交流費控充電槍的充電控制方法、電路及充電槍與流程

本發明涉及充電槍技術領域，尤其涉及一種交流費控充電槍的充電控制方法、電路及充電槍。

背景技術：

石油作為不可再生資源，隨著人們對石油的需求越來越多，石油資源枯竭問題越來越嚴峻的擺在人們面前，為了緩解能源問題帶來的影響，人們發明了電動汽車，它依賴于電力驅動車輛前進，無排放、無污染。電動汽車的關鍵技術就是電池技術，由于電池的儲能有限，對于電動汽車來說，對電池進行充電是一個常見的關鍵的技術問題。

在現有技術中，一般是采用充電樁進行充電，充電樁有用戶或政府在特定地域設置，通過計費系統對充電進行結賬收費，充電樁普遍存在著如下問題：

一是必須有專用充電設備，占用面積較大，操作比較復雜，特別是安裝時，需要專門的工作人員進行；

二是計費系統比較復雜，需要采用投幣或購買充電卡的方式充值買電；

三是成本高，安裝一個充電樁需要投入較高的成本，而且還需要采取專門的保護措施，防止被人損壞；

四是充電樁工作參數的設定一般由充電樁管理人員設定，用戶無法根據自己的需求進行參數設定，對于用戶來說，達不到最優化的使用效果。

因此，本領域專業技術人員迫切需要解決的一個技術問題就是：如何能夠創新地提出一種有效措施，創造性的發明一種交流費控充電槍，以解決上述問題。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明公開了一種交流費控充電槍，以滿足家庭或個人用戶對電動汽車充電的需求。

根據本發明實施例的一個方面，提供的一種交流費控充電槍的充電控制方法，包括：

將充電槍連接充電汽車的充電口，并連接充電槍與充電電源；

智能終端設備打開充電管理app，使用圖形碼掃描功能掃描充電槍尾部的圖形碼，識別充電槍的圖形碼信息，并建立智能終端設備與充電槍的映射；

智能終端設備將充電槍信息發送至遠端服務器，遠端服務器檢查該充電槍對應用戶賬戶的狀態；

如果充電槍對應用戶賬戶正常，則遠端服務器將充電槍與智能終端用戶的身份進行綁定，并將遠端服務器的確認信息發送至充電槍和智能終端設備的充電管理app；

用戶通過智能終端設備的充電管理app選擇充電模式，并將選擇請求發送至遠端服務器，遠端服務器確認后，向充電槍發送用戶的賬戶余額信息；

充電槍接收到遠端服務器發送的充電指令和用戶余額信息，開啟充電控制鎖，開始向電動汽車充電；

充電槍主控制器在設定時間閾值內讀取用電計量器的充電數據，并扣減用戶余額，充電槍顯示屏實時顯示充電數據和費用情況；

充電結束，充電控制鎖關閉，充電槍將本次充電數據發送至遠端服務器，遠端服務器更新當前用戶賬戶信息。

基于上述交流費控充電槍的充電控制方法的另一個實施例中，所述充電電源包括：家用市電電源、充電樁電源，所述充電電源為交流電源，電壓為220v。

根據本發明實施例的另一個方面，提供的一種交流費控充電槍的充電控制電路，包括：充電電路、充電保護電路、遠端服務器；

所述充電電路與所述充電保護電路、電源連接，所述充電電路用于將電源提供的電能在充電保護電路的保護下輸出至電動汽車，所述充電電路具有與電源適配的電源輸入接口和與電動汽車適配的電源輸出接口，并具有充電參數檢測和通訊功能；

所述充電保護電路為充電電路提供保護措施，當充電保護電路檢測到充電電路的電氣參數超過設定的范圍時，所述充電保護電路開啟保護；

所述充電電路與遠端服務器通訊。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述充電電路包括：充電開關、線路誤接監控系統、雙刀繼電器、用電計量器、主控制器、溫度傳感器、led指示燈、led顯示屏、無線通訊模塊、電子鎖扣；

