專利名稱：一種電動車輛用充電系統(tǒng)以及電動車輛的車載充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動車輛用充電系統(tǒng)以及電動車輛的車載充電方法。
背景技術(shù)：
電動車輛是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)的車輛。相較于傳統(tǒng)汽車而言，電動車輛無內(nèi)燃機，在工作時不產(chǎn)生排氣污染，對環(huán)境保護(hù)和空氣潔凈十分有益，幾乎是“零汚染”;同吋，電動車輛的噪聲也很小。由此使得，電動車輛的前景被廣泛看好，正在快速發(fā)展中。但是，電動車輛的發(fā)展必須有大量的充電設(shè)施與之配套?，F(xiàn)如今，電動車輛的充電設(shè)施一般是指裝有大功率快充直流充電機的充電站和交流慢充充電樁。其中，交流慢充充電樁比大功率快充直流充電機具有更加明顯的優(yōu)勢。交流慢充充電樁可以設(shè)置在停車場、 加油站、超市門ロ、道路收費站等場所，其設(shè)置地點比較靈活，而專門的充電站則一般選址限制比較多。對于車主而言，大多數(shù)車主更傾向于選擇停車場或家庭附近的充電樁進(jìn)行充電，而不太愿意專門前往電動車輛專用的充電站。因此，為了推廣電動車輛的使用，除了修建少量的專用充電站之外，在停車場或居民區(qū)附近安裝小型充電樁是非常必要的?，F(xiàn)階段通常使用的充電樁，其計費系統(tǒng)集成在所述充電樁上，能實現(xiàn)計時、計電度、計金額充電。車主需要下車對充電樁進(jìn)行相應(yīng)的操作，通過刷卡或投幣的方式進(jìn)行電費結(jié)算；同時，現(xiàn)有充電樁均需要単獨占用一定的安裝空間，其安裝及占地成本很高，使得電網(wǎng)公司在鋪設(shè)充電設(shè)施的成本較高，減緩了充電設(shè)施的發(fā)展，從而限制了電動車輛的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供ー種電動車輛用充電系統(tǒng)以及電動車輛的車載充電方法，能夠使用戶在車上就可以完成電費結(jié)算，方便用戶使用的同時，還能夠節(jié)省充電設(shè)施的安裝成本和安裝空間。本發(fā)明實施例提供一種電動車輛用充電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括充電裝置和設(shè)置在所述電動車輛上的付費裝置；通過電動車輛通訊線路建立所述充電裝置和所述電動車輛以及設(shè)置在電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接；通過充電電纜建立所述充電裝置與所述電動車輛之間的充電連接；通過中央服務(wù)器通訊線路建立所述充電裝置與中央服務(wù)器之間的通訊連接；通過電網(wǎng)電纜建立所述充電裝置與電網(wǎng)之間的電カ連接；所述充電裝置，用于接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制單元的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將所述電動車輛的車載充電單元接入電網(wǎng)，對所述車載充電單元進(jìn)行充電，并獲取對車載充電單元充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；當(dāng)判斷結(jié)果為否吋，斷開所述電動車輛的車載充電單元與電網(wǎng)之間的連接；所述付費裝置，用于根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置。優(yōu)選地，所述充電裝置包括控制計算單元、電能計量単元、驅(qū)動單元、充電開關(guān)、 通訊單元；所述控制計算單元的第一端與通訊單元相連，通過通訊単元與所述付費裝置和所述電動車輛的整車控制単元建立通訊連接；所述控制計算單元的第二端通過中央服務(wù)器通訊線路與中央服務(wù)器建立通訊連接；所述控制計算單元的第三端通過驅(qū)動単元與充電開關(guān)的控制端相連；所述控制計算單元的第四端接所述電能計量單元的電量輸出端；所述充電開關(guān)的第一端接電能計量単元的輸入端，所述充電開關(guān)的第二端通過電網(wǎng)電纜接電網(wǎng)；所述電能計量單元的電能輸出端通過充電電纜接電動車輛，其電量輸出端接所述控制計算單元；所述控制計算單元，根據(jù)接收自所述付費裝置的充電信息和接收自所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對電動車輛充電，輸出相應(yīng)的充電指令至所述驅(qū)動単元；接收所述電能計量單元輸出的充電電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；所述驅(qū)動単元，將接收到的充電指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號，輸出至所述充電開關(guān)的控制端，控制所述充電開關(guān)的閉合或斷開；所述電能計量單元，用于當(dāng)所述充電開關(guān)閉合吋，接收電網(wǎng)輸入的交流電并輸送至電動車輛，并對接收到的交流電進(jìn)行電量計量，將計量得到的充電電量值輸出至所述控制計算單元。