一种基于充电桩的智能充电模式设计系统的制作方法

1.本技术涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种基于充电桩的智能充电模式设计系统。


背景技术：

2.通常，将充电桩分为两种类型：直流充电桩和交流充电桩。直流充电桩即直流电动汽车充电站，俗称就是“快充”，它是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以通过非车载电动汽车充电机为动力电池提供直流电源的供电装置。交流电动汽车充电桩，俗称就是“慢充”，交流电动汽车充电桩固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机（即固定安装在电动汽车上的充电机）提供交流电源的供电装置。
3.作为电动汽车传导充电的基本要素，电动汽车充电用接口及通信协议技术内容的统一和规范，保证了电动汽车与充电基础设施互联互通。但是，如何找到一种在保证对电动汽车充电安全性的前提下，还能进行智能化充电的基于充电桩的充电系统，来形成可持续发展的“互联网+充电基础设施”产业生态体系是目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例至少提供一种基于充电桩的智能充电模式设计系统，通过调控充电桩输出电流和对充电异常的处置，可以提高对电动汽车充电的安全性，还可以实现对电动汽车充电的智能化。
5.本技术实施例提供一种基于充电桩的智能充电模式设计系统，所述系统包括交流充电桩本体和至少一个电缆组件，所述交流充电桩本体与所述电缆组件固定连接；其中，所述电缆组件包括车辆插头和充电电缆，所述车辆插头用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；所述交流充电桩本体包括主控制模块、显示模块、刷卡模块、工作状态控制模块、电量计量模块、充电控制器、继电器控制器，所述主控制模块通过自带的lvds接口、lcd接口或hdmi接口与所述显示模块电连接，所述主控制模块通过自带的io接口与所述刷卡模块电连接，所述主控制模块通过自带的io接口与所述工作状态 控制模块电连接、所述主控制模块通过自带的rs485接口与所述电量计量模块电连接、所述主控制模块通过自带的can接口与所述充电控制器电连接，所述充电控制器与所述电动汽车的bms系统电连接，所述主控制模块通过自带的gpio接口与所述继电器控制器电连接；所述主控制模块，用于在控制所述交流充电桩本体为所述电动汽车进行充电时，通过所述充电控制器控制所述交流充电桩本体输出第一电流，并通过所述工作状态控制模块采集所述交流充电桩本体的充电时长和充电最高温度；若所述充电最高温度小于或等于安全充电温度阈值，则在所述充电时长达到第一时间阈值时，通过所述充电控制器控制所述交流充电桩本体输出第二电流，并以所述第二电流在第二时间阈值内对所述电动汽车进行充电，如此循环往复完成对所述电动汽车的充电；
若所述充电最高温度大于所述安全充电温度阈值，则检测所述交流充电桩本体内是否存在任一目标器件的器件温度值大于器件安全温度阈值；若存在所述目标器件，则控制所述交流充电桩本体断电，并进行报警；若不存在所述目标器件，则立即以第二电流在所述第二时间阈值内对所述电动汽车进行充电，如此循环往复完成对所述电动汽车的充电；其中，所述第一电流为安全充电电流阈值所述第一电流大于所述第二电流所述第一时间阈值小于或等于第二时间阈值。
6.在一种可能的实施方式中，所述显示模块包括显示屏，所述显示屏上显示有充电桩管理界面，所述充电桩管理界面包括充电操作子界面、状态信息查询子界面、历史信息子界面和系统管理子界面；其中，所述充电操作子界面，用于用户选择对所述电动汽车进行充电的充电枪以及选择充电方式；所述充电方式包括按金额充方式、按电量充方式、自动充方式；所述状态信息查询子界面，用于向用户显示充电桩的充电信息；所述充电信息包括工作状态信息、已充电百分比信息、当时充电电流信息、当时充电电压信息、当时充电温度信息、已充电时间信息、已充电电量信息、已充电金额信息、开关状态信息、继电器状态信息、过压告警信息、欠压告警信息、过负荷告警信息；所述历史信息子界面，用于显示用户使用交流充电桩的历史记录信息；所述系统管理子界面，用于工作人员对管理参数和系统时间进行设置。
7.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括通信模块，所述通信模块与移动终端通信连接，所述通信模块包括蓝牙单元和移动通信单元，所述主控制模块通过自带的rs232接口与所述蓝牙单元电连接，所述主控制模块通过自带的usb接口与所述移动通信单元电连接；其中，所述通信模块，用于在接收到所述移动终端发送的充电请求指令后，将所述充电请求指令转发至所述主控制模块；所述主控制模块，还用于在接收到所述充电请求指令后，通过所述充电控制器启动，对所述电动汽车进行充电。
8.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括打印模块，所述主控制模块通过自带的uart接口与所述打印模块电连接；其中，所述打印模块，用于在接收到打印请求后，将所述打印请求转发至所述主控制模块，以便从所述主控制模块调取并打印所述打印请求对应的打印内容；所述主控制模块，还用于在接收到所述打印请求后，从数据库调取所述打印请求对应的打印内容；所述打印内容包括消费单据、当前充电信息、历史充电信息。
9.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括定位模块，所述主控制模块通过自带的uart接口与所述定位模块电连接；其中，所述主控制模块，还用于在接收到服务器发送的定位请求后，将所述定位请求转发给所述定位模块，并在接收到所述定位模块发送的位置信息后，将所述位置信息发送至所述服务器；所述定位模块，用于在接收到所述主控制模块发送的定位请求后，获取所述交流充电桩本体的位置信息，并将所述位置信息发送至所述主控制模块。
