应用于电动汽车的充电网络系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种应用于电动汽车的充电网络系统，包括：以地理区域划定的一个或多个多级式区域充电网络，在每一个所述多级式区域充电网络中均包含分布于该地理区域内的一个或多个充电桩，每一个所述充电桩均配置有用于与电动汽车相连接的充电连接单元；与所述多级式区域充电网络建立通信连接的中央服务器，用于统筹管理各个所述多级式区域充电网络，实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控。相较于现有技术，本发明的充电网络系统，可将分散的各个独立的充电桩通过小区管理模式实现层级式系统联网管理，实现无人值守并可对充电桩进行统一管理和控制。
【专利说明】应用于电动汽车的充电网络系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动汽车工艺领域，尤其涉及一种应用于电动汽车的充电网络系统。
【背景技术】
[0002]随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛后日益激化，节能降耗和减少对化石燃料的依赖已成为世界各国经济持续发展迫切需要解决的问题。电动汽车具有节油、环保、高效率的优点，世界各国科学家和工业界普遍认为电动汽车是二十一世纪重要的清洁交通工具。
[0003]要实现电动汽车的普及，首当其冲的问题是解决是电动汽车的充电问题，因此，电动汽车充电站与充电网络是电动汽车规模化和产业化发展的重要基础设施。目前，电动汽车的充电设施主要为充电桩，充电桩可分为直流充电桩和交流充电桩，其中，相较而言，交流充电桩具有体积小、成本低、人性化、智能化及使用方便等特点，对汽车用户来说更具有吸引力。充电桩一般固定在路边或停车场内，利用专用充电接口，采用传导方式，为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能。另外，在现有技术下，对充电桩缺乏行之有效的系统化管理。充电桩还可具有相应的通信、计费和安全防护功能。但是，在现有技术中，从现有的电动汽车充电设施来看，大部分功能都较为简单。例如，一般仍需设置专人值守，进行引导和收费等任务。特别地，充电桩大多为独立的，并没有与其他充电桩、电网控制中心等建立通信连接，因此，无法向电网反馈车辆用电信息、充电桩被占用情况、统计的充电时长、次数及收费情况，且不能提供扩展服务。例如会出现这样的情形:用户不能在事前确定充电桩的使用状况，当电动汽车用户找到充电桩时，发现充电桩已被占用或处于故障中，浪费了用户的时间和精力，降低电动汽车的体验，不利于电动汽车的发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是在于提供一种应用于电动汽车的充电网络系统，用于解决现有技术中对充电桩缺乏行之有效的系统化管理等问题。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种应用于电动汽车的充电网络系统，包括:以地理区域划定的一个或多个多级式区域充电网络，在每一个所述多级式区域充电网络中均包含分布于该地理区域内的一个或多个充电桩，每一个所述充电桩均配置有用于与电动汽车相连接的充电连接单元；与所述多级式区域充电网络建立通信连接的中央服务器，用于统筹管理各个所述多级式区域充电网络，实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控。
[0006]可选地，所述充电桩还包括如下的任一者或它们中的任一组合:计费单元，用于根据相连的电动汽车的充电情况而进行计费，得到与所述电动汽车的该次充电对应的计费信息；自动结账单元，提供用户根据所述计费单元得到的计费信息而执行相应的支付动作完成结账；[0007]定位单元，用于实时定位本充电桩的地理位置信息并将所述地理位置信息连同本充电桩的设备信息上传至所述中央服务器；状态检测单元，用于检测本充电桩的当前运行状态并将检测得到的所述运行状态信息连同本充电桩的设备信息传至所述中央服务器；显示及操控单元，用于显示所述计费单元的计费信息并提供相应的操控功能。
[0008]可选地,所述计费单元包括计时计费单元或计量计费单元,所述自动结账单元为现金结账单元和/或卡类结账单元。