優(yōu)選地，所述充電信息包括開始充電信息和停止充電信息；所述付費裝置，用于當(dāng)所述電動車輛的賬戶余額信息為有余額時，發(fā)送開始充電信息至所述充電裝置的控制計算單元；當(dāng)所述賬戶余額信息為沒有余額時，發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置的控制計算單元。優(yōu)選地，所述剩余電量信息包括電未滿信息和電滿信息；所述控制計算單元，用于當(dāng)所述充電信息為開始充電且所述剩余電量信息為電未滿時，輸出啟動指令至所述驅(qū)動単元；當(dāng)所述充電信息為停止充電或者所述剩余電量信息為電滿時，輸出關(guān)斷指令至所述驅(qū)動単元。優(yōu)選地，所述驅(qū)動単元包括電容、限流電阻、光電耦合器、上拉電阻、ニ極管、功率開關(guān)器件、繼電器；其中，所述繼電器包括繼電器等效線圈電阻和繼電器吸合開關(guān)；所述光電耦合器包括發(fā)光二極管和受光三極管；所述限流電阻的一端接所述控制計算單元的輸出端，所述限流電阻的另一端接所述發(fā)光二極管的陰極；所述發(fā)光二極管的陽極接工作電壓，所述受光三極管的發(fā)射極接地，所述受光三極管的集電極經(jīng)所述上拉電阻接所述工作電壓；所述功率開關(guān)器件的門極接所述受光三極管的集電極，所述功率開關(guān)器件的源極接地，所述功率開關(guān)器件的漏極接所述ニ極管的陽極，所述ニ極管的陰極接所述工作電壓；所述電容接在所述功率開關(guān)器件的門極和源極之間；所述繼電器等效線圈電阻的一端接所述功率開關(guān)器件的漏扱，所述繼電器等效線圈電阻的另一端接所述工作電壓；所述繼電器吸合開關(guān)的一端接所述充電開關(guān)的正端，所述繼電器吸合開關(guān)的另一端接所述充電開關(guān)的負(fù)端。優(yōu)選地，所述充電開關(guān)為繼電器、接觸器、空氣開關(guān)、斷路器、晶閘管、絕緣柵雙極晶體管、場效應(yīng)管、或者上述各開關(guān)中任意2個或者3個的組合。優(yōu)選地，所述通信單元為RS232通訊模塊、RS485通訊模塊、Lonfforks通訊模塊、 CAN通訊模塊、PR0FIBUS通訊模塊、基金會現(xiàn)場總線FF通訊模塊、WorldFIP通訊模塊、HART 通訊模塊、Motbus通訊模塊、TCP/IP通訊模塊、電カ載波通訊模塊、或者上述各通訊模塊中任意2個或者3個的組合。優(yōu)選地，所述控制計算單元為可編程邏輯控制器PLC、數(shù)字信號處理器DSP、單片機、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD、普通計算機、エ業(yè)用計算機、觸摸屏式計算機、IPAD、移動終端、或者上述任意2個或者3個的組合。優(yōu)選地，所述電能計量單元為單相電能計量模塊、三相電能計量模塊、或者上述兩種電能計量模塊的組合。優(yōu)選地，將所述充電裝置嵌入到設(shè)置在公共場所的車輪定位器中。本發(fā)明還提供ー種電動車輛的車載充電方法，所述方法包括建立充電裝置和所述電動車輛之間的通訊連接和充電連接、以及充電裝置與設(shè)置在電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接；建立所述充電裝置與中央服務(wù)器之間的通訊連接、以及充電裝置與電網(wǎng)之間的電 カ連接；所述付費裝置根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置；所述充電裝置接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電；當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將所述電動車輛的車載充電單元接入電網(wǎng)，對所述車載充電單元進(jìn)行充電，并獲取對車載充電單元充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；當(dāng)判斷結(jié)果為否吋，斷開所述電動車輛的車載充電單元與電網(wǎng)之間的連接。優(yōu)選地，所述充電信息包括開始充電信息和停止充電信息；所述付費裝置根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置，包括當(dāng)所述電動車輛的賬戶余額信息為有余額時，所述付費裝置發(fā)送開始充電信息至所述充電裝置；當(dāng)所述賬戶余額信息為沒有余額時，所述付費裝置發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置的控制計算單元。優(yōu)選地，所述付費裝置實時對所述電動車輛的賬戶余額信息進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到所述電動車輛的賬戶余額為沒有余額時，發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置。優(yōu)選地，所述剩余電量信息包括電未滿信息和電滿信息；所述充電裝置接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電，包括當(dāng)所述充電信息為開始充電且所述剩余電量信息為電未滿時，所述充電裝置確定需要對所述電動車輛進(jìn)行充電；當(dāng)所述充電信息為停止充電或者所述剩余電量信息為電滿吋，所述充電裝置確定不需要對所述電動車輛進(jìn)行充電。優(yōu)選地，所述付費裝置集成為ー錢包文件，通過接觸式卡、非接觸式卡或者無線通信方式進(jìn)行充值。