專利名稱：停車場智能充電管理系統(tǒng)及分時充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種停車場智能充電管理系統(tǒng)及分時充電控制方法，尤其涉及夜間停 車場的充電管理，屬于電動汽車快速充電管理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前公認的電動汽車停車場的充電管理策略是在停車場區(qū)域內(nèi)安裝若干快速充 電樁，一般充電樁的輸出路數(shù)最多為四路輸出，例如，對于停車位達到20輛以上的大型停 車場需要至少五個充電樁，大大增加了停車場的建造成本，同時考慮到夜間停放車輛的長 時性和停車充電要求的非緊迫性，此法對于電能也是極大的浪費，長期的結(jié)果將會增加供 電部門的壓力，從而削減了電動汽車帶來的節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對公認的電動汽車停車場的充電管理策略中存在 的一些不足之處，提供一種建造成本低，節(jié)能的停車場智能充電管理系統(tǒng)及分時充電控制 方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該停車場智能充電管理系統(tǒng)，其特 征在于包括智能門禁系統(tǒng)，智能快速充電樁，CAN總線通訊系統(tǒng)，車位智能識別系統(tǒng)，每個 停車位都有車位智能識別系統(tǒng)并通過CAN總線通訊系統(tǒng)連接智能充電樁。智能快速充電樁 從CAN總線通訊系統(tǒng)獲得智能門禁系統(tǒng)和車位智能識別系統(tǒng)提供的車輛狀態(tài)信息，按照智 能充電樁內(nèi)嵌的分時充電控制策略進行電動車輛的智能充電。CAN總線通訊系統(tǒng)主要負責 傳送車輛狀態(tài)信息，充電線路信息和故障信息。所述的智能門禁系統(tǒng)包括第一射頻識別閱讀器，智能計費系統(tǒng)，語音播報模塊和 液晶顯示模塊。主要負責進出車輛信息識別，充電智能繳費，語音提示和充電繳費信息顯示 及故障顯示等。所述車位智能識別系統(tǒng)為多個多芯智能插頭，每個多芯智能插頭內(nèi)接第二射頻識 別閱讀器，溫度傳感器和CAN節(jié)點控制器。主要負責車輛停車位信息和充電線路溫度信息 的傳送，并據(jù)此確定分時充電優(yōu)先級。智能快速充電樁其內(nèi)嵌分時充電控制策略，并與智能門禁系統(tǒng)和車位智能識別系 統(tǒng)通過CAN總線通訊系統(tǒng)實時通訊，充電到85%荷電狀態(tài)時間小于30分鐘，總充電完成時 間小于3個小時。整個充電過程實時監(jiān)測充電電池的荷電狀態(tài)和充電線路溫度，并據(jù)此智 能確定充電循環(huán)模式。一種停車場智能充電管理系統(tǒng)的分時充電控制策略，其特征在于具體步驟為步驟1，智能充電樁硬件系統(tǒng)自檢，充電控制流程初始化為等待充電目標狀態(tài)；轉(zhuǎn) 步驟2，否則，繼續(xù)初始化過程并通過智能門禁系統(tǒng)進行語音提示報警；步驟2，智能充電樁檢測停車位充電信號，確定分時充電優(yōu)先級；轉(zhuǎn)步驟3，否則， 若未檢測到停車位充電信號，則繼續(xù)進行停車位充電信號檢測并通過智能門禁系統(tǒng)語音提示報警；步驟3，分時充電優(yōu)先級確定后，智能充電樁自動確認分時充電第一轉(zhuǎn)換條件，進 行分時充電一次循環(huán)；若分時充電一次循環(huán)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟4 ；否則，繼續(xù)分時充電一次循環(huán)； 初充電時若智能充電樁檢 測到已達到分時充電第一轉(zhuǎn)換條件的停車位或是沒有充電信號 的停車位，則分時充電一次循環(huán)時跳過該停車位；步驟4，分時充電一次循環(huán)結(jié)束確認后，智能充電樁自動確認分時充電第二轉(zhuǎn)換條 