[0009]可选地，所述显示及操控单元包括显示屏与操控按键的组合或触控显示屏。
[0010]可选地，所述多级式区域充电网络包括:分布于小区内的一个或多个充电桩；小区值守服务器，与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个所述充电桩并将各个所述充电桩的运行状态上传至所述中央服务器。
[0011]可选地，所述多级式区域充电网络包括:分布于小区内的一个或多个充电桩；小区值守服务器，与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个所述充电桩；区域服务器，与一个或多个小区值守服务器建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个小区值守服务器及其下的各个所述充电桩并将各个所述充电桩的运行状态上传至所述中央服务器。
[0012]可选地，所述多级式区域充电网络包括:分布于小区内的一个或多个充电桩；小区值守服务器，与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个所述充电桩；子区域服务器，与一个或多个小区值守服务器建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个小区值守服务器及其下的所有所述充电桩；区域服务器，与一个或多个的子区域服务器和/或小区值守服务器建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个的子区域服务器和/或小区值守服务器及其下的各个所述充电桩并将各个所述充电桩的运行状态上传至所述中央服务器。
[0013]可选地，所述小区值守服务器与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接是通过网络适配器实现的。
[0014]可选地，所述信息服务包括在所述充电桩的显示及操控单元上显示出在地理位置上与所述充电桩相邻一定距离范围内或者同属于同一个地理区域内的其他一个或多个充电桩的运行状态以及据此而作出的相应指引信息。
[0015]可选地，所述充电桩的运行状态包括运行正常和运行故障，在运行正常的情况下还包括表明所述充电桩被占用或空闲的使用情况。
[0016]本发明提供的应用于电动汽车的充电网络系统，将各个独立的充电桩根据地理位置而建立多个充电网络小区，通过小区管理模式实现层级式系统联网管理，在中心服务器端可实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控，从而可以实现充电桩的统一管理和控制，实现无人值守，提供良好的充电指引服务，提升充电服务的体验，有利于技术的推广应用和电动汽车工业的发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明应用于电动汽车的充电网络系统在第一实施例中的结构示意图。
[0018]图2为本发明应用于电动汽车的充电网络系统在第二实施例中的结构示意图。[0019]图3为本发明应用于电动汽车的充电网络系统在第三实施例中的结构示意图。【具体实施方式】
[0020]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0021]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0022]本发明的发明人发现:在现有技术中，充电桩均为独立运营且需要有人值守，对充电桩缺乏行之有效的系统化管理。因此，为克服上述缺陷的产生及解决上述各个问题，本发明的发明人对现有技术进行了改进，提出了一种应用于电动汽车的充电网络系统，包括:以地理区域划定的一个或多个多级式区域充电网络，在每一个所述多级式区域充电网络中均包含分布于该地理区域内的一个或多个充电桩，每一个所述充电桩均配置有用于与电动汽车相连接的充电连接单元；与所述多级式区域充电网络建立通信连接的中央服务器，用于统筹管理各个所述多级式区域充电网络，实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控。相较于现有技术，本发明的充电网络系统，可将分散的各个独立的充电桩通过小区管理模式实现层级式系统联网管理，实现无人值守并可对充电桩进行统一管理和控制。
