專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車路邊自動充電系統(tǒng)，特別涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著新能源的日益普及傳統(tǒng)能源的弊端日益凸顯，以新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽車燃料也越來越迫切。電動汽車是新能源的一種產(chǎn)物。隨著電動汽車的產(chǎn)生，如何為電動汽車更方便快捷地補充電量為業(yè)界研究的新課題。根據(jù)汽車業(yè)“十二五”規(guī)劃，未來五年，中國汽車業(yè)將大力提倡發(fā)展包括新能源汽車在內(nèi)的節(jié)能汽車。純電動汽車受到前所未有的重視。但是電動汽車的便捷充電問題一直是個困擾電動汽車發(fā)展的瓶頸。目前電動汽車的使用中存在著一些問題，如傳統(tǒng)的充電裝置(充電站與充電柱) 車主難以查找、車輛不便?？颗c使用、快充方式縮短電池壽命，等等。這些問題已經(jīng)嚴重制約了電動汽車的普及和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)，符合廣大車主的用車習慣，具有很強的生命力和實用性，提供方便又穩(wěn)定可靠而且維護簡單，實現(xiàn)電動汽車路邊便捷充電的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)。本發(fā)明解決其問題所采用的技術(shù)方案是
基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，包括設置在車上用于取電的車輛取電裝置、為車輛取電裝置提供供電電壓的欄桿式供電樁和用于控制充電過程基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)。本充電控制系統(tǒng)主要分為三部分，一是設置在路邊或由傳統(tǒng)停車場改造而成的欄桿式供電樁，所述供電樁主要用于為電動汽車提供充電電壓，欄桿式供電樁分布在城市的各個地方，各欄桿式供電樁之間相互通信形成便于管理及控制的供電網(wǎng)； 二是設置在電動汽車或由傳統(tǒng)汽車改造而成的車輛上的車輛取電裝置，該裝置與電動汽車內(nèi)的電池或充電電機相連，使用時車輛停泊在欄桿式供電樁附近與欄桿式供電樁連接獲取充電電流；三是設置在欄桿式供電樁上或設置在欄桿式供電樁附近基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于對欄桿式供電樁的供電進行控制，并與車輛取電裝置進行通信， 從而對車輛取電裝置、欄桿式供電樁的控制，實現(xiàn)獲取車輛信息、充電扣費、流量匯報、充電信息記錄等功能，該系統(tǒng)也可對多個欄桿式供電樁乃至由欄桿式供電樁組成的供電網(wǎng)進行統(tǒng)一的控制，十分方便地管理、控制電動汽車的充電方式，解決了傳統(tǒng)充電裝置不便捷、管理不統(tǒng)一、不規(guī)范的問題。所述車輛取電裝置包括設置在車上的取電器、車載充電電機、車載充電接口、車載控制模塊和車載通信接口 ；所述取電器用于接收來自欄桿式供電樁的充電電流，取電器獲取電流后，送入車載充電電機，車載充電電機產(chǎn)生充電的直流電從車載充電接口處輸出，車載控制模塊與取電器相連用于控制取電器，和車載充電電機相連用于控制車載充電，車載控制模塊與車載通信接口相連，通過車載通信接口向自動充電控制系統(tǒng)發(fā)送或接收充電信號。設置在車上的取電器用于與欄桿式供電樁連接獲取充電電壓，作為基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)的一部分，車輛取電裝置需要車載控制模塊對車輛取電裝置的各部分進行控制，當汽車停靠在欄桿式供電樁旁需要充電時，需通過車載通信接口發(fā)送車輛的信息至自動充電控制系統(tǒng)，如車輛ID信息，GSM號碼，充電時長，電池余量及相關(guān)控制信息；車載通信接口也接收來自自動充電控制系統(tǒng)的控制信息，如電費余額信息，充電控制信息等。車輛取電裝置同時通過車載控制模塊控制車載充電電機和取電器，該設計讓汽車能自動完成與控制系統(tǒng)的握手通信、控制取電器進行充電、扣費及匯報充電信息；當車輛取電裝置與欄桿式供電樁之間的握手通信完成后，車載控制模塊才能對汽車實行充電，從而實現(xiàn)汽車的自動充電，采用取電器取電比傳統(tǒng)的插電充電模式更可靠。充電設施不容易遭到人為破壞，欄桿式供電樁的交流電供電極板離地2. 5-3. 5米，不會對地面交通造成妨礙。充電停車場和傳統(tǒng)的停車場，也可以兼容，也不會妨礙到地面交通。所述欄桿式供電樁包括供電樁支柱和設置在供電樁支柱上的供電裝置和供電接口，所述供電裝置與取電器相匹配用于為車輛取電裝置提供充電電壓，供電裝置與供電接口相連，通過供電接口接收外接的交流電流；供電裝置用于與設置在車上的取電器進行匹配連接，讓電動汽車能方便地進行充電，其中供電裝置與供電接口相連，供電接口為供電裝置提供適合汽車充電的電壓，供電接口外接交流電壓進行供電，其中供電接口受到自動充電控制系統(tǒng)的控制，因此自動充電控制系統(tǒng)能對欄桿式供電樁的供電情況進行控制，從而實現(xiàn)對車輛的充電進行控制。所述基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)包括充電控制模塊、車輛通信模塊、交互通信模塊、物聯(lián)網(wǎng)通信接口和充電管理中心；充電控制模塊與供電接口相連控制欄桿式供電樁的供電，充電控制模塊通過車輛通信模塊接收來自車輛的信號或向車輛發(fā)送指示或控制信號，充電控制模塊通過物聯(lián)網(wǎng)通信接口接入到互聯(lián)網(wǎng)中，通過互聯(lián)網(wǎng)與負責處理充數(shù)據(jù)的充電管理中心通信，充電控制模塊與交互通信模塊相連，通過交互通信模塊與其它欄桿式供電樁相連。當車輛靠近到路邊的欄桿式供電樁時，通過設置在車輛上的車載通信接口向自動充電控制系統(tǒng)的車輛通信模塊發(fā)送報道請求，并發(fā)出充電的請求和充電時長請求。 