所述充電開關設置在充電槍殼體上側，與所述電源線連接，當充電槍插頭檢測充電電流電壓參數正常后，按下充電開關，充電槍系統供電，led指示燈亮；

所述主控制器與所述線路誤接監控系統、雙刀繼電器、用電計量器、led指示燈、led顯示屏、無線通訊模塊、溫度傳感器、電子鎖扣連接；

所述線路誤接監控系統連接在電源線上，用于對電源線的正極、負極接續進行監控，當電源線的正極、負極接續錯誤時，線路誤接監控系統向主控制器發出告警信號，并在led顯示屏上顯示告警信息；

所述雙刀繼電器在主控制器的指令控制下進行通斷操作，當主控制器接收到告警信號時，根據告警信號類別，向雙刀繼電器發送控制指令，控制雙刀繼電器的通斷；

所述用電計量器檢測充電電量，并將充電電量發送至主控制器，在led顯示屏顯示當前用電電量情況；

所述溫度傳感器實時檢測充電槍頭的工作溫度，并將溫度參數發送至主控制器，led顯示屏顯示當前檢測的溫度值，在溫度超過設定溫度閾值時，主控制器提供告警信息，并根據溫度狀況，斷開雙刀繼電器；

所述led指示燈在充電開關按下時點亮，在進行充電時循環閃亮，當發生故障、充電完畢時，根據常亮顏色進行區別，用于監控充電控制電路是否有電源供應、充電狀態、故障狀態和充電電池飽和狀態；

所述led顯示屏顯示主控制器發送的需要顯示的當前電壓電流信息、告警信息、電路溫度信息、用電電量信息、通訊狀態信息；

所述無線通訊模塊用于與遠端服務器通訊，所述遠端服務器通過無線通訊方式與主控制器連接，用于設定主控制器的工作參數、設定溫度閾值、電流電壓閾值、充電計費、遠程檢測充電槍工作參數是否正常、遠程維護充電槍工作性能；

所述電子鎖扣在主控制器的控制下實現對充電槍的電子鎖進行開啟和關閉，當電子鎖進行開啟時，充電槍不放電，當電子鎖進行關閉時，充電槍放電。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述led指示燈在充電槍進行充電操作時，跑馬燈式閃亮綠燈，在設定的電流閾值內，跑馬燈閃亮頻率隨充電電流的增大而加快，當充電槍通電而無電流輸出時，led指示燈全部常亮綠燈，當充電槍向設備充電完畢后，led指示燈全部常亮綠燈，當充電控制電路發生故障時，led指示燈全部常亮紅燈。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述用電計量器包括計費模塊和扣費模塊，所述計費模塊用于記錄本次充電消耗的電量和費用，所述扣費模塊用于記錄扣除本次充電消耗的費用后，剩余的費用，所述計費模塊和扣費模塊的參數通過led顯示屏實時顯示。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述溫度傳感器對充電槍頭的溫度進行持續監測，，并將充電槍頭溫度發送至主控制器，在充電過程中充電槍頭溫度超過設定溫度閾值時，所述主控制器發出強制關斷雙刀繼電器指令，強制停止充電并將led指示燈點亮，所述主控制器通過無線通訊模塊將故障信息發送至遠端服務器。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述用電計量器通過無線通訊模塊與遠端服務器通訊，遠端服務器通過無線通訊模塊實時更新用電計量器顯示的費用情況。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述用電計量器根據現有余額控制充電輸出，當用戶余額不足時，用電計量器向主控制器發出余額不足告警，并在led顯示屏顯示，當用電計量器監控余額用盡時，向主控制器發出余額用盡指令，主控制器斷開充電槍充電。

基于上述交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例中，所述充電保護電路包括：漏電保護單元、電涌保護單元、斷路器、數據采集單元和主控單元；