優(yōu)選地，將所述充電裝置嵌入到設(shè)置在公共場所的車輪定位器中根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果本發(fā)明所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，包括充電裝置和付費裝置，其付費裝置設(shè)置在電動車輛上，當(dāng)需要對電動車輛充電時，只需要通過電動車輛通訊線路建立充電裝置和電動車輛以及設(shè)置在電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接，即可實現(xiàn)用戶在車上就能夠完成充電付費操作。與現(xiàn)有常用的充電樁相比較，付費裝置設(shè)置在電動車輛上，用戶無需下車就可以完成充電付費操作，增強了用戶體驗；同吋，也能夠節(jié)省設(shè)置在公共場所的充電設(shè)施的安裝成本和安裝空間。


圖1為本發(fā)明實施例所述的電動車輛用充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實施例所述的電動車輛用充電系統(tǒng)的外部連接實物圖；圖3為本發(fā)明實施例所述驅(qū)動単元電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實施例所述的電動車輛的車載充電方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供ー種電動車輛用充電系統(tǒng)以及電動車輛的車載充電方法，能夠使用戶在車上就可以完成電費結(jié)算，方便用戶使用的同時，還能夠節(jié)省充電設(shè)施的安裝成本和安裝空間。參照圖1，為本發(fā)明實施例所述的電動車輛用充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。所述系統(tǒng)包括充電裝置10和設(shè)置在電動車輛4上的付費裝置20。當(dāng)需要對所述電動車輛4充電吋，通過電動車輛通訊線路建立所述充電裝置10和所述電動車輛4以及設(shè)置在電動車輛4上的付費裝置20之間的通訊連接；通過充電電纜建立所述充電裝置10與所述電動車輛4之間的充電連接；通過中央服務(wù)器通訊線路建立所述充電裝置10與中央服務(wù)器2之間的通訊連接；通過電網(wǎng)電纜建立所述充電裝置10與電網(wǎng)之間的電カ連接。所述充電裝置10，用于接收所述付費裝置20發(fā)送的充電信息和所述電動車輛4的整車控制単元42的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛4進(jìn)行充電，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將所述電動車輛4的車載充電單元41接入電網(wǎng)3，對所述車載充電單元41進(jìn)行充電，并獲取對車載充電單元41充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器2 ；當(dāng)判斷結(jié)果為否吋，斷開所述電動車輛4的車載充電單元41與電網(wǎng)3之間的連接。所述付費裝置20，用于根據(jù)所述電動車輛4的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置10。本發(fā)明所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其付費裝置20設(shè)置在電動車輛4上，當(dāng)需要對電動車輛充電時，只需要通過電動車輛通訊線路建立充電裝置10和電動車輛4以及設(shè)置在電動車輛4上的付費裝置20之間的通訊連接，即可實現(xiàn)用戶在車上就能夠完成充電付費操作。與現(xiàn)有常用的充電樁相比較，付費裝置20設(shè)置在電動車輛4上，用戶無需下車就可以完成充電付費操作，方便用戶使用，同時也能夠節(jié)省設(shè)置在公共場所的充電設(shè)施的安裝成本和安裝空間。具體的，在所述電動車輛4上設(shè)置有車載充電單元41、整車控制単元42、以及充電通訊接ロ。其中，所述充電通訊接ロ具體可以包括通訊端ロ 43和充電端ロ 44。所述電動車輛4的車載充電單元41與所述充電端ロ 44相連；所述付費裝置20、 所述電動車輛4的車載充電單元41和整車控制単元42均與所述通訊端ロ 43相連。所述充電裝置10包括控制計算單元101、電能計量単元102、驅(qū)動單元103、充電開關(guān)104、通訊單元105。所述控制計算單元101的第一端與通訊單元105相連，通過通訊単元105與所述付費裝置20和電動車輛4的整車控制単元42建立通訊連接；所述控制計算單元101的第 ニ端通過中央服務(wù)器通訊線路與中央服務(wù)器2建立通訊連接；所述控制計算單元101的第三端通過驅(qū)動単元103與充電開關(guān)104的控制端相連，發(fā)送充電指令至驅(qū)動單元103以控制所述充電開關(guān)104的閉合與斷開；所述控制計算單元101的第四端接所述電能計量單元 102的電量輸出端，用于接收所述電能計量單元102計算得到的充電電量值。所述通訊単元105 —端接所述控制計算單元101的第一端，另一端接所述電動車輛4的通訊端ロ 43，用于建立所述充電裝置10與所述付費裝置20和電動車輛4的整車控制単元42之間的通訊連接。所述充電開關(guān)104的第一端接電能計量単元102的輸入端，所述充電開關(guān)104的第二端通過電網(wǎng)電纜接電網(wǎng)3。