[0023]下面结合附图对本发明的基于无线传感网络技术的智能监控系统在各个应用环境下的实例进行详细描述。
[0024]第一实施例:
[0025]图1显示了本发明应用于电动汽车的充电网络系统在第一实施例中的结构示意图。如图1所示，所述充电网络系统包括:中央服务器2、与中央服务器2建立通信连接的一个或多个多级式区域充电网络，在所述多级式区域充电网络中，包括与中央服务器2建立通信连接的小区值守服务器12，与小区值守服务器12建立通信连接的一个或多个充电桩10。
[0026]各个充电桩100分布于不同小区的各个充电站点。在本实施例中，这里的“小区”作广义理解，不仅可以是以实际地理辐射范围(例如方圆3公里、5公里或10公里的一个覆盖区域)，也可以行政或类行政所规划定义的区域(例如XX镇、XX村、XX社区、XX小区或XX新村等)。具体而言，一个小区内可以有布局一个或多个充电站点，每一个充电站点上有可布置一个或多个充电桩100。
[0027]充电桩100的主要作用就是为电动汽车提供充电服务。在本实施例中，充电桩100更可进一步包括:充电连接单元、计费单元、自动结账单元、定位单元、状态检测单元、通信单元、显示及操控单元等。
[0028]充电连接单元用于与电动汽车相连接以执行相应的充电任务，从推广应用和易用性等方面考虑，充电桩100的充电连接单元提供的是交流电，但并不以此为限，在其他应用中，充电桩100也可提供直流电充电，且可提供不同规格的交流电或直流电。另外，充电桩配置的充电连接单元也并非仅限于一个充电插头，这样，当充电连接单元配置有多个充电插头时，即可同时为多辆电动汽车进行充电。
[0029]计费单元，用于根据相连的电动汽车的充电情况而进行计费，得到与所述电动汽车的该次充电对应的计费信息。在本实施例中，计费单元可以是计时计费单元，即，在充电桩100的充电连接单元为电动汽车在执行充电任务中计算出充电时间(例如XX小时或XX分钟)，根据单位时间内的充电单价(例如XX元/小时或XX元/分钟)，计算出该段充电时间内应付的价款。当然，计费单元也可以是计量计费单元，即，统计充电桩100的充电连接单兀为电动汽车执行充电任务所耗费的充电电量(例如XX千瓦时)，根据单位电量的充电单价(例如XX元/千瓦时)，计算出该充电电量多对应的价款。
[0030]自动结账单元，提供用户根据计费单元得到的计费信息而执行相应的支付动作完成结账。在本实施例中，自动结账单元可以是采用现金支付(例如纸币或硬币)的现金结账单元，也可以是采用卡类结账单元(例如与银行系统相连的银行卡结账单元或充电运营单元发行的专用充电点卡的专用卡结账单元)。当然，并不以此为限，在实际应用中，在技术条件许可的情况下，自动结账单元还可以是与用户手机进行绑定以实现移动支付的装置或系统，在此不再赘述。
[0031]定位单元，用于实时定位本充电桩的地理位置信息并将所述地理位置信息连同本充电桩100的设备信息上传至中央服务器2。在本实施例中，定位单元可优选为全球定位系统GPS感应器或北斗定位系统感应器。
[0032]状态检测单元，用于检测本充电桩100的当前运行状态并将检测得到的所述运行状态信息连同本充电桩100的设备信息传至中央服务器2。在本实施例中，充电桩100的运行状态包括运行正常和运行故障，在运行正常的情况下还包括表明充电桩100被占用或空闲的使用情况。
[0033]显示及操控单元，用于提供显示功能及相应的操控功能。在本实施例中，提供的显示可包括显示计算单元的计费信息，本充电桩100的当前运行状态以及其他充电桩100的运行状态等。另外，显示及操控单元可提供查询功能，供用户藉此查询周边区域的充电桩的运行状态(例如占用或空闲)。在本实施例中，显示及操控单元可以是包括显示屏与操控按键的组合，但并不以此为限，在其他实施例中，显示及操控单元也可以是集显示与操控于一体的触控显示屏。
[0034]由上可知，本发明所提供的充电桩，通过自助式设计，可实现无人值守服务。