所述數據采集單元與所述主控單元連接，所述數據采集單元實時采集三腳插頭輸入的電流電壓參數，并將采集的電流電壓數據發送至主控單元，用于與主控單元設定的電流電壓參數閾值比較，判斷是否發生漏電或電涌；

所述漏電保護單元對電源線路進行漏電保護，防止電路中元器件被瞬間的過壓過流擊穿；

所述電涌保護單元包括mos管、分壓網絡和保護電容，通過分壓網絡和保護電容的充電放電，使mos管的源極電壓緩慢上升和下降，實現對充電電路的軟啟動，防止浪涌電流和浪涌電壓對電路元器件的破壞；

所述主控單元實時監控數據采集單元采集的輸入電壓電流參數，并對電路過壓過流故障時，向斷路器發出斷路指令；

所述斷路器在所述主控單元的指令控制下進行斷路和閉路工作。

根據本發明實施例的另一個方面，提供的一種交流費控充電槍，包括：充電槍頭、充電槍頭蓋、充電槍殼體、緊急按鈕、充電控制電路；

所述充電槍頭與所述充電槍殼體組成充電槍的主體結構，所述充電槍頭與所述電動汽車的充電接頭適配，所述充電槍殼體為腔體式結構，所述充電控制電路設置在所述充電槍殼體的腔體內，所述充電控制電路與所述充電槍頭連接，所述充電槍頭蓋設置在所述充電槍頭上，所述緊急按鈕設置在充電槍殼體上側，所述緊急按鈕與所述充電控制電路連接，用于在發生緊急情況時，強制性停止充電槍充電。

與現有技術相比，本發明包括以下優點：

本發明提出的一種交流費控充電槍的充電控制方法、電路及充電槍，具有用電計量、過壓保護、電涌保護、斷電控制、溫度監控、通訊傳輸、接線錯誤監控功能，使充電槍安全可靠耐用，本發明的充電槍不需要專業人員調試，直接插電即可對電動車進行充電，同時，本發明的計費方式通過服務器和本地充電槍相結合的方式進行，使扣費方式更加科學，led顯示屏能實時顯示當前充電參數和充電槍工作參數，led指示燈能提醒當前充電狀態，本發明結構簡單，使用方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所使用的附圖做一簡單地介紹。

圖1是本發明的一種交流費控充電槍的一個實施例的結構示意圖。

圖2是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制電路的一個實施例的結構示意圖。

圖3是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例的結構示意圖。

圖4是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制電路的又一個實施例的結構示意圖。

圖5是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制方法的一個實施例的流程圖。

圖中：1充電槍頭、2充電槍頭蓋、3充電槍殼體、4緊急按鈕、5充電控制電路、51充電電路、510充電開關、511線路誤接監控系統、512雙刀繼電器、513用電計量器、514主控制器、515溫度傳感器、716led指示燈、517led顯示屏、518無線通訊模塊、519電子鎖扣、52充電保護電路、521漏電保護單元、522電涌保護單元、523斷路器、524數據采集單元、525主控單元、53遠端服務器。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1是本發明的一種交流費控充電槍的一個實施例的結構示意圖，如圖1所示，所述交流費控充電槍包括：充電槍頭1、充電槍頭蓋2、充電槍殼體3、緊急按鈕4、充電控制電路5；

所述充電槍頭1與所述充電槍殼體3組成充電槍的主體結構，所述充電槍頭1與所述電動汽車的充電接頭適配，所述充電槍殼體3為腔體式結構，所述充電控制電路5設置在所述充電槍殼體3的腔體內，所述充電控制電路5與所述充電槍頭1連接，所述充電槍頭蓋2設置在所述充電槍頭1上，所述緊急按鈕4設置在充電槍殼體3上側，所述緊急按鈕4與所述充電控制電路5連接，用于在發生緊急情況時，強制性停止充電槍充電。

圖2是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制電路的一個實施例的結構示意圖，如圖2所示，所述交流費控充電槍的充電控制電路包括：充電電路51、充電保護電路52、遠端服務器53；