10.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括语音识别模块，所述主控制模块通过自带的iis接口与所述语音识别模块电连接；其中，所述语音识别模块，用于采集用户的语音信息，并将所述语音信息发送至所述主控制模块，以便所述主控制模块通过语音识别模型对所述语音信息进行识别后，转化为对应的控制指令控制所述交流充电桩本
体的各个模块。
11.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括读卡器，所述主控制模块通过自带的rs232接口与所述读卡器电连接。
12.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括存储卡，所述主控制模块通过自带的sd接口或mmc接口与所述存储卡电连接。
13.在一种可能的实施方式中，所述交流充电桩本体还包括usb模块，所述主控制模块通过自带的usb接口与所述usb模块电连接。
14.在一种可能的实施方式中，所述车辆插头包括单相交流电源触头、第一三相交流电源触头、第二三相交流电源触头、第三三相交流电源触头、单相中线触头、三相中线触头、保护接地端、充电连接确认触头、控制引导触头。
15.本技术实施例提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统，系统包括交流充电桩本体和至少一个电缆组件，所述交流充电桩本体与所述电缆组件固定连接；其中，所述电缆组件包括车辆插头和充电电缆，所述车辆插头用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；所述交流充电桩本体包括主控制模块、显示模块、刷卡模块、工作状态控制模块、电量计量模块、充电控制器、继电器控制器，本技术将电动汽车连接到交流电网时，使用了和专用供电设备（交流充电桩）固定连接在一起的充电电缆和车辆插头，将电动汽车与交流电网直接连接，并且在专用供电设备上安装控制引导装置，以及在交流充电桩本体中设置多种模块，与现有技术中的无法对电动汽车进行可控制的安全智能充电相比，本技术通过调控充电桩输出电流和对充电异常的处置，可以提高对电动汽车充电的安全性，还可以实现对电动汽车充电的智能化。
16.进一步，本技术实施例提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统，还可以显示有充电桩管理界面，通过所述充电桩管理界面包括的充电操作子界面、状态信息查询子界面、历史信息子界面和系统管理子界面，可以实现用户选择对电动汽车进行充电的充电枪以及选择充电方式、向用户显示充电桩的充电信息、显示用户使用交流充电桩的历史记录信息、方便工作人员对管理参数和系统时间进行设置。
17.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1示出了本技术实施例所提供的一种基于充电桩的智能充电模式设计系统的结构示意图；图2示出了本技术实施例所提供的交流充电桩本体的示意图之一；图3示出了本技术实施例所提供的充电桩管理界面的示意图；图4示出了本技术实施例所提供的交流充电桩本体的示意图之二。
具体实施方式
20.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中的附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应当理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
21.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.为了使得本领域技术人员能够使用本技术内容，结合特定应用场景“充电桩”，给出以下实施方式，对于本领域技术人员来说，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。
23.本技术实施例下述方法、装置、电子设备或计算机可读存储介质可以应用于任何需要充电桩的场景，本技术实施例并不对具体的应用场景作限制，任何使用本技术实施例提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统的方案均在本技术保护范围内。
24.值得注意的是，在本技术提出之前，作为电动汽车传导充电的基本要素，电动汽车充电用接口及通信协议技术内容的统一和规范，保证了电动汽车与充电基础设施互联互通的技术基础。但是，如何找到一种在保证对电动汽车进行充电的安全性的前提下，还能智能化进行充电的基于充电桩的充电系统，来形成可持续发展的“互联网+充电基础设施”产业生态体系是目前亟需解决的技术问题。
25.针对上述问题，本技术实施例提供一种基于充电桩的智能充电模式设计系统，系统包括交流充电桩本体和电缆组件，交流充电桩本体与电缆组件固定连接；其中，电缆组件包括车辆插头和充电电缆，车辆插头用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；交流充电桩本体包括主控制模块、显示模块、刷卡模块、工作状态控制模块、电量计量模块、充电控制器、继电器控制器。本技术提供的充电桩的智能充电模式设计系统，通过调控充电桩输出电流和对充电异常的处置，可以提高对电动汽车进行充电的安全性，还可以实现对电动汽车进行充电的智能化。
26.需要说明的是，直流充电桩的输入电压采用三相四线ac380v
±
15%，频率50hz，输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电，可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。直流充电模式适用于在大型停车场或高速公路服务区，仅吃饭的时间就可将车辆充电至80%。但由于充电电流过大，增加电池负荷，易使电池发热，长期的快速充电会大大降低电池的使用寿命，另外，由于造价高昂，投资大，这种模式不适用于家用。
