[发明专利]一种基于物联网的交直流通用充电桩的充电方法及系统

权利要求书

1.一种基于物联网的交直流通用充电桩的充电方法，其特征在于，所述充电桩包括：交直流通用充电插座，设置在充电桩上，用于与充电设备插接连接，实现充电桩与充电设备的联通，其中，所述充电桩的插头包括9根插针，通过电缆与充电桩内部的相应线路或单元连接，插座设置在需要利用充电桩充电的充电设备上，所述的插头包括充电模块、充电方式识别模块和信息检测与监控模块，所述的插头中的插针包括第一插针DC+/L，第二插针DC-/N，第三插针PE，第四插针A+，第五插针A-，所述的充电模块包括第一插针DC+/L、第二插针DC-/N、第三插针PE；所述的第四插针A+、第五插针A-组成充电桩的充电方式识别模块，所述的信息检测与监控模块用插头内的其他插针进行实现，所述的信息检测与监控模块包括第六插针CC1、第七插针CC2、第八插针S+、第九插针S-，所述的充电模块、充电方式识别模块和信息检测与充电桩管理模块进行电连接，在插座内设置有与插针对应数量和位置的插孔，所述插座设置在交流充电电动设备上时，插座内与充电方式识别模块对应的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为断路；所述插座设置在直流充电电动设备上时，插座内的第四插孔、第五插孔对应连接的电缆线连接部为通路；

辅助电源模块：在执行充电程序之前对充电设备供电，用于控制充电桩向充电设备输出适合的电压，完成充电前的信息检测及确认；

检测模块：包括开关装置、电压互感器、电流互感器、断路器、温度传感器和烟感传感器、交直流组合充电接口识别模块以及充电设备状态获取模块，所述检测模块，与充电桩相连接，用于测量所述充电桩的充电数据、充电设备的状态数据，并且能够将所获取的充电接口识别信息、充电设备的状态数据、充电数据发送至所述充电桩管理模块；

通信模块：用于充电桩与服务器握手连接，并且建立充电桩与充电设备的通信连接；

充电桩管理模块：内置充电控制芯片，接收检测模块发送的检测信息，对充电桩的运行状态和环境进行实时监测和管理，并向执行模块发出充断电信息；

执行模块，包括充断电控制器，根据充电桩管理模块的充断电信息，进行充断电控制；

充电结算模块，在充电开始时，执行模块向充电桩管理模块发出计费请求，充电断开后，执行模块向充电桩管理模块发出结算请求，充电桩管理模块根据收到的计费请求和结算请求的时间信息以及电价信息得出消费信息；其充电方法包括如下的步骤：

