一种智能控制的无线互联充电桩及手机APP充电控制方法与流程

本发明涉及一种智能无线充电桩及手机app充电控制方法，更具体地说，涉及在一个可结合会员身份、峰谷电价，动态分配充电功率的充电桩。

背景技术：

电动汽车以其节能环保的优势，已经得到了社会的广泛认可。电动汽车充电领域相关技术蓬勃发展，例如：201520913409.2一种电动汽车交流智能充电桩，利用微处理器单元、辅助于漏电检测技术、电量计量技术及节能的磁保持继电器作为执行开关等设备，为电动汽车提供交流电源。201611078219.9一种电动汽车车载动力电池电量电量计量方法，能够根据目前电动汽车至最近充电站或者目的地的距离结合目前电动汽车的能耗以及剩余电量，提醒驾驶人员是否需要关闭或者调控部分负载以减少电动汽车的耗电量，进而满足电动汽车行驶距离的用电量需求。

但是，现有充电桩的设计功能比较单一，仅以完成单车充电为目标，即使充完电也没有提示，车辆往往只能整天或整夜的进行充电，对电能有较大浪费，且不能根据峰谷电价提醒用户进行选择，帮助用户节约金钱。并且一个充电桩仅是一车一桩的进行充电，不能根据不同的车辆功率信息进行组合，无法通用，需要安装多个这样的充电桩来适应充电需求，不管是对充电场地还是充电设施来说都是很大的浪费，不能共享利用，尤其在寸土寸金的大城市更是巨大的浪费。

同时还存在智能化程度不高、功能不够完备；不能做到设备互联互通，无法通过手机app实现客户端的实时监控等需要改进的地方。

技术实现要素：

为解决现有技术的智能化程度不高、功能不够完备；不能做到设备互联互通，无法通过手机app实现客户端的实时监控等问题，提出一种智能控制的无线互联充电桩及手机app充电控制方法，从而实现安装成本低、可手机监控的智能充电桩为不同车辆进行充电。

本发明提供一种智能控制的无线互联充电桩，包括一个控制机柜、一个电量分配单元，多组功率模块、多个电量计量单元、多个充电单元，当被充电车辆通过充电枪连接到多个充电单元之一时，控制机柜接到充电单元与被充电车辆之间的连接信息以及充电配置信息，控制充电枪锁定电路锁定充电枪，同时控制机柜根据接到的充电配置信息控制电量分配单元选择调用多组功率模块中的部分功率模块组合成对应的充电功率，对被充电车辆进行充电，多个电量计量单元连接多个充电单元对每台车辆充电电量进行计量，并通过有线或无线方式反馈给控制机柜进行实时储存记录，充电单元包括摄像头、工作状态显示屏、触摸交互单元，当充电车辆连接充电单元时，摄像头采集充电车辆的号牌信息，反馈至控制机柜，控制机柜内的处理器分析车辆号牌信息判断是否属于会员客户，当存在会员客户车辆与非会员客户车辆同时充电时，控制机柜调整电量分配单元优先将充电功率分配给会员客户车辆，当均是非会员客户或者会员客户时，按照充电车辆连接充电单元的先后顺序分配充电功率。。

优选地，控制机柜根据接到的充电配置信息控制电量分配单元选择调用多组功率模块中的部分功率模块组合成对应的充电功率，对被充电车辆进行充电时，被组合起来的功率模块组合所能提供的充电电流不大于被充电车辆的最大充电电流。

优选地，控制机柜在存在峰、谷电价的地区，在充电车辆连接充电单元时，根据充电配置信息，计算峰、谷电价的充电费用差值，并在充电单元的工作状态显示屏上显示，提示用户确认，用户通过触摸交互单元确认后，控制机柜根据确认结果选择立即充电还是等待谷值电价时再启动充电。

优选地，用户可下载相应app实现在手机端实现充电确认，观察充电状态的功能，实现远程智能控制。

优选地，当会员客户与非会员客户同时充电且充电桩的总功率不能满足对会员客户车辆与非会员客户车辆同时满功率充电时，优先保证会员客户车辆需求功率进行充电，剩余功率用于对非会员车辆进行充电。

优选地，当处于优先充电地位的车辆电量充至90％时，在充电单元的工作状态显示屏上显示和用户手机app上提醒用户进入缓慢充电状态，用户可选择继续等待缓慢充电状态至完全充满或断开充电连接开始行驶。