件，進行分時充電二次循環(huán)；若分時充電二次循環(huán)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟5 ；否則，繼續(xù)分時充電二次 循環(huán)；分時充電二次循環(huán)時若智能充電樁檢測到已達到分時充電第二轉(zhuǎn)換條件的停車位或 是沒有充電信號的停車位，則分時充電二次循環(huán)時跳過該停車位；步驟5，分時充電進入定時浮充充電循環(huán)，所有車位按照充電優(yōu)先級依次循環(huán)，智 能充電樁檢測到充電結(jié)束條件達到，全過程充電結(jié)束；整個充電過程中的停車位充電信號 擁有充電結(jié)束條件最高優(yōu)先級。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的停車場智能充電管理系統(tǒng)及分時充電控制方法所具有 的有益效果是首先，本發(fā)明的停車場智能充電管理系統(tǒng)利用夜間停車場的特點和分時充電的策 略，在停車場配備有一臺智能充電樁就能夠?qū)崿F(xiàn)多套智能充電樁的充電功能，最大程度上 降低了停車場的建造成本；其次，本發(fā)明停車場智能充電管理系統(tǒng)的智能充電樁內(nèi)嵌的分時充電策略，根據(jù) 各停車位的車輛狀態(tài)信息和電池狀態(tài)信息，智能確定分時充電循環(huán)，有效的利用了電能，達 到節(jié)能效果，進一步提升了電動汽車在汽車市場的競爭力。
圖1本發(fā)明停車場智能充電管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2本發(fā)明分時充電控制策略流程框圖；圖3本發(fā)明停車場智能充電管理系統(tǒng)具體工作過程示意圖。圖1-3為本發(fā)明最佳實施例。其中，I-X X停車位序號1智能門禁系統(tǒng)2、5CAN總線通訊系統(tǒng)3、4智能快速充 電樁P1-P20多芯智能插頭6停車場監(jiān)控探頭7為停車場外墻。
具體實施例方式如圖1所示為本發(fā)明停車場智能充電管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，停車場智能充電管理系 統(tǒng)由智能門禁系統(tǒng)1，兩個智能快速充電樁3、4，兩路CAN總線通訊系統(tǒng)2、5和多芯智能插 頭P1-P20組成；智能快速充電樁4通過CAN總線通訊系統(tǒng)2獲得智能門禁系統(tǒng)1和多芯智 能插頭Pl-PlO提供的車輛狀態(tài)信息，按照智能充電樁4內(nèi)嵌的分時充電控制策略進行電動 車輛的智能充電。智能快速充電樁3通過CAN總線通訊系統(tǒng)5獲得智能門禁系統(tǒng)1和多芯智能插頭 P11-P20提供的車輛狀態(tài)信息，按照智能充電樁3內(nèi)嵌的分時充電控制策略進行電動車輛 的智能充電。智能門禁系統(tǒng)1由第一射頻識別閱讀器，智能計費系統(tǒng)，語音播報模塊和液晶顯示模塊組成。主要負責進出車輛信息識別，充電智能繳費，語音提示和充電繳費信息顯示及 故障顯示等。一般采用隨車攜帶可充值電子標簽達到射頻識別自動繳費的目的，充電信息 和充電費用將會通過液晶顯示模塊和語音播報模塊進行顯示和播報。
智能快速充電樁3、4內(nèi)嵌分時充電控制策略，并與智能門禁系統(tǒng)1和多芯智能插 頭P1-P20通過CAN總線通訊系統(tǒng)2、5實時通訊，其快速充電到85 %荷電狀態(tài)時間小于30分 鐘，總充電完成時間小于3個小時。整個充電過程實時監(jiān)測充電電池的荷電狀態(tài)和充電線 路溫度，并據(jù)此智能確定充電循環(huán)模式，充電循環(huán)模式按照內(nèi)嵌的分時充電控制策略進行， 檢測充電線路溫度可以有效防止意外情況的發(fā)生，充電電池的荷電狀態(tài)是分時充電循環(huán)模 式轉(zhuǎn)換條件的主要依據(jù)。