一种带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩及其充电方法与流程

本发明涉及充电设备技术领域，尤其涉及一种带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩及其实现充电的方法。

背景技术：

充电桩是用于给电动汽车充电的装置，分交流充电桩和直流充电桩两种，伴随着电动汽车产业的快速发展，充电桩的数量也不断增加，在实际使用的过程中也出现了不少问题，其中就有用户在充完电之后不按规定放置充电枪的问题，充电枪随意放置甚至整把充电枪放在地上，造成充电枪被车辆碾压损坏的问题。目前针对用户随意放置充电枪问题的解决方法有以下几种：

1、使用带伸缩功能的充电枪，冲完电后用户拔出充电枪插头后，充电枪能自动缩回桩体，这种带伸缩功能的充电枪只适用于线径较细的交流充电桩，并不适用于充电线较粗的直流充电枪，有一定的局限性。

2、有些厂家的做法是提供带锁的储存充电枪的结构，优点是可把整条充电枪收纳起来，对充电枪有较好的防护性，但用户需把枪一圈圈缠好再关上储存仓仓门，这种解决方法实际应用起来对用户的素质和耐心程度要求较高，会有不少用户充完电后不按规定执行。

3、有些充电桩厂家干脆不提供充电枪，只提供充电插座，充电枪由客户自己购买并携带来充电，对用户来讲便利性欠缺。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩，其通过采用带充电枪锁止及位置反馈功能的挂枪装置，可降低用户随意放置充电枪的概率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩，其包括桩体、控制板、充电枪以及挂枪装置；其中：

所述控制板、充电枪以及挂枪装置均安装于桩体上；

所述充电枪与控制板电性连接，用于为充电设备充电；

所述挂枪装置用于放置充电枪，该挂枪装置包括锁止装置和位置反馈装置，所述锁止装置用于对充电枪进行解锁和上锁，所述位置反馈装置用于检测充电枪的状态并用于检测充电枪是否放置到位，所述充电枪的状态包括拔枪状态和放枪状态。

进一步地，所述位置反馈装置为第一微动开关，所述第一微动开关位于挂枪装置的挂枪口中，在取下或放置充电枪于挂枪口中时，引起第一微动开关内部触头状态的变化，以此判断充电枪处于拔枪状态或放枪状态。

进一步地，所述锁止装置包括电磁锁以及第二微动开关，所述电磁锁用于对充电枪进行解锁和上锁，所述解锁或上锁会引起第二微动开关内部触头状态的变化，以将充电枪的解锁或上锁信号发送至控制板。

进一步地，所述电磁锁包括电磁线圈和锁芯，通过对电磁线圈通入正、反向脉冲电压信号使得锁芯弹出和缩回，从而实现上锁和解锁，同时，锁芯的弹出或缩回引起第二微动开关内部触头状态的变化。

进一步地，所述充电桩进一步包括读卡器，所述读卡器与控制板连接，用于读取相应的ic卡信息。

进一步地，所述充电桩进一步包括运营平台，所述控制板通过有线网络或无线网络与运营平台相连接；所述有线网络包括路由器或交换机，所述控制板通过路由器或交换机经由以太网连接至运营平台；所述无线网络包括通过rs232总线与控制板连接的通信模块，所述控制板通过通信模块经由以太网与运营平台无线连接。

本发明的目的之二在于提供一种带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩的充电方法，其通过采用带充电枪锁止及位置反馈功能的挂枪装置，加上软件的控制以及对用户操作信用的评估，来规范用户的使用操作，可降低用户随意放置充电枪的概率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用上述带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩实现的充电方法，其包括以下步骤：

步骤1、检测用户是否发出充电请求，如果发出，则执行步骤2的操作；

步骤2、控制锁止装置解锁，并提示用户从挂枪装置上拔出充电枪为充电设备充电；

步骤3、充电完毕后通知用户将充电枪放置到挂枪装置上，控制锁止装置上锁。

进一步地，所述步骤2包括以下步骤：

步骤21、控制板控制锁止装置解锁；

步骤22、第二微动开关判断解锁是否成功，如果成功则执行步骤23，反之，发出监控告警信号并停止充电服务，直至告警解除；

步骤23、提示用户从挂枪装置拔出充电枪；

步骤24、位置反馈装置检测充电枪是否从挂枪装置上拔出，如果是，则执行步骤25，反之如果在第一预设时间内充电枪仍从挂枪装置上拔出，则控制锁止装置上锁，该用户的充电请求被取消；

