CN110816325A - 一种电动车充电控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车充电控制方法及系统，其主要是先利用射频读卡器读取车辆电子标签信息，其中，电子标签信息包括车辆信息和短距离无线通讯的配置信息；根据获取的短距离无线通讯的配置信息，建立车端与充电桩端的短距离无线通讯连接，将采集的受电弓的位置信息和充电弓的位置信息发送至车端，以使车辆完成停车就位；在车辆停车就位完成后，通过建立车端与充电桩端的无线网络交互充电相关信息，驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置，开始进行充电。即本发明中采用“RFID+微功率通讯+WiFi”的复合通信手段，实现了车端与充电桩端之间的通信的自动连接，能够快速、准确的实现车辆受电弓和充电弓的一对一充电。
Description
技术领域
本发明适用于电动客车受电弓充电领域，具体涉及一种电动车充电控制方法及系统。
背景技术
现有的电动大巴车充电，多采用下压式充电弓进行充电。下压式充电弓通常设置在站台上方，受电弓设置在电动大巴车顶部。当需要为电动大巴车进行充电时，大巴车开至充电弓下方，充电弓向下伸缩，和车顶的受电弓正常搭接后，开始充电。
然而，下压式充电弓充电技术中，存在的问题是：充电准备时间长，充电定位不够准确。对于充电准备时间长，其具体体现在车辆位置的定位、数据交互等花费时间长，导致充电花费时间长。而对于充电定位不够准确，则是不利于可靠充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车充电控制方法及系统，用以解决电动车充电快速性、准确性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种电动车充电控制方法，包括如下步骤：
1)利用射频读卡器读取车辆电子标签信息，其中，电子标签信息包括车辆信息和短距离无线通讯的配置信息；
2)根据获取的短距离无线通讯的配置信息，建立车端与充电桩端的短距离无线通讯连接，将采集的受电弓的位置信息和充电弓的位置信息发送至车端，以使车辆完成停车就位；
3)在车辆停车就位完成后，通过建立车端与充电桩端的无线网络交互充电信息，驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置，开始进行充电。
本发明的有益效果为：本发明中通过射频读卡器进行车辆是否充电的触发检测，其不仅能够实时进行车辆信息的获取，为后续两种通讯的建立提供了基础；建立的短距离无线通讯连接，具有高灵敏度和强抗干扰性，连接速率快，能够快速建立连接，实现少量的数据的实时、快速传输，保证了准确的定位。但是短距离无线通讯并不适合进行大量数据的传输，因此，在进行充电弓的控制时，需要及时切换至无线网络，建立无线网络连接，根据数据信息的交互实现自动控制充电弓的升降。
即本发明中采用“RFID+微功率通讯+WiFi”的复合通信手段，实现了车端与充电桩端之间的通信的自动连接，能够快速、准确的实现车辆受电弓和充电弓的一对一充电。
进一步的，为了保证充电的可靠性，还包括在车辆停车就位完成后，通过短距离无线通讯获取车辆的VIN码，判断车辆VIN码与充电桩端存储的VIN码是否匹配，若车辆的VIN码与充电桩端存储的VIN码匹配，则驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置的步骤。
进一步的，步骤1)中的电子标签信息还包括无线网络的配置信息；根据获取的无线网络的配置信息，建立车端与充电桩端的无线网络通讯连接。
进一步的，步骤3)中的车端与充电桩端建立的无线网络连接为：通过已建立的短距离无线通讯连接，申请获取加入车辆的无线网络的验证信息，然后根据获得的验证信息加入车辆的无线网络。
进一步的，所述无线网络为wifi网络。
本发明还提供了一种电动车充电控制系统，包括车端和充电桩端，所述车端包括车载控制单元、第一短距离无线通讯模块、第一无线网络模块，所述车载控制单元分别连接第一短距离无线通讯模块和第一无线网络模块；所述充电桩端包括充电控制单元、第二短距离无线通讯模块、第二无线网络模块、射频读卡器和摄像头，所述充电控制单元分别连接第二短距离无线通讯模块、第二无线网络模块、射频读卡器和摄像头，车端与充电桩端通过第一短距离无线通讯模块和第二短距离无线通讯模块建立短距离通讯连接、车端与充电桩端通过第一无线网络模块和第二无线网络模块建立无线网络连接；所述车载控制单元与充电控制单元运行计算机程序，以实现如下方法：