CAN總線通訊系統(tǒng)主要負責傳送車輛狀態(tài)信息，充電線路信息和故 障信息，便于充電過程的管理。車位智能識別系統(tǒng)1為多個多芯智能插頭P1-P20，每個多芯智能插頭內(nèi)接第二射 頻識別閱讀器，溫度傳感器和CAN節(jié)點控制器。主要負責車輛停車位信息和充電線路溫度 信息的傳送，并據(jù)此確定分時充電優(yōu)先級，每個停車位都有一個多芯智能插頭并通過CAN 總線連接相應的智能充電樁。分時充電優(yōu)先級以進入停車場區(qū)域的射頻識別信息先后順序 為準。整個充電過程中，智能充電樁以是否檢測到有無停車位充電信號作為充電結(jié)束條 件優(yōu)先級，停車位充電信號以多芯智能插頭插入車輛充電接口獲得電池準確狀態(tài)信息為 準。如圖2所示為本發(fā)明分時充電控制策略流程框圖。具體步驟如下步驟1，智能充電樁硬件系統(tǒng)自檢，充電控制流程初始化為等待充電目標狀態(tài)；轉(zhuǎn) 步驟2，否則，繼續(xù)初始化過程并通過智能門禁系統(tǒng)1進行語音提示報警；此步旨在提醒值 班人員進行智能充電樁的人工檢查。步驟2，智能充電樁檢測停車位充電信號，確定分時充電優(yōu)先級；轉(zhuǎn)步驟3，否則， 若未檢測到停車位充電信號，則繼續(xù)進行停車位充電信號檢測并通過智能門禁系統(tǒng)語音提 示報警；此步旨在提醒值班人員確定停車位智能識別系統(tǒng)是否存在異常，并進行人工檢查 或相關(guān)協(xié)助工作。步驟3，分時充電優(yōu)先級確定后，智能充電樁自動確認分時充電第一轉(zhuǎn)換條件，進 行分時充電一次循環(huán)；若分時充電一次循環(huán)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟4 ；否則，繼續(xù)分時充電一次循環(huán)； 初充電時若智能充電樁檢測到已達到分時充電第一轉(zhuǎn)換條件的停車位或是沒有充電信號 的停車位，則分時充電一次循環(huán)時跳過該停車位；分時充電第一轉(zhuǎn)換條件以各充電電池的 荷電狀態(tài)為主要依據(jù)，具體情況根據(jù)停車場的規(guī)模和車輛的出行情況而定，一般設定充電 一次循環(huán)跳轉(zhuǎn)模式的條件是各充電電池荷電狀態(tài)達到80% -88%之間。步驟4，分時充電一次循環(huán)結(jié)束確認后，智能充電樁自動確認分時充電第二轉(zhuǎn)換條 件，進行分時充電二次循環(huán)；若分時充電二次循環(huán)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟5 ；否則，繼續(xù)分時充電二次 循環(huán)；分時充電二次循環(huán)時若智能充電樁檢測到已達到分時充電第二轉(zhuǎn)換條件的停車位或 是沒有充電信號的停車位，則分時充電二次循環(huán)時跳過該停車位；分時充電第二轉(zhuǎn)換條件 也是以各充電電池的荷電狀態(tài)為主要依據(jù)，具體情況也是根據(jù)停車場的規(guī)模和車輛的出行 情況而定，一般設定充電二次循環(huán)跳轉(zhuǎn)模式的條件是各充電電池荷電狀態(tài)達到88% -96%之間。步驟5，分時充電進入定時浮充充電循環(huán)，所有車位按照充電優(yōu)先級依次循環(huán)，智 能充電樁檢測到充電結(jié)束條件達到，全過程充電結(jié)束；整個充電過程中的停車位充電信號 擁有充電結(jié)束條件最高優(yōu)先級。定時浮充充電循環(huán)的定時跳轉(zhuǎn)時間區(qū)間為0. 5-1. 5小時。如圖3所示為本發(fā)明停車場智能充電管理系統(tǒng)具體工作過程示意圖。