步骤25、充电枪插入充电设备，为充电设备充电。

进一步地，所述步骤3包括以下步骤：

步骤31、充电完毕后，通知用户将充电枪从充电设备中拔出，如果充电枪从充电设备中拔出，则执行步骤32；反之，再次提醒用户；

步骤32、提示用户将充电枪在第二预设时间内放置到挂枪装置中；

步骤33、通过位置反馈装置检测充电枪是否放置到位，如果在第二预设时间内放置到位，则控制锁止装置上锁，反之，则将该用户录入黑名单并发送至运营平台；

步骤34、当该用户被录入黑名单的次数达到第一预设次数时，运营平台则会将该用户的不良充电记录发送给其他运营商。

进一步地，所述步骤1中，检测用户是否发出充电请求的方法为以下任一种：

通过读取ic卡信息实现；

通过登录运营平台并发出充电请求，由运营平台将所述充电请求通过无线网络或有线网络发送给相应充电桩的控制板。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明充电枪的挂枪要求简便快捷，适合用户的使用习惯，方案简单，易于推广实施。

2、充电桩通过采用带充电枪锁止及位置反馈功能的挂枪装置，加上软件的控制以及对用户操作信用的评估，能规范用户的使用操作，可降低用户随意放置充电枪的概率，提升用户的文明素质。

附图说明

图1为本发明带充电枪锁止和位置反馈控制的充电桩的结构框图；

图2为挂枪装置的结构示意图；

图3为图2的a向示意图；

图4为锁止装置的结构示意图；

图5为本发明充电方法的流程示意图。

其中：10、充电桩本体；11、挂枪装置；12、急停开关；13、指示灯；14、漏电保护开关；15、控制板；16、通信模块；17、显示屏；18、读卡器；19、充电枪；111、壳体；112、锁止装置；1121、电磁线圈；1122、锁芯；1123、电磁线圈电源线；113、第二微动开关；1131、第二微动开关推杆；1132、第二微动开关状态线；114、位置反馈装置；1141、第一微动开关推杆；1142、第一微动开关状态线；20、路由器或交换机；30、以太网；40、运营平台；50、电动汽车。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

本发明一种带充电枪锁止及位置反馈控制的充电桩（以下简称充电桩），是为了解决用户充电完成后充电枪不放回枪座，随意放置的问题，规范用户的操作行为。

1、充电桩采用的充电枪挂枪装置具备位置反馈功能，可以检测充电枪是否有放到位。

2、充电桩采用的充电枪锁止装置采用电磁锁的方式。充电桩控制板可通过电磁锁锁住或解锁充电枪，没有启动充电时用户不能取出充电桩自带的充电枪进行充电，起到一定的防盗功能；同时电磁锁内置有状态反馈开关，可反馈电磁锁是处于开锁还是上锁的状态。

3、充电桩挂枪装置同时具备充电枪锁止及充电枪位置反馈两种功能。

4、充电桩监控程序通过对挂枪装置的位置反馈状态以及电磁锁状态反馈开关的状态的检测，可判断用户是否按照充电桩的使用要求进行挂枪操作，如果用户在充电完成后没有在规定时间内把充电枪插回挂枪装置放好，该用户将会被列入黑名单，将不允许在营运商旗下所有充电桩进行充电，用户需到运营商处缴纳一定数额的罚款才能继续在运营商旗下充电桩进行充电，如果用户多次被列入黑名单，用户的不当操作记录将会被传送至其他运营商平台，该用户将不能在其他运营平台的充电桩进行充电。

具体地，请参照图1-4所示，本发明充电桩包括充电桩本体10（即桩体），该充电桩本体10内部或表面分别安装有充电枪19、挂枪装置11、显示屏17、指示灯13、读卡器18、控制板15、漏电保护开关14、急停开关12、通信模块16等部分组成。充电枪19的一端连接到控制板上，另外一端是车端充电插头，从充电桩本体10引出，用来插到充电设备（例如电动汽车50等）的充电插座，给充电设备充电。挂枪装置11固定在桩体表面，挂枪装置11由壳体111、锁止装置112、位置反馈装置114三大部分组成，锁止装置112和位置反馈装置114都是固定在壳体111上，挂枪装置11的作用是放置充电枪枪头，同时位置反馈装置114能检测到充电枪的枪头有没有放到位，并能通过锁止装置112锁紧或解锁充电枪枪头；显示屏17连接控制板，用来显示系统的运行信息、提示信息和告警信息；指示灯13连接控制板，用来指示系统的运行、充电、故障三种状态；读卡器18连接控制板，用来读取ic卡，进行充电操作；漏电保护开关14出线端连接控制板，进线端连接交流电源，漏电保护开关可实现对整个充电桩系统的漏电保护、过电流保护、短路保护等功能；急停开关12连接控制板，充电时出现紧急状态下按下急停开关，可快速断开充电输出；通信模块16连接控制板，用来提供和运营平台40通过以太网30进行无线通信的功能，当然，控制板15也可以通过有线与运营平台40连接，即控制板15通过网线连接路由器或交换机20，然后路由器或交换机20再通过以太网30连接运营平台40；控制板15是整个充电桩的大脑，负责各种对系统各种信息的分析、处理、储存以及将各种数据传送至运营后台。