所述電能計量單元102的電能輸出端通過充電電纜接所述電動車輛4的充電端ロ 44，其電量輸出端接所述控制計算單元101。所述控制計算單元101根據(jù)接收自所述付費裝置20的充電信息和接收自所述電動車輛4的整車控制単元42的剩余電量信息，判斷是否需要對電動車輛4進(jìn)行充電，井根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)的充電指令至所述驅(qū)動単元103 ；接收所述電能計量單元102輸出的充電電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器2。所述驅(qū)動単元103將接收到的充電指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號，輸出至所述充電開關(guān)104的控制端，控制所述充電開關(guān)104的閉合或斷開。所述電能計量單元102用于當(dāng)所述充電開關(guān)104閉合時，接收電網(wǎng)輸入的交流電并輸送至電動車輛4，并對接收到的交流電進(jìn)行電量計量，將計量得到的充電電量值輸出至所述控制計算單元101。
具體的，當(dāng)所述充電開關(guān)104閉合吋，所述電動車輛4的車載充電單元41通過所述電能計量單元102與電網(wǎng)3相連，實現(xiàn)對車載充電単元41充電；當(dāng)所述充電開關(guān)104斷開時，斷開所述車載充電單元41與電網(wǎng)3，停止對所述車載充電單元41充電。目前，在公共場所(例如加油站、停車場等)均設(shè)置有車輪定位器。所述車輪定位器，又可以稱為車輪擋輪器、倒車墊、阻位器、擋車器等，可以防止車輛倒車進(jìn)停車位時越位，避免車輛的破裝，是限定車輛正確停放位置的最佳設(shè)施。優(yōu)選的，本發(fā)明實施例所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，可以將所述充電裝置10嵌入到設(shè)置在公共場所的車輪定位器中，從而可以充分利用車輪定位器的內(nèi)部空間。與現(xiàn)階段通常使用的充電樁相比，本發(fā)明所述充電系統(tǒng)，與設(shè)置在公共場所的車輪定位器集成為ー 體，無需單獨占用安裝空間，其結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)建成本低，解決了電動車輛的充電設(shè)施安裝和占地成本較高的問題，可以極大的推動電動車輛產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。具體的，可以參照圖2所示，為本發(fā)明實施例所述的電動車輛用充電系統(tǒng)的外部連接實物圖。如圖2所示，充電裝置(圖2中未示出)內(nèi)置在車輪定位器5中。在電動汽車4上設(shè)置有充電端ロ 44和通訊端ロ 43，當(dāng)需要對電動汽車4進(jìn)行充電時，只需通過電動車輛通訊線路實現(xiàn)內(nèi)置在車輪定位器5中的充電裝置和所述電動車輛之間的通訊連接；通過充電電纜建立所述充電裝置與所述電動車輛4之間的充電連接；通過中央服務(wù)器通訊線路建立所述充電裝置與中央服務(wù)器2之間的通訊連接；通過電網(wǎng)電纜建立所述充電裝置與電網(wǎng)之間的電カ連接。參照圖1，所述付費裝置20，用于根據(jù)所述電動車輛4的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置10。需要說明的是，所述付費裝置20可以集成有一個錢包文件(用于存儲賬戶余額信息的專用文件，只用授權(quán)的部門才可以為其充值，平時只能對其進(jìn)行扣減操作)。具體的，用戶首先需要去指定售電部門買電，可以通過接觸式/非接觸式卡買電， 所述付費裝置20集成有充電卡槽，用戶可以將買的電充入所述付費裝置20的錢包文件，用戶每次充電時，錢自動從錢包文件中扣除，當(dāng)錢包文件余額不足吋，所述付費裝置20能提醒用戶余額不足，及時買電。所述付費裝置20的錢包文件也可以直接通過無線通信方式對其進(jìn)行充值，類似于當(dāng)前的手機卡充值，用戶只需到營業(yè)網(wǎng)點充錢到指定的付費裝置20，或者通過網(wǎng)上銀行或者其他方式為其進(jìn)行充值。需要說明的是，所述充電信息包括開始充電信息和停止充電信息。其中，當(dāng)所述電動車輛4的賬戶余額信息為有余額時，所述付費裝置20發(fā)送開始充電信息至所述充電裝置 10的控制計算單元101 ；當(dāng)所述賬戶余額信息為沒有余額時，所述付費裝置20發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置10的控制計算單元101。優(yōu)選地，所述付費裝置20，可以實時對電動車輛4的賬戶余額信息進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到該電動車輛4的賬戶余額為零(即為沒有余額)吋，可以立即發(fā)送相應(yīng)的充電信息(即為停止充電信息)至所述充電裝置10的控制計算單元101。下面對控制計算單元101的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。所述控制計算單元101根據(jù)接收自所述付費裝置20的充電信息和接收自所述電動車輛4的整車控制単元42的剩余電量信息，判斷是否需要對電動車輛4進(jìn)行充電，并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)的充電指令至所述驅(qū)動単元103 ；接收所述電能計量單元102輸出的充電電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器2。