一种立体车库的无线充电系统及控制方法与流程

本发明属于停车库的无线充电设备技术领域，涉及一种立体车库的无线充电系统，还涉及该无线充电系统的控制方法。

背景技术：

近年来无线充电汽车日益增加，国家对绿色出行的支持力度也不断加大。很多时候在立体车库中想要对汽车充电是非常复杂的，在日常充电过程中也会涉及许多麻烦的问题。比如，在立体车库中有线充电线路麻烦，容易造成缠线；车主不能对汽车的充电情况时时监测；设备有损但不能及时发现而产生安全事故等一些问题。

目前，现有的立体车库中对充电桩进行综合管控的设备或系统相对较少，绝大部分立体车库停车场仍采用最原始的人工方式进行管控，效率较低。虽然市面上出现了部分停车场智能管控系统，但无论是人工方式管控还是智能管控的停车场，均很少将数据进行共享，以致于车主不能及时的获取车辆充电信息。因此，建设一个通过通讯网络的方式将立体车库中的充电系统的信息共享车主，车主可以随时随地了解到车辆的充电状况，对于发生的一些不安全的事故可以及时处理，提高了车库的整体安全性，并且方便使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种立体车库的无线充电系统，解决了现有立体车库中的无线充电系统不能实时共享信息给车主以及充电系统对于安全监测不全面的问题。

本发明的另一目的是提供该立体车库的无线充电系统的控制方法。

本发明所采用的技术方案是，一种立体车库的无线充电系统，包括固定安装在车位一端的充电桩，充电桩包括控制单元，控制单元的输入端分别连接有电量检测模块的输出端和压力传感器，用于检测车位上车的电量情况和检测车位上压力的变化，控制单元的输入端还分别连接有电流传感器、充电检测模块、报警提示模块和温度传感器，用于检测充电桩的工作状态，控制单元的输出端分别连接指示面板的输入端，用于显示充电桩的工作信息、通讯模块输入端和安全控制模块的输入端，安全控制模块的输入端与报警提示模块的输出端连接，用于当充电桩的电流、电压或温度超过某一特定安全值时，自动切断一切电源；通讯模块的输出端连接远程终端。

本发明的其他特点还在于，

电量检测模块设置在车位的底部，用于自动检测所在车位上车的剩余电量，电量检测模块输出信号给充电桩上的控制单元；压力传感器安装在车位的底部，用于将车位的压力变化信号传送给控制单元，控制单元根据压力传感器检测到的压力信号和电量检测模块检测到车位上车的电量情况控制充电桩工作。

电流传感器设置在充电桩的内部，用于检测充电桩的电流，电流传感器的输出端连接控制单元的输入端，电流传感器通过控制单元连接报警提示模块。

温度传感器固接在充电桩的外壳内壁上，用于检测充电桩工作时由于散热引起的温度情况，温度传感器的输出端连接控制单元的输入端，温度传感器通过控制单元连接报警提示模块。

充电检测模块用于检测充电情况，充电检测模块的输出端通过控制单元与指示面板连接，将充电情况显示在指示面板上，并且，充电检测模块还连接有显示灯，充电完成时，显示灯亮。

报警提示模块的输出端分别连接有led灯和蜂鸣器。

通讯模块采用无线wifi连接远程终端，远程终端为手机app或平板电脑。

本发明的另一技术方案是，一种立体车库的无线充电系统的控制方法，主要包括如下步骤：

步骤1.车位上的压力传感器将检测到的压力信号传送给充电桩的控制单元，控制单元根据压力信号判断车位上是否有车，如果有车，控制单元控制电量检测模块检测车辆的电量状况；如果没有车，不操作；

步骤2.电量检测模块判断车辆电量是否充足，如果车辆电量充足，则不进行充电；如果电量不足，执行步骤3；

步骤3.充电桩开始给车辆充电，控制单元控制电流传感器、温度传感器和充电检测模块开始工作，实时监测充电桩工作过程中的电流和温度，电流传感器和温度传感器分别传输信号给报警提示模块和控制单元；

步骤4.报警提示模块和控制单元根据设定的温度和电流的安全值，判断充电桩的工作电流和温度是否在安全值范围内，如果电流和温度超过设定的安全值时，控制单元控制报警提示模块通过led灯和蜂鸣器报警，同时报警提示模块将信号传输给安全控制模块，安全控制模块自动切断一切电源，或者控制单元发送命令给安全控制模块切断电源；如果电流和温度保持在设定的安全值内，报警提示模块不作报警提示，并且安全控制模块不工作，充电桩持续给车辆充电，直至充电完成。

充电过程中，充电检测模块实时监测车辆的充电情况，控制单元将充电信息通过通讯模块发送给远程终端，用户通过手机app查看车辆充电信息，同时充电检测模块通过控制单元将充电信息发送到指示面板；充电完成时，电量检测模块发送信息给控制单元，控制单元控制安全控制模块自动断开电源，充电桩不再放电，并且充电检测模块的显示灯常亮。

