本發(fā)明涉及充電樁領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)車充電樁。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車進(jìn)入了千家萬戶。汽車在為人們帶來便利的同時(shí)也引出不少難題。首先，使用傳統(tǒng)能源的汽車尾氣排放過多，給城市帶來了大氣污染，極端情況下會(huì)造成pm2.5和pm5的霧霾天氣，其次，使用傳統(tǒng)能源的汽車帶來一定的噪聲問題，給附近城市居民帶來不小的困擾，再次，使用傳統(tǒng)能源的汽車由于自身結(jié)構(gòu)的問題，例如發(fā)動(dòng)機(jī)本身要占據(jù)一定空間，導(dǎo)致單個(gè)汽車體積較大，為城市的停車場帶來挑戰(zhàn)；以及還能造成能源耗盡以及城市擁堵問題。如何克服傳統(tǒng)能源汽車給城市帶來的各種危機(jī)，是城市管理者和汽車研發(fā)者探討的焦點(diǎn)。

新能源純電動(dòng)汽車作為傳統(tǒng)能源汽車的替代方案，越來越受到人們的關(guān)注，世界各國在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的競爭也愈演愈烈。目前，電動(dòng)車輛發(fā)展的瓶頸除了在于電動(dòng)車輛的一些技術(shù)難點(diǎn)，更重要的是缺乏便利的充電網(wǎng)絡(luò)和充電終端。在充電終端沒有廣泛布局在各個(gè)城市內(nèi)，以及充電終端本身充電效率低下的情況下，電動(dòng)汽車的用戶在駕駛時(shí)總是需要關(guān)注剩余電量，擔(dān)心出現(xiàn)電力耗盡而擱淺在道路上的尷尬情況發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了適應(yīng)電動(dòng)汽車的發(fā)展速度，在一些大中型城市，各家電力公司也對充電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一定的布局，在繁華地段或者經(jīng)過調(diào)研確定電動(dòng)汽車出現(xiàn)頻繁的地段，增加充電終端的數(shù)量，在一定程度上緩解了電動(dòng)汽車充電難的技術(shù)問題，同時(shí)，對于擁有私家車位的城市居民，政府也鼓勵(lì)他們在私家車位上建立自己的充電終端，從而保證自家電動(dòng)汽車在出發(fā)前電力充足。然而，上述方式無法從根本上解決電動(dòng)汽車充電難的問題，充電終端的分布和數(shù)量都無法滿足活躍在城市各個(gè)大中小道路上的電動(dòng) 汽車的迫切需求。

同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的充電終端需要占據(jù)新的公共資源，使得城市原本有限的公共空間更加捉襟見肘；而且，現(xiàn)有技術(shù)中的充電終端的結(jié)構(gòu)單一，功能簡單，例如缺乏充滿電后的自動(dòng)斷開功能，無法滿足電動(dòng)汽車用戶日益增長的多元化需求。

因此，需要一種具有新的分布模式的充電終端，能夠分布在城市的每一條道路上，由于充電終端數(shù)量眾多而城市公共空間非常有限，需要具有新的分布模式的充電終端能夠不過多占用城市公共空間，同時(shí)能夠完善自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高自身的充電效率，豐富自身的輔助功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)車充電樁，改造現(xiàn)有技術(shù)中的充電樁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高充電樁的充電效率，增加充電樁的充完電后的自動(dòng)斷開功能，增加導(dǎo)航信息的上傳功能以及增加充電樁充電狀態(tài)上傳功能，更為關(guān)鍵的是，將原本獨(dú)立分布在城市各個(gè)公共區(qū)間內(nèi)的充電樁設(shè)置在路燈裝置上，以城市路燈為硬件平臺(tái)，利用城市路燈分布均勻、數(shù)量眾多的特點(diǎn)，以迎合城市各個(gè)位置上的電動(dòng)汽車的充電需求，避免對原本有限的城市公共空間的占用。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電動(dòng)車充電樁，所述充電樁被設(shè)置在人行道附近，包括led路燈照明設(shè)備、電動(dòng)車充電設(shè)備和電動(dòng)車蓄電池狀態(tài)檢測設(shè)備，led路燈照明設(shè)備用于基于附近音量確定是否提供led燈管照明，電動(dòng)車充電設(shè)備用于為電動(dòng)車提供充電服務(wù)，電動(dòng)車蓄電池狀態(tài)檢測設(shè)備用于對充電中的電動(dòng)車進(jìn)行蓄電池狀態(tài)檢測以便于確定是否維持電動(dòng)車充電設(shè)備對電動(dòng)車的充電服務(wù)。