首先，需要說明的是，所述接收自所述電動車輛4的整車控制単元42的剩余電量信息包括電未滿信息和電滿信息，其中，當(dāng)接收到電未滿信息時，說明當(dāng)前所述電動車輛4 的車載充電單元41電量不滿，可以對其進(jìn)行充電；當(dāng)接收到電滿信息吋，說明當(dāng)前所述車載充電単元41處于電滿狀態(tài)，不需要再對其進(jìn)行充電，此時，即使所述充電信息為開始充電，也不會對所述車載充電單元41進(jìn)行充電。具體的，當(dāng)所述充電信息為開始充電且所述剩余電量信息為電未滿時，需要對電動車輛4進(jìn)行充電，此時所述充電指令為啟動，所述驅(qū)動單元103接收到啟動指令，閉合所述充電開關(guān)104，實現(xiàn)對車載充電單元41充電；當(dāng)所述充電信息為停止充電或者所述剩余電量信息為電滿時，不需要對電動車輛4進(jìn)行充電，此時所述充電指令為關(guān)斷，所述驅(qū)動單元103接收到關(guān)斷指令，斷開所述充電開關(guān)104，停止對所述車載充電單元41充電。參照圖3，為本發(fā)明實施例所述驅(qū)動単元電路結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，所述驅(qū)動単元 103包括電容110、限流電阻120、光電耦合器140、上拉電阻160、ニ極管170、功率開關(guān)器件180、繼電器200。其中，所述繼電器200包括繼電器等效線圈電阻190和繼電器吸合開關(guān)210 ；所述光電耦合器140包括發(fā)光二極管130和受光三極管150。所述限流電阻120的一端接所述控制計算單元101的輸出端，接收所述控制計算単元101輸出的充電指令，所述限流電阻120的另一端接所述光電耦合器140的第一端(即為發(fā)光二極管130的陰極)。所述光電耦合器140的第二端(即為發(fā)光二極管130的陽極)接工作電壓Vdc，所述光電耦合器140的第三端(即為受光三極管150的發(fā)射極)接地，所述光電耦合器140 的第四端(即為受光三極管150的集電極)經(jīng)所述上拉電阻160接所述工作電壓Vdc。所述功率開關(guān)器件180的門極接所述光電耦合器140的第四端，所述功率開關(guān)器件180的源極接地，所述功率開關(guān)器件180的漏極接所述ニ極管170的陽極，所述ニ極管 170的陰極接所述工作電壓Vdc ；所述電容110接在所述功率開關(guān)器件180的門極和源極之間。所述繼電器200的第一端(即為繼電器等效線圈電阻190的一端)接所述功率開關(guān)器件180的漏扱，所述繼電器200的第二端(即為繼電器等效線圈電阻190的另一端) 接所述工作電壓Vdc ；所述繼電器200的第三端(即為繼電器吸合開關(guān)210的一端)接所述充電開關(guān)104的正端，所述繼電器200的第四端(即為繼電器吸合開關(guān)210的另一端)接所述充電開關(guān)104的負(fù)端。圖3所示的驅(qū)動單元，當(dāng)所述控制計算單元101輸出的充電指令為低電平吋，所述發(fā)光二極管130發(fā)光，所述受光三極管150導(dǎo)通，所述功率開關(guān)器件180的門極為低電平， 使得所述功率開關(guān)器件180關(guān)斷，所述繼電器等效線圈電阻190中無電流通過，所述繼電器吸合開關(guān)210斷開，由此控制所述充電開關(guān)104斷開。當(dāng)所述充電指令為高電平吋，所述發(fā)光二極管130不發(fā)光，受光三極管150關(guān)斷，所述功率開關(guān)器件180的門極為高電平，使得所述功率開關(guān)器件180開通，所述繼電器等效線圈電阻190中有電流通過，所述繼電器吸合開關(guān)210閉合，由此控制所述充電開關(guān)104閉合。需要說明的是，本發(fā)明實施例所述電動車輛的充電系統(tǒng)適用于任何可以采用車載電源作為動カ的車輛。例如，純電動汽車、混合動カ汽車、純電動自行車、純電動摩托車、純電動輪椅等等。本發(fā)明實施例中，所述通信単元可為RS232通訊模塊、RS485通訊模塊、 LonWorks (現(xiàn)場總線)通訊模塊、CAN (ControIler Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))通訊模塊、PR0FIBUS通訊模塊、基金會現(xiàn)場總線FF(Fieldbus Foundation)通訊模塊、WorldFIP 通訊模塊、通訊模塊、HART (Highway Addressable Remote Transducer，可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議)通訊模塊、Motbus通訊模塊、TCP/IP (Transmission Control ftOtocol/InternetProtocol，傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議)通訊模塊、或電カ載波通訊模塊，以及上述各通訊模塊中任意2個或者3個的組合，且并不限于上述列舉形式。