[0035]小区值守服务器12，与小区内的一个或多个充电桩100建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个充电桩100并将各个充电桩100的运行状态上传至中央服务器2。在本实施例中，小区值守服务器12与小区内的充电桩100建立通信连接是通过网络适配器实现的。网络适配器有三个功能:A、将无联网功能的充电桩100接入网络；B、将小区值守服务器12或中央服务器2发过来的标准命令字转化成充电桩自有命令字；C、将充电桩的状态转换成协议标准状态。另外，在实现小区值守服务器12与充电桩100之间的通信连接上，在一种情形下，所述网络适配器可适配若干个同类充电桩，而不同类充电桩采用不同的网络适配器，但并不以此为限，在其他情形下，所述网络适配器适配不同类的充电桩也是可行的。再有，在技术条件许可的条件下，通过网络适配器，在一个区域充电网络中，一个小区值守服务器12可下辖多个充电桩(例如32个、64个或128个等)。
[0036]中央服务器2，与所述多级式区域充电网络中的各个小区值守服务器12建立通信连接，用于统筹管理各个所述多级式区域充电网络，汇总各个小区值守服务器12上传的所辖的所有充电桩100的运行状态，从而实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控。在本实施例中，所述信息服务包括在充电桩100的显示及操控单元上显示出在地理位置上与本充电桩相邻一定距离范围内(可不属于同一地理区域内)或者同属于同一个地理区域内的其他一个或多个充电桩的运行状态以及据此而作出的相应指引信息，指引用户至邻近区域且处于空闲状态的其他充电桩以对电动汽车进行充电服务。所述运营管控可以包括但并不限于如下情形:对于出现故障的充电桩提出保修请求由维修人员及时过去维修；根据各小区内充电桩的运行状态，引导用户至空闲的充电桩处进行充电，协调各个区域内的充电平衡；提供预约服务，指定某一个充电桩为预留给预约客户的预约充电桩，控制该预约充电桩在某一时间段为占用，专门提供给预约用户等。
[0037]由上可知，本发明提供的应用于电动汽车的充电网络系统，将各个独立的充电桩根据地理位置而建立多个充电网络小区，通过小区管理模式实现层级式系统联网管理，在中心服务器端可实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控，从而可以实现充电桩的统一管理和控制，实现无人值守，提供良好的充电指引服务，提升充电服务的体验，有利于技术的推广应用和电动汽车工业的发展。
[0038]第二实施例:
[0039]图2显示了本发明应用于电动汽车的充电网络系统在第二实施例中的结构示意图。在第二实施例中，本发明充电网络系统包括中央服务器2以及与中央服务器2建立通信连接的一个或多个多级式区域充电网络。与第一实施例相比，在第二实施例中，本发明充电网络系统中的多级式区域充电网络采用的是两级区域充电网络。具体地，如图2所示，在第二实施例中，多级式区域充电网络包括:由中央服务器2所辖的一个或多个区域服务器14，由区域服务器14所辖的一个或多个小区值守服务器12，由小区值守服务器12所辖的一个或多个充电桩100。各个充电桩100分布于不同小区的各个充电站点，小区值守服务器12用于管控所辖的一个或多个充电桩100，区域服务器14x用于管控所辖的一个或多个小区值守服务器12及其下的各个充电桩100并将各个充电桩100的运行状态上传至中央服务器2。
[0040]第三实施例:
[0041]图3显示了本发明应用于电动汽车的充电网络系统在第三实施例中的结构示意图。在第三实施例中，本发明充电网络系统包括中央服务器2以及与中央服务器2建立通信连接的一个或多个多级式区域充电网络。与第一实施例相比，在第三实施例中，本发明充电网络系统中的多级式区域充电网络采用的是三级区域充电网络。具体地，如图3所示，在第三实施例中，多级式区域充电网络包括:由中央服务器2所辖的一个或多个区域服务器14，由区域服务器14所辖的一个或多个的子区域服务器16和/或小区值守服务器12，由子区域服务器16所辖的一个或多个小区值守服务器12，由小区值守服务器12所辖的一个或多个充电桩100。各个充电桩100分布于不同小区的各个充电站点，小区值守服务器12用于管控所辖的一个或多个充电桩100，子区域服务器16用于管控所辖的一个或多个小区值守服务器12及其下的所有充电桩100 ;区域服务器14x用于管控所辖的一个或多个的子区域服务器16和/或小区值守服务器12及其下的各个充电桩100并将各个充电桩100的运行状态上传至中央服务器2。
