无人值守电动汽车充电系统及其使用方法与流程

本发明属于电动汽车充电领域，特别涉及一种无人值守电动汽车充电系统及其使用方法。

背景技术：

新能源车井喷式增长，这种全新的出行方式越来越受追捧，据统计，纯电动汽车的私人购买量接近70％，随着纯电动汽车进入共享出行领域，使得新能源车的推广范围进一步扩大，但是，与新能源车推广相关配套的设施能否互联互通，成为制约新能源车发展关键的一环，尤其是充电设施，设置在商场、超市或小区中的充电车位经常被燃油车占据，充电桩也常有充不上电、故障率高、支付形式单一的问题，我国公共充电桩接近15万个，包括交流充电桩和直流充电桩，这些充电桩由不同企业管理经营，充电口标准不统一，存在各种充电枪的型号，充电卡也是各个企业各自为政，消费者为了自由使用各处的充电桩，就不得不办理多张不同企业的充电卡，或者下载多个app，操作繁琐，消费体验不好。因此，如何保证充电车位不被燃油车侵占，实现统一支付和充电站的互联互通，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种无人值守电动汽车充电系统及其使用方法，解决了燃油车辆占用电动汽车充电停车位的问题，实现了充电站的无人值守运行，利用智能终端实时了解充电站的位置分布情况、充电停车位的占用情况、充电装置的充电状态等信息，做到了充电过程的远程可视化管理，可以预约充电，节约了等待时间，提高了充电站的运营效率。

本发明的技术方案如下：

一种无人值守电动汽车充电系统，包括：云平台服务器、若干个智能充电站和若干个智能终端，所述云平台服务器分别与所述智能充电站和智能终端通信连接；所述智能充电站包括车位锁、充电装置以及停车位；所述智能充电站用于向云平台服务器传输智能充电站的状态信息；所述智能充电站用于向智能终端提供认证信息，所述智能终端扫描或接收所述认证信息并获取智能充电站的使用授权；所述云平台服务器用于接收并根据所述状态信息和认证信息对所述车位锁和充电装置进行控制；所述车位锁根据所述云平台服务器或智能终端的控制指令锁闭或打开；所述充电装置根据所述云平台服务器的控制指令对电动汽车充电或停止充电；所述状态信息包括：停车位的地理位置信息、车位锁的开闭信息、充电装置的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；所述云平台服务器向所述智能终端发送所述状态信息；所述认证信息包括数字密码、字母密码、混合密码或二维码中的一种。

优选地，所述云平台服务器包括：服务器通信模块、服务器存储模块以及数据处理模块，所述服务器通信模块用于发送或接收所述状态信息和认证信息，所述服务器存储模块用于存储所述状态信息和认证信息，所述数据处理模块用于比较所述服务器存储模块中的用户信息以及所述认证信息，并根据比较结果判断智能终端能否获取智能充电站的使用授权。

优选地，所述智能终端包括：终端通信模块、账号模块、地图模块、电站信息模块、支付模块、车位锁模块和电动汽车模块；

所述终端通信模块用于实现智能终端与云平台服务器以及智能充电站之间的通信，用于接收所述状态信息和认证信息，用于发送认证信息和操作指令；

所述账号模块存储用户信息，并用于用户的账号注册、账号登录、资料修改以及活动信息补全；

所述地图模块用于根据所述停车位的地理位置信息显示地图、搜索、定位以及导航附近的智能充电站；

所述电站信息模块用于与所述云平台服务器同步并获取所述车位锁的开闭信息、充电装置的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；

所述支付模块用于获取并支付充电费用和停车费用；

所述车位锁模块用于获取车位锁的开闭信息并用于向所述车位锁发送控制指令；

所述电动汽车模块用于显示并统计电动汽车的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息。

优选地，所述智能终端接收来自所述云平台服务器发送的认证信息，或者通过扫描所述智能充电站获得所述认证信息。

优选地，所述智能充电站包括若干个充电单元，每个充电单元均包括配套设置的车位锁、充电装置以及停车位。

优选地，所述充电装置包括充电桩和充电枪，所述充电桩上设有用于显示所述充电耗费实时电量信息、充电时间信息、充电费用及停车费用信息的显示操作模块，所述显示操作模块的显示屏为触摸屏。