所述控制計算單元，可以為PLC (Programmable Logic Controller, 可編程邏輯控制器)、DSP (Digital Signal Processing,數(shù)字信號處理)、 單片機、FPGA (Field-Programmable Gate Array,即現(xiàn)場可編程門陣列)、 CPLD (ComplexProgrammable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件)、普通計算機、エ業(yè)用計算機、觸摸屏式計算機、IPAD、移動終端以及其中任意2個或者3個的組合，且并不限于上述列舉形式。所述充電開關(guān)，可以為繼電器、接觸器、空氣開關(guān)、斷路器、晶閘管、絕緣柵雙極晶體管、場效應(yīng)管以及其他可以控制的開關(guān)，以及上述各開關(guān)中任意2個或者3個的組合。需要說明的是，通過本發(fā)明實施例所述的充電系統(tǒng)，可以當(dāng)充電開關(guān)104閉合吋， 可以實現(xiàn)電動車輛4的車載充電單元41與電網(wǎng)3之間的連接，從而實現(xiàn)將電網(wǎng)3輸出的單相或三相交流電通過所述電能計量單元輸送至所述電動車輛4，實現(xiàn)對電動車輛4的車載充電單元41充電。所述電能計量單元，可以為單相電能計量模塊、三相電能計量模塊、或者上述兩種電能計量模塊的組合。對應(yīng)于本發(fā)明實施例提供的電動車輛用充電系統(tǒng)，本發(fā)明實施例還提供一種電動車輛的車載充電方法。參照圖4，為本發(fā)明實施例所述的電動車輛的車載充電方法流程圖。如圖4所示，所述方法包括以下步驟步驟S41 建立充電裝置和所述電動車輛之間的通訊連接和充電連接、以及充電裝置與設(shè)置在電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接。步驟S42 建立所述充電裝置與中央服務(wù)器之間的通訊連接、以及充電裝置與電網(wǎng)之間的電カ連接。步驟S43 所述付費裝置根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置。步驟S44 所述充電裝置接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電；當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將所述電動車輛的車載充電單元接入電網(wǎng)，對所述車載充電單元進(jìn)行充電，并獲取對車載充電単元充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；當(dāng)判斷結(jié)果為否吋，斷開所述電動車輛的車載充電単元與電網(wǎng)之間的連接。本發(fā)明所述的電動車輛的車載充電方法中，其付費裝置設(shè)置在電動車輛上，當(dāng)需要對電動車輛充電時，只需要通過電動車輛通訊線路建立充電裝置和電動車輛以及設(shè)置在CN 102545342 A電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接，即可實現(xiàn)用戶在車上就能夠完成充電付費操作。與現(xiàn)有常用的充電樁相比較，付費裝置設(shè)置在電動車輛上，用戶無需下車就可以完成充電付費操作，增強了用戶體驗；同吋，也能夠節(jié)省設(shè)置在公共場所的充電設(shè)施的安裝成本和安裝空間。其中，步驟S41和步驟S42之間的執(zhí)行順序可以互換。需要說明的是，所述充電信息可以包括開始充電信息和停止充電信息。對應(yīng)的，步驟S43中所述付費裝置根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置，具體可以包括當(dāng)所述電動車輛的賬戶余額信息為有余額時， 所述付費裝置發(fā)送開始充電信息至所述充電裝置；當(dāng)所述賬戶余額信息為沒有余額時，所述付費裝置發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置的控制計算單元。優(yōu)選地，所述方法還可以進(jìn)ー步包括所述付費裝置實時對所述電動車輛的賬戶余額信息進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到所述電動車輛的賬戶余額為沒有余額時，發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置。需要說明的是，所述剩余電量信息包括電未滿信息和電滿信息。對應(yīng)的，步驟S44中，所述充電裝置接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電，具體可以包括當(dāng)所述充電信息為開始充電且所述剩余電量信息為電未滿時，所述充電裝置確定需要對所述電動車輛進(jìn)行充電；當(dāng)所述充電信息為停止充電或者所述剩余電量信息為電滿吋， 所述充電裝置確定不需要對所述電動車輛進(jìn)行充電。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中，所述付費裝置集成為ー錢包文件，通過接觸式卡、非接觸式卡或者無線通信方式進(jìn)行充值。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中，可以將所述充電裝置嵌入到設(shè)置在公共場所的車輪定位器中。