ST1：充电桩与充电设备进行连接确认；

其中，在ST1中，包括如下的步骤：

ST10：充电设备的插座与充电桩上的插头插接连接；

ST11：判断充电装上辅助充电电源模块指示灯是否亮起；若是，进入ST12；若否，则进入ST1b；

ST12：辅助充电电源模块上电开始，通过CAN总线向充电设备发送辅助充电电流，使充电桩与充电设备进入联通状态；

ST13：充电桩管理模块控制所述辅助电源输出第一辅助电压V₁，并检测此时的辅助输出电流I₁；

ST14：充电桩管理模块检测充电设备的管理模块是否正常工作；若是，则进入ST17；若否，则进入ST15；

ST15：充电桩管理模块控制所述辅助电源的输出电压值逐步提升,直至所述辅助电源的输出电流达到I₂，I₂为辅助电源的输出电流的极限值，获得第二辅助电压V₂；

ST16：判断是否V₂－V₁≥A，A为预设的一个正数；若是，则进入ST19；若否，则进入ST18；

ST17：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第一辅助电压V₁，进入ST1a；

ST18：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出V₁+A的电压，进入ST1a；

ST19：所述充电桩管理模块控制所述辅助电源保持输出第二辅助电压V₂，进入ST1a；

ST1a：充电设备与充电桩上的插座插接连接确认，进入ST2；

ST1b：充电设备与充电桩上的插座连接异常，充电桩上给出重新连接的提示信息；

ST2：充电桩与服务器建立通信连接，并获得充电设备的充电连接信息及配置信息；

在ST2中，包括如下的步骤：

ST20：充电桩与服务器握手确认；

ST21：用户登录充电设备账户信息；

ST22：充电桩管理模块获取充电设备的账户信息并生成切换长连接请求；

ST23：充电桩管理模块利用http协议封装所述充电设备的账户信息和切换长连接请求，得到http请求，向服务器发送所述http请求；

ST24：充电桩管理模块根据服务器返回的http响应，利用http协议解封装所述http响应，得到充电连接信息和充电配置信息；

ST25：进入ST3；

ST3：充电桩及充电设备启动充电程序前的故障检测；

在ST3中，包括如下的步骤：

ST30：开启检测模块的开关装置，启动充电桩远程检测系统；

ST31：充电桩管理模块获取充电桩的状态信息，并判断充电桩是否存在故障；若是，则进入ST36；若否，则进入ST32；

ST32：检测模块检测充电设备的状态信息并反馈给充电桩管理模块；

ST33：充电桩管理模块判断服务器内是否有充电设备的状态信息；若是，则接入ST34；若否，则进入ST35；

ST34：充电桩管理模块判断充电设备状态信息与服务器内的充电设备的状态信息是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；

ST35：充电桩管理模块根据所述充电数据建立实时模型，并将所述实时模型与标准模型进行比对，比对信息判断是否一致；若否，则进入ST36；若是，则进入ST37；

ST36：充电桩管理模块提示充电故障；

ST37：充电桩及充电设备的状态信息正常，进入ST4；

其中，所述充电桩的状态信息，为所述充电桩在充电时的相关数据 ，所述充电设备的状态信息，为所述充电设备在充电时的相关数据；

ST4：充电程序的选择与确认；

在ST4中，包括如下的步骤：

ST40：充电桩管理模块利用websocket协议封装接口信息，向所述服务器发送充电请求；

ST41：判断服务器内是否存在与该充电请求相匹配的充电程序；若是，则进入ST44；若否，则进入ST42；

ST42：检测模块检测充电设备目标电池的当前电容值并反馈给充电桩管理模块，充电桩管理模块确定当前充电设备目标电池的规格属性及当前电容值；

ST43：根据服务器内预设的查询表格，查询该规格属性的目标电池在当前电容值下的充电程序，进入ST45；

ST44：充电桩管理模块接收到所述服务器返回的充电请求响应，利用websocket协议解封装所述充电请求响应，进入ST45；

ST45：确定充电程序；

其中，所述充电程序包括如下步骤：

ST451：充电桩管理模块根据目标电池的目标规格属性，将目标电池的充电过程设置为m个充电阶段，设定电池充电过程的第m个充电阶段的充电电流值I_m，其中，I_m小于I_m-1，m为大于1的整数；

ST452：启动计数器；

ST453：计数器读数为n-1，n的初始值为2；

ST454：在第n-1个充电阶段，对充电设备的电池以电流I_n-1进行充电，n≤m，n≥2且为整数；基于I_n-1和指定时刻的电池荷电状态SOC，确定所述指定时刻与I_n-1对应的充电截止电压值V_n-1；

ST455：充电桩持续对所述电池以电流I_n-1进行充电；

ST456：每隔ΔT,判断当前电池充电电压是否小于所述指定时刻确定的与I_n-1对应的充电截止电压值V_n-1；若是，则进入ST457；若否，则返回至ST455；

ST457：进入第n个充电阶段；

ST458：充电桩管理模块判断是否nm；若是，则进入ST459，若否，则进入ST4510；

ST459：计数器读数加1，返回至ST453；

ST4510：充电结束；

ST5：执行充电程序，并在充电过程中，实时检测充电桩运行的状态信息及充电设备的状态信息，并判断是否满足继续充电或者恢复充电的条件；

ST6：充电完成后，充电桩管理模块向充断电控制器发出断电指令，停止充电，并完成充电结算。