CN213501915U - 汽车充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车充电桩。其中，该充电桩包括：控制器，充电口，通信装置，加解密装置，验证装置，充电口用于与待充电汽车相连，为待充电汽车充电；验证装置用于对联通的待充电汽车进行验证；通信装置，与验证装置和电网服务器相连，用于接收或者发送充电数据，其中，充电数据包括充电参数和充电指令；加解密装置与通信装置相连；控制器与通信装置相连，用于根据充电数据控制充电口的充电功率，为待充电汽车进行充电。本实用新型解决了相关技术中汽车充电桩，无法根据用户需求和电网负荷进行合理充电管理，导致充电效率低的技术问题。

Description

汽车充电桩

技术领域

本实用新型涉及汽车充电领域，具体而言，涉及一种汽车充电桩。

背景技术

随着电动汽车的发展和数量的不断增加，电动汽车发展迅速，充电桩与电网互动尚处于初级阶段，电动汽车充电已经对电网负荷产生影响。未经引导，在晚间集中启动充电，电网最大负荷增长较大。在高峰期电网负荷较重，对电网均衡产生较大影响，若不加以调控，随着电动汽车的普及和进一步增加，充电高峰期会对电网负荷产生较大的影响。

现有的汽车充电桩，无法根据用户需求和电网负荷进行合理充电管理，导致充电效率低。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种汽车充电桩，以至少解决相关技术中汽车充电桩，无法根据用户需求和电网负荷进行合理充电管理，导致充电效率低的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种汽车充电桩，包括：控制器，充电口，通信装置，加解密装置，验证装置，所述充电口用于与待充电汽车相连，为所述待充电汽车充电；所述验证装置用于对联通的待充电汽车进行验证；所述通信装置，与所述验证装置和电网服务器相连，用于接收或者发送充电数据，其中，所述充电数据包括充电参数和充电指令；所述加解密装置与所述通信装置相连；所述控制器与所述通信装置相连，用于根据所述充电数据控制所述充电口的充电功率，为所述待充电汽车进行充电。

可选的，所述验证装置包括：专用密码机，用于对用户身份进行验证；数字证书模块，与所述专用密码机相连，用于在用户身份验证通过的情况下，通过数字证书对用户身份进行二次验证。

可选的，还包括：脉冲宽度调制器，与所述控制器和所述充电口相连，用于通过脉冲宽度调制的方式，调整所述充电口对所述待充电汽车的充电功率。

可选的，还包括：隔离装置，与所述通信装置相连，用于在所述通信装置与充电桩其他的部件的内部网络与外网进行隔离。

可选的，还包括：电器保护装置，与所述充电口相连，用于保护所述充电口与所述待充电汽车之间的充电电路。

可选的，所述通信装置包括下列至少之一：蓝牙装置，4G/5G通信装置，宽带载波装置，CAN通信接口。

可选的，还包括：充电开关，与所述控制器相连，用于控制所述充电桩的充电进程。

可选的，还包括：指示灯，与所述控制器相连，用于指示充电状态。

可选的，所述指示灯包括：当前正常充电指示灯，降功率充电指示灯，待机工作状态的指示灯。

可选的，还包括：存储装置，与所述控制器相连，用于存储控制器的数据。

在本实用新型实施例中，采用控制器，充电口，通信装置，加解密装置，验证装置，充电口用于与待充电汽车相连，为待充电汽车充电；验证装置用于对联通的待充电汽车进行验证；通信装置，与验证装置和电网服务器相连，用于接收或者发送充电数据，其中，充电数据包括充电参数和充电指令；加解密装置与通信装置相连；控制器与通信装置相连，用于根据充电数据控制充电口的充电功率，为待充电汽车进行充电的方式，达到了根据信息验证，通信加密，根据控制器的控制对待充电汽车进行充电的目的，从而实现了提高充电效率，根据控制器控制进行的技术效果，进而解决了相关技术中汽车充电桩，无法根据用户需求和电网负荷进行合理充电管理，导致充电效率低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种汽车充电桩的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本实用新型实施例的一种汽车充电桩的示意图，如图1所示，该汽车充电桩包括：

控制器10，充电口12，通信装置14，加解密装置16，验证装置18，充电口用于与待充电汽车相连，为待充电汽车充电；验证装置用于对联通的待充电汽车进行验证；通信装置，与验证装置和电网服务器相连，用于接收或者发送充电数据，其中，充电数据包括充电参数和充电指令；加解密装置与通信装置相连；控制器与通信装置相连，用于根据充电数据控制充电口的充电功率，为待充电汽车进行充电。