以上對本發(fā)明所提供的一種電動車輛用充電系統(tǒng)以及電動車輛的車載充電方法， 進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述系統(tǒng)包括充電裝置和設(shè)置在所述電動車輛上的付費裝置；通過電動車輛通訊線路建立所述充電裝置和所述電動車輛以及設(shè)置在電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接；通過充電電纜建立所述充電裝置與所述電動車輛之間的充電連接；通過中央服務(wù)器通訊線路建立所述充電裝置與中央服務(wù)器之間的通訊連接；通過電網(wǎng)電纜建立所述充電裝置與電網(wǎng)之間的電カ連接；所述充電裝置，用于接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將所述電動車輛的車載充電單元接入電網(wǎng)，對所述車載充電單元進(jìn)行充電，并獲取對車載充電單元充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；當(dāng)判斷結(jié)果為否吋，斷開所述電動車輛的車載充電單元與電網(wǎng)之間的連接；所述付費裝置，用于根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述充電裝置包括控制計算單元、電能計量単元、驅(qū)動單元、充電開關(guān)、通訊單元；所述控制計算單元的第一端與通訊單元相連，通過通訊単元與所述付費裝置和所述電動車輛的整車控制単元建立通訊連接；所述控制計算單元的第二端通過中央服務(wù)器通訊線路與中央服務(wù)器建立通訊連接；所述控制計算單元的第三端通過驅(qū)動単元與充電開關(guān)的控制端相連；所述控制計算單元的第四端接所述電能計量單元的電量輸出端；所述充電開關(guān)的第一端接電能計量単元的輸入端，所述充電開關(guān)的第二端通過電網(wǎng)電纜接電網(wǎng)；所述電能計量單元的電能輸出端通過充電電纜接電動車輛，其電量輸出端接所述控制計算單元；所述控制計算單元，根據(jù)接收自所述付費裝置的充電信息和接收自所述電動車輛的整車控制単元的剩余電量信息，判斷是否需要對電動車輛充電，輸出相應(yīng)的充電指令至所述驅(qū)動單元；接收所述電能計量單元輸出的充電電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；所述驅(qū)動単元，將接收到的充電指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號，輸出至所述充電開關(guān)的控制端，控制所述充電開關(guān)的閉合或斷開；所述電能計量單元，用于當(dāng)所述充電開關(guān)閉合吋，接收電網(wǎng)輸入的交流電并輸送至電動車輛，并對接收到的交流電進(jìn)行電量計量，將計量得到的充電電量值輸出至所述控制計算單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述充電信息包括開始充電信息和停止充電信息；所述付費裝置，用于當(dāng)所述電動車輛的賬戶余額信息為有余額時，發(fā)送開始充電信息至所述充電裝置的控制計算單元；當(dāng)所述賬戶余額信息為沒有余額時，發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置的控制計算單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述剩余電量信息包括電未滿信息和電滿信息；所述控制計算單元，用于當(dāng)所述充電信息為開始充電且所述剩余電量信息為電未滿時，輸出啟動指令至所述驅(qū)動単元；當(dāng)所述充電信息為停止充電或者所述剩余電量信息為電滿時，輸出關(guān)斷指令至所述驅(qū)動単元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述驅(qū)動単元包括電容、限流電阻、光電耦合器、上拉電阻、ニ極管、功率開關(guān)器件、繼電器；其中，所述繼電器包括繼電器等效線圈電阻和繼電器吸合開關(guān)；所述光電耦合器包括發(fā)光二極管和受光三極管；所述限流電阻的一端接所述控制計算單元的輸出端，所述限流電阻的另一端接所述發(fā)光二極管的陰極；所述發(fā)光二極管的陽極接工作電壓，所述受光三極管的發(fā)射極接地，所述受光三極管的集電極經(jīng)所述上拉電阻接所述工作電壓；所述功率開關(guān)器件的門極接所述受光三極管的集電極，所述功率開關(guān)器件的源極接地，所述功率開關(guān)器件的漏極接所述ニ極管的陽極，所述ニ極管的陰極接所述工作電壓；所述電容接在所述功率開關(guān)器件的門極和源極之間；所述繼電器等效線圈電阻的一端接所述功率開關(guān)器件的漏扱，所述繼電器等效線圈電阻的另一端接所述工作電壓；所述繼電器吸合開關(guān)的一端接所述充電開關(guān)的正端，所述繼電器吸合開關(guān)的另一端接所述充電開關(guān)的負(fù)端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述充電開關(guān)為繼電器、 接觸器、空氣開關(guān)、斷路器、晶閘管、絕緣柵雙極晶體管、場效應(yīng)管、或者上述各開關(guān)中任意2 