一种充电桩计费系统

技术领域

本发明涉及数据识别技术领域，具体涉及一种充电桩计费系统。

背景技术

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电，充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

目前的充电桩仅通过人工设定输出功率及输出功率对应的充电单价，在汽车使用充电桩进行充电时，汽车用户也只能自主选择充电桩输出功率来对汽车进行充电，进而根据充电时间及充电桩输出功率来计算充电费用，由于汽车的蓄电池无法持续稳定的接收电能，从而充电桩固定的输出功率可能导致汽车蓄电池受损或充电缓慢，进一步的也因此导致电能被浪费且充电桩的计费不合理。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种充电桩计费系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种充电桩计费系统，包括：

控制终端，是系统的主控端，用于发出控制命令；

用户管理模块，用于储存系统服务用户所持有的IC卡发出的电磁波固定频率及用户参数；

检测模块，用于检测汽车与充电桩的连接状态；

捕捉模块，用于捕捉与充电桩连接汽车的电池当前剩余电量；

设计模块，用于设计充电桩充电模式；

阈值设定模块，用于设定充电桩充电模式的跳转阈值；

计费模块，用于获取充电桩连接汽车在阈值设定模块设定的跳转阈值跳转前后应用的充电模式及充电模式运行时间，参考充电桩充电模式的输出功率对应单价及充电模式运行时间计算充电费用；

其中，输出功率对应单价根据时间与金额的比值进行设定。

更进一步地，所述用户管理模块下级设置有子模块，包括：

IC识别单元，用于读取用户持有IC卡，识别IC卡电磁波固定频率及IC卡持有用户参数；

IC录入单元，用于录入用户持有IC卡，供用户管理模块接收；

其中，用户参数内容包括：用户身份信息，用户所属汽车的电池容量及充放电功率数据，所述IC识别单元及IC录入单元由IC读写器集成。

更进一步地，用户在使用充电桩时，首先将充电桩与汽车进行连接，并通过IC识别单元识别用户持有IC卡，在识别到用户持有IC卡发出电磁波固定频率与用户管理模块中储存的电磁波固定频率相同时，触发系统运行，系统运行后控制终端控制充电桩运行发出电流检测充电桩与汽车的连接是否通路。

更进一步地，所述检测模块下级设置有子模块，包括：

计算单元，用于获取IC识别单元识别的用户参数中用户所属汽车的电池容量及充放电功率数据；用于获取捕捉模块捕捉到的汽车电池当前剩余电量；用于参考汽车电池容量、电池充放电功率及汽车当前剩余电量计算汽车电车可补充电量值及基于汽车电池充放电功率的理论充满所需时间值；

分析单元，用于分析汽车电池当前极化状态；

其中，所述汽车极化状态包括欧姆极化、浓差极化、电化学极化。

更进一步地，所述捕捉模块下级设置有子模块，包括：

监测单元，用于监测汽车电池实时极化数值；

其中，所述监测单元内部集成有温度传感器，用于实时监测汽车电池体表温度，所述监测单元实时接收计算单元获取的汽车电池当前剩余电量，监测单元监测到的汽车电池实时极化数值包括温度传感器监测到的汽车电池体表温度变化值，监测单元监测到的汽车电池实时极化值还包括通过计算单元获取的汽车电池当前剩余电量增幅趋值，分析单元分析的汽车电池当前极化状态中浓差极化、电化学极化状态根据汽车电池当前剩余电量增幅趋值进行分析，分析单元分析的汽车电池当前极化状态中欧姆极化状态根据电池当前体表温度变化值进行分析。

更进一步地，所述设计模块与阈值设定模块下级设置有子模块，包括：

配置单元，用于将设计模块设计的充电桩充电模式与阈值设定模块设定的充电桩充电模式的跳转阈值进行配置；

其中，设计模块设计的充电桩充电模式内容包括：充电桩输出功率、充电桩输出功率对应单价，设计模块设计的充电桩充电模式根据系统端用户手动编辑设定。

更进一步地，所述阈值设定模块中设定的充电桩充电模式的跳转阈值根据系统端用户手动编辑设定，充电桩充电模式跳转阈值在设定时根据分析单元分析的汽车电池当前极化状态及监测单元监测的汽车电池实时极化数值进行设定。

更进一步地，所述监测单元还用于实时监测汽车电池的充电接受率，且监测到的汽车电池充电接受率实时向控制终端发送，控制终端通过汽车电池充电接受率判定汽车电池是否充满，汽车电池的充电接收率通过如下公式进行计算，公式为：

