集的时长信息和用电信息，得出车主相应的服务费用，并引导车主选取相应的缴费方式。
[0053]
实施例五
[0054]
所述自检模块包括外部检测与内部检测；其中，外部检测包括安装在驻车区的摄像头，用于判断充电桩前方是否有车辆停靠，以及记录停靠车辆的车牌信息；内部检测包括设置在各个通信节点、电路节点的工作传感器，用于判断充电桩自身是否满足充电要求。
[0055]
其中，所述车辆信息包括车牌颜色信息与车牌号，采集车牌颜色信息来判断停靠在充电位上的车辆是否为新能源汽车，采集车牌号可获取车主信息，来实现后续可能情况下对该车辆的追踪。当车辆进入拍摄范围，摄像头将拍到的图片传送至控制系统识别，确认是新能源汽车的牌照才能允许充电。
[0056]
所述控制系统根据预计充电结束时间发送消息至车主的手机当中，并根据不同的充电类型和充电时间用计费算法系统得出车主最终的充电停车费用。所述充电桩的计量模块包括计时装置、计量装置，计量装置是根据充电所需电量记录数据，计时装置从新能源汽车驶过压力传感器开始计时，到车主点击触控显示屏2结束服务时结束计时。
[0057]
实施例六
[0058]
所述缴费方式包括刷卡缴费单元，包括读卡单元和存储单元，所述读卡单元用于
扣除充电费用，所述存储单元用于预先存储或从后台收费管理中心下载存储收费规则及其相应的计算公式。
[0059]
所述缴费方式包括移动支付单元，车主选择使用移动支付后，控制系统控制触控显示屏2上显示支付二维码供车主扫码支付。
[0060]
所述缴费方式包括直接在移动终端上完成充电缴费，实现快速支付的功能。
[0061]
进一步地，所述充电枪4上设有剩余电量检测装置，所述剩余电量检测装置检测新能源汽车的剩余充电量，将电量信息发送给充电模块，充电模块实现对新能源汽车的定量充电。
[0062]
实施例七
[0063]
其特征在于所述控制系统的使用方法包括以下步骤：
[0064]
s1：摄像头首先对入场车辆的车牌进行自动识别，根据车牌颜色，确认该车为新能源汽车后，摄像头向控制系统发出准许入场信号，并由扬声器向车主广播欢迎语录；如果确认为非新能源汽车后，摄像头向控制系统发出禁止入场信号，并由扬声器向车主广播禁止入场语录；
[0065]
s2：控制系统接收到车牌识别摄像头发出的新能源汽车准许入场信号后，以及监测到新能源汽车车轮驻停在驻车区上时的压力后，控制系统控制充电桩打开供电开关，车主能够通过充电桩进行自助式充电操作；
[0066]
s3：新能源汽车完成充电后，计费系统根据充电时长与充电电量，通过内置算法综合计算本次充电所产生的费用，并将费用明细展示在触控显示屏2上；
[0067]
s4：控制系统通过扬声器提醒车主完成充电，并提示车主选取缴费方式；待车主缴费完毕，扬声器发出出场提示。
[0068]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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