27.交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用。交流充电模式造价低廉，投资少，适用于家用和停车
场，虽然充电时间长，但能对电池进行深度充电，对延长电池寿命有一定的益处。
28.直流充电桩和交流充电桩这两者的区别：简单来说，交流充电桩需要借助车载充电机来充电，直流快速充电桩不需要这个设备。二者在充电速度上差别较大，一辆纯电动汽车（普通电池容量）完全放电后通过交流充电桩充满需要8个小时，而通过直流快速充电桩仅需要2到3个小时，甚至更短。交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入，由于车载充电机的功率并不大，所以不能实现快速充电。直流快速充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，可以电动汽车的动力电池提供直流电源的供电装置，直流充电桩可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。
29.基于此，本技术提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统是针对交流充电桩而言的，通过该充电桩的智能充电模式设计系统来实现交流充电桩的智能化、安全化地对电动汽车充电。
30.为便于对本技术进行理解，下面结合具体实施例对本技术提供的技术方案进行详细说明。
31.图1示出了本技术实施例所提供的一种基于充电桩的智能充电模式设计系统的结构示意图；如图1所示，本技术实施例提供的智能充电模式设计系统，包括交流充电桩本体10和至少一个电缆组件，所述交流充电桩本体10与所述电缆组件固定连接。其中，所述电缆组件包括车辆插头12和充电电缆11，所述车辆插头12用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接。
32.目前，市面上主要包括以下三种连接方式：连接方式a：将电动汽车和交流电网连接时，使用和电动汽车永久连接在一起的充电电缆和供电插头。
33.连接方式b：将电动汽车和交流电网连接时，使用带有车辆插头和供电插头的独立的活动电缆。
34.连接方式c：将电动汽车和交流电网连接时，使用了和供电设备（交流充电桩本体10）永久连接在一起的充电电缆11和电动汽车的车辆插头12，见图1，图1示出的基于充电桩的智能充电模式设计系统就是电动汽车与交流充电桩在连接方式c下的示意图。
35.目前，市面上主要包括以下四种充电模式：模式一：将电动汽车连接到交流电网（电源）时，在电源侧使用了符合gb 2099.1和gb1002要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体。模式一只有一个插头和一个枪头，没有任何智能通讯模块，也没有任何保护模块，没有漏电保护/过载保护等，不可以动态调整功率，成本低。
36.模式二：将电动汽车连接到交流电网（电源）时，在电源侧使用了符合gb 2099.1和gb1002要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体，并且在充电连接电缆上安装缆上控制保护装置。模式二适用的连接方式仅连接方式b。
37.模式三：将电动汽车连接到交流电网（电源）时，使用了专用供电设备，将电动汽车与交流电网直接连接，并且在专用供电设备上安装了控制导引装置。模式三适用的连接方式有三种：连接方式a、连接方式b、连接方式c。这里，对于本技术提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统使用了模式三。
38.模式四：将电动汽车连接到交流电网或直流电网时，使用了带控制导引功能的直
流供电设备。模式四适用的连接方式仅连接方式c。
39.需要说明的是，本技术采用了模式三、连接方式c的基于充电桩的智能充电模式设计系统，该系统包括交流充电桩本体10和至少一个电缆组件，交流充电桩本体10与电缆组件固定连接；其中，电缆组件包括车辆插头12和充电电缆11，车辆插头12用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接。这里，本技术提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统中的充电桩就是常说的交流充电桩，俗称慢充桩。主要有壁挂式交流和落地式两种外观，功能基本相同。该类型的交流充电桩主要用于充电站、停车场、酒店、写字楼等空间充裕的地方安装使用，功能比较齐全。
40.这里，图2示出了本技术实施例所提供的交流充电桩本体的示意图之一，如图2所示，所述交流充电桩本体10包括主控制模块101、显示模块102、刷卡模块103、工作状态控制模块104、电量计量模块105、充电控制器106、继电器控制器107，所述主控制模块101通过自带的lvds接口、lcd接口或hdmi接口与所述显示模块102电连接，所述主控制模块101通过自带的io接口与所述刷卡模块103电连接，所述主控制模块101通过自带的io接口与所述工作状态控制模块104电连接、所述主控制模块101通过自带的rs485接口与所述电量计量模块105电连接、所述主控制模块101通过自带的can接口与所述充电控制器106电连接，所述充电控制器106与所述电动汽车的bms系统电连接，所述主控制模块101通过自带的gpio接口与所述继电器控制器107电连接。
41.其中，主控制模块101作为交流充电桩的核心模块，可以做到软硬件接口连接相应输入/输出组件，完成人机显示、参数设置、计量计费、支付、数据采集、数据传送、数据加解密、控制充电设备启停、联网通信等功能。该主控制模块101可以为嵌入式处理器，可以采用cortex架构，工作频率较高，能达到800mhz及以上，预装linux操作系统或android操作系统等，可以提供丰富的接口资源，比如，rs232接口、rs485接口、can接口等，可以满足充电桩在设计过程中的各种需求，其工业级标准可保证在室外环境的稳定运行。本技术通过在交流充电桩本体10中设置多种模块，与现有技术中的无法对电动汽车进行可控制的安全智能充电相比，本技术可以提高对电动汽车进行充电的安全性，还可以实现对电动汽车进行充电的智能化。