設置在欄桿式供電樁上自動充電控制箱內(nèi)的自動充電控制系統(tǒng)內(nèi)充電控制模塊接收到請求后，與車輛取電裝置進行握手連接，得到用戶車輛信息(車牌號、充電請求、充電時長要求、充電流量匯報、充電計費扣費)，充電控制模塊通過對供電接口進行控制，讓供電接口對供電裝置進行供電，為用戶的車輛提供交流電，位于車輛上的取電器在車載控制模塊控制下與供電裝置進行連接獲取充電電流，自動充電控制系統(tǒng)可根據(jù)不同的實際需要對充電車輛采用不同的控制方式，車輛在充電的過程中，通過車載通信接口向車輛通信模塊匯報充電的信息，當車輛充電完畢后，向車輛通信模塊發(fā)送扣費信息，該扣費信息通過設置在該欄桿式供電樁上的物聯(lián)網(wǎng)通信接口連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)向充電管理中心發(fā)送充電的數(shù)據(jù)并進行扣費、數(shù)據(jù)記錄等操作，其中不同的欄桿式供電樁可通過交互通信模塊將數(shù)據(jù)匯集一起再通過物聯(lián)網(wǎng)通信接口、互聯(lián)網(wǎng)向充電管理中心發(fā)送數(shù)據(jù)，該設計可對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集中處理，不僅其可靠性更高、而且能節(jié)省傳輸數(shù)據(jù)的成本。進一步，所述充電管理中心通過互聯(lián)網(wǎng)與充電控制模塊進行通信，從而監(jiān)控欄桿式供電樁的運行情況，并對欄桿式供電樁進行運行監(jiān)控，該設置可保證欄桿式供電樁的有效運行。 進一步，欄桿式供電樁上的供電裝置包括設置在供電樁支柱上的交流電供電極板，車輛取電裝置上的取電器包括與交流電供電極板相接的取電器電極。所述取電器包括設置在電動汽車的車頂上取電器電極及控制取電器電極升降的升降機構(gòu)，取電器電極與升降機構(gòu)為與車體分離獨立的組件，可方便安裝在電動汽車上或?qū)鹘y(tǒng)汽車進行改裝，平時不用的時候，取電器電極及升降機構(gòu)打橫放置在取電器放置槽中；車輛需要充電的時候，通過升降機構(gòu)升高至與供電樁相同的高度，通過伸縮機構(gòu)向欄桿式供電樁方向伸出取電器電極，從而在路邊供電樁的交流電供電極板處獲得充電電壓，所述交流電供電極板沿車輛行走方向設置，該設計不會對車輛的行走造成影響，而且整體的設計更為美觀。進一步，欄桿式供電樁上的供電裝置包括用于手動充電的充電插電座，車輛取電裝置上的取電器包括與充電插電座相對應的插電電極。當取電器發(fā)生故障時，用戶可將繞在電纜箱的電纜取下，將電纜上的插電電極插到欄桿式供電樁上的充電插電座里進行充電，該設置可避免因為取電器的損壞而不能充電，該設置提高了本系統(tǒng)的可靠性，也適合車輛上沒有安裝取電器的用戶使用，滿足了不同的需求。進一步，所述供電接口包括一交流電變壓器和供電開關(guān)，所述交流電變壓器分別與供電開關(guān)和外接交流電相連，供電開關(guān)與供電裝置相連提供充電電壓，充電控制模塊與供電開關(guān)相連控制供電裝置的供電。交流電變壓器可將外接的交流電電壓變壓成合適的充電電壓供供電裝置所使用。進一步，所述車輛取電裝置還包括充電流量檢測模塊，所述充電流量檢測模塊檢測充電電機的充電流量，并通過車載通信接口發(fā)送充電流量信息。充電流量檢測模塊用于檢測車輛的充電流量，在車輛充電時，可即時將充電的流量匯報至自動充電控制系統(tǒng)，以留下充電的歷史數(shù)據(jù)供備查，自動充電控制系統(tǒng)并可根據(jù)充電流量檢測模塊所檢測到的流量信息進行扣費。進一步，所述車輛取電裝置還包括車載顯示模塊，所述車載顯示模塊與充電控制模塊相連顯示如本車ID號、GSM號碼、電費余額查詢、電池余電查詢、充電所需時長等重要信息，該設計可顯示充電的運行信息及向司機發(fā)送提醒信號。進一步，所述車輛取電裝置還包括標準電池盒，所述標準電池盒用于為電動汽車提供電力，并通過與車載充電接口相連進行充電，其中車載控制模塊、車載顯示模塊、車載通信接口、充電流量檢測模塊設置在車輛充電控制盒中，通過車輛充電控制盒的充電控制盒接口與車載充電電機和標準電池盒的電池盒接口相連，根據(jù)自動充電控制系統(tǒng)所發(fā)送的信息進行控制，其中，所述車載充電電機為慢沖充電電機，慢充充電不僅可提高電池的壽命，而且其可靠性更高；另外，所述車載電池盒還連接有專業(yè)充電站插頭，可在專業(yè)充電站進行充電，增加了本系統(tǒng)的充電方式，其實用性更好。進一步，所述物聯(lián)網(wǎng)通信接口包括Wifi通信接口，所述Wifi通信接口分別與互聯(lián)網(wǎng)和充電控制模塊相連。WiFi在國外已經(jīng)普及、是當今世界上最受歡迎的一種無線網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，路邊用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到WiFi區(qū)域內(nèi)，即可高速接入互聯(lián)網(wǎng)。采用WiFi通信，功能擴展的余地大；其中wifi通信接口通過WIFI-AP接入點與互聯(lián)網(wǎng)相連；當充電控制模塊通過車輛通信模塊得到用戶車輛信息(車牌號、充電請求、充電時長要求、充電流量匯報、充電計費扣費)后，充電控制模塊通過wifi通信接口連通互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)向充電管理中心發(fā)送數(shù)據(jù)，充電管理中心對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集中處理，采用 wifi通信接口，通過無線通信的方式向充電管理中心發(fā)送數(shù)據(jù)，不需要采用有線的方式進行互聯(lián)網(wǎng)的接入，可滿足多種地形和實際的需要，其適用性好；