通过上述汽车充电桩，采用控制器，充电口，通信装置，加解密装置，验证装置，充电口用于与待充电汽车相连，为待充电汽车充电；验证装置用于对联通的待充电汽车进行验证；通信装置，与验证装置和电网服务器相连，用于接收或者发送充电数据，其中，充电数据包括充电参数和充电指令；加解密装置与通信装置相连；控制器与通信装置相连，用于根据充电数据控制充电口的充电功率，为待充电汽车进行充电的方式，达到了根据信息验证，通信加密，根据控制器的控制对待充电汽车进行充电的目的，从而实现了提高充电效率，根据控制器控制进行的技术效果，进而解决了相关技术中汽车充电桩，无法根据用户需求和电网负荷进行合理充电管理，导致充电效率低的技术问题。

可选的，验证装置包括：专用密码机，用于对用户身份进行验证；数字证书模块，与专用密码机相连，用于在用户身份验证通过的情况下，通过数字证书对用户身份进行二次验证。

通过二次验证的方式，保证汽车充电桩对待充电汽车充电的安全性。

可选的，还包括：脉冲宽度调制器，与控制器和充电口相连，用于通过脉冲宽度调制的方式，调整充电口对待充电汽车的充电功率。

提高了充电桩对汽车充电方式调整的效率和准确率。

可选的，还包括：隔离装置，与通信装置相连，用于在通信装置与充电桩其他的部件的内部网络与外网进行隔离。

保证了汽车充电桩对待充电汽车充电的安全性。

可选的，还包括：电器保护装置，与充电口相连，用于保护充电口与待充电汽车之间的充电电路。

防止电器由于电路故障导致损坏，进一步保证了汽车充电桩对待充电汽车充电的安全性。

可选的，通信装置包括下列至少之一：蓝牙装置，4G/5G通信装置，宽带载波装置，CAN通信接口。

通过多种方式提供数据通信，保证了汽车充电桩与多种终端的通信的有效性。

可选的，还包括：充电开关，与控制器相连，用于控制充电桩的充电进程。

保证了汽车充电桩的充电进程可以认为手动控制。

可选的，还包括：指示灯，与控制器相连，用于指示充电状态。

形象直观的展示充电状态，便于使用者理解。

可选的，指示灯包括：当前正常充电指示灯，降功率充电指示灯，待机工作状态的指示灯。

多个指示灯分别对应不同的充电状态，更加直观的向使用者展示充电状态，上述多个指示灯可以为不同颜色和/或不同的显示方式，不同的显示方式可以不同的闪烁频率等。

可选的，还包括：存储装置，与控制器相连，用于存储控制器的数据。

保证汽车充电桩的数据存储，记录本地的充电日志，便于后期维护和记录调取。

根据本实用新型实施例，提供了一种汽车充电方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

一种汽车充电方法，包括：在待充电汽车与充电桩联通的情况下，通过用户终端接收待充电汽车的充电参数，其中，充电参数包括下列至少之一：充电时间，充电模式，其中，充电桩，用于与待充电汽车相连，为待充电汽车充电；根据用户终端发送的待充电汽车的充电参数，对待充电汽车充电。

可选的，根据用户终端发送的待充电汽车的充电参数，对待充电汽车充电包括：对用户终端发送的充电请求进行审核，其中，充电请求包括充电参数；在充电请求审核通过的情况下，生成充电订单，将充电订单发送给用户终端，以通过用户终端展示充电状态；根据充电参数中的充电模式，对待充电汽车进行充电。

可选的，充电模式包括：低费模式，尽快模式；根据低费模式，对待充电汽车进行充电包括：确定电网处于电价低谷的时间段，开始对待充电汽车进行充电，其中，在电网的负荷不同的时间段，电价不同；根据尽快模式，对待充电汽车进行充电包括：在电网的负荷能够负荷待处理的充电汽车的情况下，开始对待充电汽车进行充电。

可选的，根据用户终端发送的待充电汽车的充电参数，对待充电汽车充电之后，还包括下列至少之一：实时监测电网的容量是否充足，在电网的容量不充足的情况下，实时对正在充电的汽车以及正在等待充电的待充电汽车进行调整；在待充电汽车的充电计划进行变更的情况下，向用户终端发送通知信息，并根据变更后的充电计划对待充电汽车进行充电；在充电汽车充电完成的情况下，向用户终端发送完成消息，并对充电汽车停止充电。