42.这里，所述主控制模块101，用于在控制所述交流充电桩本体10为所述电动汽车进行充电时，通过所述充电控制器106控制所述交流充电桩本体10输出第一电流，并通过所述工作状态控制模块104采集所述交流充电桩本体10的充电时长和充电最高温度；若所述充电最高温度小于或等于安全充电温度阈值，则在所述充电时长达到第一时间阈值时，通过所述充电控制器106控制所述交流充电桩本体10输出第二电流，并以所述第二电流在第二时间阈值内对所述电动汽车进行充电，如此循环往复完成对所述电动汽车的充电；若所述充电最高温度大于所述安全充电温度阈值，则检测所述交流充电桩本体10内是否存在任一目标器件的器件温度值大于器件安全温度阈值；若存在所述目标器件，则控制所述交流充电桩本体10断电，并进行报警；若不存在所述目标器件，则立即以第二电流在所述第二时间阈值内对所述电动汽车进行充电，如此循环往复完成对所述电动汽车的充电；其中，所述第一电流为安全充电电流阈值所述第一电流大于所述第二电流所述第
一时间阈值小于或等于第二时间阈值。
43.在具体实施中，交流充电桩本体10的工作状态数据包括但不限于启动/空闲状态、已充电百分比、当时充电电流（安）、当时充电电压（伏）、当时充电温度（度）、已充电时间（分钟）、已充电电量（度）等，进而，交流充电桩本体10根据上述工作状态数据确定充电阶段，因而，可以在不同的充电阶段对交流充电桩本体10输出电流进行控制，具体地，在充电状态正常的情况下，在充电的第一时间段（第一时间阈值）内控制所述交流充电桩本体10以较大电流（第一电流）进行充电，在充电的第二时间段（第二时间阈值）内控制所述交流充电桩本体10以较小电流（第二电流）进行充电，如此循环往复完成对电动汽车的充电。这样，通过调控充电桩输出电流，在大电流充电一段时间后，进行一段较小电流的充电，如此循环往复，可以避免枪头因大电流累积工作而发热跳枪的情况，确保交流充电桩本体10的安全稳定运行。
44.这里，充电状态正常通常指在交流充电桩本体10为电动汽车进行充电时，充电最高温度小于安全充电温度阈值，以及充电电流小于报警充电电流阈值对应的状态，在这种状态下，可以认为充电是安全的。
45.需要说明的是，若在以较大电流为电动汽车充电时，检测到充电最高温度大于安全充电温度阈值，说明此时充电状态可能是异常的，需要进一步确认是否真正异常，此时，可以通过交流充电桩本体10内是否存在任一目标器件的器件温度值大于器件安全温度阈值来进行确认，若存在目标器件的器件温度值大于器件安全温度阈值，说明是由于目标器件出现的异常导致的充电最高温度过高，这种情况下，就需要对交流充电桩本体10断电，并进行报警，由工作人员具体检查交流充电桩本体10的情况，防止危险的发生；若不存在目标器件的器件温度值大于器件安全温度阈值，说明此时的充电最高温度过高是由于较大充电电流导致的温度较高的情况，此时，交流充电桩本体10处于安全边缘，可以立即减小充电电流对电动汽车进行充电即可。
46.这里，充电温度通常指交流充电桩本体10内的环境温度。
47.另外，主控制模块101，还用于在控制所述交流充电桩本体10为所述电动汽车进行充电时，若检测到所述电动汽车的充电电流大于报警充电电流阈值时，控制所述交流充电桩本体10断电，并进行报警。
48.通过以上的对交流充电桩本体10的控制方式，即，通过调控充电桩输出电流和对充电异常的处置，可以提高对电动汽车充电的安全性，还可以实现对电动汽车充电的智能化。
49.这里，显示模块102包括至少一个显示屏，显示屏具有友好的人机交互界面，比如，linux+qt、lcd/lvds屏的界面显示，hdmi屏可用作媒体播放，实现广告机功能，可以采用lvds接口的屏幕、四线电阻触摸，可以确保稳定性且便于操作。显示屏具备本地显示、操作等必需的人机接口，一般为触摸屏输入。通过显示屏能够进行充电方式选择、充电状态显示、充电计费查询、消费金额显示及余额查询等操作，一般有五种充电模式（自动、定时、定费、定量、预约），常用页面有初始页面、ic卡状态页面、模式选择页面、充电页面、结算页面、打印页面、故障页面等。
50.这里，主控制模块101通过自带的io接口与刷卡模块103电连接，刷卡模块103用于用户刷卡付费，刷卡模块103设置刷卡接口，支持rfid卡、ic卡等常见的刷卡方式，支持app
软件支付方式。其中，交流充电桩本体10可匹配多种制式读卡器，方便用户非接触式刷卡。
51.这里，主控制模块101通过自带的io接口与工作状态控制模块104电连接，工作状态控制模块104用于对交流充电桩本体10进行启动、停止、急停、备选等功能的状态显示，具备紧急停止功能。工作状态控制模块104满足cc，cp充电通信检测，具备充电接口的连接状态判断、控制导引等完善的安全保护逻辑控制，电池充满后自动停机。
52.所述主控制模块101，还用于根据所述工作状态控制模块104采集的所述交流充电桩本体10的工作状态数据，确定所述交流充电桩本体10出现充电异常时，通过向所述工作状态控制模块104发送急停指令，以断开所述交流充电桩本体10的交流输入电源。
53.这里，可以在交流充电桩10本体上安装急停开关、急停驱动电路，急停开关连接急停驱动电路的控制端，急停驱动电路的驱动端的空气开关连接交流充电桩本体10的电源线。具体地，在确定交流充电桩本体10出现充电异常时，通过向工作状态控制模块104发送急停指令，触发急停开关，急停驱动电路驱动端使得空气开关断开，从而达到断开交流充电桩本体10的交流输入电源的目的。这样，能够在出现紧急情况时通过急停开关快速切断交流输入电源，规避用户触电风险和增强对电动汽车充电的安全性。
54.这里，主控制模块101通过自带的rs485接口与电量计量模块105电连接，电量计量模块105即电能计量装置，比如，电度表，该电量计量模块105用于计量交流充电桩对电动汽车进行充电的电量。