進一步，所述物聯(lián)網(wǎng)通信接口包括RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口，所述RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口分別與互聯(lián)網(wǎng)和充電控制模塊相連。當充電控制模塊通過車輛通信模塊得到用戶車輛信息(車牌號、充電請求、充電時長要求、充電流量匯報、充電計費扣費)后，充電控制模塊通過 RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口連通互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)向充電管理中心發(fā)送數(shù)據(jù)，充電管理中心對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集中處理，采用RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口，通過有線的方式接入到互聯(lián)網(wǎng)中，其抗干擾能力強，穩(wěn)定性高。優(yōu)選地，RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口先與RS485轉(zhuǎn)TCP/IP服務器連接，TCP/IP服務器通過光纖與互聯(lián)網(wǎng)相連。進一步，所述交互通信模塊包括RS485總線接口，RS485總線接口分別與充電控制模塊相連，通過RS485總線與其他通信。進一步，所述交互通信模塊包括CAN總線接口，CAN總線接口分別與充電控制模塊相連，通過CAN總線與其他供電樁通信。本自動充電系統(tǒng)實行“車牌號+ GSM號碼卡+數(shù)據(jù)庫”的預付費充值卡方式的充電電費管理，即通過車輛的ID號、GSM號碼卡，預存電費；該設置可讓車主用戶隨充隨扣，并可查詢相關(guān)余額，為了避免因為余額不足不能充電導致的經(jīng)濟損失，本系統(tǒng)允許車輛連續(xù)三次臨時欠費情況下的充電，(欠費信息，屏顯及語音提示的方式通知車主)。需要充電的車輛首先通過車載通信接口向設置在欄桿式供電樁上的充電自動控制系統(tǒng)報道，通過車載通信接口及車輛通信接口向車輛取電裝置發(fā)送該供電樁的信息，如供電樁的ID號、GSM號碼。當欄桿式供電樁在檢測不到充電電流時，充電控制模塊控制供電裝置切斷交流電強電供應，車輛與供電樁實行“報道-匯報流量-退出”機制，車輛在充電完畢后，自動將當前新的供電樁的GSM號碼，保存進入本車常用的供電樁GSM備用號碼列表中，并向充電控制系統(tǒng)發(fā)送扣費信息進行扣費。而現(xiàn)場督察人員可根據(jù)車牌號碼在網(wǎng)上查找到該車的流量與扣費的歷史數(shù)據(jù)。進一步，所述車輛通信模塊包括用于與車輛取電裝置進行無線通信的車輛無線通信接口，車載通信接口包括與車輛無線通信接口進行無線通信的車載無線通信接口。自動充電控制系統(tǒng)通過車輛無線通信接口及車載無線通信接口與車輛取電裝置進行無線通信連接，該連接方式在車輛及欄桿式供電樁上不需要通過線纜連接，不僅簡化了系統(tǒng)的布線， 而且使用時更加方便，可實現(xiàn)多種通信控制方式。進一步，所述車輛無線通信接口包括wifi通信模塊，車載無線通信接口包括wifi 接口模塊，Wifi通信模塊和Wifi接口模塊通過Wifi進行無線通信。車輛取電裝置通過 Wifi接口模塊和Wifi通信模塊與自動充電控制系統(tǒng)連接，其控充電控制方式為當車輛的車載WiFi接口模塊正常時，車載WiFi接口模塊向供電樁的自動充電控制箱內(nèi)自動充電控制系統(tǒng)的WiFi通信模塊進行“報到”，同時得到欄桿式供電樁的信息，即自動充電控制箱的 ID號、GSM號碼。得到供電樁號碼后，接通充電回路，等候充電；車輛上的取電器與欄桿式供電樁的交流電供電極板連接獲取充電電流；車輛一邊充電，一邊每隔5分鐘通過車載WiFi 模塊向供電樁匯報即時流量一次，并留底供稽查人員查詢；車輛充電完畢，申請扣費；并向自動充電控制系統(tǒng)發(fā)送“退出”通知，從而完成充電工作。進一步，所述車輛無線通信接口包括GSM通信模塊，GSM通信模塊，車載無線通信接口包括GSM接口模塊，GSM通信模塊和GSM接口模塊通過GSM網(wǎng)絡進行無線通信。車輛取電裝置通過GSM接口模塊和GSM通信模塊與自動充電控制系統(tǒng)連接，其充電控制方式為 當車輛的車載WiFi接口模塊發(fā)生故障且當前的供電樁落在常用的供電樁4的GSM號碼列表之內(nèi)，車輛自動轉(zhuǎn)入“備用GSM號碼列表的充電控制模式”；一旦車輛的車載WiFi接口模塊發(fā)生故障，馬上啟動車載控制模塊內(nèi)的常用的供電樁的GSM號列表；同時計算本車電池所需要的充電時長，并向列表中的各常用的供電樁發(fā)送預留的充電時長的請求；列表中的各常用的欄桿式供電樁上的自動充電控制系統(tǒng)收到請求信息之后，預留充電時長；列表中的各常用的供電樁，同時實時檢測各自的充電電流，沒有充電電流，則認為沒有車輛在線， 供電樁自動切斷強電供應；車輛上的取電器與欄桿式供電樁的交流電供電極板連接獲取充電電流，車輛一邊充電，一邊向本車常用的供電樁的GSM號列表中的任何一個號碼匯報流量，充電完畢時申請扣費，并留底供稽查人員查詢；車輛自動語音提示車主及時修理與更換發(fā)生故障的車載WiFi接口模塊。進一步，當車載WiFi接口模塊發(fā)生故障時，而且，當前的供電樁落在常用的供電樁的GSM號列表之外，車輛自動轉(zhuǎn)入“手動設置GSM號碼的充電控制模式”車載WiFi接口模塊發(fā)生故障，而且當前的欄桿式供電樁落在常用的供電樁的GSM號列表之外，將無法喚醒供電樁，車輛得不到欄桿式供電樁的交流電供電極板的強電，則需要啟動進入“手動設置 GSM號碼的充電控制模式”；“手動設置GSM號碼的充電控制模式”，即由車輛自動向調(diào)度臺發(fā)信息，調(diào)度臺通過電話與短信通知車主到場，手動設置供電樁的GSM號碼信息，發(fā)送充電請求，喚醒當前的供電樁，車輛上的取電器與欄桿式供電樁的交流電供電極板連接獲取充電電流進行充電；車輛一邊充電，一邊向本車常用的欄桿式供電樁的GSM號列表中的任何一個號碼匯報流量。充電完畢時申請扣費，并留底供稽查人員查詢。車輛自動語音提示車主及時修理與更換發(fā)生故障的車載WiFi通信模塊；該次充電完成后，車輛自動將車主手動設置的當前的新欄桿式供電樁的GSM號碼，保存進入本車常用的供電樁的GSM號列表。優(yōu)選地，所述自動充電控制箱與多個欄桿式供電樁連接，當車輛?？吭跈跅U式供電樁旁采用GSM通信充電模式時，GSM通信模塊或用戶手動向自動充電控制系統(tǒng)發(fā)送帶有該欄桿式供電樁ID號的GSM信息，從而讓自動充電控制系統(tǒng)單獨控制該欄桿式供電樁的供電狀態(tài)，該設置讓充電過程更精確、可靠。進一步，所述車輛通信模塊包括用于與車輛取電裝置進行有線通信的車輛有線通信接口，車載通信接口包括與車輛有線通信接口進行有線通信的車載有線通信接口。車輛通過有線通信接口與自動充電控制系統(tǒng)進行通信，當無線通信方式失效時，可通過有線的方式進行通信，讓本系統(tǒng)的可靠性更高。所述車載有線通信接口包括電力線載波接口，車輛有線通信接口包括與電力線載波接口相匹配的電力載波通信模塊，所述電力線載波接口通過在充電電流上增加電力載波的方式進行通信，該設計不僅能以有線的方式傳輸信號，而且不用另外布線，安裝方便。