1)利用射频读卡器读取车辆电子标签信息，其中，电子标签信息包括车辆信息和短距离无线通讯的配置信息；
2)根据获取的短距离无线通讯的配置信息，建立车端与充电桩端的短距离无线通讯连接，将采集的受电弓的位置信息和充电弓的位置信息发送至车端，以使车辆完成停车就位；
3)在车辆停车就位完成后，通过建立车端与充电桩端的无线网络交互充电信息，驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置，开始进行充电。
进一步的，还包括在车辆停车就位完成后，通过短距离无线通讯获取车辆的VIN码，判断车辆VIN码与充电桩端存储的VIN码是否匹配，若车辆的VIN码与充电桩端存储的VIN码匹配，则驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置的步骤。
进一步的，电子标签信息还包括无线网络的配置信息，根据获取的无线网络的配置信息，建立车端与充电桩端的无线网络通讯连接。
进一步的，步骤3)中的车端与充电桩端建立的无线网络连接为：通过已建立的短距离无线通讯连接，申请获取加入车辆的无线网络的验证信息，然后根据获得的验证信息加入车辆的无线网络。
进一步的，所述无线网络为wifi网络。
附图说明
图1是本发明的电动车充电控制系统结构图；
图2为本发明的电动车充电控制方法流程图；
图3是本发明中的车辆就位过程中受电弓与充电功能的位置示意图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。
电动车充电控制系统实施例
以电动汽车充电系统为例，图1所示为电动客车的充电控制系统结构图，其包括车端部分和充电桩端部分。
车端部分包括车载控制器单元、车顶受电弓、人机交互模块、第一短距离无线通讯模块和第一无线网络模块。车载控制单元控制连接车顶受电弓、人机交互模块、第一短距离无线通讯模块和第一无线网络模块。
本实施例中的人机交互模块是直接采用车端驾驶室内的人机交互界面。
本实施例中的车载控制器执行受电弓的控制功能，如受电弓防护盖的打开。
本实施例中的车顶受电弓，即设置在车辆顶部受电弓，作为其他实施方式，当然也可以是车辆底部受电弓，或者在侧面的受电弓，这是基于不同型号的车辆来决定的。
充电桩端部分包括充电控制单元、充电弓控制器、充电弓、射频读卡器、摄像头、第二短距离无线通讯模块和第二无线网络模块。其中的充电控制单元分别控制连接充电弓控制器、射频读卡器、摄像头、第二短距离无线通讯模块和第二无线网络模块；充电弓控制器控制连接充电弓。
其中射频读卡器(RFID)实时读取车辆中射频卡的车辆电子标签，并上传给充电控制单元，充电控制单元接收射频读卡器上传的车辆电子标签信息。当充电控制单元接收到车辆电子标签信息时，表明车辆已进入充电区域，充电控制单元控制第二短距离无线通讯模块与车端部分的第一短距离无线通讯模块建立连接。
第一短距离无线通讯模块和第二短距离无线通讯模块、第一无线网络模块和第二无线网络模块是实现车端部分和充电桩端部分之间通讯的两种方式。具体的实施例中的第一短距离无线通讯模块和第二短距离无线通讯模块都采用433MHz微功率通信模块；第一无线网络模块和第二无线网络模块都采用WiFi模块。
两微功率通信模块在停车就位时建立连接，两WiFi模块在停车就位后建立连接。
本实施例中的车端和充电桩端的微功率通信模块为433MHz无线通信单元，包括无线通信模块、天线模块、微处理器；WiFi模块包括无线通信模块、天线模块、微处理器。微功率通信模块和WIFI模块为现有技术，此处不再进行介绍。
其中的微功率通信模块还可以采用其他频段的，如315MHz、831MHz、868MHz等。
其中的电子标签信息包括车辆车牌号信息、短距离无线通信(433MHz)所需要的配置信息，该配置信息为使得充电桩与车端能够建立微功率通讯连接的信息。
其中的摄像头用于实时拍摄车辆顶部受电弓的位置信息，并发送给充电控制单元，充电控制单元通过微功率通信模块将车辆受电弓的位置信息发送给车载控制器。车载控制器根据接收的车辆位置信息，引导车辆停车就位；下面结合图2对具体的车辆就位过程进行以下具体介绍：