[0042]虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种应用于电动汽车的充电网络系统，其特征在于，包括: 以地理区域划定的一个或多个多级式区域充电网络，在每一个所述多级式区域充电网络中均包含分布于该地理区域内的一个或多个充电桩，每一个所述充电桩均配置有用于与电动汽车相连接的充电连接单元； 与所述多级式区域充电网络建立通信连接的中央服务器，用于统筹管理各个所述多级式区域充电网络，实时掌握和更新所述多级式区域充电网络下所辖的各个充电桩的运行状态并据此提供相应的信息服务和/或运营管控。
2.如权利要求1所述的充电网络系统，其特征在于，所述充电桩还包括如下的任一者或它们中的任一组合: 计费单元，用于根据相连的电动汽车的充电情况而进行计费，得到与所述电动汽车的该次充电对应的计费信息； 自动结账单元，提供用户根据所述计费单元得到的计费信息而执行相应的支付动作完成结账； 定位单元，用于实时定位本充电桩的地理位置信息并将所述地理位置信息连同本充电桩的设备信息上传至所述中央服务器； 状态检测单元，用于检测本充电桩的当前运行状态并将检测得到的所述运行状态信息连同本充电桩的设备信息传至所述中央服务器； 显示及操控单元，用于显示所述计费单元的计费信息并提供相应的操控功能。
3.如权利要求2所述的充电网络系统，其特征在于，所述计费单元包括计时计费单元或计量计费单元，所述自动结账单元为现金结账单元和/或卡类结账单元。·
4.如权利要求2所述的充电网络系统，其特征在于，所述显示及操控单元包括显示屏与操控按键的组合或触控显示屏。
5.如权利要求2所述的充电网络系统，其特征在于，所述多级式区域充电网络包括: 分布于小区内的一个或多个充电桩； 小区值守服务器，与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个所述充电桩并将各个所述充电桩的运行状态上传至所述中央服务器。
6.如权利要求2所述的充电网络系统，其特征在于，所述多级式区域充电网络包括: 分布于小区内的一个或多个充电桩； 小区值守服务器，与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个所述充电桩； 区域服务器，与一个或多个小区值守服务器建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个小区值守服务器及其下的各个所述充电桩并将各个所述充电桩的运行状态上传至所述中央服务器。
7.如权利要求2所述的充电网络系统，其特征在于，所述多级式区域充电网络包括: 分布于小区内的一个或多个充电桩； 小区值守服务器，与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个所述充电桩； 子区域服务器，与一个或多个小区值守服务器建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个小区值守服务器及其下的所有所述充电桩；区域服务器，与一个或多个的子区域服务器和/或小区值守服务器建立通信连接，用于管控所辖的一个或多个的子区域服务器和/或小区值守服务器及其下的各个所述充电桩并将各个所述充电桩的运行状态上传至所述中央服务器。
8.如权利要求5、6或7所述的充电网络系统，其特征在于，所述小区值守服务器与小区内的一个或多个所述充电桩建立通信连接是通过网络适配器实现的。
9.如权利要求2所述的充电网络系统，其特征在于，所述信息服务包括在所述充电桩的显示及操控单元上显示出在地理位置上与所述充电桩相邻一定距离范围内或者同属于同一个地理区域内的其他一个或多个充电桩的运行状态以及据此而作出的相应指引信息。
10.如权利要求9所述的充电网络系统，其特征在于，所述充电桩的运行状态包括运行正常和运行故障，在运行正常的`情况下还包括表明所述充电桩被占用或空闲的使用情况。
【文档编号】H02J7/00GK103715729SQ201310195018
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年5月23日 优先权日:2013年5月23日
【发明者】王华庚, 毛纯华, 毛纯清, 王培
申请人:上海埃士工业科技有限公司