交流费控充电枪的充电控制方法、电路及充电枪与流程

本发明涉及充电枪技术领域，尤其涉及一种交流费控充电枪的充电控制方法、电路及充电枪。

背景技术：

石油作为不可再生资源，随着人们对石油的需求越来越多，石油资源枯竭问题越来越严峻的摆在人们面前，为了缓解能源问题带来的影响，人们发明了电动汽车，它依赖于电力驱动车辆前进，无排放、无污染。电动汽车的关键技术就是电池技术，由于电池的储能有限，对于电动汽车来说，对电池进行充电是一个常见的关键的技术问题。

在现有技术中，一般是采用充电桩进行充电，充电桩有用户或政府在特定地域设置，通过计费系统对充电进行结账收费，充电桩普遍存在着如下问题：

一是必须有专用充电设备，占用面积较大，操作比较复杂，特别是安装时，需要专门的工作人员进行；

二是计费系统比较复杂，需要采用投币或购买充电卡的方式充值买电；

三是成本高，安装一个充电桩需要投入较高的成本，而且还需要采取专门的保护措施，防止被人损坏；

四是充电桩工作参数的设定一般由充电桩管理人员设定，用户无法根据自己的需求进行参数设定，对于用户来说，达不到最优化的使用效果。

因此，本领域专业技术人员迫切需要解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种有效措施，创造性的发明一种交流费控充电枪，以解决上述问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种交流费控充电枪，以满足家庭或个人用户对电动汽车充电的需求。

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种交流费控充电枪的充电控制方法，包括：

将充电枪连接充电汽车的充电口，并连接充电枪与充电电源；

智能终端设备打开充电管理app，使用图形码扫描功能扫描充电枪尾部的图形码，识别充电枪的图形码信息，并建立智能终端设备与充电枪的映射；

智能终端设备将充电枪信息发送至远端服务器，远端服务器检查该充电枪对应用户账户的状态；

如果充电枪对应用户账户正常，则远端服务器将充电枪与智能终端用户的身份进行绑定，并将远端服务器的确认信息发送至充电枪和智能终端设备的充电管理app；

用户通过智能终端设备的充电管理app选择充电模式，并将选择请求发送至远端服务器，远端服务器确认后，向充电枪发送用户的账户余额信息；

充电枪接收到远端服务器发送的充电指令和用户余额信息，开启充电控制锁，开始向电动汽车充电；

充电枪主控制器在设定时间阈值内读取用电计量器的充电数据，并扣减用户余额，充电枪显示屏实时显示充电数据和费用情况；

充电结束，充电控制锁关闭，充电枪将本次充电数据发送至远端服务器，远端服务器更新当前用户账户信息。

基于上述交流费控充电枪的充电控制方法的另一个实施例中，所述充电电源包括：家用市电电源、充电桩电源，所述充电电源为交流电源，电压为220v。

根据本发明实施例的另一个方面，提供的一种交流费控充电枪的充电控制电路，包括：充电电路、充电保护电路、远端服务器；

所述充电电路与所述充电保护电路、电源连接，所述充电电路用于将电源提供的电能在充电保护电路的保护下输出至电动汽车，所述充电电路具有与电源适配的电源输入接口和与电动汽车适配的电源输出接口，并具有充电参数检测和通讯功能；

所述充电保护电路为充电电路提供保护措施，当充电保护电路检测到充电电路的电气参数超过设定的范围时，所述充电保护电路开启保护；

所述充电电路与远端服务器通讯。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述充电电路包括：充电开关、线路误接监控系统、双刀继电器、用电计量器、主控制器、温度传感器、led指示灯、led显示屏、无线通讯模块、电子锁扣；

所述充电开关设置在充电枪壳体上侧，与所述电源线连接，当充电枪插头检测充电电流电压参数正常后，按下充电开关，充电枪系统供电，led指示灯亮；

所述主控制器与所述线路误接监控系统、双刀继电器、用电计量器、led指示灯、led显示屏、无线通讯模块、温度传感器、电子锁扣连接；

所述线路误接监控系统连接在电源线上，用于对电源线的正极、负极接续进行监控，当电源线的正极、负极接续错误时，线路误接监控系统向主控制器发出告警信号，并在led显示屏上显示告警信息；