本发明的有益效果是，一种立体车库的无线充电系统，解决了现有立体车库中的无线充电系统不能实时共享信息给车主以及充电系统对于安全监测不全面的问题。该充电系统附有自动调频功能，使得立体车库可以为各种频率的电力汽车提供车位与充电服务，为车主提供生活便利。此装置所配有的压力传感器、电流传感器、温度传感器、充电状况采集装置、报警系统、安全控制系统等，在方便车主随时查看车辆充电情况外，更为此无线充电系统提供了必要的安全保障。配备该充电系统的立体车库功能实用，符合市场需求，有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的一种立体车库的无线充电系统的内部结构示意图；

图2是本发明的一种立体车库的无线充电系统的调频控制电路示意图；

图3是本发明的一种立体车库的无线充电系统的充电系统工作原理图；

图4是本发明的一种立体车库的无线充电系统的充电系统工作流程图。

图中，1.控制单元，2.电流传感器，3.电量检测模块，4.指示面板，5.蜂鸣器，6.报警提示模块，7.压力传感器，8.充电检测模块，9.通讯模块，10.led灯，11.远程终端，12.充电桩，13.温度传感器，14.安全控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种立体车库的无线充电系统，如图1所示，包括固定安装在车位一端的充电桩12，充电桩12包括控制单元1，控制单元1的输入端分别连接有电量检测模块3的输出端和压力传感器7，用于检测车位上车的电量情况和检测车位上压力的变化，控制单元1的输入端还分别连接有电流传感器2、充电检测模块8、报警提示模块6和温度传感器13，用于检测充电桩12的工作状态，控制单元1的输出端分别连接指示面板4的输入端，用于显示充电桩12的工作信息、通讯模块9的输入端和安全控制模块14的输入端，通讯模块9的输出端连接远程终端11，安全控制模块14的输入端与报警提示模块6的输出端连接，用于当充电桩12的电流、电压或温度超过设定的安全值时，自动切断一切电源。

电量检测模块3设置在车位的底部，用于自动检测所在车位上车的剩余电量，电量检测模块3输出信号给充电桩12上的控制单元1，压力传感器7安装在车位的底部，用于将车位的压力变化信号传送给控制单元1，控制单元1根据压力传感器7检测到的压力信号和电量检测模块3检测到车位上车的电量情况控制充电桩12工作。

电流传感器2设置在充电桩12的内部，用于检测充电桩12的电流，电流传感器2的输出端连接控制单元1的输入端，电流传感器2通过控制单元1连接报警提示模块6。

温度传感器13固接在充电桩12的外壳内壁，用于检测充电桩12工作时由于散热引起的温度情况，温度传感器13的输出端连接控制单元1的输入端，温度传感器13通过控制单元1连接报警提示模块6。

充电检测模块8用于检测充电情况，充电检测模块8的输出端通过控制单元1与指示面板4连接，将充电情况显示在指示面板4上，并且，充电检测模块8还连接有显示灯，充电完成时，显示灯亮。

报警提示模块6的输出端分别连接有led灯10和蜂鸣器5。

通讯模块9采用无线wifi连接远程终端11，远程终端11为手机app或平板电脑。

本发明的一种立体车库的无线充电系统的控制方法，主要包括如下步骤：

步骤1.车位上的压力传感器7将检测到的压力信号传送给充电桩12的控制单元1，控制单元1根据压力信号判断车位上是否有车，如果有车，控制单元1控制电量检测模块3检测车辆的电量状况；如果没有车，不操作；

步骤2.电量检测模块3判断车辆电量是否充足，如果车辆电量充足，则不进行充电；如果电量不足，执行步骤3；

步骤3.充电桩12开始给车辆充电，控制单元1控制电流传感器2、温度传感器13和充电检测模块8开始工作，实时监测充电桩12工作过程中的电流和温度，电流传感器2和温度传感器13分别传输信号给报警提示模块6和控制单元1；

步骤4.报警提示模块6和控制单元1根据设定的温度和电流的安全值，判断充电桩12的工作电流和温度是否在安全值范围内，如果电流和温度超过设定的安全值时，控制单元1控制报警提示模块6通过led灯10和蜂鸣器5报警，同时报警提示模块6将信号传输给安全控制模块14，安全控制模块14自动切断一切电源，或者控制单元1发送命令给安全控制模块14切断电源；如果电流和温度保持在设定的安全值内，报警提示模块6不作报警提示，并且安全控制模块14不工作，充电桩12持续给车辆充电，直至充电完成。