请参照图2和3所示，位置反馈装置114采用微动开关的方式（即第一微动开关）安装于挂枪装置11的挂枪口内，第一微动开关包括第一微动开关本体、第一微动开关推杆1141和第一微动开关状态线1142，当充电枪插入挂枪装置后，充电枪的枪头会把第一微动开关推杆1141往第一微动开关本体方向压，引起第一微动开关内部触头状态的变化（比如充电枪插入挂枪装置时第一微动开关内部触头状态由常开状态变成了常闭的状态），控制板通过第一微动开关状态线1142检测这个状态的变化就能判断充电枪是处于拔枪还是插枪的状态。

请参照图4所示，锁止装置112包括电磁锁和第二微动开关113，其中，电磁锁包括电磁线圈1121、锁芯1122、电磁线圈电源线1123，第二微动开关113包括第二微动开关本体、第二微动开关推杆1131和第二微动开关状态线1132，当控制板15向电磁线圈1121的电磁线圈电源线1123提供正向脉冲电压，电磁线圈1121内部的锁芯1122将会弹出，电磁锁处于上锁的状态；当控制板15向电磁线圈1121的电磁线圈电源线1123提供反向脉冲电压，锁芯1122将会将会缩回，电磁锁处于开锁的状态；锁芯1122的弹出和缩回，与第二微动开关推杆1131会造成第二微动开关113的状态发生变化，控制板15通过第二微动开关状态线1132检测这个状态的变化就能判断充电枪是处于上锁还是解锁状态，比如弹出（上锁）时是常闭状态，缩回（解锁）时就变成了常开状态，则第二微动开关113的状态由常闭状态变为常开状态时，则充电枪处于解锁状态。

请参照图5所示，上述充电桩实现充电的过程包括以下步骤：

1、充电桩使用前，用户需在运营商处进行实名及车牌号登记，由运营商提供充电使用的可充值ic卡给用户，用户也可通过微信公众号登录运营商公众号进行登记。

2、用户充电时，刷ic卡或通过微信公众号进行充电操作，控制板收到正确的充电需求信息后，控制板会记录下用户身份信息，控制板将控制挂枪装置电磁锁解锁，同时显示屏或公众号会提示用户在规定的时间内将充电枪插好到电动汽车上，如果用户没有执行拔枪操作，控制板检测到位置反馈装置处于插枪状态，那么在规定时间（例如30s或60s等）到后，用户之前的充电请求将取消，用户需重新执行充电流程。如果用户按提示拔出充电枪后，位置反馈装置将处于拔枪状态，用户需在规定时间内将充电枪插好到电动汽车上，控制板检测到充电枪已经连接，用户可刷卡正式启动充电或在微信公众号里面按提示点击启动充电。如果用户拔出充电枪后在规定的时间内没有把充电枪插到电动汽车上，控制板将取消用户之前的充电流程，显示屏或微信公众号里面将提示用户需在规定时间（例如30s或60s等）内把充电枪重新插回挂枪装置，如果用户超过了规定的时间没有把充电枪插回挂枪装置，控制板将会标记该用户为不当操作并列入黑名单，并将信息传送至运营平台。在充电的过程中，如果控制板检测到充电枪处于已连接电动汽车的状态，电磁锁锁止装置将一直保持在解锁的状态，同时位置反馈装置如果发生了状态的变化，这个状态的变化将不起作用，以防止其他人员触动位置反馈装置，避免控制板的误控制。

3、充电过程中，用户如果要结束充电，可刷ic卡结算或按微信公众号的提示确认结束充电。控制板收到确认结束充电信息后，控制板上方的继电器会断开充电输出，同时显示屏或微信公众号会提示用户拔出充电枪，用户拔出充电枪后，控制板检测到充电枪和电动汽车已经断开连接的前提下，显示屏或微信公众号会提示用户必须在规定的时间（例如30s或60s等）内把充电枪插回挂枪装置上，如果用户超过了规定的时间没有把充电枪插回挂枪装置，控制板将会标记该用户为不当操作并列入黑名单，并将信息传送至运营后台。

4、用户被运营商列入黑名单后，用户如果要继续使用该运营商的充电桩，需到运行商处缴纳一定的罚款才能继续使用充电桩。同一用户多次（例如10次或20次）被列入黑明单后，用户的不当操作记录将会被运营商后台传送至其他运营商平台，该用户将不能在收到信息的其他运营平台下的充电桩进行充电。

5、用户将充电枪插回到挂枪装置后，控制板检测到位置反馈装置状态处于插枪状态，控制板将控制电磁锁动作，锁紧充电枪，同时显示屏或微信公众号的挂枪提示信息将取消，充电桩可以执行下一次充电操作。其他用户必须在上一个用户把充电枪放好后才能执行充电操作。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。