所述充電電路51與所述充電保護電路52、電源連接，所述充電電路51用于將電源提供的電能在充電保護電路52的保護下輸出至電動汽車，所述充電電路51具有與電源適配的電源輸入接口和與電動汽車適配的電源輸出接口，并具有充電參數檢測和通訊功能；

所述充電保護電路52為充電電路51提供保護措施，當充電保護電路52檢測到充電電路的電氣參數超過設定的范圍時，所述充電保護電路52開啟保護；

所述充電電路51與遠端服務器53通訊。

圖3是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制電路的另一個實施例的結構示意圖，如圖3所示，所述充電電路51包括：充電開關510、線路誤接監控系統511、雙刀繼電器512、用電計量器513、主控制器514、溫度傳感器515、led指示燈516、led顯示屏517、無線通訊模塊518、電子鎖扣519；

所述充電開關510設置在充電槍殼體3上側，與所述電源線連接，當充電槍插頭檢測充電電流電壓參數正常后，按下充電開關510，充電槍系統供電，led指示燈516亮；

所述主控制器514與所述線路誤接監控系統511、雙刀繼電器512、用電計量器513、led指示燈516、led顯示屏517、無線通訊模塊518、溫度傳感器515、電子鎖扣519連接；

所述線路誤接監控系統511連接在電源線上，用于對電源線的正極、負極接續進行監控，當電源線的正極、負極接續錯誤時，線路誤接監控系統511向主控制器514發出告警信號，并在led顯示屏517上顯示告警信息；

所述雙刀繼電器512在主控制器514的指令控制下進行通斷操作，當主控制器514接收到告警信號時，根據告警信號類別，向雙刀繼電器512發送控制指令，控制雙刀繼電器512的通斷；

所述用電計量器513檢測充電電量，并將充電電量發送至主控制器514，在led顯示屏517顯示當前用電電量情況；

所述溫度傳感器515實時檢測充電槍頭1的工作溫度，并將溫度參數發送至主控制器514，led顯示屏517顯示當前檢測的溫度值，在溫度超過設定溫度閾值時，主控制器514提供告警信息，并根據溫度狀況，斷開雙刀繼電器512；

所述led指示燈516在充電開關510按下時點亮，在進行充電時循環閃亮，當發生故障、充電完畢時，根據常亮顏色進行區別，用于監控充電控制電路是否有電源供應、充電狀態、故障狀態和充電電池飽和狀態；

所述led顯示屏517顯示主控制器514發送的需要顯示的當前電壓電流信息、告警信息、電路溫度信息、用電電量信息、通訊狀態信息；

所述無線通訊模塊518用于與遠端服務器53通訊，所述遠端服務器53通過無線通訊方式與主控制器514連接，用于設定主控制器514的工作參數、設定溫度閾值、電流電壓閾值、充電計費、遠程檢測充電槍工作參數是否正常、遠程維護充電槍工作性能；

所述電子鎖扣519在主控制器514的控制下實現對充電槍的電子鎖進行開啟和關閉，當電子鎖進行開啟時，充電槍不放電，當電子鎖進行關閉時，充電槍放電。

所述無線通訊模塊518包括：藍牙通訊、wifi通訊、zigbee通訊、3g/4g通訊。

所述led指示燈516在充電槍進行充電操作時，跑馬燈式閃亮綠燈，在設定的電流閾值內，跑馬燈閃亮頻率隨充電電流的增大而加快，當充電槍通電而無電流輸出時，led指示燈516全部常亮綠燈，當充電槍向設備充電完畢后，led指示燈516全部常亮綠燈，當充電控制電路51發生故障時，led指示燈516全部常亮紅燈。

所述用電計量器513包括計費模塊和扣費模塊，所述計費模塊用于記錄本次充電消耗的電量和費用，所述扣費模塊用于記錄扣除本次充電消耗的費用后，剩余的費用，所述計費模塊和扣費模塊的參數通過led顯示屏517實時顯示。