55.这里，充电控制器106支持can总线与电动汽车的bms通讯，实现对电动汽车电池的电量测量、充电控制。
56.这里，主控制模块101通过自带的gpio接口与继电器控制器107电连接，继电器是一种控制元件，是一种具有保护性能的电路开关，是交流充电桩的核心元件。继电器主要是用低压遥控高压回路的通断开关（用安全低压12v～72v控制不安全高压300v～1000v）。通常用于自动控制电路中，实际上是一种“自动开关”，用小电流控制大电流的动作，并与电路中的其它元件形成安全保护机构和转换电路。继电器与其它电源元件共同完成充电前过程的精确操作和各种负载的无损电源开关的实际操作。继电器具有高性能、高可靠性的功能，可保证充电站内部系统软件的运行安全和使用寿命。
57.在本技术实施例中提供一种基于充电桩的智能充电模式设计系统，系统包括交流充电桩本体10和电缆组件，交流充电桩本体10与电缆组件固定连接；其中，电缆组件包括车辆插头12和充电电缆11，车辆插头12用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；交流充电桩本体10包括主控制模块101、显示模块102、刷卡模块103、工作状态控制模块104、电量计量模块105、充电控制器106、继电器控制器107。本技术提供的充电桩的智能充电模式设计系统，可以提高对电动汽车进行充电的安全性，还可以实现对电动汽车进行充电的智能化。
58.在一种可能的实施方式中，图3示出了本技术实施例所提供的充电桩管理界面1021的示意图。交流充电桩本体10上的显示模块102为显示屏，所述显示屏上显示有充电桩管理界面1021，如图3所述，所述充电桩管理界面1021包括充电操作子界面1022、状态信息查询子界面1023、历史信息子界面1024和系统管理子界面1025。
59.这里，所述充电操作子界面1022，用于用户选择对所述电动汽车进行充电的充电枪以及选择充电方式；所述充电方式包括按金额充方式、按电量充方式、自动充方式。
60.在具体实施中，本技术提供的基于充电桩的智能充电模式设计系统支持三种充电
方式，包括按金额充方式、按电量充方式、自动充方式，用户通过选择一种充电方式来实现充电功能。
61.下面对按金额充方式进行说明，用户输入一定的充电金额，系统预先扣除对应的金额，汽车电池充满后，如果已充电金额小于用户输入的金额，系统通过充电后刷卡来返还多余金额。具体地，步骤a1，用户进入充电桩管理界面1021，同时有语音提示，单击“充电操作”按钮进入充电操作子界面1022来进行充电枪的选择，系统提供枪1线路和枪2线路两个按钮，用户可以任意选择空闲的插口，以选择枪1线路为例，单击“枪1”；步骤a2，进入选择充电方式选择页面，在充电方式选择页面，单击“按金额充”按钮，进入充电金额输入页面；步骤a3，在充电金额输入页，用户输入充电金额，单击“确认”按钮，进入刷卡提示界面，用户输入密码单击“确认”进入刷卡页面；步骤a4，如果上次无异常记录则进入“卡内余额显示”页面，否则进入“上次消费信息”，其中，卡内余额是指目前卡上存在的金额，冻结金额是指此次充电之前，系统预先扣除对应的金额，汽车电池充满后，如果已充电金额小于用户输入的金额，系统通过充电后刷卡来返还多余金额；步骤a5，若用户输入金额过大，也即，当用户输入大于卡内余额，系统弹出提示页面，且有语音提示比如您的卡余额不足；步骤a6，在充电页面，显示充电信息，包括：工作状态、已充电百分比、当时充电电流（安）、当时充电电压（伏）、已充电时间（分钟）、已充电电量（度）、已充电金额（元）、开关状态、继电器状态、过压告警、欠压告警、过负荷告警的状态遥信量等；充电过程中可进行如下选择：充电未完成时中断时单击“停止充电”按钮，系统提示输入密码并返回充电界面；充电正常结束时充电百分比为100%，“结算”按钮变为黄色可按状态，单击“结算”按钮，系统提示刷卡并返回充电界面，此时“结算”按钮，“停止充电”按钮为灰锁状态。
62.下面对按电量充方式进行说明，用户输入一定的电量，系统根据输入的电量预先扣除对应的金额，汽车电池充满后，如果已充电电量小于用户输入的电量，系统通过充电完成后刷卡来返还多余金额。充电方式选择“按电量充”。按电量充的其他充电过程与按金额充基本一致。“按电量充”流程请参考“按金额充电”流程。
63.下面对按自动充方式进行说明，选择自动充电后，系统预先冻结一部分金额，用户预先不用输入充电电量或充电金额。可直接充电。汽车电池充满后，系统通过充电后刷卡来返还未用完的冻结金额。冻结金额是指自动充每次固定充电金额，充电前预先扣除固定充电金额，该金额即为冻结金额。具体地，步骤c1，用户进入充电桩管理界面1021，同时有语音提示，单击“充电操作”按钮进入充电操作子界面1022来进行充电枪的选择，系统提供枪1线路和枪2线路两个按钮，用户可以任意选择空闲的插口，以选择枪1线路为例，单击“枪1”；步骤c2，进入选择充电方式选择页面，在充电方式选择页面，单击“自动充”按钮，进入刷卡页面；步骤c3，用户输入密码单击“确认”进入刷卡页面；步骤c4，如果上次无异常记录则进入“卡内余额显示”页面，否则进入“上次消费信息”，其中，卡内余额是指目前卡上存在的金额，冻结金额是指此次充电之前，系统预先扣除对应的金额，汽车电池充满后，如果已充电金额小于用户输入的金额，系统通过充电后刷卡来返还多余金额；步骤c5，若用户输入金额过大，也即，当用户输入大于卡内余额，系统弹出提示页面，且有语音提示比如您的卡余额不足；步骤c6，在充电页面，显示充电信息，包括：工作状态、已充电百分比、当时充电电流（安）、当时充电电压（伏）、已充电时间（分钟）、已充电电量（度）、已充电金额（元）、开关状态、继电器状态、过压告警、欠压告警、过负荷告警的状态遥信量等；充电过程中可进行如下
选择：充电未完成时中断时单击“停止充电”按钮，系统提示输入密码并返回充电界面；充电正常结束时充电百分比为100%，“结算”按钮变为黄色可按状态，单击“结算”按钮，系统提示刷卡并返回充电界面，此时“结算”按钮，“停止充电”按钮为灰锁状态。