當車輛進入智能門禁系統(tǒng)1的區(qū)域時，通過隨車電子標簽的射頻識別或是值班室 發(fā)放的臨時電子標簽，獲取智能門禁系統(tǒng)1放行操作，同時車輛信息通過CAN總線通訊系統(tǒng) 2被智能充電樁4獲得，當車輛進入指定車位時，多芯智能插頭Pl-PlO通過第二射頻識別 閱讀器獲取隨車電子標簽上的車輛信息，并將車位信號和充電信號通過CAN總線通訊系統(tǒng) 2反饋給智能充電樁4，便于確定分時充電優(yōu)先級和分時充電開始操作。同樣，當車輛進入智能門禁系統(tǒng)1的區(qū)域時，通過隨車電子標簽的射頻識別或是 值班室發(fā)放的臨時電子標簽，獲取智能門禁系統(tǒng)1放行操作，同時車輛信息通過CAN總線通 訊系統(tǒng)5被智能充電樁3獲得，當車輛進入指定車位時，多芯智能插頭P11-P20通過第二射 頻識別閱讀器獲取隨車電子標簽上的車輛信息，并將車位信號和充電信號通過CAN總線通 訊系統(tǒng)5反饋給智能充電樁3，便于確定分時充電優(yōu)先級和分時充電開始操作。以I-X號停車位區(qū)域為例，當車輛甲按規(guī)定進入停車場內(nèi)時，根據(jù)智能門禁系統(tǒng)1 的語音提示進入指定車位假設為VIII號停車位，則VIII號停車位的多芯智能插頭P8通過 內(nèi)嵌的第二射頻識別閱讀器獲得進入該車位車輛甲的相關(guān)信息，并將信息通過CAN總線2 傳送給智能充電樁4，智能充電樁4根據(jù)該車輛甲此前在智能門禁系統(tǒng)1獲得的該車輛信息 與現(xiàn)在多芯智能插頭8發(fā)送過來的車輛信息進行比對，若信息符合則確定其分時充電優(yōu)先 級為優(yōu)先，否則發(fā)送信息通過智能門禁系統(tǒng)1進行語音提示車位不匹配；當車主將多芯智 能插頭P8插入車輛甲指定充電接口時，其將獲得的電池狀態(tài)信號通過CAN總線2發(fā)送給智 能充電樁4，智能充電樁4根據(jù)獲得的電池狀態(tài)信息自動確定分時充電循環(huán)模式；當車輛乙按規(guī)定進入停車場內(nèi)時，根據(jù)智能門禁系統(tǒng)1的語音提示進入指定車位 假設為V號停車位，則V號停車位的多芯智能插頭P6通過內(nèi)嵌的第二射頻識別閱讀器獲得 進入該車位車輛乙的相關(guān)信息，并將信息通過CAN總線2傳送給智能充電樁4，智能充電樁 4根據(jù)該車輛乙此前在智能門禁系統(tǒng)1獲得的該車輛信息與現(xiàn)在多芯智能插頭P6發(fā)送過來 的車輛信息進行比對，若信息符合則確定其分時充電優(yōu)先級為待充1號位，否則發(fā)送信息 通過智能門禁系統(tǒng)1進行語音提示車位不匹配；當車主將多芯智能插頭P6插入車輛乙指定 充電接口時，其將獲得的電池狀態(tài)信號通過CAN總線2發(fā)送給智能充電樁4，智能充電樁4 根據(jù)獲得的電池狀態(tài)信息自動確定分時充電循環(huán)模式；以此類推，當所有I-X號停車位停滿后，智能充電樁4根據(jù)逐次確定的分時充電優(yōu) 先級和分時充電循環(huán)模式進行I-X號停車位的分時充電，當任意車位的充電信號無法獲得 時，分時充電循環(huán)跳過該車位，XI-XX停車位的分時充電策略與此相同。 當車主將車輛取走經(jīng)過智能門禁系統(tǒng)1時，智能門禁系統(tǒng)1通過其內(nèi)的第一射頻 識別閱讀器獲取該車輛信息，并將該車輛信息通過CAN總線2發(fā)給智能充電裝4，智能充電 樁4將該車輛的充電狀態(tài)信息通過CAN總線系統(tǒng)反饋給智能門禁系統(tǒng)1，智能門禁系統(tǒng)1通 過其內(nèi)的自動計費系統(tǒng)計算出該車輛總充電費用，并進行液晶顯示和語音播報，并通過第 一射頻閱讀器獲取的車輛電子標簽內(nèi)的費用總額信息自動扣除其本次充電費用，智能門禁系統(tǒng)1自動放行，否則，人工強制繳費；攜帶臨時發(fā)放的隨車電子標簽的實行人工繳費。