优选地，当充电车辆处于缓慢充电状态时，控制机柜控制对充电车辆充电功率配置为额定功率的50％，并将空闲出的50％充电功率按照优先级分配给其他正在充电的车辆。

优选地，当充电车辆充满电时，控制机柜断开充电连接，并在充电单元的工作状态显示屏上显示和用户手机app上提醒用户开走车辆。

还提供一种智能控制的无线互联充电桩的手机app充电控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

s1：充电单元与充电车辆连接，获取充电配置信息，控制机柜通过电量分配单元设定该用户的用电功率，储存并上传至云平台中；

s2：控制机柜在存在峰、谷电价的地区，根据充电配置信息，计算峰、谷电价的充电费用差值，并发送信息给用户，提示用户选择何时开始充电并确认；

s3：确认后，电量计量单元实时记录该用户的用电量，并上传至云平台中；

s4：控制机柜判断该用户充电状态，当处于车辆电量充至90％时，发送信息给用户，提醒用户进入缓慢充电状态；并上传至云平台中；

s5：当充电车辆充满电时，控制机柜断开充电连接，并将断电记录上传至云平台中；

s6：云平台将充电过程相关数据下发至手机app。

有益效果：

1、本发明提供一种智能控制的无线互联充电桩，通过控制机柜进行功率匹配，可将多个功率模块进行组合对不同车辆进行充电，避免资源浪费，提高充电桩附近的场地利用率。

2、本发明结合会员拍照识别功能，可对会员车辆优先充电，智能化区分充电客户，保证会员车辆快速充电，具有广阔的商业价值。

3、本发明结合峰、谷电价计算和提醒功能，让充电车辆的车主自主选择充电时机，节约车主费用，更加智能，受到广泛欢迎。

4、本发明还提供一种手机app控制方法，通过云技术和互联网，将充电过程可视化的展现给车主，方便车主查看。

本发明是一种满足当前智能充电需求、功能完善、可以实现电动汽车区分充电的智能充电桩，未来的发展及应用前景广阔。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明整体结构原理图；

图2为本发明充电单元漏电保护电路的电路图；

图3为本发明功率分配流程图；

图4为手机app充电控制结构原理图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，现结合具体实施例以及说明书附图对技术方案作进一步的说明。虽然实施例中记载了这些具体的实施方式，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

图1示出本发明结构原理图。如图1所示，本发明包括一个控制机柜、一个电量分配单元，多组功率模块、多个电量计量单元、多个充电单元，多组功率模块构成功率模块阵列、多个电量计量单元分别连接多个充电单元，当被充电车辆通过充电枪连接到多个充电单元之一时，控制机柜接到充电单元与被充电车辆之间的连接信息以及充电配置信息，控制充电枪锁定电路锁定充电枪，控制机柜连接电量分配单元，电量分配单元的另一端分出多路，分别连接到各个功率模块，功率模块一端连接到市电网，一端连接到电量分配单元。控制机柜根据接到的充电配置信息控制电量分配单元选择调用多组功率模块中的部分功率模块组合成对应的功率，功率模块整合后对每路电量充电单元进行供电，每个电量计量单元包含有接触器开关，该接触器开关对应连接到一个充电单元，多个电量计量单元连接多个充电单元对每台车辆充电电量进行计量，并通过有线或无线方式反馈给控制机柜进行实时储存记录。无线方式可以为蓝牙、wifi或无线互联网网络，充电单元包括摄像头、工作状态显示屏、触摸交互单元，用户可在充电时通过工作状态显示屏观察充电功率、电池电量、费用等信息，还可通过触摸交互单元对充电过程进行控制。每一个充电单元中的一端连接电量计量单元，而另一端还可插拔地通过充电枪连接到充电车辆。充电单元还与控制机柜相连，当一个充电单元连接到充电车辆时，该充电单元就将关于电动汽车发送来的充电配置信息通过信号线传递给控制机柜。控制机柜也可以根据连接触发信号主动采集被充电设备的充电配置信息。充电配置信息包括电池的容量、充电功率、充电电压以及最大充电电流等。在充电单元内部设有包含检测电阻、光耦等组成的充电枪锁定电路，通过继电器开关锁定和打开充电枪连接，同时控制机柜在充电过程中识别充电枪的状态，当检测到充电枪状态不正常时，在15ms内切断电源，保证充电安全。

当充电车辆连接充电单元时，摄像头采集充电车辆的号牌信息，反馈至控制机柜，控制机柜内的处理器分析车辆号牌信息判断是否属于会员客户，具体图像识别和分析可采用opencv，python等技术，进行边缘检测、轮廓检测等综合手段进行比较。