更具體地，在所述電動(dòng)車充電樁中，包括：第一電阻，一端與電動(dòng)車的蓄電池的充電正端連接；測量互感器，二次側(cè)負(fù)端與電動(dòng)車的蓄電池的充電負(fù)端連接，二次側(cè)正端與第一電阻的另一端連接；第二電阻，一端與測量互感器的一次側(cè)負(fù)端連接，另一端與測量互感器的一次側(cè)正端連接；第三電阻，一端與測量互感器的一次側(cè)正端連接；第四電阻，一端與第三電阻的另一端連接，另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接；運(yùn)算放大器，輸 入負(fù)端與第三電阻的另一端連接，輸入正端與測量互感器的一次側(cè)負(fù)端連接，輸入正端接入一個(gè)正的參考電壓；ad轉(zhuǎn)換器，輸入端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，輸出端即測量的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)；充電控制設(shè)備，與充電插座連接，用于切斷或恢復(fù)對充電插座的充電供應(yīng)；剩余充電時(shí)間檢測儀，與充電樁上正充電的電動(dòng)車的蓄電池連接，用于基于蓄電池的當(dāng)前電量確定充電樁將蓄電池充滿所需用的剩余充電時(shí)間；空閑狀態(tài)檢測儀，與充電樁的充電插座連接，用于確定充電樁是否處于空閑狀態(tài)，相應(yīng)地，發(fā)送空閑指示信號或占用指示信號；gps定位儀，設(shè)置在充電樁上，用于接收gps衛(wèi)星發(fā)送的、充電樁的gps位置；無線通信接口，設(shè)置在充電樁上，用于與遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器建立雙向無線通信鏈路；一體化結(jié)構(gòu)，包括led燈管、led驅(qū)動(dòng)設(shè)備、振動(dòng)傳感設(shè)備、充電插座、過壓保護(hù)設(shè)備、過流保護(hù)設(shè)備、計(jì)量收費(fèi)設(shè)備、路燈狀態(tài)檢測設(shè)備、市電輸入接口、整流設(shè)備、穩(wěn)壓設(shè)備、變壓設(shè)備和嵌入式處理設(shè)備；市電輸入接口用于接入220v市政交流電；整流設(shè)備與市電輸入接口連接，用于將220v市政交流電整流為直流電；穩(wěn)壓設(shè)備與整流設(shè)備連接，用于對直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理；變壓設(shè)備與穩(wěn)壓設(shè)備連接，用于對穩(wěn)壓后的直流電進(jìn)行變壓處理以獲得led燈管所需要的工作電壓；充電插座與變壓設(shè)備連接，用于與電動(dòng)車的充電插頭連接，對電動(dòng)車的電池進(jìn)行充電；過壓保護(hù)設(shè)備與充電插座連接，用于為充電插座的充電電壓提供過壓保護(hù)；過流保護(hù)設(shè)備與充電插座連接，用于為充電插座的充電電流提供過流保護(hù)；計(jì)量收費(fèi)設(shè)備與充電插座連接，用于基于充電插座的充電電量確定向電動(dòng)車用戶請求的充電費(fèi)用；振動(dòng)傳感設(shè)備用于檢測附近的音量大小，以確定是否向led驅(qū)動(dòng)設(shè)備發(fā)送打開控制信號或關(guān)閉控制信號；led驅(qū)動(dòng)設(shè)備與振動(dòng)傳感設(shè)備和led燈管分別連接，用于向led燈管發(fā)送打開控制信號或關(guān)閉控制信號以控制led燈管的打開或關(guān)閉；嵌入式處理設(shè)備與ad轉(zhuǎn)換器的輸出端和充電控制設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)大于等于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，控制充電控制設(shè)備以切斷對充電插座的充電供應(yīng)；其中，嵌入式處理設(shè)備還與剩余充電時(shí)間檢測儀、空閑狀態(tài)檢測儀、gps定位儀和無線通信接口分別連接，將充電樁的gps位置無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器，還將空閑指示信號或占用指示信號無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器，以及在無 線發(fā)送占用指示信號時(shí)將蓄電池充滿所需用的剩余充電時(shí)間無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器。

更具體地，在所述電動(dòng)車充電樁中，所述充電樁還包括：不銹鋼柜體，用于容納充電樁的各個(gè)電子設(shè)備。

更具體地，在所述電動(dòng)車充電樁中：無線通信接口為移動(dòng)通信接口。

更具體地，在所述電動(dòng)車充電樁中：gps定位儀和無線通信接口被集成在一塊集成電路板上。

更具體地，在所述電動(dòng)車充電樁中：采用北斗星導(dǎo)航儀替換gps定位儀。

附圖說明

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的電動(dòng)車充電樁的結(jié)構(gòu)方框圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的電動(dòng)車充電樁的無線通信接口的結(jié)構(gòu)方框圖。