优选地，所述车位锁包括车位锁体、供电模块、控制器、语音模块及车辆测距雷达，

所述车位锁安装在所述停车位的入口处，所述车位锁体设有手动开锁机构；

所述语音模块和车辆测距雷达安装在车位锁锁体内；

所述控制器设有用于对外通讯的通讯接口，所述通讯接口包括有线通讯、3g/4g以及wifi无线通讯；

所述控制器用于控制语音模块发出报警及提示语音信息，并用于收集车辆测距雷达返回的车辆与车位锁的距离信息。

优选地，所述智能充电站通过3g/4g、wifi或有线网络与云平台服务器通信连接，所述智能终端通过3g/4g或wifi与云平台服务器通信连接，所述智能充电站与智能终端能够通过红外、蓝牙或nfc进行通信连接。

本发明还提供使用所述的无人值守电动汽车充电系统进行电动汽车充电的方法，所述无人值守电动汽车充电系统包括云平台服务器、若干个智能充电站和若干个智能终端，包括以下步骤：

s1、通过智能终端注册账号并登录；

s2、定位并搜索附近的智能充电站，获取智能充电站的状态信息并导航至智能充电站；

s3、通过智能终端扫描或接收认证信息并获取智能充电站的使用授权；

s4、通过智能终端打开车位锁，驶入停车位，利用充电装置进行充电；

s5、通过智能终端查看车位锁的开闭信息、充电装置的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；

s6、充电完毕后通过智能终端支付充电费用和停车费用并驶离停车位。

优选地，所述步骤s3中，所述智能终端接收来自所述云平台服务器发送的认证信息，或者通过扫描从所述智能充电站获得所述认证信息；

所述步骤s4中，所述车位锁感应电动汽车是否正常驶入停车位，如未正常驶入则报警提示，并且所述充电装置不对电动汽车充电，所述车位锁感应到电动汽车正常驶入停车位后自动锁闭；

所述步骤s6中，支付充电费用和停车费用后，所述车位锁自动打开，如果所述车位锁感应到电动汽车未驶离停车位则报警提示，所述车位锁感应到电动汽车驶离停车位后自动锁闭。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的无人值守电动汽车充电系统及其使用方法解决了燃油车辆占用电动汽车充电停车位的问题，实现了充电站的无人值守运行，利用智能终端实时了解充电站的位置分布情况、充电停车位的占用情况、充电装置的充电状态等信息，做到了充电过程的远程可视化管理，可以预约充电，节约了等待时间，提高了充电站的运营效率，支持多种支付方式，方便了充电站的使用，有利于大范围推广，借助于云平台服务器的强大功能，可以对充电信息进行存储、查询和分析，为充电站管理及电动汽车使用等提供科学依据，云平台服务器对车位锁的远程控制，提高了充电站的使用效率，避免了燃油车占用充电车位。

附图说明

图1是根据本发明的无人值守电动汽车充电系统的示意图；

图2是根据本发明的无人值守电动汽车充电系统的充电站的示意图；

图3是根据本发明的无人值守电动汽车充电系统的智能终端的结构示意图；

图4是根据本发明的无人值守电动汽车充电系统的充电桩的示意图；以及

图5是根据本发明的无人值守电动汽车充电系统的使用方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1-4所示，一种无人值守电动汽车充电系统，包括：云平台服务器1、若干个智能充电站2和若干个智能终端3，云平台服务器1分别与智能充电站2和智能终端3通信连接。优选的，智能充电站2通过3g/4g、wifi或有线网络与云平台服务器1通信连接，智能终端3通过3g/4g或wifi与云平台服务器1通信连接，智能充电站2与智能终端3之间能够通过红外、蓝牙或nfc进行通信连接。智能充电站2包括车位锁21、充电装置22以及停车位23，智能充电站2用于向云平台服务器1传输智能充电站2的状态信息，状态信息包括：停车位的地理位置信息、车位锁的开闭信息、充电装置的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息等，智能充电站2用于向智能终端3提供认证信息，优选的，认证信息包括数字密码、字母密码、混合密码或二维码中的一种或几种，智能终端3可以通过扫描或接收认证信息来获取智能充电站的使用授权。

云平台服务器1用于接收并根据状态信息和认证信息对车位锁21和充电装置22进行控制，相应的，车位锁21根据云平台服务器1或智能终端3的控制指令锁闭或打开，充电装置22根据云平台服务器1或智能终端3的控制指令对电动汽车进行充电或停止充电。