结合实际用户需求，充电提供商通常采取办卡、充值优惠等方式提高会员客户体验，增加收入，本发明从技术上实现先将会员客户车牌录入系统，通过摄像头采集号牌进行比对，当存在会员客户车辆与非会员客户车辆同时充电时，控制机柜调整电量分配单元优先将充电功率分配给会员客户车辆，当均是非会员客户或者会员客户时，按照充电车辆连接充电单元的先后顺序分配充电功率。

图2为本发明充电单元漏电保护电路的电路图。在充电系统中安装漏电保护器是避免人身电击伤亡事故和漏电而引起的电气火灾、电气设备损坏事故的有效措施。将其设置在充电单元中，当人体接触的电压值超过了安全值，或人体的触电电流及其他对地故障电流超过了允许值时，漏电保护器能够自动切断电源，从而保障人身和设备的安全，它构成了一道安全的屏障，保证了人们用电的安全性。本发明的漏电处理方法采用微处理器单元实时采样漏电信号，并通过微处理器单元选择漏电规格及延时时间，通过调节可变电阻调整延时时间，通过电容缓冲，即可实现对系统漏电状态的检测和保护。

图3为本发明充电功率分配流程图，当被充电车辆通过充电枪连接到多个充电单元之一时，控制机柜接到充电单元与被充电车辆之间的连接信息以及充电配置信息，控制机柜在存在峰、谷电价的地区，在充电车辆连接充电单元时，根据充电配置信息，计算峰、谷电价的充电费用差值，并在充电单元的工作状态显示屏上显示，提示用户确认，用户通过触摸交互单元确认后，控制机柜根据确认结果选择立即充电还是等待谷值电价时再启动充电，如果选择不充电，则不向所述被充电车辆对应的接触器开关发出接通信号。

随后摄像头采集充电车辆的号牌信息，反馈至控制机柜，控制机柜内的处理器分析车辆号牌信息判断是否属于会员客户，当存在会员客户车辆与非会员客户车辆同时充电时，控制机柜调整电量分配单元优先将充电功率分配给会员客户车辆，当均是非会员客户或者会员客户时，按照充电车辆连接充电单元的先后顺序分配充电功率。当功率模块中有功率模块处于空闲状态时，控制机柜通过电量分配单元，直接向连接充电单元的车辆进行充电，控制机柜根据接到的充电配置信息控制电量分配单元选择调用多组功率模块中的部分功率模块组合成对应的功率，对被充电车辆进行充电时，被组合起来的功率模块组合所能提供的充电电流不大于被充电车辆的最大充电电流。

当控制机柜基于来自与被充电车辆连接充电单元发送的连接信号以及从该被充电单元转发来的充电配置信息，调取电量配置单元内的功率数据，获知有哪些功率模块处于空闲状态，当功率模块中没有功率模块处于空闲状态且待充电车辆属于会员车辆需优先充电时，则控制机柜从非会员车辆中，分出充电功率，优先保证会员车辆全功率充电，当处于优先充电地位的车辆电量充至90％时，在充电单元的工作状态显示屏上显示和用户手机app上提醒用户进入缓慢充电状态，用户可选择继续等待缓慢充电状态至完全充满或断开充电连接进行行驶，当充电车辆处于缓慢充电状态时，控制机柜控制对充电车辆充电功率配置为额定功率的50％，并将空闲出的50％充电功率按照优先级分配给其他正在充电的车辆，当充电车辆充满电时，控制机柜断开充电连接，并在充电单元的工作状态显示屏上显示和用户手机app上提醒用户开走车辆。

用户可下载相应app实现在手机端实现充电确认，观察充电状态的功能，实现远程智能控制。

图4为本发明手机app充电控制结构原理图，充电单元与充电车辆和控制机柜连接，获取并传输相关充电信息，控制机柜储存并上传至云平台中；云平台将充电过程相关数据下发至手机app，用户可实时监控操作。用户智能终端包括充电付费模块、用户管理模块及安全加密模块，安全加密模块采用md5加密，保障存储在智能终端与服务器端的用户信息的安全。传输可采用3g、4g、gprs等信号，用户可设置充电金额后，上传至云平台，控制机柜读取数据，通过spi串口将数据传输到电量计量单元，计算充电过程中的电费，到达预设金额后控制充电主电路，终止充电过程。利用app记录充电桩的id，计算充电金额等相关信息，并在手机页面显示相关提示信息；app自动将相关信息发送到后台服务器，服务器进行扣费打款等相关操作。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。