采用電力線載波進行有線傳輸，需要對欄桿式供電樁預先進行供電，因此需要先通過其他的方式和自動充電控制系統(tǒng)進行通信，以啟動欄桿式供電樁與車輛取電裝置的電連接，實現(xiàn)通信，因此車載有線通信接口包括RS485接口模塊，所述RS485接口模塊與自動充電控制系統(tǒng)車輛有線通信接口內(nèi)的RS485通信模塊相連，以實現(xiàn)車輛取電裝置和自動充電控制系統(tǒng)的通信，該通信方式有效、可靠，成本低廉。進一步，當車載WiFi接口模塊與車載GSM接口模塊都發(fā)生故障時，車輛轉(zhuǎn)入“人工聯(lián)系充電的充電控制模式”車載WiFi接口模塊與車載GSM接口模塊都發(fā)生故障時，車輛將無法喚醒供電樁，車輛得不到供電樁提供的交流電，則需要啟動“人工聯(lián)系充電的充電控制模式”；由車輛自動向調(diào)度臺發(fā)信息，調(diào)度臺通過電話與短信通知車主到現(xiàn)場。車主到現(xiàn)場后，打電話或發(fā)短信給調(diào)度臺，向調(diào)度臺提供車牌號、充電賬號、密碼、供電樁的號碼、要求預留的充電時長、預先扣費的金額等信息，調(diào)度臺根據(jù)車主提供的信息，安排供電樁的供電時長，并進行充電預先扣費的操作。進一步，當車輛臨時欠費時，車輛進入“車輛三次欠費充電允許的充電控制模式”， 本著充電優(yōu)先的原則，允許車輛在臨時欠費的情況下，充電三次。但是，車輛每次充電完成后，車輛自動語音與短信提示車主及時充值；連續(xù)三次警告，仍逾期不充值，將自動鎖死充電控制盒。進一步，當取電器發(fā)生故障時，車輛語音提醒車主把繞在電纜箱的電纜取下，將電纜上的插電電極插到欄桿式供電樁上的充電插電座里進行充電，車輛在自動充電控制系統(tǒng)的引導下下，自動完成充電。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用的一種基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，包括車輛取電器、欄桿式供電樁和基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電動汽車路邊充電的完全自動化；既能提供方便又穩(wěn)定可靠而且維護簡單，是實現(xiàn)電動汽車路邊便捷充電的最佳解決方案。本發(fā)明的電動汽車的取電充電模式，可以實現(xiàn)電動汽車在路邊的便捷充電?？梢园阉械穆短焱＼噲觥⑤o道、車庫都變成了電動汽車的充電場所。電動汽車將不再局限于只能在專業(yè)充電站才能充電，而且符合廣大車主的用車習慣，具有很強的生命力和實用性，它必將成為電動汽車普及過程中的一項標準配置。本發(fā)明可以促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(如RFID、GSM、GPRS、DSRC、ETC、GPS、RSU、3G、4G 網(wǎng)絡、WiFi/WiMAX、藍牙) 在電動汽車上的進一步的開發(fā)和廣泛應用。通過在路邊密集安排應用單元，并在此平臺的基礎上搭載別的應用模塊，可以進一步開發(fā)別的路邊應用功能，如基于DSRC的車輛主動防撞技術(shù)、基于ETC的車輛不用停收費技術(shù)、基于GPS的車輛定位與自動駕駛技術(shù)、基于車載PC機及無線互聯(lián)網(wǎng)的多媒體系統(tǒng)，等等，具有廣闊的發(fā)展前景。


下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)的整體模塊框圖。圖2是本發(fā)明車輛取電器的模塊框圖。圖3是本發(fā)明自動充電系統(tǒng)及欄桿式供電樁的連接模塊框圖。圖4是本發(fā)明欄桿式供電樁的設計示意圖。圖5是本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)的充電控制示意圖。圖6是有傳統(tǒng)輔道改造而成基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)的示意圖。圖7是有傳統(tǒng)停車場改造而成基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)的示意圖。圖8是本發(fā)明自動充電控制系統(tǒng)的控制流程圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明的一種基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，包括設置在車上用于取電的車輛取電裝置2、為車輛取電裝置2提供供電電壓的欄桿式供電樁3和用于控制充電過程基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)1。本充電控制系統(tǒng)主要分為三部分，一是設置在路邊或由傳統(tǒng)停車場改造而成的欄桿式供電樁3，所述供電樁3主要用于為電動汽車提供充電電壓，欄桿式供電樁3分布在城市的各個地方，各欄桿式供電樁3之間相互通信形成便于管理及控制的供電網(wǎng)；二是設置在電動汽車或由傳統(tǒng)汽車改造而成的車輛上的車輛取電裝置2，該裝置與電動汽車內(nèi)的電池或充電電機相連，使用時車輛停泊在欄桿式供電樁3附近與欄桿式供電樁3連接獲取充電電流；三是設置在欄桿式供電樁3上或設置在欄桿式供電樁3附近基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)1，該系統(tǒng)主要用于對欄桿式供電樁3的供電進行控制，并與車輛取電裝置2進行通信，從而對車輛取電裝置2、欄桿式供電樁3的控制，實現(xiàn)獲取車輛信息、充電扣費、流量匯報、充電信息記錄等功能，該系統(tǒng)也可對多個欄桿式供電樁3乃至由欄桿式供電樁3組成的供電網(wǎng)進行統(tǒng)一的控制，十分方便地管理、控制電動汽車的充電方式，解決了傳統(tǒng)充電裝置不便捷、管理不統(tǒng)一、不規(guī)范的問題。所述車輛取電裝置2包括設置在車上的取電器22、車載充電電機27、車載充電接口 26、車載控制模塊21和車載通信接口 23 ；所述取電器22用于接收來自欄桿式供電樁3 的充電電流，取電器22獲取電流后，送入車載充電電機27，車載充電電機27產(chǎn)生充電的直流電從車載充電接口 26處輸出，車載控制模塊21與取電器22相連用于控制取電器22，和車載充電電機27相連用于控制車載充電，車載控制模塊21與車載通信接口 23相連，通過車載通信接口 23向自動充電控制系統(tǒng)1發(fā)送或接收充電信號；設置在車上的取電器22用于與欄桿式供電樁3連接獲取充電電壓，作為基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)1的一部分， 車輛取電裝置2需要車載控制模塊21對車輛取電裝置2的各部分進行控制，當汽車?？