云平台服务器1向智能终端3发送状态信息，优选的，云平台服务器1包括：服务器通信模块、服务器存储模块以及数据处理模块，服务器通信模块用于发送或接收状态信息和认证信息，服务器存储模块用于存储状态信息和认证信息，数据处理模块用于比较服务器存储模块中的用户信息以及认证信息，并根据比较结果判断智能终端能否获取智能充电站的使用授权。

优选的，智能终端3包括：终端通信模块31、账号模块32、地图模块33、电站信息模块34、支付模块35、车位锁模块36和电动汽车模块37；终端通信模块31用于实现智能终端3与云平台服务器1以及智能充电站2之间的通信，并用于接收状态信息和认证信息，用于发送认证信息和操作指令；账号模块32存储用户信息，并用于用户的账号注册、账号登录、资料修改以及活动信息补全；地图模块33用于根据停车位的地理位置信息显示地图、搜索、定位以及导航附近的智能充电站；电站信息模块34用于与云平台服务器同步并获取车位锁21的开闭信息、充电装置22的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；支付模块35用于获取并支付充电费用和停车费用，优选的，可以采用微信、支付宝、银联或国网电e宝等平台进行支付，扩大了支付方式的范围，极大的方便了用户操作；车位锁模块36用于获取车位锁的开闭信息并用于向车位锁发送控制指令，用户在获得使用充电站进行充电的授权后或充电且支付费用后，云平台服务器1会根据认证信息、状态信息或支付信息等发出控制指令使车位锁自动打开，无需智能终端3发送开锁控制命令，但如果遇到车位锁不能正常打开状况，例如由于网络原因，云平台服务器1无法远程发出控制指令使车位锁自动打开，此时则可以通过智能终端的车位锁模块36进行开锁操作。

电动汽车模块37用于获取并统计电动汽车的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息。电动汽车模块37通过对接车辆的硬件接口获取车辆的电池状态、电动机状态、gps定位状态等实时车况，并根据汽车驾驶情况，实时统计分析剩余电量信息、剩余里程信息、实时耗电信息、电池运行状态、温度信息等，还可以记录充电费用、充电时间，并与历史里程数据进行结合，形成详细的费用统计报表信息。

优选的，智能充电站包括若干个充电单元，每个充电单元均包括配套设置的一一对应的车位锁、充电装置以及停车位。

优选的，充电装置22通过电力线与车位锁21连接并向车位锁提供电源。

优选的，充电装置22包括充电桩221和充电枪222，充电桩壳体内部设有通信模块、电气模块和计量模块，充电桩用于计量充电电量、时间、计算费用以及管理并发送上述信息至云平台服务器。充电桩上还设有用于显示充电耗费实时电量信息、充电时间信息、充电费用及停车费用信息的显示操作模块223，显示操作模块的显示屏为触摸屏，触摸显示屏的设置方便用户进行查询和交互，也方便工作人员进行查询和检修。具体的，本发明的充电桩能够实时监控充电设备的运行状态，控制充电过程，使得电池始终处于最佳充电状态，对于异常操作异常故障及时报告并自动处理；在能源管理方面，能够自动记录充电过程，智能计费分析和显示，还支持自助刷卡计费、自动单据打印，自动统计用户分布，分析用户特点，提供充电站的布局建议，充电桩体印制有支持支付宝、微信等移动支付手段的认证信息224，如二维码，用户可以方便的进行扫描使用，优选的，上述二维码等认证信息也可以显示在触摸屏上，以便于动态改变二维码等认证信息。优选的，还设有相应的硬件接口，支持使用银行卡等快捷方式支付电费，具有高清摄像模块，能够记录操作过程以备追踪查询；配备的gps定位和lbs定位(基于位置的服务，locationbasedservice，lbs)用于上报精确地理位置，配合智能终端的在线地图，能够快速找到充电桩的位置；还设有后备电源，例如电瓶或太阳能电池板等，即便充电桩的市电电源出现故障，也能维持持续工作几个小时，尤其是能够维持结束充电使车位锁打开所需的电量，这样就避免了用户的电动汽车被困在停车位无法驶出的问题。