所述溫度傳感器515對充電槍頭1的溫度進行持續監測，并將充電槍頭1溫度發送至主控制器514，在充電過程中充電槍頭1溫度超過設定溫度閾值時，所述主控制器514發出強制關斷雙刀繼電器511指令，強制停止充電并將led指示燈516點亮，所述主控制器514通過無線通訊模塊518將故障信息發送至遠端服務器53。

所述用電計量器513通過無線通訊模塊518與遠端服務器53通訊，遠端服務器53通過無線通訊模塊518實時更新用電計量器513顯示的費用情況。

所述用電計量器513根據現有余額控制充電輸出，當用戶余額不足時，用電計量器513向主控制器514發出余額不足告警，并在led顯示屏517顯示，當用電計量器513監控余額用盡時，向主控制器514發出余額用盡指令，主控制器514斷開充電槍充電。

圖4是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制電路的又一個實施例的結構示意圖，如圖4所示，所述充電保護電路52包括：漏電保護單元521、電涌保護單元522、斷路器523、數據采集單元524和主控單元525；

所述數據采集單元524與所述主控單元525連接，所述數據采集單元524實時采集三腳插頭輸入的電流電壓參數，并將采集的電流電壓數據發送至主控單元525，用于與主控單元525設定的電流電壓參數閾值比較，判斷是否發生漏電或電涌；

所述漏電保護單元521對電源線路進行漏電保護，防止電路中元器件被瞬間的過壓過流擊穿；

所述電涌保護單元522包括mos管、分壓網絡和保護電容，通過分壓網絡和保護電容的充電放電，使mos管的源極電壓緩慢上升和下降，實現對充電電路的軟啟動，防止浪涌電流和浪涌電壓對電路元器件的破壞；

所述主控單元525實時監控數據采集單元524采集的輸入電壓電流參數，并對電路過壓過流故障時，向斷路器523發出斷路指令；

所述斷路器523在所述主控單元525的指令控制下進行斷路和閉路工作。

圖5是本發明的一種交流費控充電槍的充電控制方法的一個實施例的流程圖，如圖5所示，所述交流費控充電槍的充電控制方法包括：

10，將充電槍連接充電汽車的充電口，并連接充電槍與充電電源；

20，智能終端設備打開充電管理app，使用圖形碼掃描功能掃描充電槍尾部的圖形碼，識別充電槍的圖形碼信息，并建立智能終端設備與充電槍的映射；

30，智能終端設備將充電槍信息發送至遠端服務器53，遠端服務器53檢查該充電槍對應用戶賬戶的狀態；

40，如果充電槍對應用戶賬戶正常，則遠端服務器53將充電槍與智能終端用戶的身份進行綁定，并將遠端服務器的確認信息發送至充電槍和智能終端設備的充電管理app；

50，用戶通過智能終端設備的充電管理app選擇充電模式，并將選擇請求發送至遠端服務器53，遠端服務器53確認后，向充電槍發送用戶的賬戶余額信息；

60，充電槍接收到遠端服務器53發送的充電指令和用戶余額信息，開啟充電控制鎖，開始向電動汽車充電；

70，充電槍主控制器514在設定時間閾值內讀取用電計量器513的充電數據，并扣減用戶余額，充電槍顯示屏實時顯示充電數據和費用情況；

80，充電結束，充電控制鎖關閉，充電槍將本次充電數據發送至遠端服務器53，遠端服務器53更新當前用戶賬戶信息。

所述充電電源包括：家用市電電源、充電樁電源，所述充電電源為交流電源，電壓為220v。所述圖形碼包括：條形碼、二維碼。所述智能終端設備包括：智能手機、平板電腦、智能穿戴設備。

以上對本發明所提供的一種交流費控充電槍的充電管理方法、電路及充電槍進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。

最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換,凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。