64.这里，所述状态信息查询子界面1023，用于向用户显示充电桩的充电信息；所述充电信息包括工作状态信息、已充电百分比信息、当时充电电流信息、当时充电电压信息、已充电时间信息、已充电电量信息、已充电金额信息、开关状态信息、继电器状态信息、过压告警信息、欠压告警信息、过负荷告警信息。
65.在具体实施中，在充电桩管理界面1021单击“状态信息”按钮，进入状态信息查询子界面1023，在状态信息查询子界面1023，显示的充电信息包括：工作状态、已充电百分比、当时充电电流（安）、当时充电电压（伏）、当时充电温度信息、已充电时间（分钟）、已充电电量（度）、已充电金额（元）、开关状态、继电器状态、过压告警、欠压告警、过负荷告警的状态遥信量。
66.这里，所述历史信息子界面1024，用于显示用户使用交流充电桩的历史记录信息。
67.在具体实施中，若显示异常刷卡，说明有未结算信息，具体地，单击充电桩管理界面1021的“历史信息”，进入历史信息子界面1024，也即异常刷卡选择页面，选中“未结算”的历史记录，点击“结算”按钮。
68.这里，所述系统管理子界面1025，用于工作人员对管理参数和系统时间进行设置。
69.在具体实施中，针对管理参数的设置，在充电桩管理界面1021，单击“系统管理”，进入系统管理子界面1025对应的系统管理输入密码页面，输入密码单击“确认”进入刷卡页面，输入密码后进入带有“配置导入”、“配置导出”、“数据导出”、“校准时间”选项的系统管理子界面1025，其中，配置导入是在充电桩的u盘接口处插入u盘，单击“配置导入”，将u盘中的配置文件导入到系统中；配置导出是在充电桩的u盘接口处插入u盘，单击“配置导出”，将系统中的配置文件导出到u盘；数据导出是在充电桩的u盘接口处插入u盘，单击“数据导出”，将系统中的数据文件导出到u盘。
70.这里，针对系统时间的设置，在充电桩管理界面1021，单击“系统管理”，进入系统管理子界面1025对应的系统管理输入密码页面，输入密码单击“确认”进入刷卡页面，单击“校准时间”按钮，设置时间，设置系统时间是通过上下按钮调节时间，单击“校准”按钮。
71.在一种可能的实施方式中，图4示出了本技术实施例所提供的交流充电桩本体的示意图之二；如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括通信模块108，所述通信模块108与移动终端通信连接，所述通信模块包括蓝牙单元和移动通信单元，所述主控制模块101通过自带的rs232接口与所述蓝牙单元电连接，所述主控制模块101通过自带的usb接口与所述移动通信单元电连接；其中，所述通信模块108，用于在接收到所述移动终端发送的充电请求指令后，将所述充电请求指令转发至所述主控制模块101；所述主控制模块101，还用于在接收到所述充电请求指令后，通过所述充电控制器106启动，对所述电动汽车进行充电。
72.在具体实施中，交流充电桩本体10还包括通信模块108，通信模块108能够通过can、以太网、gprs/3g/4g/5g、或蓝牙和后台进行数据传输。主控制模块101支持千兆以太网接口，满足不同环境下的网络传输需求。
73.需要说明的是，本技术提供的交流充电桩本体10还包括通信模块108，通过通信模块108可以实现与外部的移动终端进行通信，具体地，可以在移动终端上安装电动汽车充电
应用，通过该电动汽车充电应用来发送充电指令，这样，通信模块108在收到该充电请求指令后，将该充电请求指令转发到主控制模块101，以便主控制模块101控制充电控制器启动，以实现对电动汽车进行充电。这样，可以实现一键充电，大大简化了充电操作的复杂度，可以提升用户体验。另外，用户可以通过移动终端的电动汽车充电应用发送相应指令来完成充电付费操作、结束充电操作。
74.在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括打印模块109，所述主控制模块101通过自带的uart接口与所述打印模块109电连接；其中，所述打印模块109，用于在接收到打印请求后，将所述打印请求转发至所述主控制模块101，以便从所述主控制模块101调取并打印所述打印请求对应的打印内容；所述主控制模块101，还用于在接收到所述打印请求后，从数据库调取所述打印请求对应的打印内容；所述打印内容包括消费单据、当前充电信息、历史充电信息。
75.在具体实施中，交流充电桩本体10还包括打印模块109，这样可以支持消费单据、当前充电信息、历史充电信息等进行打印，可连接热敏打印机，方便消费单据打印，这样，用户可以了解充电数据。账单数据，大大提升用户的满意度。
76.在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括定位模块110，所述主控制模块101通过自带的uart接口与所述定位模块110电连接；其中，所述主控制模块101，还用于在接收到服务器发送的定位请求后，将所述定位请求转发给所述定位模块110，并在接收到所述定位模块110发送的位置信息后，将所述位置信息发送至所述服务器；所述定位模块110，用于在接收到所述主控制模块101发送的定位请求后，获取所述交流充电桩本体的位置信息，并将所述位置信息发送至所述主控制模块101。
77.在具体实施中，交流充电桩本体10还包括定位模块110，定位模块110为北斗模块或gps模块，进行交流充电桩的地理定位。具体地，各个地点的交流充电桩可以与服务器进行通信，以便服务器对各个交流充电桩进行统一管理，这里，服务器通过定位各个交流充电桩的位置信息，可以将该位置信息发送给请求寻找交流充电桩的用户的移动终端，可以便于用户尽快找到交流充电桩进行充电，进一步地，还可以确定交流充电桩的空闲状态，进一步提升用户对电动汽车进行充电的便捷性。
78.在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括读卡器111，所述主控制模块101通过自带的rs232接口与所述读卡器111电连接。
79.在具体实施中，交流充电桩本体10还包括读卡器111，交流充电桩本体10可匹配多种制式读卡器，方便用户非接触式刷卡。