公式中，α为为汽车电池的充电接收率；

K

C为汽车电池的额定容量；

K

I为汽车电池最大可接受电流。

更进一步地，所述控制终端通过介质电性连接有用户管理模块，所述用户管理模块下级通过介质电性连接有IC识别单元及IC录入单元，所述用户管理模块通过介质电性连接有检测模块，所述检测模块下级通过介质电性连接有计算单元及分析单元，所述检测模块通过介质电性连接有捕捉模块，所述捕捉模块内部通过介质电性连接有监测单元，所述捕捉模块通过介质电性连接有设计模块及阈值设定模块，所述设计模块与阈值设定模块下级通过介质电性连接有配置单元，所述阈值设定模块通过介质电性连接有计费模块。

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种充电桩计费系统，该系统为充电桩添加了IC识别功能，以便于充电桩对汽车用户进行管理，并通过对汽车电池的实时电量剩余检测及汽车电池充放电功率的获取，能够计算出汽车电池的理论充满所需时间，以供汽车用户知晓，一定程度的避免了汽车在充满电后过久的占用充电桩，进一步的该系统通过对汽车电池极化状态的捕捉与分析，能够为汽车电池的充电过程带来不同充电模式的切换，确保充电桩所为汽车提供的充电模式能够根据汽车电池的极化状态来实时变更，使充电桩对汽车电池进行充电的过程更加节能，减少损耗浪费，且充电桩借由充电模式的切换而使计费更加合理；

本发明中系统能够根据汽车电池的极化状态来设定充电桩充电模式的跳转阈值，使充电桩根据跳转阈值来自动变更充电桩充电模式，从而以此可有效的缩短汽车电池充电时间；

本发明还能够对汽车电池的充电接受率进行实时的监控，通过监控到的充电接收率能够准确的判定汽车电池是否充满及汽车电池充电状态是否稳定，进一步的借此使得充电桩对汽车的充电过程更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种充电桩计费系统的结构示意图；

图中的标号分别代表：1、控制终端；2、用户管理模块；21、IC识别单元；22、IC录入单元；3、检测模块；31、计算单元；32、分析单元；4、捕捉模块；41、监测单元；5、设计模块；6、阈值设定模块；61、配置单元；7、计费模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

本实施例的一种充电桩计费系统，如图1所示，包括：

控制终端1，是系统的主控端，用于发出控制命令；

用户管理模块2，用于储存系统服务用户所持有的IC卡发出的电磁波固定频率及用户参数；

检测模块3，用于检测汽车与充电桩的连接状态；

捕捉模块4，用于捕捉与充电桩连接汽车的电池当前剩余电量；

设计模块5，用于设计充电桩充电模式；

阈值设定模块6，用于设定充电桩充电模式的跳转阈值；

计费模块7，用于获取充电桩连接汽车在阈值设定模块6设定的跳转阈值跳转前后应用的充电模式及充电模式运行时间，参考充电桩充电模式的输出功率对应单价及充电模式运行时间计算充电费用；

其中，输出功率对应单价根据时间与金额的比值进行设定。

在本实施例中，控制终端1通过用户管理模块2的下级子模块来识别用户，并同步通过检测模块3检测汽车与充电桩的连接状态，捕捉模块4后置运行捕捉与充电桩连接汽车的电池当前剩余电量，充电桩根据设计模块5设计的充电桩充电模式运行，并在运行的过程中根据阈值设定模块6设定的充电桩充电模式的跳转阈值来更换充电模式对汽车进行充电，最后计费模块7以充电桩与汽车连接断开捕捉模块4捕捉到汽车电池剩余电量为100%作为触发条件运行，获取充电桩连接汽车在阈值设定模块6设定的跳转阈值跳转前后应用的充电模式及充电模式运行时间，参考充电桩充电模式的输出功率对应单价及充电模式运行时间计算充电费用。

实施例2：

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中一种充电桩计费系统做进一步具体说明：

用户管理模块2下级设置有子模块，包括：

IC识别单元21，用于读取用户持有IC卡，识别IC卡电磁波固定频率及IC卡持有用户参数；

IC录入单元22，用于录入用户持有IC卡，供用户管理模块2接收；

其中，用户参数内容包括：用户身份信息，用户所属汽车的电池容量及充放电功率数据，IC识别单元21及IC录入单元22由IC读写器集成。

通过上述用户管理模块2及其下级子模块的设置对充电桩的服务用户进行了管理。

如图1所示，用户在使用充电桩时，首先将充电桩与汽车进行连接，并通过IC识别单元21识别用户持有IC卡，在识别到用户持有IC卡发出电磁波固定频率与用户管理模块2中储存的电磁波固定频率相同时，触发系统运行，系统运行后控制终端1控制充电桩运行发出电流检测充电桩与汽车的连接是否通路。