需要说明的是，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

本实施方式相对于台区配变容量，单个家用汽车充电负荷是一个微小负荷，单台车充电负载的功率连续调节并不是必需的，通过对多台车启动充电时刻的调整，能够达到有序充电管理的目标。

有序充电可以对已经连接到同一个配网内预备充电的多台汽车，在一个期望的时间段内，调整多台汽车充电负荷时间段序列，组合出期望的负荷曲线，达成有序充电管理的目标。

有序充电的网荷协调管理：建立一个电动汽车有序充电运行管理平台，根据预测的电网负荷曲线、清洁能源负荷曲线、电动汽车充电需求和配电网局部容量限，设计有序充电策略。实时监测主网、配网、清洁能源负荷，决策当前入网充电的电动汽车应执行的充电时间序列，将指令下发到对应充电设备，完成有序充电管理。

如果存在局部配网容量限制而不能满足所有车辆在其各自指定时间段内充电的要求，则需要引入可中断负荷电价机制，减少或中断其电量供应或者调整到其它时间段完成充电需求。

实现有序充电的主要原则：

实现电动汽车序充电应坚持安全、可靠优先原则，提供优秀的用户与电网互动体验，实现充电资源的共享，提升充电设施利用率。

安全：确保信息安全，防止黑客攻击；实现装置安全，具备较强的防外力破坏能力；保证电动汽车充电过程安全。

可靠：通过多种通信方式，实现较高的通信可靠性，保证控制可靠，控制指令成功率高，用户操作响应快捷。提供就地保底操作，即使通信全部失去也能满足基本充电要求。

有序充电需求分析与策略设计：

以私人乘用车为主要用户场景，根据用户用车需求，设计有序充电的控制策略，除立即充电不需要管理策略外，将用户主要分为“时间优先型用户”和“费用优先型用户”两部分，为其提供“尽快充”和“低费充”两类有序充电模式。具体介绍如下：

“尽快充”是指用户需要尽快完成电能补给，对充电价格不敏感。若当前电网充电容量允许，可满足用户充电需求，则立即进入充电状态；否则，车辆进入等待状态，当电网充电容量恢复时，则立即进入充电状态。

“低费充”是指用户对充电启动时机不敏感，希望在设定的提车时间内以尽量低的充电费用达成充电目标。该模式在具体充电时间上具有一定弹性，可对车辆充电功率进行灵活控制，但需用户明确停车充电时长。

1.有序充电控制模式：

(1)控制原理：

根据现有技术模式，可将有序充电的控制模式分为两大类，一是电路分断型控制，指通过电表或相关设备，实现供电回路的分合控制，从而使充电负荷进行切割和延续。分段型控制仅适用于不具备调节能力的充电桩，在具备供电能力越限时的应急保护措施，或者是用户同意以分段方式来参与有序充电管理的情况；二是负荷调整型控制，指通过对充电设备的功率调节，实现可连续的充电负荷控制(包括支持PWM小于5％暂停充电的充电桩待机模式)

(2)控制叠加方式：

电路分段型控制通过将充电负荷进行切分的方式，调整负荷再启动时间，实现不同时段功率控制，通过负荷堆叠的方式实现整体负荷调控。

负荷调整型控制通过调整负荷大小，保证充电流程基本连贯，通过不断调整充电功率大小，动态调整有序充电功率。

2.有序充电的应用场景：

面向居民小区的有序充电的应用场景，可描述如下：

1.用户车辆驶入停车位、完成充电电缆连接后，用户可通过手机APP或有序充电控制器的人机操作界面，根据需求设置充电电量、提车时间等充电需求，并从“尽快充”、“低费充”两种充电模式中做出充电模式选择，提交充电请求。

2.有序充电控制中心根据用户提交的充电请求，进行充电计划的预调度编排，审核充电请求的合理性和有效性。若请求合理且可完成，则生成订单；否则，不生成订单，并告知用户原因，给出建议。

3.对于选择“尽快充”模式的车辆，其在电网充电容量许可条件下将立即进入充电状态；否则，车辆进入等待状态。一旦电网充电条件具备时，将立即进入充电状态。

对于选择“低费充”模式的车辆，其会根据编排的充电计划等待至低电价时段进入充电状态；若低谷时段充电电量不能满足充电需求，则会在其它时段为其编排充电计划，以满足其充电目标电量。