80.在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括存储卡112，所述主控制模块101通过自带的sd接口或mmc接口与所述存储卡112电连接。
81.在具体实施中，交流充电桩本体10还包括存储卡112，存储卡112比如本地sd/mmc卡，可实现本地大容量数据存储。
82.在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括usb模块113，所述主控制模块101通过自带的usb接口与所述usb模块113电连接。
83.在具体实施中，交流充电桩本体10还包括usb模块113，通过usb模块实现数据交易及传输安全，数据传输过程中可以采用软硬件加密，确保传输数据的安全可靠。
84.在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述交流充电桩本体10还包括语音识别模
块114，所述主控制模块101通过自带的iis接口与所述语音识别模块114电连接；其中，所述语音识别模块114，用于采集用户的语音信息，并将所述语音信息发送至所述主控制模块101，以便所述主控制模块101通过语音识别模型对所述语音信息进行识别后，转化为对应的控制指令控制所述交流充电桩本体10的各个模块。
85.这里，语音识别模型可以为wav2vec2、conformer 、hubert 等模型，这些最先进模型的最新发展极大地推动了语音识别领域的发展，这些模型采用无需人工标记数据即可从原始音频中学习的技术，从而使它们能够有效地使用未标记语音的大型数据集。另外，本技术提供的语音识别模型还可以为一种基于whisper的改进型模型，该改进型模型包括编码器、解码器结构，该模型的编码器和解码器采用transformers。
86.在一种可能的实施方式中，所述车辆插头12包括单相交流电源触头l1-1、第一三相交流电源触头l1-3、第二三相交流电源触头l2、第三三相交流电源触头l3、单相中线触头n-1、三相中线触头n-3、保护接地端、充电连接确认触头cc、控制引导触头cp。
87.在具体实施中，电动汽车也配备与车辆插头12相匹配的车辆插座。
88.在本技术实施例中，基于充电桩的智能充电模式设计系统包括交流充电桩本体10和至少一个电缆组件，所述交流充电桩本体10与所述电缆组件固定连接；其中，所述电缆组件包括车辆插头12和充电电缆11，所述车辆插头12用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；所述交流充电桩本体10包括主控制模块101、显示模块102、刷卡模块103、工作状态控制模块104、电量计量模块105、充电控制器106、继电器控制器107，本技术将电动汽车连接到交流电网时，使用了和专用供电设备（交流充电桩）固定连接在一起的充电电缆11和车辆插头12，将电动汽车与交流电网直接连接，并且在专用供电设备上安装控制引导装置，以及在交流充电桩本体10中设置多种模块，可以提高对电动汽车进行充电的安全性，还可以实现对电动汽车进行充电的智能化。
89.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。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，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，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通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
90.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网络单元上。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。
91.另外，在本技术提供的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。
92.所述功能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，本技术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（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本技术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、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
93.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
94.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于充电桩的智能充电模式设计系统，其特征在于，所述系统包括交流充电桩本体和至少一个电缆组件，所述交流充电桩本体与所述电缆组件固定连接；其中，所述电缆组件包括车辆插头和充电电缆，所述车辆插头用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；所述交流充电桩本体包括主控制模块、显示模块、刷卡模块、工作状态控制模块、电量计量模块、充电控制器、继电器控制器，所述主控制模块通过自带的lvds接口、lcd接口或hdmi接口与所述显示模块电连接，所述主控制模块通过自带的io接口与所述刷卡模块电连接，所述主控制模块通过自带的io接口与所述工作状态控制模块电连接、所述主控制模块通过自带的rs485接口与所述电量计量模块电连接、所述主控制模块通过自带的can接口与所述充电控制器电连接，所述充电控制器与所述电动汽车的bms系统电连接，所述