实施例3：

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中一种充电桩计费系统做进一步具体说明：

检测模块3下级设置有子模块，包括：

计算单元31，用于获取IC识别单元21识别的用户参数中用户所属汽车的电池容量及充放电功率数据；用于获取捕捉模块4捕捉到的汽车电池当前剩余电量；用于参考汽车电池容量、电池充放电功率及汽车当前剩余电量计算汽车电车可补充电量值及基于汽车电池充放电功率的理论充满所需时间值；

分析单元32，用于分析汽车电池当前极化状态；

其中，汽车极化状态包括欧姆极化、浓差极化、电化学极化。

通过计算单元31的设置可以提供以汽车用户大致的充满时间，以便于汽车用户在汽车完成充电后及时的将汽车驶离充电位置，而分析单元32的设置一方面为系统中的下级模块提供了运行的数据支持，确保汽车电池的实时状态能够被系统捕捉，使充电桩通过充电模式的切换来提供汽车电池更加稳定的充电环境。

如图1所示，捕捉模块4下级设置有子模块，包括：

监测单元41，用于监测汽车电池实时极化数值；

其中，监测单元41内部集成有温度传感器，用于实时监测汽车电池体表温度，监测单元41实时接收计算单元31获取的汽车电池当前剩余电量，监测单元41监测到的汽车电池实时极化数值包括温度传感器监测到的汽车电池体表温度变化值，监测单元41监测到的汽车电池实时极化值还包括通过计算单元31获取的汽车电池当前剩余电量增幅趋值，分析单元32分析的汽车电池当前极化状态中浓差极化、电化学极化状态根据汽车电池当前剩余电量增幅趋值进行分析，分析单元32分析的汽车电池当前极化状态中欧姆极化状态根据电池当前体表温度变化值进行分析。

通过监测单元41的设置对分析单元32运行分析的汽车电池当前极化状态数据做进一步处理，同时也为阈值设定模块6中的充电桩充电模式跳转阈值的设定提供了必要的参考数据条件。

如图1所示，设计模块5与阈值设定模块6下级设置有子模块，包括：

配置单元61，用于将设计模块5设计的充电桩充电模式与阈值设定模块6设定的充电桩充电模式的跳转阈值进行配置；

其中，设计模块5设计的充电桩充电模式内容包括：充电桩输出功率、充电桩输出功率对应单价，设计模块5设计的充电桩充电模式根据系统端用户手动编辑设定。

如图1所示，阈值设定模块6中设定的充电桩充电模式的跳转阈值根据系统端用户手动编辑设定，充电桩充电模式跳转阈值在设定时根据分析单元32分析的汽车电池当前极化状态及监测单元41监测的汽车电池实时极化数值进行设定。

如图1所示，监测单元41还用于实时监测汽车电池的充电接受率，且监测到的汽车电池充电接受率实时向控制终端1发送，控制终端1通过汽车电池充电接受率判定汽车电池是否充满，汽车电池的充电接收率通过如下公式进行计算，公式为：

公式中，α为汽车电池的充电接收率；

K

C为汽车电池的额定容量；

K

I为汽车电池最大可接受电流。

如图1所示，控制终端1通过介质电性连接有用户管理模块2，用户管理模块2下级通过介质电性连接有IC识别单元21及IC录入单元22，用户管理模块2通过介质电性连接有检测模块3，检测模块3下级通过介质电性连接有计算单元31及分析单元32，检测模块3通过介质电性连接有捕捉模块4，捕捉模块4内部通过介质电性连接有监测单元41，捕捉模块4通过介质电性连接有设计模块5及阈值设定模块6，设计模块5与阈值设定模块6下级通过介质电性连接有配置单元61，阈值设定模块6通过介质电性连接有计费模块7。

综上而言，上述实施例中系统为充电桩添加了IC识别功能，以便于充电桩对汽车用户进行管理，并通过对汽车电池的实时电量剩余检测及汽车电池充放电功率的获取，能够计算出汽车电池的理论充满所需时间，以供汽车用户知晓，一定程度的避免了汽车在充满电后过久的占用充电桩，进一步的该系统通过对汽车电池极化状态的捕捉与分析，能够为汽车电池的充电过程带来不同充电模式的切换，确保充电桩所为汽车提供的充电模式能够根据汽车电池的极化状态来实时变更，使充电桩对汽车电池进行充电的过程更加节能，减少损耗浪费，且充电桩借由充电模式的切换而使计费更加合理，此外能够根据汽车电池的极化状态来设定充电桩充电模式的跳转阈值，使充电桩根据跳转阈值来自动变更充电桩充电模式，从而以此可有效的缩短汽车电池充电时间；并且系统还能对汽车电池的充电接受率进行实时的监控，通过监控到的充电接收率能够准确的判定汽车电池是否充满及汽车电池充电状态是否稳定，进一步的借此使得充电桩对汽车的充电过程更加安全。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。