4.充电过程中，用户可通过手机APP或有序充电控制器实时查询充电功率、已充电量，目标能否达成等信息。

5.有序充电控制中心可以实时分析用户订单目标达成偏差情况。若发现将发生较大的预期偏差，将及时告知用户，以便用户根据自身用车安排调整充电计划。

6.充电目标达成时，将自动停止充电过程。同时，用户将接收到充电订单的完成情况信息。

面向单位园区的有序充电的应用场景与上述有所不同。如果单位负责支付电费，则车主无需进行“尽快充”和“低费充”的模式选择。如果是车主支付电费，则保留“尽快充”模式，如果充电电费有分时电价机制，则同时提供“低费充”模式。

3.有序充电的策略设计原则：

有序充电策略设计充分满足用户充电需求，根据有序充电控制模式和应用场景，在公平公正的前提下，遵行“先到先得，最小违约”的原则进行策略分配。

(a)最小违约原则：充电申请成功受理并转化为订单后，应尽力达成其充电目标，除非有不可抗拒之原因。无论何类充电申请，如果其将影响既有订单的充电需求满足，该申请将不予受理。在充电过程中，若预测将有订单无法履约时，可在不影响其它订单充电目标的条件下调整充电计划，优先安排可能违约订单的充电计划，尽量避免发生订单违约。如违约不可避免，应力求违约单数和违约电量最小。单位园区的有序充电应考虑单位负荷的容量管理或需量管理要求，避免单位违反相关用电约定而产生相应经济损失。

(b)订单时序优先原则：新的充电订单应不影响既有订单，除非不可抗拒原则。在同等满足充电目标的情况下，按照订单生成时间的顺序优先安排充电计划。因充电容量不足而需要降低充电负荷时，优先调整订单生成时间排序在后的订单。

(c)充电过程连续平滑原则：在充电计划编排时，应保证单体负荷的充电过程尽量连续，整体负荷尽量平滑。

(d)尽早履约原则：在充电计划编排时，应在满足履约目标、用户受益最大，以及充电过程尽量连续平滑的条件下，尽早启动充电过程，以减少在约定提车时间内不能完成充电电量的违约风险。

(e)最大化利用原则：在不影响既有订单的充电目标和受益前提下，可以根据不同模式的充电需求特点，进行充电启停时间和充电功率的优化调整，以实现电网充电容量充分利用，满足更多车辆的充电服务需求。为充分利用“低费充”车辆的负荷时间平移特性，可适当对其最早提车时间进行限制。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车充电桩，其特征在于，包括：控制器，充电口，通信装置，加解密装置，验证装置，

所述充电口用于与待充电汽车相连，为所述待充电汽车充电；

所述验证装置用于对联通的待充电汽车进行验证；

所述通信装置，与所述验证装置和电网服务器相连，用于接收或者发送充电数据，其中，所述充电数据包括充电参数和充电指令；

所述加解密装置与所述通信装置相连；

所述控制器与所述通信装置相连，用于根据所述充电数据控制所述充电口的充电功率，为所述待充电汽车进行充电。

2.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，所述验证装置包括：

专用密码机，用于对用户身份进行验证；

数字证书模块，与所述专用密码机相连，用于在用户身份验证通过的情况下，通过数字证书对用户身份进行二次验证。

3.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，还包括：

脉冲宽度调制器，与所述控制器和所述充电口相连，用于通过脉冲宽度调制的方式，调整所述充电口对所述待充电汽车的充电功率。

4.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，还包括：

隔离装置，与所述通信装置相连，用于在所述通信装置与充电桩其他的部件的内部网络与外网进行隔离。

5.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，还包括：

电器保护装置，与所述充电口相连，用于保护所述充电口与所述待充电汽车之间的充电电路。

6.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，所述通信装置包括下列至少之一：

蓝牙装置，4G/5G通信装置，宽带载波装置，CAN通信接口。

7.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，还包括：

充电开关，与所述控制器相连，用于控制所述充电桩的充电进程。

8.根据权利要求1所述的汽车充电桩，其特征在于，还包括：

指示灯，与所述控制器相连，用于指示充电状态。

9.根据权利要求8所述的汽车充电桩，其特征在于，所述指示灯包括：

当前正常充电指示灯，降功率充电指示灯，待机工作状态的指示灯。

10.根据权利要求7所述的汽车充电桩，其特征在于，还包括：

存储装置，与所述控制器相连，用于存储控制器的数据。

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