所述双刀继电器在主控制器的指令控制下进行通断操作，当主控制器接收到告警信号时，根据告警信号类别，向双刀继电器发送控制指令，控制双刀继电器的通断；

所述用电计量器检测充电电量，并将充电电量发送至主控制器，在led显示屏显示当前用电电量情况；

所述温度传感器实时检测充电枪头的工作温度，并将温度参数发送至主控制器，led显示屏显示当前检测的温度值，在温度超过设定温度阈值时，主控制器提供告警信息，并根据温度状况，断开双刀继电器；

所述led指示灯在充电开关按下时点亮，在进行充电时循环闪亮，当发生故障、充电完毕时，根据常亮颜色进行区别，用于监控充电控制电路是否有电源供应、充电状态、故障状态和充电电池饱和状态；

所述led显示屏显示主控制器发送的需要显示的当前电压电流信息、告警信息、电路温度信息、用电电量信息、通讯状态信息；

所述无线通讯模块用于与远端服务器通讯，所述远端服务器通过无线通讯方式与主控制器连接，用于设定主控制器的工作参数、设定温度阈值、电流电压阈值、充电计费、远程检测充电枪工作参数是否正常、远程维护充电枪工作性能；

所述电子锁扣在主控制器的控制下实现对充电枪的电子锁进行开启和关闭，当电子锁进行开启时，充电枪不放电，当电子锁进行关闭时，充电枪放电。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述led指示灯在充电枪进行充电操作时，跑马灯式闪亮绿灯，在设定的电流阈值内，跑马灯闪亮频率随充电电流的增大而加快，当充电枪通电而无电流输出时，led指示灯全部常亮绿灯，当充电枪向设备充电完毕后，led指示灯全部常亮绿灯，当充电控制电路发生故障时，led指示灯全部常亮红灯。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述用电计量器包括计费模块和扣费模块，所述计费模块用于记录本次充电消耗的电量和费用，所述扣费模块用于记录扣除本次充电消耗的费用后，剩余的费用，所述计费模块和扣费模块的参数通过led显示屏实时显示。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述温度传感器对充电枪头的温度进行持续监测，，并将充电枪头温度发送至主控制器，在充电过程中充电枪头温度超过设定温度阈值时，所述主控制器发出强制关断双刀继电器指令，强制停止充电并将led指示灯点亮，所述主控制器通过无线通讯模块将故障信息发送至远端服务器。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述用电计量器通过无线通讯模块与远端服务器通讯，远端服务器通过无线通讯模块实时更新用电计量器显示的费用情况。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述用电计量器根据现有余额控制充电输出，当用户余额不足时，用电计量器向主控制器发出余额不足告警，并在led显示屏显示，当用电计量器监控余额用尽时，向主控制器发出余额用尽指令，主控制器断开充电枪充电。

基于上述交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例中，所述充电保护电路包括：漏电保护单元、电涌保护单元、断路器、数据采集单元和主控单元；

所述数据采集单元与所述主控单元连接，所述数据采集单元实时采集三脚插头输入的电流电压参数，并将采集的电流电压数据发送至主控单元，用于与主控单元设定的电流电压参数阈值比较，判断是否发生漏电或电涌；

所述漏电保护单元对电源线路进行漏电保护，防止电路中元器件被瞬间的过压过流击穿；

所述电涌保护单元包括mos管、分压网络和保护电容，通过分压网络和保护电容的充电放电，使mos管的源极电压缓慢上升和下降，实现对充电电路的软启动，防止浪涌电流和浪涌电压对电路元器件的破坏；

所述主控单元实时监控数据采集单元采集的输入电压电流参数，并对电路过压过流故障时，向断路器发出断路指令；

所述断路器在所述主控单元的指令控制下进行断路和闭路工作。

根据本发明实施例的另一个方面，提供的一种交流费控充电枪，包括：充电枪头、充电枪头盖、充电枪壳体、紧急按钮、充电控制电路；

所述充电枪头与所述充电枪壳体组成充电枪的主体结构，所述充电枪头与所述电动汽车的充电接头适配，所述充电枪壳体为腔体式结构，所述充电控制电路设置在所述充电枪壳体的腔体内，所述充电控制电路与所述充电枪头连接，所述充电枪头盖设置在所述充电枪头上，所述紧急按钮设置在充电枪壳体上侧，所述紧急按钮与所述充电控制电路连接，用于在发生紧急情况时，强制性停止充电枪充电。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明提出的一种交流费控充电枪的充电控制方法、电路及充电枪，具有用电计量、过压保护、电涌保护、断电控制、温度监控、通讯传输、接线错误监控功能，使充电枪安全可靠耐用，本发明的充电枪不需要专业人员调试，直接插电即可对电动车进行充电，同时，本发明的计费方式通过服务器和本地充电枪相结合的方式进行，使扣费方式更加科学，led显示屏能实时显示当前充电参数和充电枪工作参数，led指示灯能提醒当前充电状态，本发明结构简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍。