附圖標(biāo)記：1led路燈照明設(shè)備；2電動(dòng)車充電設(shè)備；3電動(dòng)車蓄電池狀態(tài)檢測設(shè)備；4無線接收單元；5無線發(fā)送單元

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖對本發(fā)明的電動(dòng)車充電樁的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

當(dāng)前，充電樁其功能類似于加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑(公共樓宇、商場、公共停車場等)和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動(dòng)汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動(dòng)汽車充電。充電樁一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時(shí)間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)。

充電樁的技術(shù)實(shí)現(xiàn)如下：充電樁中充電器通過把帶電線的插頭插入電動(dòng)汽車上配套的插座中，電能就輸入蓄電池對其充電。充電器設(shè)置了一個(gè) 鎖止杠桿以利于插入和取出插頭，同時(shí)杠桿還能提供一個(gè)確定已經(jīng)鎖緊的信號以確保安全。根據(jù)充電器和車上電池管理系統(tǒng)相互之間的通訊，功率轉(zhuǎn)換器能在線調(diào)節(jié)充電功率，而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費(fèi)用。

然而，一方面，現(xiàn)有技術(shù)中的充電樁結(jié)構(gòu)單一、功能簡單，導(dǎo)致充電效率不高，無法實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)汽車充完電后自動(dòng)斷開的功能；另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中的充電樁都是獨(dú)立設(shè)置在城市公共空間內(nèi)，一個(gè)充電樁就占據(jù)一個(gè)固定的城市公共空間，這個(gè)被占用的城市公共空間只能用于對電動(dòng)汽車充電，而再也不能有其他公共服務(wù)功能，導(dǎo)致城市公共空間越來越少。

為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種電動(dòng)車充電樁，優(yōu)化原有的充電樁的結(jié)構(gòu)，增加功能設(shè)備，提高充電效率，尤其關(guān)鍵的是，采用城市內(nèi)分布均勻、數(shù)量眾多的路燈作為充電樁的硬件平臺(tái)，解決了城市公共空間有限的技術(shù)問題。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的電動(dòng)車充電樁的結(jié)構(gòu)方框圖，所述充電樁被設(shè)置在人行道附近，包括led路燈照明設(shè)備、電動(dòng)車充電設(shè)備和電動(dòng)車蓄電池狀態(tài)檢測設(shè)備，led路燈照明設(shè)備用于基于附近音量確定是否提供led燈管照明，電動(dòng)車充電設(shè)備用于為電動(dòng)車提供充電服務(wù)，電動(dòng)車蓄電池狀態(tài)檢測設(shè)備用于對充電中的電動(dòng)車進(jìn)行蓄電池狀態(tài)檢測以便于確定是否維持電動(dòng)車充電設(shè)備對電動(dòng)車的充電服務(wù)。

接著，繼續(xù)對本發(fā)明的電動(dòng)車充電樁的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

所述充電樁包括：第一電阻，一端與電動(dòng)車的蓄電池的充電正端連接；測量互感器，二次側(cè)負(fù)端與電動(dòng)車的蓄電池的充電負(fù)端連接，二次側(cè)正端與第一電阻的另一端連接；第二電阻，一端與測量互感器的一次側(cè)負(fù)端連接，另一端與測量互感器的一次側(cè)正端連接；第三電阻，一端與測量互感器的一次側(cè)正端連接；第四電阻，一端與第三電阻的另一端連接，另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接。

所述充電樁包括：運(yùn)算放大器，輸入負(fù)端與第三電阻的另一端連接，輸入正端與測量互感器的一次側(cè)負(fù)端連接，輸入正端接入一個(gè)正的參考電壓；ad轉(zhuǎn)換器，輸入端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，輸出端即測量的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)。

所述充電樁包括：充電控制設(shè)備，與充電插座連接，用于切斷或恢復(fù)對充電插座的充電供應(yīng)；剩余充電時(shí)間檢測儀，與充電樁上正充電的電動(dòng)車的蓄電池連接，用于基于蓄電池的當(dāng)前電量確定充電樁將蓄電池充滿所需用的剩余充電時(shí)間；空閑狀態(tài)檢測儀，與充電樁的充電插座連接，用于確定充電樁是否處于空閑狀態(tài)，相應(yīng)地，發(fā)送空閑指示信號或占用指示信號。

所述充電樁包括：gps定位儀，設(shè)置在充電樁上，用于接收gps衛(wèi)星發(fā)送的、充電樁的gps位置；無線通信接口，設(shè)置在充電樁上，用于與遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器建立雙向無線通信鏈路。