主控制模块通过自带的gpio接口与所述继电器控制器电连接；所述主控制模块，用于在控制所述交流充电桩本体为所述电动汽车进行充电时，通过所述充电控制器控制所述交流充电桩本体输出第一电流，并通过所述工作状态控制模块采集所述交流充电桩本体的充电时长和充电最高温度；若所述充电最高温度小于或等于安全充电温度阈值，则在所述充电时长达到第一时间阈值时，通过所述充电控制器控制所述交流充电桩本体输出第二电流，并以所述第二电流在第二时间阈值内对所述电动汽车进行充电，如此循环往复完成对所述电动汽车的充电；若所述充电最高温度大于所述安全充电温度阈值，则检测所述交流充电桩本体内是否存在任一目标器件的器件温度值大于器件安全温度阈值；若存在所述目标器件，则控制所述交流充电桩本体断电，并进行报警；若不存在所述目标器件，则立即以第二电流在所述第二时间阈值内对所述电动汽车进行充电，如此循环往复完成对所述电动汽车的充电；其中，所述第一电流为安全充电电流阈值所述第一电流大于所述第二电流所述第一时间阈值小于或等于第二时间阈值。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示模块包括显示屏，所述显示屏上显示有充电桩管理界面，所述充电桩管理界面包括充电操作子界面、状态信息查询子界面、历史信息子界面和系统管理子界面；其中，所述充电操作子界面，用于用户选择对所述电动汽车进行充电的充电枪以及选择充电方式；所述充电方式包括按金额充方式、按电量充方式、自动充方式；所述状态信息查询子界面，用于向用户显示充电桩的充电信息；所述充电信息包括工作状态信息、已充电百分比信息、当时充电电流信息、当时充电电压信息、当时充电温度信息、已充电时间信息、已充电电量信息、已充电金额信息、开关状态信息、继电器状态信息、过压告警信息、欠压告警信息、过负荷告警信息；所述历史信息子界面，用于显示用户使用交流充电桩的历史记录信息；所述系统管理子界面，用于工作人员对管理参数和系统时间进行设置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括通信模块，所述通信模块与移动终端通信连接，所述通信模块包括蓝牙单元和移动通信单元，所述主控制模块通过自带的rs232接口与所述蓝牙单元电连接，所述主控制模块通过自带的usb接口与所述移动通信单元电连接；其中，所述通信模块，用于在接收到所述移动终端发送的充电请求指令后，将所述充电请求指令转发至所述主控制模块；
所述主控制模块，还用于在接收到所述充电请求指令后，通过所述充电控制器启动，对所述电动汽车进行充电。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括打印模块，所述主控制模块通过自带的uart接口与所述打印模块电连接；其中，所述打印模块，用于在接收到打印请求后，将所述打印请求转发至所述主控制模块，以便从所述主控制模块调取并打印所述打印请求对应的打印内容；所述主控制模块，还用于在接收到所述打印请求后，从数据库调取所述打印请求对应的打印内容；所述打印内容包括消费单据、当前充电信息、历史充电信息。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括定位模块，所述主控制模块通过自带的uart接口与所述定位模块电连接；其中，所述主控制模块，还用于在接收到服务器发送的定位请求后，将所述定位请求转发给所述定位模块，并在接收到所述定位模块发送的位置信息后，将所述位置信息发送至所述服务器；所述定位模块，用于在接收到所述主控制模块发送的定位请求后，获取所述交流充电桩本体的位置信息，并将所述位置信息发送至所述主控制模块。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括语音识别模块，所述主控制模块通过自带的iis接口与所述语音识别模块电连接；其中，所述语音识别模块，用于采集用户的语音信息，并将所述语音信息发送至所述主控制模块，以便所述主控制模块通过语音识别模型对所述语音信息进行识别后，转化为对应的控制指令控制所述交流充电桩本体的各个模块。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括读卡器，所述主控制模块通过自带的rs232接口与所述读卡器电连接。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括存储卡，所述主控制模块通过自带的sd接口或mmc接口与所述存储卡电连接。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流充电桩本体还包括usb模块，所述主控制模块通过自带的usb接口与所述usb模块电连接。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆插头包括单相交流电源触头、第一三相交流电源触头、第二三相交流电源触头、第三三相交流电源触头、单相中线触头、三相中线触头、保护接地端、充电连接确认触头、控制引导触头。

技术总结
本申请涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种基于充电桩的智能充电模式设计系统，系统包括交流充电桩本体和电缆组件，交流充电桩本体与电缆组件固定连接；其中，电缆组件包括车辆插头和充电电缆，车辆插头用于与电动汽车的车辆插座相匹配连接；交流充电桩本体包括主控制模块、显示模块、刷卡模块、工作状态控制模块、电量计量模块、充电控制器、继电器控制器。本申请提供的充电桩的智能充电模式设计系统，通过调控充电桩输出电流和对充电异常的处置，可以提高对电动汽车充电的安全性，还可以实现对电动汽车充电的智能化。汽车充电的智能化。汽车充电的智能化。


技术研发人员：薛海涛 张威 房红利 牛海超 郭小玲 朱倍倍 樊崇
受保护的技术使用者：北京金冠智能电气科技有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/6/26