图1是本发明的一种交流费控充电枪的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制电路的一个实施例的结构示意图。

图3是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例的结构示意图。

图4是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制电路的又一个实施例的结构示意图。

图5是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制方法的一个实施例的流程图。

图中：1充电枪头、2充电枪头盖、3充电枪壳体、4紧急按钮、5充电控制电路、51充电电路、510充电开关、511线路误接监控系统、512双刀继电器、513用电计量器、514主控制器、515温度传感器、716led指示灯、517led显示屏、518无线通讯模块、519电子锁扣、52充电保护电路、521漏电保护单元、522电涌保护单元、523断路器、524数据采集单元、525主控单元、53远端服务器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

图1是本发明的一种交流费控充电枪的一个实施例的结构示意图，如图1所示，所述交流费控充电枪包括：充电枪头1、充电枪头盖2、充电枪壳体3、紧急按钮4、充电控制电路5；

所述充电枪头1与所述充电枪壳体3组成充电枪的主体结构，所述充电枪头1与所述电动汽车的充电接头适配，所述充电枪壳体3为腔体式结构，所述充电控制电路5设置在所述充电枪壳体3的腔体内，所述充电控制电路5与所述充电枪头1连接，所述充电枪头盖2设置在所述充电枪头1上，所述紧急按钮4设置在充电枪壳体3上侧，所述紧急按钮4与所述充电控制电路5连接，用于在发生紧急情况时，强制性停止充电枪充电。

图2是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制电路的一个实施例的结构示意图，如图2所示，所述交流费控充电枪的充电控制电路包括：充电电路51、充电保护电路52、远端服务器53；

所述充电电路51与所述充电保护电路52、电源连接，所述充电电路51用于将电源提供的电能在充电保护电路52的保护下输出至电动汽车，所述充电电路51具有与电源适配的电源输入接口和与电动汽车适配的电源输出接口，并具有充电参数检测和通讯功能；

所述充电保护电路52为充电电路51提供保护措施，当充电保护电路52检测到充电电路的电气参数超过设定的范围时，所述充电保护电路52开启保护；

所述充电电路51与远端服务器53通讯。

图3是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制电路的另一个实施例的结构示意图，如图3所示，所述充电电路51包括：充电开关510、线路误接监控系统511、双刀继电器512、用电计量器513、主控制器514、温度传感器515、led指示灯516、led显示屏517、无线通讯模块518、电子锁扣519；

所述充电开关510设置在充电枪壳体3上侧，与所述电源线连接，当充电枪插头检测充电电流电压参数正常后，按下充电开关510，充电枪系统供电，led指示灯516亮；

所述主控制器514与所述线路误接监控系统511、双刀继电器512、用电计量器513、led指示灯516、led显示屏517、无线通讯模块518、温度传感器515、电子锁扣519连接；

所述线路误接监控系统511连接在电源线上，用于对电源线的正极、负极接续进行监控，当电源线的正极、负极接续错误时，线路误接监控系统511向主控制器514发出告警信号，并在led显示屏517上显示告警信息；

所述双刀继电器512在主控制器514的指令控制下进行通断操作，当主控制器514接收到告警信号时，根据告警信号类别，向双刀继电器512发送控制指令，控制双刀继电器512的通断；

所述用电计量器513检测充电电量，并将充电电量发送至主控制器514，在led显示屏517显示当前用电电量情况；

所述温度传感器515实时检测充电枪头1的工作温度，并将温度参数发送至主控制器514，led显示屏517显示当前检测的温度值，在温度超过设定温度阈值时，主控制器514提供告警信息，并根据温度状况，断开双刀继电器512；

所述led指示灯516在充电开关510按下时点亮，在进行充电时循环闪亮，当发生故障、充电完毕时，根据常亮颜色进行区别，用于监控充电控制电路是否有电源供应、充电状态、故障状态和充电电池饱和状态；

所述led显示屏517显示主控制器514发送的需要显示的当前电压电流信息、告警信息、电路温度信息、用电电量信息、通讯状态信息；

所述无线通讯模块518用于与远端服务器53通讯，所述远端服务器53通过无线通讯方式与主控制器514连接，用于设定主控制器514的工作参数、设定温度阈值、电流电压阈值、充电计费、远程检测充电枪工作参数是否正常、远程维护充电枪工作性能；