当车辆头部进入充电区域时，射频读卡器读取车辆中射频卡的车辆电子标签信息，并将该信息上送给充电控制单元，同时充电控制单元控制开启摄像头对车辆受电弓的实时位置进行连续拍照，对照片进行图像识别处理，同时充电控制单元打开微功率通讯功能，与车载控制单元建立微功率通讯连接。
如图3所示，充电控制单元将拍摄的车辆极板中心点位置(点1’、点2’、点3’、点4’)与充电控制单元中存储的充电弓四个极板中心点标准位置(点1、点2、点3、点4)实时发送给车载控制单元，车载控制单元通过车辆上的人机交互界面显示车辆极板中心点位置与充电弓四个极板中心点的位置偏差，引导操作人员进行车辆停车就位，充电控制单元根据调整后的位置偏差与设定标准偏差比较，若小于设定标准偏差，则识别出车辆就位完成。
上述实施例中的位置偏差，是通过人机交互界面显示出来的偏差，是检测车辆平行范围和上下范围与标注位置之间的偏差；当偏差在允许的设定范围内时，认为车辆进入受电弓允许的降弓位置，也即车辆就位完成，此时关闭摄像头连续拍摄功能。
在车辆停车就位完成后，第一，充电控制单元通知充电弓控制器，实现充电弓的降弓；第二，充电控制单元申请加入车载WiFi网络，与车载控制单元的WIFI模块建立连接，交互车辆动力电池的充电信息，并根据交互的充电信息(电池信息、充电电压、电流信息)，实现充电弓的降弓，开始进行充电。
上述交互的充电信息的获取是通过车载控制单元实时获取电池管理系统采集的电池信息、充电电压、电流信息。
上述建立WiFi连接的具体方式为：充电控制单元通过已经建立的微功率通讯连接，获取车辆的无线网络的验证信息，建立WiFi无线网络连接，即充电桩端加入车端的wifi网络中，进行相关充电信息的交互。作为其他实施方式，车端也可以加入充电桩端的wifi网络中，具体实现方式与上述方式相同。
作为其他实施方式，本实施例中的电子标签信息还可以包括无线网络的配置信息，即包括无线网络名称和密码；根据RFID读取的无线网络的配置信息，能够直接建立车端与充电桩端的无线网络通讯连接，无需借助微功率通讯即可实现无线网络的通讯连接。
为了避免充电弓与车辆电池型号不匹配的问题，还可以在建立WiFi网络连接之前加入进行验证的步骤：充电控制单元还通过微功率通信模块获取车载控制单元中的车辆VIN码，充电控制单元判断充电桩端判断存储的VIN码和车辆VIN码信息是否匹配，若能够查询到与之匹配的VIN码信息，则证明充电桩端与车端充电匹配，即充电控制单元和车载控制器建立WiFi连接，根据交互的信息，驱动充电弓的降落至合适位置，开始充电。
作为其他实施方式，上述的车辆VIN码也可以在wifi建立后，通过wifi网络传输车辆VIN码，核对车辆VIN码与充电桩端是否匹配，若匹配，则控制充电弓降弓。
另外，本发明中的车端部分还设置有与车载控制单元连接的变送器(未在图1中显示)，用于采集正负极板间的压力和温度信息，并上传给车载控制单元，车载控制单元将接收的正负极板的压力和温度信息，通过WiFi模块发送给充电控制单元，充电控制单元控制充电弓控制器进行充电弓的升降调整。
当然作为其他实施方式，变送器也可以安装在充电桩端，进行正负极板间的压力和温度信息的采集。
本发明中通过射频读卡器进行车辆是否充电的触发检测，其不仅能够实时进行车辆信息的获取，为后续两种通讯的建立提供了基础。建立的微功率通讯连接，具有高灵敏度和强抗干扰性，连接速率快，能够快速建立连接，实现少量的数据的实时、快速传输，保证了准确的定位。但是微功率通讯并不适合进行大量数据的传输，因此，在进行充电弓的控制时，需要及时切换至WiFi模块，建立WIFI连接，实现温度、压力、充电电压、电流信息的数据传输，实现自动控制充电弓的升降。
即本发明中采用“RFID+微功率通讯+WiFi”的复合通信手段，实现了车端与充电桩端之间的通信的自动连接，能够快速、准确的实现车辆受电弓和充电弓的一对一充电。
另外，本实施例中的的充电弓与受电弓的极板连接过程依次为：PE极板－﹥DC+、DC、－﹥CP。充电弓极板与受电弓极板断开过程依次为：CP极板－﹥DC+、DC、－﹥PE由下图可知，PE极板和CP极板在对角位置，CP+和CP-在对角位置，采用非对称柔性连接方案及传感器位姿校正控制方案实现充电弓运动机构的智能升降弓。
极板采用双轴结构形式，在停车就位后，可自动调整四个极板位置，实现与车载受电弓极板准确连接，自适应能力强，电极板采用“D”型结构设计，采用点阵式柔性电气连接方案，以弹簧触指作为载流导体，大大提高了接口的电气连接可靠性。
电动车充电控制方法实施例