优选的，充电桩的壳体为金属壳体，壳体上有放置充电枪的凹槽225，凹槽中设有与充电枪匹配的锁定装置，用户获得授权后，锁定装置打开，才能将充电枪取下，取下充电枪后，充电桩向充电枪输送电力为电动汽车充电。充电枪与充电桩之间的电力连接线外表设有保护层，如橡胶保护层，电力连接线除了用于供电外，在其内部还设有检测线路，一旦检测到连接线的保护层被破坏或者充电枪供电不正常，充电桩就会停止充电并将检测信息发送至云平台服务器1，同时充电桩发出声光报警。用户可以根据报警信息按下充电桩的壳体上设置的急停按钮，确保安全。

智能终端3接收来自云平台服务器1发送的认证信息，或者通过扫描从智能充电站获得认证信息。例如，智能终端3登录并向云平台服务器1发送认证信息(认证请求)，云平台服务器1响应该认证请求，核对后向智能终端3发送认证信息(认证授权信息)，此时认证信息为数字密码、字母密码或数字与字母的混合密码，用户将这些秘密输入至充电装置的触摸屏或其他交互装置以获得许可摘下充电枪进行充电。优选的，在其他实施例中，智能终端登录云平台服务器后，再根据提示扫描充电装置上的二维码，即可获得充电使用授权。

优选的，车位锁21包括车位锁体、供电模块、控制器、语音模块及车辆测距雷达。车位锁21可以通过检测装置如摄像头识别车辆信息，与充电装置22进行数据交互，并通过智能终端3进行远程控制车位锁21的开启和锁闭，从而实现充电站无人值守。车位锁21安装在停车位的入口处，用于根据控制指令打开或锁闭，以放行电动汽车的出入。用户通过通信网络进入云平台服务器1查找智能充电站，然后选择智能充电站并选定相应的充电车位，再点击“解锁”就将相应的车位锁21打开，进而在充电桩221上完成充电，充电结束且支付后，车位锁21自动打开，或者再次点击“解锁”后车位锁21打开。为了避免因锁体故障而导致车辆无法正常出入，车位锁体设有手动开锁机构，优选的，该手动开锁机构为密码锁，用户可以根据云平台服务器1发送认证授权信息时附带的备用开锁密码进行开锁，当然，优选的，也可以使用智能终端3扫描锁体上的信息如二维码获得开锁密码后进行开锁，锁闭后，开锁密码随之改变，如需打开，需要再次扫描锁体上的信息。语音模块、车辆测距雷达安装在车位锁锁体内。控制器设有用于对外通讯的通讯接口，通讯接口包括有线通讯、3g/4g以及wifi无线通讯，控制器用于控制语音模块发出报警及提示语音信息，并用于收集车辆测距雷达返回的车辆与车位锁的距离信息，进而判断出车辆是否正确的驶入停车位，不正确的驶入包括车辆仅进入半个车身，即车辆跨在车位锁锁体上方，此时，控制器控制语音模块进行报警和语音提示。

在其他实施例中，作为优选，车辆感知设备判断车辆的车距和入位情况，既可以采用车辆测距雷达也可以是摄像头或其他传感器，如电磁传感器、红外传感器等，优选的，这些车辆感知设备既可以设置在车位锁上，也可以设置在充电站装置上，例如可以设置在充电桩上，也可以设置在停车位的任意合适的地方，如停车位上方。

优选的，在充电桩或停车位上方或入口处设有图像采集装置，用于采集电动汽车的车牌信息、入位情况、出入时间、充电状态、车辆状况等信息，这些信息远程传输至云平台服务器1后，再由云平台服务器1根据智能终端3的请求转发至智能终端3，以便用户远程观看充电情况。也可以为云平台服务器1统计充电站2使用信息提供参考。

优选的，云平台服务器1根据充电站2的状态信息，制定多个充电装置22的使用计划，即根据多个充电装置的历史使用情况轮流分配，当用户通过智能终端3查找或预约充电停车位23时(即预约使用该停车位对应的充电装置22进行充电)，云平台服务器1按照充电装置使用计划不开放刚刚充电结束的充电装置，避免其再次立即投入使用，而是优先安排一定时间内未使用的充电装置，以确保多个充电装置能够均负荷工作，以提高使用寿命。