吭跈跅U式供電樁3旁需要充電時，需通過車載通信接口 23發(fā)送車輛的信息至自動充電控制系統(tǒng)1，如車輛ID信息，GSM號碼，充電時長，電池余量及相關(guān)控制信息；車載通信接口 23也接收來自自動充電控制系統(tǒng)1的控制信息，如電費余額信息，充電控制信息等。車輛取電裝置 2同時通過車載控制模塊21控制車載充電電機27和取電器22，該設計讓汽車能自動完成與控制系統(tǒng)的握手通信、控制取電器22進行充電、扣費及匯報充電信息；當車輛取電裝置2 與欄桿式供電樁3之間的握手通信完成后，車載控制模塊21才能對汽車實行充電，從而實現(xiàn)汽車的自動充電。所述欄桿式供電樁3包括供電樁支柱31和設置在供電樁支柱31上的供電裝置32 和供電接口 33，所述供電裝置32與取電器22相匹配用于為車輛取電裝置2提供充電電壓， 供電裝置32與供電接口 33相連，通過供電接口 33接收外接的交流電流；供電裝置32用于與設置在車上的取電器22進行匹配連接，讓電動汽車能方便地進行充電，其中供電裝置32 與供電接口 33相連，供電接口 33為供電裝置32提供適合汽車充電的電壓，供電接口 33外接交流電壓進行供電，其中供電接口 33受到自動充電控制系統(tǒng)1的控制，因此自動充電控制系統(tǒng)1能對欄桿式供電樁3的供電情況進行控制，從而實現(xiàn)對車輛的充電進行控制。所述基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)1包括充電控制模塊11、車輛通信模塊13、 交互通信模塊16、物聯(lián)網(wǎng)通信接口 12和充電管理中心17 ；充電控制模塊11與供電接口 33 相連控制欄桿式供電樁3的供電，充電控制模塊11通過車輛通信模塊13接收來自車輛的信號或向車輛發(fā)送指示或控制信號，充電控制模塊11通過物聯(lián)網(wǎng)通信接口 12接入到互聯(lián)網(wǎng)18中，通過互聯(lián)網(wǎng)18與負責處理充數(shù)據(jù)的充電管理中心17通信，充電控制模塊11與交互通信模塊16相連，通過交互通信模塊16與其它欄桿式供電樁3相連。當車輛靠近到路邊的欄桿式供電樁3時，通過設置在車輛上的車載通信接口 23向自動充電控制系統(tǒng)1的車輛通信模塊13發(fā)送報道請求，并發(fā)出充電的請求和充電時長請求。設置在欄桿式供電樁3 上自動充電控制箱7內(nèi)的自動充電控制系統(tǒng)1內(nèi)充電控制模塊11接收到請求后，與車輛取電裝置2進行握手連接，得到用戶車輛信息車牌號、充電請求、充電時長要求、充電流量匯報、充電計費扣費，充電控制模塊11通過對供電接口 33進行控制，讓供電接口 33對供電裝置32進行供電，為用戶的車輛提供交流電，位于車輛上的取電器22在車載控制模塊21控制下與供電裝置32進行連接獲取充電電流，自動充電控制系統(tǒng)1可根據(jù)不同的實際需要對充電車輛采用不同的控制方式，車輛在充電的過程中，通過車載通信接口 23向車輛通信模塊13匯報充電的信息，當車輛充電完畢后，向車輛通信模塊13發(fā)送扣費信息，該扣費信息通過設置在該欄桿式供電樁3上的物聯(lián)網(wǎng)通信接口 12連接到互聯(lián)網(wǎng)18，通過互聯(lián)網(wǎng)18向充電管理中心17發(fā)送充電的數(shù)據(jù)并進行扣費、數(shù)據(jù)記錄等操作，其中不同的欄桿式供電樁 3可通過交互通信模塊16將數(shù)據(jù)匯集一起再通過物聯(lián)網(wǎng)通信接口 12、互聯(lián)網(wǎng)18向充電管理中心17發(fā)送數(shù)據(jù)，該設計可對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集中處理，不僅其可靠性更高、而且能節(jié)省傳輸數(shù)據(jù)的成本。進一步，所述充電管理17中心通過互聯(lián)網(wǎng)18與充電控制模塊11進行通信，從而監(jiān)控欄桿式供電樁3的運行情況，并對欄桿式供電樁3進行運行監(jiān)控，該設置可保證欄桿式供電樁3的有效運行。參照圖1和圖2，所述車輛取電裝置2還包括充電流量檢測模塊觀，所述充電流量檢測模塊觀檢測充電電機的充電流量，并通過車載通信接口 23發(fā)送充電流量信息。充電流量檢測模塊觀用于檢測車輛的充電流量，在車輛充電時，可即時將充電的流量匯報至自動充電控制系統(tǒng)1，以留下充電的歷史數(shù)據(jù)供備查，自動充電控制系統(tǒng)1并可根據(jù)充電流量檢測模塊觀所檢測到的流量信息進行扣費。進一步，所述車輛取電裝置2還包括車載顯示模塊四，所述車載顯示模塊四與充電控制模塊11相連顯示如本車ID號、GSM號碼、電費余額查詢、電池余電查詢、充電所需時長等重要信息，該設計可顯示充電的運行信息及向司機發(fā)送提醒信號。進一步，所述車輛取電裝置2還包括標準電池盒4，所述標準電池盒4用于為電動汽車提供電力，并通過與車載充電接口 26相連進行充電，其中車載控制模塊21、車載顯示模塊四、車載通信接口 23、充電流量檢測模塊觀設置在車輛充電控制盒5中，通過車輛充電控制盒5的充電控制盒接口 51與車載充電電機27和標準電池盒4的電池盒接口 41相連，根據(jù)自動充電控制系統(tǒng)1所發(fā)送的信息進行控制，其中，所述車載充電電機27為慢沖充電電機，慢充充電不僅可提高電池的壽命，而且其可靠性更高；另外，所述車載標準電池盒 4還連接有專業(yè)充電站插頭42，可在專業(yè)充電站進行充電，增加了本系統(tǒng)的充電方式，其實用性更好。參照圖1至圖3，所述物聯(lián)網(wǎng)通信接口 12包括wifi通信接口 121，所述wifi通信接口 121分別與互聯(lián)網(wǎng)18和充電控制模塊11相連。