本发明提供了一种电动车充电控制方法，包括如下步骤：
1)利用射频读卡器读取车辆电子标签信息，其中，电子标签信息包括车辆信息和短距离无线通讯的配置信息；
2)根据获取的短距离无线通讯的配置信息，建立车端与充电桩端的短距离无线通讯连接，将采集的受电弓的位置信息和充电弓的位置信息发送至车端，以使车辆完成停车就位；
3)在车辆停车就位完成后，通过建立车端与充电桩端的无线网络交互充电信息，开始进行充电。
上述电动车充电控制方法的具体实现过程已在电动车充电控制系统中详细介绍，此处不再赘述。
Claims (10)
1.一种电动车充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)利用射频读卡器读取车辆电子标签信息，其中，电子标签信息包括车辆信息和短距离无线通讯的配置信息；
2)根据获取的短距离无线通讯的配置信息，建立车端与充电桩端的短距离无线通讯连接，将采集的受电弓的位置信息和充电弓的位置信息发送至车端，以使车辆完成停车就位；
3)在车辆停车就位完成后，通过建立车端与充电桩端的无线网络交互充电信息，驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置，开始进行充电。
2.根据权利要求1所述的电动车充电控制方法，其特征在于，还包括在车辆停车就位完成后，通过短距离无线通讯获取车辆的VIN码，判断车辆VIN码与充电桩端存储的VIN码是否匹配，若车辆的VIN码与充电桩端存储的VIN码匹配，则驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置的步骤。
3.根据权利要求2所述的电动车充电控制方法，其特征在于，步骤1)中的电子标签信息还包括无线网络的配置信息；根据获取的无线网络的配置信息，建立车端与充电桩端的无线网络通讯连接。
4.根据权利要求2所述的电动车充电控制方法，其特征在于，步骤3)中的车端与充电桩端建立的无线网络连接为：通过已建立的短距离无线通讯连接，申请获取加入车辆的无线网络的验证信息，然后根据获得的验证信息加入车辆的无线网络。
5.根据权利要求4所述的电动车充电控制方法，其特征在于，所述无线网络为wifi网络。
6.一种电动车充电控制系统，其特征在于，包括车端和充电桩端，所述车端包括车载控制单元、第一短距离无线通讯模块、第一无线网络模块，所述车载控制单元分别连接第一短距离无线通讯模块和第一无线网络模块；所述充电桩端包括充电控制单元、第二短距离无线通讯模块、第二无线网络模块、射频读卡器和摄像头，所述充电控制单元分别连接第二短距离无线通讯模块、第二无线网络模块、射频读卡器和摄像头，车端与充电桩端通过第一短距离无线通讯模块和第二短距离无线通讯模块建立短距离通讯连接、车端与充电桩端通过第一无线网络模块和第二无线网络模块建立无线网络连接；所述车载控制单元与充电控制单元运行计算机程序，以实现如下方法：
1)利用射频读卡器读取车辆电子标签信息，其中，电子标签信息包括车辆信息和短距离无线通讯的配置信息；
2)根据获取的短距离无线通讯的配置信息，建立车端与充电桩端的短距离无线通讯连接，将采集的受电弓的位置信息和充电弓的位置信息发送至车端，以使车辆完成停车就位；
3)在车辆停车就位完成后，通过建立车端与充电桩端的无线网络交互充电信息，驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置，开始进行充电。
7.根据权利要求6所述的电动车充电控制系统，其特征在于，还包括在车辆停车就位完成后，通过短距离无线通讯获取车辆的VIN码，判断车辆VIN码与充电桩端存储的VIN码是否匹配，若车辆的VIN码与充电桩端存储的VIN码匹配，则驱动充电弓运动至与受电弓相适配的位置的步骤。
8.根据权利要求7所述的电动车充电控制系统，其特征在于，电子标签信息还包括无线网络的配置信息，根据获取的无线网络的配置信息，建立车端与充电桩端的无线网络通讯连接。
9.根据权利要求7所述的电动车充电控制系统，其特征在于，步骤3)中的车端与充电桩端建立的无线网络连接为：通过已建立的短距离无线通讯连接，申请获取加入车辆的无线网络的验证信息，然后根据获得的验证信息加入车辆的无线网络。
10.根据权利要求9所述的电动车充电控制系统，其特征在于，所述无线网络为wifi网络。
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