個或者3個的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述通信單元為RS232通訊模塊、RS485通訊模塊、LonWorks通訊模塊、CAN通訊模塊、PR0FIBUS通訊模塊、基金會現(xiàn)場總線FF通訊模塊、WorldFIP通訊模塊、HART通訊模塊、Motbus通訊模塊、TCP/IP通訊模塊、電カ載波通訊模塊、或者上述各通訊模塊中任意2個或者3個的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述控制計算單元為可編程邏輯控制器PLC、數(shù)字信號處理器DSP、單片機、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD、普通計算機、エ業(yè)用計算機、觸摸屏式計算機、IPAD、移動終端、或者上述任意 2個或者3個的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在干，所述電能計量單元為單相電能計量模塊、三相電能計量模塊、或者上述兩種電能計量模塊的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的電動車輛用充電系統(tǒng)，其特征在于，將所述充電裝置嵌入到設(shè)置在公共場所的車輪定位器中。
11.ー種電動車輛的車載充電方法，其特征在干，所述方法包括建立充電裝置和所述電動車輛之間的通訊連接和充電連接、以及充電裝置與設(shè)置在電動車輛上的付費裝置之間的通訊連接；建立所述充電裝置與中央服務(wù)器之間的通訊連接、以及充電裝置與電網(wǎng)之間的電カ連接；所述付費裝置根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置；所述充電裝置接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剰余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電；當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將所述電動車輛的車載充電單元接入電網(wǎng)，對所述車載充電單元進(jìn)行充電，并獲取對車載充電單元充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；當(dāng)判斷結(jié)果為否吋，斷開所述電動車輛的車載充電単元與電網(wǎng)之間的連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在干，所述充電信息包括開始充電信息和停止充電信息；所述付費裝置根據(jù)所述電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至所述充電裝置，包括當(dāng)所述電動車輛的賬戶余額信息為有余額時，所述付費裝置發(fā)送開始充電信息至所述充電裝置；當(dāng)所述賬戶余額信息為沒有余額時，所述付費裝置發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置的控制計算單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，所述付費裝置實時對所述電動車輛的賬戶余額信息進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到所述電動車輛的賬戶余額為沒有余額時，發(fā)送停止充電信息至所述充電裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在干，所述剩余電量信息包括電未滿信息和電滿信息；所述充電裝置接收所述付費裝置的充電信息和所述電動車輛的整車控制単元的剰余電量信息，判斷是否需要對所述電動車輛進(jìn)行充電，包括當(dāng)所述充電信息為開始充電且所述剩余電量信息為電未滿時，所述充電裝置確定需要對所述電動車輛進(jìn)行充電；當(dāng)所述充電信息為停止充電或者所述剩余電量信息為電滿吋，所述充電裝置確定不需要對所述電動車輛進(jìn)行充電。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14任一項所述的方法，其特征在干，所述付費裝置集成為ー錢包文件，通過接觸式卡、非接觸式卡或者無線通信方式進(jìn)行充值。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至14任一項所述的方法，其特征在于，將所述充電裝置嵌入到設(shè)置在公共場所的車輪定位器中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電動車輛用充電系統(tǒng)，包括充電裝置和設(shè)置在所述電動車輛上的付費裝置；充電裝置用于接收付費裝置的充電信息和電動車輛的整車控制單元的剩余電量信息，判斷是否需要對電動車輛充電，當(dāng)判斷結(jié)果為是時，將車載充電單元接入電網(wǎng)進(jìn)行充電，并獲取對車載充電單元充電的電量值，計算得到充電金額，反饋至中央服務(wù)器；當(dāng)判斷結(jié)果為否時，斷開車載充電單元與電網(wǎng)之間的連接；付費裝置用于根據(jù)電動車輛的賬戶余額信息，發(fā)送相應(yīng)的充電信息至充電裝置。本發(fā)明公開一種電動車輛的車載充電方法。采用本發(fā)明實施例，能夠使用戶在車上就可以完成電費結(jié)算，方便用戶使用的同時，還能夠節(jié)省充電設(shè)施的安裝成本和安裝空間。
文檔編號B60L11/18GK102545342SQ201210034028
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者丁凱, 王樹曉, 王道洪, 鮑延杰 申請人:深圳市理工新能源有限公司