其中wifi通信接口 121通過WIFI-AP 接入點123與互聯(lián)網(wǎng)18相連；當充電控制模塊11通過車輛通信模塊13得到用戶車輛信息車牌號、充電請求、充電時長要求、充電流量匯報、充電計費扣費后，充電控制模塊11通過 wifi通信接口 121連通互聯(lián)網(wǎng)18，通過互聯(lián)網(wǎng)18向充電管理中心17發(fā)送數(shù)據(jù)，充電管理中心17對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集中處理，采用wifi通信接口 121，通過無線通信的方式向充電管理中心17發(fā)送數(shù)據(jù)，不需要采用有線的方式進行互聯(lián)網(wǎng)18的接入，可滿足多種地形和實際的需要，其適用性好。進一步，所述物聯(lián)網(wǎng)通信接口 12包括RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口 122，所述RS485轉(zhuǎn) TCP/IP接口 122分別與互聯(lián)網(wǎng)18和充電控制模塊11相連。當充電控制模塊11通過車輛通信模塊13得到用戶車輛信息車牌號、充電請求、充電時長要求、充電流量匯報、充電計費扣費后，充電控制模塊11通過RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口 122連通互聯(lián)網(wǎng)18，通過互聯(lián)網(wǎng)18向充電管理中心17發(fā)送數(shù)據(jù)，充電管理中心17對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的集中處理，采用RS485轉(zhuǎn) TCP/IP接口 122，通過有線的方式接入到互聯(lián)網(wǎng)18中，其抗干擾能力強，穩(wěn)定性高。優(yōu)選地，RS485轉(zhuǎn) TCP/IP 接口 122 先與 RS485 轉(zhuǎn) TCP/IP 服務器 124 連接，TCP/ IP服務器通過光纖181與互聯(lián)網(wǎng)18相連。進一步，所述交互通信模塊16包括RS485總線接口 161，RS485總線接口 161分別與充電控制模塊11相連，通過RS485總線與其他通信。作為另一種實施方式，所述交互通信模塊16包括CAN總線162接口，CAN總線162 接口分別與充電控制模塊11相連，通過CAN總線162與其他供電樁3通信。進一步，所述車輛通信模塊13包括用于與車輛取電裝置2進行無線通信的車輛無線通信接口 14，車載通信接口 23包括與車輛無線通信接口 14進行無線通信的車載無線通信接口 M。自動充電控制系統(tǒng)1通過車輛無線通信接口 14及車載無線通信接口 M與車輛取電裝置2進行無線通信連接，該連接方式在車輛及欄桿式供電樁3上不需要通過線纜連接，不僅簡化了系統(tǒng)的布線，而且使用時更加方便，可實現(xiàn)多種通信控制方式。進一步，所述車輛無線通信接口 14包括wifi通信模塊141，車載無線通信接口 M 包括wifi接口模塊Ml，wifi通信模塊141和wifi接口模塊241通過wifi進行無線通
信 °進一步，所述車輛無線通信接口 14包括GSM通信模塊142，GSM通信模塊142，車載無線通信接口 M包括GSM接口模塊對2，GSM通信模塊142和GSM接口模塊242通過GSM 網(wǎng)絡進行無線通信。進一步，所述車輛通信模塊13包括用于與車輛取電裝置2進行有線通信的車輛有線通信接口 15，車載通信接口 23包括與車輛有線通信接口 15進行有線通信的車載有線通信接口 25。車輛通過有線通信接口與自動充電控制系統(tǒng)1進行通信，當無線通信方式失效時，可通過有線的方式進行通信，讓本系統(tǒng)的可靠性更高。
所述車載有線通信接口 25包括電力線載波接口，車輛有線通信接口 15包括與電力線載波接口相匹配的電力載波通信模塊，所述電力線載波接口通過在充電電流上增加電力載波的方式進行通信，該設計不僅能以有線的方式傳輸信號，而且不用另外布線，安裝方便。采用電力線載波進行有線傳輸，需要對欄桿式供電樁3預先進行供電，因此需要先通過其他的方式和自動充電控制系統(tǒng)1進行通信，以啟動欄桿式供電樁3與車輛取電裝置2的電連接，實現(xiàn)通信，因此作為另一種實施方式，車載有線通信接口 25包括RS485接口模塊，所述RS485接口模塊與自動充電控制系統(tǒng)1車輛有線通信接口 15內(nèi)的RS485通信模塊相連，以實現(xiàn)車輛取電裝置2和自動充電控制系統(tǒng)1的通信，該通信方式有效、可靠，成本低廉。參照圖2至圖5，欄桿式供電樁3上的供電裝置32包括設置在供電樁支柱31上的交流電供電極板321，車輛取電裝置2上的取電器22包括與交流電供電極板321相接的取電器電極221。所述取電器22包括設置在電動汽車的車頂上取電器電極221及控制取電器電極221升降的升降機構(gòu)，取電器電極221與升降機構(gòu)為與車體分離獨立的組件，可方便安裝在電動汽車上或?qū)鹘y(tǒng)汽車進行改裝，平時不用的時候，取電器電極221及升降機構(gòu)打橫放置在取電器22放置槽中；車輛需要充電的時候，通過升降機構(gòu)升高至與供電樁3相同的高度，通過伸縮機構(gòu)向欄桿式供電樁3方向伸出取電器電極221，從而在路邊供電樁3 的交流電供電極板321處獲得充電電壓，所述交流電供電極板321沿車輛行走方向設置，該設計不會對車輛的行走造成影響，而且整體的設計更為美觀。進一步，欄桿式供電樁3上的供電裝置32包括用于手動充電的充電插電座322， 車輛取電裝置2上的取電器22包括與充電插電座322相對應的插電電極222。當取電器 22發(fā)生故障時，用戶可將繞在電纜箱的電纜取下，將電纜上的插電電極222插到欄桿式供電樁3上的充電插電座322里進行充電，該設置可避免因為取電器22的損壞而不能充電， 該設置提高了本系統(tǒng)的可靠性，也適合車輛上沒有安裝取電器22的用戶使用，滿足了不同的需求。進一步，所述供電接口 33包括一交流電變壓器331和供電開關(guān)332，所述交流電變壓器331分別與供電開關(guān)332和外接交流電相連，供電開關(guān)332與供電裝置32相連提供充電電壓，充電控制模塊11與供電開關(guān)332相連控制供電裝置32的供電。交流電變壓器 331可將外接的交流電電壓變壓成合適的充電電壓供供電裝置32所使用。參照圖6所示，本自動充電系統(tǒng)可由傳統(tǒng)輔道改造而成，所述欄桿式供電樁3設置在輔道上，相鄰的欄桿通過交流電供電極板321和交互通信線路連接，汽車可采用取電器 22與交流電供電極板321連接充電或使用插電電極222與充電插電座322連接充電，設置在道路邊上的欄桿式供電樁3解決了以往充電站點的不足，可方便對傳統(tǒng)輔道的改造形成多個充電站點，其實用性更好。參照圖7所示，本自動充電系統(tǒng)可由傳統(tǒng)停車場改建而成，在停車位旁設置有多個欄桿式供電樁3，相鄰的欄桿式?jīng)_電桿通過交互通信線路連接進行通信，將該欄桿式供電樁3的充電數(shù)據(jù)通過交互通信線路匯總傳輸?shù)匠潆姽芾碇行?7，從而對多個欄桿式供電樁 3進行控制，該方式在原有停車場的基礎上添加了自動充電系統(tǒng)，可讓電動汽車在停車的過程中進行充電，有效地解決了電動汽車的充電問題。