本发明还提供一种使用上述无人值守电动汽车充电系统进行电动汽车充电的方法，其包括以下步骤：

s1、通过智能终端注册账号并登录；

s2、定位并搜索附近的智能充电站，获取智能充电站的状态信息并导航至智能充电站；

s3、通过智能终端扫描或接收认证信息并获取智能充电站的使用授权；

s4、通过智能终端打开车位锁，驶入停车位，利用充电装置进行充电；

s5、通过智能终端查看车位锁的开闭信息、充电装置的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；以及

s6、充电完毕后通过智能终端支付充电费用和停车费用并驶离停车位。

优选的，在步骤s3中，智能终端3接收来自云平台服务器1发送的认证信息，或者通过扫描从智能充电站2获得认证信息；

步骤s4中，车位锁感应电动汽车是否正常驶入停车位，如未正常驶入则报警提示，并且充电装置不对电动汽车充电，车位锁21感应到电动汽车正常驶入停车位后自动锁闭；

步骤s6中，支付充电费用和停车费用后，车位锁21自动打开，如果车位锁21感应到电动汽车未驶离停车位则报警提示，车位锁21感应到电动汽车驶离停车位后自动锁闭。

具体的，如图5所示，电动汽车用户通过智能终端3注册或登录连接到云平台服务器1后，可查询到自身所在位置附近的充电站位置信息，包括充电站的位置及充电桩(停车位)的个数、可用个数等状态信息，便于需要充电的用户实地的选择最合适的充电站，并可通过智能终端提供的导航功能，导航至目标充电站位置。优选的，用户可以预约停车位，云平台服务器1接到预约请求并授权后可将预约的保留一定时间。

当电动汽车进入充电站附近时，用户可通过智能终端扫描充电桩展示的动态二维码，获取充电车位使用授权，或者通过向云平台服务器1发送认证信息，请求获得使用授权。优选的，云平台服务器1与该停车位中的车辆感知设备传输的数据做比对，如该停车未感知到汽车，则云平台服务器控制该停车位车位锁打开，否则用户将被提示车位被占用，请重新选择空闲车位。优选的，车辆感知设备可以是车辆测距雷达、摄像头或其他传感器。

用户通过智能终端3控制车位锁21打开后，驾车驶入停车位，车位锁21的汽车感知设备会检测车辆是否正常驶入停车位，如果正常驶入则提示用户可使用充电装置开始充电，否则将提示用户将车辆正常驶入车位，且该充电装置无法充电。当用户车辆正常驶入充电停车位后，车位锁21恢复锁闭状态，用户开始进行充电。

优选的，在充电过程中，充电装置实时将充电时间、电量、费用等状态信息通过云平台服务器发送到用户的智能终端3上，用户可随时查看。充电完成后，根据充电装置显示的本次充电的时间、电量、费用等信息进行支付，或者上述信息通过云平台服务器1发送到用户智能终端3上，提醒用户进行支付，用户可进行远程网上支付操作。

如果网上支付操作未成功或未进行支付，车位锁21无法打开，用户可重新支付或进行设备报修，如果一定时间内例如15分钟内用户既未报修也未支付成功，则开始计时并计算停车费用。如果网上支付操作成功，车位锁21将自动打开，用户可驾驶车辆离开。当车位锁21感知到用户车辆离开充电车位后，车位锁21自动恢复锁闭状态。当车位锁21感知到用户车辆在一定时间内未离开，例如5分钟或10分钟，则进行报警提示，云平台服务器1结合车辆感知设备提供的信息进行判断，如果车位锁上方无车辆，则控制车位锁自动恢复锁闭状态，如果有车辆则不能恢复，以免损伤车辆(底盘)，并重新开始计算停车费用，直到客户通过智能终端3确认要离开车位并完成支付停车费用后，车位锁21重新打开，用户可驾车离去。

本发明的无人值守电动汽车充电系统及其使用方法解决了燃油车辆占用电动汽车充电停车位的问题，实现了充电站的无人值守运行，利用智能终端实时了解充电站的位置分布情况、充电停车位的占用情况、充电装置的充电状态等信息，做到了充电过程的远程可视化管理，可以预约充电，节约了等待时间，提高了充电站的运营效率，支持多种支付方式，方便了充电站的使用，有利于大范围推广，借助于云平台服务器的强大功能，可以对充电信息进行存储、查询和分析，为充电站管理及电动汽车使用等提供科学依据，云平台服务器对车位锁的远程控制，提高了充电站的使用效率，避免了燃油车占用充电车位。

最后应说明的是：以上所述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。