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍 屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種停車場智能充電管理系統(tǒng)，其特征在于包括智能門禁系統(tǒng)(1)，智能快速充電 樁，CAN總線通訊系統(tǒng)，車位智能識別系統(tǒng)，每個停車位都有車位智能識別系統(tǒng)并通過CAN 總線通訊系統(tǒng)連接智能充電樁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的停車場智能充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述的智能門禁系 統(tǒng)(1)包括第一射頻識別閱讀器，智能計費系統(tǒng)，語音播報模塊和液晶顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的停車場智能充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述車位智能識別 系統(tǒng)為多個多芯智能插頭，每個多芯智能插頭內(nèi)接第二射頻識別閱讀器，溫度傳感器和CAN 節(jié)點控制器。
4.一種停車場智能充電管理系統(tǒng)的分時充電控制策略，其特征在于具體步驟為 步驟1，智能充電樁硬件系統(tǒng)自檢，充電控制流程初始化為等待充電目標狀態(tài)；轉(zhuǎn)步驟2，否則，繼續(xù)初始化過程并通過智能門禁系統(tǒng)進行語音提示報警；步驟2，智能充電樁檢測停車位充電信號，確定分時充電優(yōu)先級；轉(zhuǎn)步驟3，否則，若未檢測到停車位充電信號，則繼續(xù)進行停車位充電信號檢測并通過智能門禁系統(tǒng)語音提示報 m.θ ，步驟3，分時充電優(yōu)先級確定后，智能充電樁自動確認分時充電第一轉(zhuǎn)換條件，進行分 時充電一次循環(huán)；若分時充電一次循環(huán)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟4 ；否則，繼續(xù)分時充電一次循環(huán)；初充 電時若智能充電樁檢測到已達到分時充電第一轉(zhuǎn)換條件的停車位或是沒有充電信號的停 車位，則分時充電一次循環(huán)時跳過該停車位；步驟4，分時充電一次循環(huán)結(jié)束確認后，智能充電樁自動確認分時充電第二轉(zhuǎn)換條件， 進行分時充電二次循環(huán)；若分時充電二次循環(huán)結(jié)束，轉(zhuǎn)步驟5 ；否則，繼續(xù)分時充電二次循 環(huán)；分時充電二次循環(huán)時若智能充電樁檢測到已達到分時充電第二轉(zhuǎn)換條件的停車位或是 沒有充電信號的停車位，則分時充電二次循環(huán)時跳過該停車位；步驟5，分時充電進入定時浮充充電循環(huán)，所有車位按照充電優(yōu)先級依次循環(huán)，智能充 電樁檢測到充電結(jié)束條件達到，全過程充電結(jié)束；整個充電過程中的停車位充電信號擁有 充電結(jié)束條件最高優(yōu)先級。
全文摘要
停車場智能充電管理系統(tǒng)及分時充電控制方法，屬于電動汽車快速充電管理領(lǐng)域。包括智能門禁系統(tǒng)(1)，智能快速充電樁，CAN總線通訊系統(tǒng)，車位智能識別系統(tǒng)，每個停車位都有車位智能識別系統(tǒng)并通過CAN總線通訊系統(tǒng)連接智能充電樁。利用夜間停車場的特點和分時充電的策略，在停車場配備有一臺智能充電樁就能夠?qū)崿F(xiàn)多套智能充電樁的充電功能，最大程度上降低了停車場的建造成本；根據(jù)各停車位的車輛狀態(tài)信息和電池狀態(tài)信息，智能確定分時充電循環(huán)，有效的利用了電能，達到節(jié)能效果，進一步提升了電動汽車在汽車市場的競爭力。
文檔編號G07B15/00GK102097843SQ20111000622
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者劉東林, 姜振華, 李為, 高小群, 高述轅 申請人:山東申普交通科技有限公司