根據(jù)圖2和圖8的控制流程圖所示，本自動充電系統(tǒng)可進行多種控制方式，本自動充電系統(tǒng)實行“車牌號+ GSM號碼卡+數(shù)據(jù)庫”的預付費充值卡方式的充電電費管理，即通過車輛的ID號、GSM號碼卡，預存電費；該設置可讓車主用戶隨充隨扣，并可查詢相關(guān)余額， 為了避免因為余額不足不能充電導致的經(jīng)濟損失，本系統(tǒng)允許車輛連續(xù)三次臨時欠費情況下的充電，欠費信息，屏顯及語音提示的方式通知車主。當欄桿式供電樁3在檢測不到充電電流時，充電控制模塊11控制供電裝置32切斷交流電強電供應，車輛與供電樁3實行“報道-匯報流量-退出”機制，車輛在充電完畢后，自動將當前新的供電樁3的GSM號碼，保存進入本車常用的供電樁3GSM備用號碼列表中，并向充電控制系統(tǒng)發(fā)送扣費信息進行扣費。 而現(xiàn)場督察人員可根據(jù)車牌號碼在網(wǎng)上查找到該車的流量與扣費的歷史數(shù)據(jù)。其具體控制方式如下
需要充電的車輛首先通過車載通信接口 23向設置在欄桿式供電樁3上的充電自動控制系統(tǒng)報道，通過車載通信接口 23及車輛通信接口向車輛取電裝置2發(fā)送該供電樁3的信息，如供電樁3的ID號、GSM號碼。當車輛的車載Wifi接口模塊241正常時，車載Wifi接口模塊241向供電樁3的自動充電控制箱7內(nèi)自動充電控制系統(tǒng)1的Wifi通信模塊141進行“報到”，同時得到欄桿式供電樁3的信息，即自動充電控制箱7的ID號、GSM號碼。得到供電樁3號碼后，接通充電回路，等候充電；車輛上的取電器22與欄桿式供電樁3的交流電供電極板321連接獲取充電電流；車輛一邊充電，一邊每隔5分鐘通過車載WiFi模塊向供電樁3匯報即時流量一次，并留底供稽查人員查詢；車輛充電完畢，申請扣費；并向自動充電控制系統(tǒng)1發(fā)送“退出”通知，從而完成充電工作。當車輛的車載Wifi接口模塊241發(fā)生故障且當前的供電樁3落在常用的供電樁 3的GSM號碼列表之內(nèi)，車輛自動轉(zhuǎn)入“備用GSM號碼列表的充電控制模式”;一旦車輛的車載Wifi接口模塊241發(fā)生故障，馬上啟動車載控制模塊21內(nèi)的常用的供電樁3的GSM號列表；同時計算本車電池所需要的充電時長，并向列表中的各常用的供電樁3發(fā)送預留的充電時長的請求；列表中的各常用的欄桿式供電樁3上的自動充電控制系統(tǒng)1收到請求信息之后，預留充電時長；列表中的各常用的供電樁3，同時實時檢測各自的充電電流，沒有充電電流，則認為沒有車輛在線，供電樁3自動切斷強電供應；車輛上的取電器22與欄桿式供電樁3的交流電供電極板321連接獲取充電電流，車輛一邊充電，一邊向本車常用的供電樁3的GSM號列表中的任何一個號碼匯報流量，充電完畢時申請扣費，并留底供稽查人員查詢；車輛自動語音提示車主及時修理與更換發(fā)生故障的車載Wifi接口模塊Ml。當車載Wifi接口模塊241發(fā)生故障時，而且，當前的供電樁3落在常用的供電樁 3的GSM號列表之外，車輛自動轉(zhuǎn)入“手動設置GSM號碼的充電控制模式”車載Wifi接口模塊Ml發(fā)生故障，而且當前的欄桿式供電樁3落在常用的供電樁3的GSM號列表之外，將無法喚醒供電樁3，車輛得不到欄桿式供電樁3的交流電供電極板321的強電，則需要啟動進入“手動設置GSM號碼的充電控制模式”；“手動設置GSM號碼的充電控制模式”，即由車輛自動向調(diào)度臺發(fā)信息，調(diào)度臺通過電話與短信通知車主到場，手動設置供電樁3的GSM號碼信息，發(fā)送充電請求，喚醒當前的供電樁3，車輛上的取電器22與欄桿式供電樁3的交流電供電極板321連接獲取充電電流進行充電；車輛一邊充電，一邊向本車常用的欄桿式供電樁3的GSM號列表中的任何一個號碼匯報流量。充電完畢時申請扣費，并留底供稽查人員查詢。車輛自動語音提示車主及時修理與更換發(fā)生故障的車載Wifi通信模塊141 ；該次充電完成后，車輛自動將車主手動設置的當前的新欄桿式供電樁3的GSM號碼，保存進入本車常用的供電樁3的GSM號列表。優(yōu)選地，所述自動充電控制箱7與多個欄桿式供電樁3連接，當車輛停靠在欄桿式供電樁3旁采用GSM通信充電模式時，GSM通信模塊142或用戶手動向自動充電控制系統(tǒng) 1發(fā)送帶有該欄桿式供電樁3 ID號的GSM信息，從而讓自動充電控制系統(tǒng)1單獨控制該欄桿式供電樁3的供電狀態(tài)，該設置讓充電過程更精確、可靠。當車載Wifi接口模塊241與車載GSM接口模塊242都發(fā)生故障時，車輛轉(zhuǎn)入“人工聯(lián)系充電的充電控制模式”車載Wifi接口模塊241與車載GSM接口模塊242都發(fā)生故障時，車輛將無法喚醒供電樁3，車輛得不到供電樁3提供的交流電，則需要啟動“人工聯(lián)系充電的充電控制模式”；由車輛自動向調(diào)度臺發(fā)信息，調(diào)度臺通過電話與短信通知車主到現(xiàn)場。車主到現(xiàn)場后，打電話或發(fā)短信給調(diào)度臺，向調(diào)度臺提供車牌號、充電賬號、密碼、供電樁的號碼、要求預留的充電時長、預先扣費的金額等信息，調(diào)度臺根據(jù)車主提供的信息，安排供電樁的供電時長，并進行充電預先扣費的操作。