所述充電樁包括：一體化結(jié)構(gòu)，包括led燈管、led驅(qū)動(dòng)設(shè)備、振動(dòng)傳感設(shè)備、充電插座、過壓保護(hù)設(shè)備、過流保護(hù)設(shè)備、計(jì)量收費(fèi)設(shè)備、路燈狀態(tài)檢測設(shè)備、市電輸入接口、整流設(shè)備、穩(wěn)壓設(shè)備、變壓設(shè)備和嵌入式處理設(shè)備。

市電輸入接口用于接入220v市政交流電；整流設(shè)備與市電輸入接口連接，用于將220v市政交流電整流為直流電；穩(wěn)壓設(shè)備與整流設(shè)備連接，用于對直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理；變壓設(shè)備與穩(wěn)壓設(shè)備連接，用于對穩(wěn)壓后的直流電進(jìn)行變壓處理以獲得led燈管所需要的工作電壓。

充電插座與變壓設(shè)備連接，用于與電動(dòng)車的充電插頭連接，對電動(dòng)車的電池進(jìn)行充電；過壓保護(hù)設(shè)備與充電插座連接，用于為充電插座的充電電壓提供過壓保護(hù)；過流保護(hù)設(shè)備與充電插座連接，用于為充電插座的充電電流提供過流保護(hù)。

計(jì)量收費(fèi)設(shè)備與充電插座連接，用于基于充電插座的充電電量確定向電動(dòng)車用戶請求的充電費(fèi)用；振動(dòng)傳感設(shè)備用于檢測附近的音量大小，以確定是否向led驅(qū)動(dòng)設(shè)備發(fā)送打開控制信號或關(guān)閉控制信號；led驅(qū)動(dòng)設(shè)備與振動(dòng)傳感設(shè)備和led燈管分別連接，用于向led燈管發(fā)送打開控制信號或關(guān)閉控制信號以控制led燈管的打開或關(guān)閉。

嵌入式處理設(shè)備與ad轉(zhuǎn)換器的輸出端和充電控制設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到的實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)大于等于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，控制充電控制設(shè)備以切斷對充電插座的充電供應(yīng)。

其中，嵌入式處理設(shè)備還與剩余充電時(shí)間檢測儀、空閑狀態(tài)檢測儀、 gps定位儀和無線通信接口分別連接，將充電樁的gps位置無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器，還將空閑指示信號或占用指示信號無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器，以及在無線發(fā)送占用指示信號時(shí)將蓄電池充滿所需用的剩余充電時(shí)間無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的充電樁管理服務(wù)器。

如圖2所示，無線通信接口的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)如下：無線通信接口包括無線接收單元和無線發(fā)送單元，其中，無線接收單元用于完成無線數(shù)據(jù)的接收，無線發(fā)送單元用于完成無線數(shù)據(jù)的發(fā)送。

可選地，所述充電樁還包括：不銹鋼柜體，用于容納充電樁的各個(gè)電子設(shè)備；無線通信接口為移動(dòng)通信接口；gps定位儀和無線通信接口被集成在一塊集成電路板上；以及可以采用北斗星導(dǎo)航儀替換gps定位儀。

另外，充電樁的種類劃分如下：

(1)按安裝方式分，可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁，落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車位，掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車位；

(2)按安裝地點(diǎn)分，可分為公共充電樁和專用充電樁，公共充電樁是建設(shè)在公共停車場(庫)結(jié)合停車泊位，為社會(huì)車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁，專用充電樁是建設(shè)單位(企業(yè))自有停車場(庫)，為單位(企業(yè))內(nèi)部人員使用的充電樁，自用充電樁是建設(shè)在個(gè)人自有車位(庫)，為私人用戶提供充電的充電樁，充電樁一般結(jié)合停車場(庫)的停車位建設(shè)，安裝在戶外的充電樁防護(hù)等級不應(yīng)低于ip54。安裝在戶內(nèi)的充電樁防護(hù)等級不應(yīng)低于ip32；

(3)按充電接口數(shù)分，可分為一樁一充和一樁多充；

(4)按充電方式分，可分為直流充電樁(栓)，交流充電樁(栓)和交直流一體充電樁(栓)。

采用本發(fā)明的電動(dòng)車充電樁，針對現(xiàn)有技術(shù)無法解決的充電樁的過多占用城市空間以及結(jié)構(gòu)老化、充電效率不高的技術(shù)問題，通過將充電樁設(shè)置在城市路燈的硬件平臺(tái)上，從而盡可能少地占用城市空間，同時(shí)借助城市路燈分布廣泛、數(shù)量眾多的特點(diǎn)，滿足各條道路上的電動(dòng)汽車的充電需求，另外，還改造了現(xiàn)有的充電樁的結(jié)構(gòu)，增加多個(gè)充電輔助功能，提高充電效率和充電的自動(dòng)化水平。

可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。