在充电过程中，充电检测模块8实时监测车辆的充电情况，控制单元1将充电信息通过通讯模块9发送给远程终端11，用户可以通过手机app查看车辆充电信息，同时充电检测模块8通过控制单元1将充电信息发送到指示面板4；充电完成时，电量检测模块3发送信息给控制单元1，控制单元1控制安全控制模块14自动断开电源，充电桩12不再放电，并且充电检测模块8的显示灯常亮。

本发明的一种立体车库的无线充电系统，控制单元1中采用单片机为主控芯片；充电桩12采用交流电220v供电，实现对汽车的无线充电，控制单元部分采用直流5v电源，配有单独的供电单元，控制单元1连接的指示面板4将电流传感器2检测的充电桩12的电流信息、温度传感器13检测的充电桩的温度信息与充电检测模块8检测的充电状况进行实时显示，同时，控制单元1将检测接收到的信息通过通讯模块9发送给远程终端11(手机app或平板电脑)，方便用户对车辆情况实时了解掌握。

在立体车库的停车位底部设有压力传感器7，通过压力传感器的输出信号给控制单元1来判断是否有车进入车库，压力传感器7的压力信号根据车库内是否有车而变化，压力传感器7将压力信号输入至控制单元1，控制单元1根据压力信号由程序控制充电桩12是否开启。

车位上还安装有电量检测模块3，当无线充电系统开启时，将自动检测所在车位上汽车的剩余电量，来判断库中汽车是否需要充电，电量检测模块3输出信号给控制单元1，控制单元1根据所接收到的信号来判断是否启动充电桩。

电流传感器2在充电桩12正常运行时，可自动检测和显示电流，将电流信息传送给控制单元1和报警提示模块6，当电流值超过某一设定的安全值时，控制单元1可发送信息给安全控制模块14，安全控模块14通过相应的程序启动保护系统，立即断开电源，并且报警提示模块6进行报警。其高压低压完全隔离，安全性较高，具有较好的绝缘功能，同时，这是一种较为安全的检测装置，测量精度较高，且同时可以满足测量和继电保护的需求，提高无线充电系统的安全系数。

温度传感器13的设置在充电桩12的外壳内壁，用来检测在充电时由散热而引起的温度升高状况，与控制单元1和报警提示模块6连接，当温度超过某一设定的安全温度值时，控制单元1发送信息给安全控制模块14，安全控制模块14通过相应的程序保护系统，立即断开电源，同时报警提示模块6通过传送信息给蜂鸣器5和led灯10进行报警提示。

充电检测模块通过控制单元1与充电桩12连接，方便时刻监测充电情况，并通过控制单元1将充电情况显示在指示面板4上，方便实时监测充电情况。

报警提示模块6连接电蜂鸣器与led灯。在报警提示模块6启动时，会同时启动蜂鸣器5与led灯10，通过蜂鸣器5的报警与led灯10的闪烁来提醒车库管理人员车库现有故障，从而可以尽快进行设备维修，led灯10，分为绿色常亮、红色常亮和红色闪烁三种，红色闪烁为设备出现故障，红色常量为电量未满，绿色常亮为充电完成。

安全控制模块14的主要功能是，当电流或温度超过某一特定安全值时，自动切断一切电源，当检测到充电完成时，切断充电电源，此种设计即提高了无限充电系统的整体安全性，同时亦可达到节约能源的目的。

本发明的一种立体车库的充电系统中充电桩的控制电路如图2和图3所示，由低频开始上调，直到与接收端频率相等能量开始传输，接收器中的控制系统会向充电系统发送信号停止上调频率，两边开始正常运作。当电池充满时，充电状况检测装置将信息传送给控制单元，安全控制模块会停止供电。在调节线圈频率上，控制系统调节驱动电压改变线圈频率，也可以通过改变电容值来进行操作。充电桩的区域定义为m区域，m区域可以控制发射端驱动电压也可接收端的信号，当两边频率相同时，车位定义为k区域，k区域发出信号停止改变频率，充电开始。同时，充电系统设有整流系统，可将220v交流电转化为直流电，以增加充电效率。

如图4所示，本发明的工作流程如下，当车主把车停入车位时，压力传感器检测到有车停入，便启动充电桩，电量检测模块检测汽车残余电量，之后便会启动充电桩。在充电的过程中电流传感器与温度传感器对整个充电过程进行实时监测，确保充电过程安全，如果电流和温度超过特定的安全值，则会启动报警提示模块和安全控制模块引发蜂鸣器鸣响和led灯闪烁，并立即切断电源。在正常充电的过程中，指示面板上会显示有电流、电压、温度和充电状况的数据显示，同时，控制单元将检测接收到的信息通过通讯模块发送给手机app，方便用户对车辆情况实时了解掌握。当充电完成时，安全控制模块将自动断开电源，完成充电，显示灯亮起，手机app也会有相应的显示，提醒车主汽车充电完成。