當車輛臨時欠費時，車輛進入“車輛三次欠費充電允許的充電控制模式”，本著充電優(yōu)先的原則，允許車輛在臨時欠費的情況下，充電三次。但是，車輛每次充電完成后，車輛自動語音與短信提示車主及時充值；連續(xù)三次警告，仍逾期不充值，將自動鎖死充電控制盒。當取電器22發(fā)生故障時，車輛語音提醒車主把繞在電纜箱中的當取電器22發(fā)生故障時，用戶可將繞在電纜箱的電纜取下，將電纜上的插電電極222插到欄桿式供電樁3上的充電插電座322里進行充電，車輛在自動充電控制系統(tǒng)1的引導下下，自動完成充電。以上所述，只是本發(fā)明的較佳實施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，其中車輛取電裝置和自動充電控制系統(tǒng)間可采取各種通信方式進行通信，物聯(lián)網(wǎng)通信接口與互聯(lián)網(wǎng)之間也可以采取各種方式進行連接，只要其以相同的手段達到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于包括設置在車上用于取電的車輛取電裝置(2 )、為車輛取電裝置(2 )提供供電電壓的欄桿式供電樁(3 )和用于控制充電過程基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)(1)；所述車輛取電裝置(2)包括設置在車上的取電器(22)、車載充電電機(27)、車載充電接口(26)、車載控制模塊(21)和車載通信接口(23)；所述取電器(22)用于接收來自欄桿式供電樁(3)的充電電流，取電器(22)獲取電流后，送入車載充電電機(27)，車載充電電機 (27 )產(chǎn)生充電的直流電從車載充電接口( 26 )處輸出，車載控制模塊(21)與取電器(22 )相連用于控制取電器(22 )，和車載充電電機(27 )相連用于控制車載充電，車載控制模塊(21) 與車載通信接口( 23)相連，通過車載通信接口( 23)向自動充電控制系統(tǒng)(1)發(fā)送或接收充電信號；所述欄桿式供電樁(3)包括供電樁支柱(31)和設置在供電樁支柱(31)上的供電裝置 (32)和供電接口(33)，所述供電裝置(32)與取電器(22)相匹配用于為車輛取電裝置(2) 提供充電電壓，供電裝置(32 )與供電接口( 33 )相連，通過供電接口( 33 )接收外接的交流電流；所述基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)(1)包括充電控制模塊(11)、車輛通信模塊 (13)、交互通信模塊(16)、物聯(lián)網(wǎng)通信接口(12)和充電管理中心(17)；充電控制模塊(11) 與供電接口( 33 )相連控制欄桿式供電樁(3 )的供電，充電控制模塊(11)通過車輛通信模塊 (13)接收來自車輛的信號或向車輛發(fā)送指示或控制信號，充電控制模塊(11)通過物聯(lián)網(wǎng)通信接口(12)接入到互聯(lián)網(wǎng)(18)中，通過互聯(lián)網(wǎng)(18)與負責處理充數(shù)據(jù)的充電管理中心 (17)通信，充電控制模塊(11)與交互通信模塊(16)相連，通過交互通信模塊(16)與其它欄桿式供電樁(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于欄桿式供電樁(3)上的供電裝置(32)包括設置在供電樁支柱(31)上的交流電供電極板(321)，車輛取電裝置(2)上的取電器(22)包括與交流電供電極板(321)相接的取電器電極(221)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于欄桿式供電樁(3)上的供電裝置(32)包括用于手動充電的充電插電座(322)，車輛取電裝置(2)上的取電器(22)包括與充電插電座(322)相對應的插電電極(222)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述車輛取電裝置(2)還包括充電流量檢測模塊(28)，所述充電流量檢測模塊 (28)檢測充電電機的充電流量，并通過車載通信接口( 23)發(fā)送充電流量信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述物聯(lián)網(wǎng)通信接口(12)包括wifi通信接口(121)，所述wifi通信接口(121)分別與互聯(lián)網(wǎng)(18)和充電控制模塊(11)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述物聯(lián)網(wǎng)通信接口(12)包括RS485轉(zhuǎn)TCP/IP接口(122)，所述RS485轉(zhuǎn)TCP/IP 接口(122)分別與互聯(lián)網(wǎng)(18)和充電控制模塊(11)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述車輛通信模塊(13)包括用于與車輛取電裝置(2)進行無線通信的車輛無線通信接口( 14)，車載通信接口(23)包括與車輛無線通信接口(14)進行無線通信的車載無線通信接口(24)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述車輛無線通信接口( 14)包括wifi通信模塊(141 )，車載無線通信接口(24)包括wifi接口模塊(241 )，wifi通信模塊(141)和wifi接口模塊(241)通過wifi進行無線ififn。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述車輛無線通信接口( 14)包括GSM通信模塊(142)，車載無線通信接口(24)包括GSM接口模塊(242 )，GSM通信模塊(142 )和GSM接口模塊(242 )通過GSM網(wǎng)絡進行無線ififn。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，其特征在于所述車輛通信模塊(13)包括用于與車輛取電裝置(2)進行有線通信的車輛有線通信接口(15)，車載通信接口(23)包括與車輛有線通信接口(15)進行有線通信的車載有線通信接口(25)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動汽車自動充電系統(tǒng)，包括車輛取電器、欄桿式供電樁和基于物聯(lián)網(wǎng)的自動充電控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電動汽車路邊充電的完全自動化；既能提供方便又穩(wěn)定可靠而且維護簡單，是實現(xiàn)電動汽車路邊便捷充電的最佳解決方案，本發(fā)明的電動汽車的取電充電模式，可以實現(xiàn)電動汽車在路邊的便捷充電，可以把所有的露天停車場、輔道、車庫都變成了電動汽車的充電場所，讓電動汽車將不再局限于只能在專業(yè)充電站才能充電，而且符合廣大車主的用車習慣，具有很強的生命力和實用性。，具有廣闊的發(fā)展前景。
文檔編號H02J7/00GK102570549SQ201210006438
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者成志東 申請人:成志東