所述电子锁扣519在主控制器514的控制下实现对充电枪的电子锁进行开启和关闭，当电子锁进行开启时，充电枪不放电，当电子锁进行关闭时，充电枪放电。

所述无线通讯模块518包括：蓝牙通讯、wifi通讯、zigbee通讯、3g/4g通讯。

所述led指示灯516在充电枪进行充电操作时，跑马灯式闪亮绿灯，在设定的电流阈值内，跑马灯闪亮频率随充电电流的增大而加快，当充电枪通电而无电流输出时，led指示灯516全部常亮绿灯，当充电枪向设备充电完毕后，led指示灯516全部常亮绿灯，当充电控制电路51发生故障时，led指示灯516全部常亮红灯。

所述用电计量器513包括计费模块和扣费模块，所述计费模块用于记录本次充电消耗的电量和费用，所述扣费模块用于记录扣除本次充电消耗的费用后，剩余的费用，所述计费模块和扣费模块的参数通过led显示屏517实时显示。

所述温度传感器515对充电枪头1的温度进行持续监测，并将充电枪头1温度发送至主控制器514，在充电过程中充电枪头1温度超过设定温度阈值时，所述主控制器514发出强制关断双刀继电器511指令，强制停止充电并将led指示灯516点亮，所述主控制器514通过无线通讯模块518将故障信息发送至远端服务器53。

所述用电计量器513通过无线通讯模块518与远端服务器53通讯，远端服务器53通过无线通讯模块518实时更新用电计量器513显示的费用情况。

所述用电计量器513根据现有余额控制充电输出，当用户余额不足时，用电计量器513向主控制器514发出余额不足告警，并在led显示屏517显示，当用电计量器513监控余额用尽时，向主控制器514发出余额用尽指令，主控制器514断开充电枪充电。

图4是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制电路的又一个实施例的结构示意图，如图4所示，所述充电保护电路52包括：漏电保护单元521、电涌保护单元522、断路器523、数据采集单元524和主控单元525；

所述数据采集单元524与所述主控单元525连接，所述数据采集单元524实时采集三脚插头输入的电流电压参数，并将采集的电流电压数据发送至主控单元525，用于与主控单元525设定的电流电压参数阈值比较，判断是否发生漏电或电涌；

所述漏电保护单元521对电源线路进行漏电保护，防止电路中元器件被瞬间的过压过流击穿；

所述电涌保护单元522包括mos管、分压网络和保护电容，通过分压网络和保护电容的充电放电，使mos管的源极电压缓慢上升和下降，实现对充电电路的软启动，防止浪涌电流和浪涌电压对电路元器件的破坏；

所述主控单元525实时监控数据采集单元524采集的输入电压电流参数，并对电路过压过流故障时，向断路器523发出断路指令；

所述断路器523在所述主控单元525的指令控制下进行断路和闭路工作。

图5是本发明的一种交流费控充电枪的充电控制方法的一个实施例的流程图，如图5所示，所述交流费控充电枪的充电控制方法包括：

10，将充电枪连接充电汽车的充电口，并连接充电枪与充电电源；

20，智能终端设备打开充电管理app，使用图形码扫描功能扫描充电枪尾部的图形码，识别充电枪的图形码信息，并建立智能终端设备与充电枪的映射；

30，智能终端设备将充电枪信息发送至远端服务器53，远端服务器53检查该充电枪对应用户账户的状态；

40，如果充电枪对应用户账户正常，则远端服务器53将充电枪与智能终端用户的身份进行绑定，并将远端服务器的确认信息发送至充电枪和智能终端设备的充电管理app；

50，用户通过智能终端设备的充电管理app选择充电模式，并将选择请求发送至远端服务器53，远端服务器53确认后，向充电枪发送用户的账户余额信息；

60，充电枪接收到远端服务器53发送的充电指令和用户余额信息，开启充电控制锁，开始向电动汽车充电；

70，充电枪主控制器514在设定时间阈值内读取用电计量器513的充电数据，并扣减用户余额，充电枪显示屏实时显示充电数据和费用情况；

80，充电结束，充电控制锁关闭，充电枪将本次充电数据发送至远端服务器53，远端服务器53更新当前用户账户信息。

所述充电电源包括：家用市电电源、充电桩电源，所述充电电源为交流电源，电压为220v。所述图形码包括：条形码、二维码。所述智能终端设备包括：智能手机、平板电脑、智能穿戴设备。

以上对本发明所提供的一种交流费控充电枪的充电管理方法、电路及充电枪进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。