CN106945543B - 负载均衡智能充电箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种负载均衡的智能充电装置，包括：RFID模块读到充电卡通过无线射频模块发出的充电信息，并将所述充电信息发送到所述充电控制器；所述充电控制器把所述充电信息发送到所述充电服务器；所述充电服务器根据所述充电信息判断是否允许所述充电卡对应的电动车充电，如果允许，则向所述路由服务器发送允许充电的控制信号；所述路由服务器接收到所述允许充电的控制信号后，根据现在正在充电的电桩数、已用电流大小、剩余电流大小判断是否给当前用户充电，然后向所述充电控制器发送充电信号；所述充电控制器收到所述路由服务器发送过来的充电信号，判断是否允许充电，如果允许，则控制电桩向电动车充电，并根据所述充电电流信息为准发出PWM波来改变电动车充电电流、从而控制电动车的充电电流。以解决供电资源分配不合理和停车场车位无法有效的提供给需要充电电动车问题。

Description

负载均衡智能充电箱
技术领域
本发明涉及电动车充电装置技术领域，具体是负载均衡的智能充电箱。
背景技术
随着绿色能源工业发展，电动车数量在迅速增长，商场，地下停车场等越来越多的场地都安装充电桩来满足电动车的充电需求。
现时已有的电能车充电器都是直立式安装或者固定在墙壁上，通过电能车充电线把电能车与充电器接上，从而进行长时间充电活动。但是在很多大型停车场地，安装充电桩的车位会被非充电的电动车占用，造成需要充电的电动车无法充电；同时，很多场地从供电房引出多条电源无法实现或者实现成本增高很多，造成无法安装多台单个充电桩；此时有多个客户来充电的话，有些电动车需要等待，而本身场地引出的电流又没有被正在充电电动车完全利用，造成资源浪费等问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种负载均衡的智能充电箱，以解决供电资源分配不合理和停车场车位无法有效的提供给需要充电电动车问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种负载均衡的智能充电装置，其包括：RFID(无线射频识别)模块、充电控制器、充电服务器、路由服务器，其中：
RFID(无线射频识别)模块读到充电卡通过无线射频模块发出的账户信息，并将所述账户信息发送到所述充电控制器；
所述充电控制器把所述账户信息发送到所述充电服务器；
所述充电服务器根据所述充电信息判断是否允许所述充电卡对应的电动车充电，如果允许，则向所述路由服务器发送允许充电的控制信号；
所述路由服务器接收到所述允许充电的控制信号后，根据现在正在充电的电桩数、已用电流大小、剩余电流大小判断是否给当前电动车充电，然后向所述充电控制器发送是否允许充电的信息和允许充电电流信息；
所述充电控制器收到所述路由服务器发送过来否允许充电的信息和允许充电电流信息，判断是否允许充电，如果允许充电，则通过任务调度和所述允许充电电流信息控制电桩向电动车充电；在充电过程中可以通过脉冲宽度调制(PWM)波来控制电动车充电电流；
所述充电控制器把所述充电信息发送到所述充电服务器；具体为：
所述路由服务器将充电控制器上的所述充电信息转发至充电服务器；
当第一台电桩允许并开始充电时候，充电服务器通过充电控制器先给第一台电桩最低充电电流，然后将剩余电流分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于该第一台电桩允许的最大电流，则该第一台电桩被调整为允许的最大电流充电；
当有新的电桩开始充电同时已有电桩在充电，充电服务器通过充电控制器先把正在充电电桩电流改变为最低充电电流，判断剩余电流是否大于最低充电电流，如果大于，允许新的电桩以最低充电电流充电，如果小于，则不允许新的电桩开始充电；当前电桩进入充电中以后，将剩余电流平均分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于正在充电的所有电桩允许的最大电流，则正在充电的所有电桩被调整为允许的最大电流充电；
当充电过程中有车停止充电时，充电服务器通过充电控制器把当前停止充电电桩充电时使用的电流叠加到剩余电流上，然后将剩余电流分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于正在充电的所有电桩允许的最大电流，则正在充电的所有电桩被调整为允许的最大电流充电。
优选地，所述路由服务器将充电控制器上的所述充电信息转发至充电服务器之后，所述路由服务器从充电服务器中接收用户确认权限信息后、发放指令给充电控制器准许该充电控制器与用户智能移动装置对接并授予该用户操作使用权。
实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明提供的负载均衡的智能充电箱，使场地供电房只用引出一条供电线到机箱即可；车主可以将车停在本机箱下面的任意一台充电桩车位前，而不用担心唯一的车位被占用以后无法充电；车主将车停在电桩供电线可以拉至的车位后，取下充电器上的充电线连接到电动车上以后，用手机APP或者专门的充电卡就可以充电；当有多台车来充电时，充电箱会把场地电流平均分给正在充电的电动车。
附图说明
图1为本发明实施例提供的系统结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种负载均衡的智能充电装置，如图1所示，该装置包括：RFID(无线射频识别)模块、充电控制器(该充电控制器可以为MCU(微控制单元)、电脑、计算机等)、充电服务器(该充电服务器可以为电脑、计算机等)、路由服务器(该路由服务器可以为控制器，如MCU(微控制单元)，或者电脑)；充电控制器、充电服务器、路由服务器中的任何两个或者三个的功能可以在同一个MCU(微控制单元)、电脑或者计算机上实现，其中：
RFID(无线射频识别)模块读到充电卡通过无线射频模块发出的充电信息，并将所述充电信息发送到所述充电控制器；该充电信息包括：充电卡或者电动车的ID号，以及所需要的电流等信息。
所述充电控制器把所述充电信息发送到所述充电服务器；在其他实施例中，更为具体的，所述路由服务器将充电控制器上的所述充电信息转发至充电服务器。在其他实施例中，在上述实施例基础上，进一步的，所述路由服务器将充电控制器上的所述充电信息转发至充电服务器之后，所述路由服务器从充电服务器中接收用户确认权限信息后、发放指令给充电控制器准许该充电控制器与用户智能移动装置对接并授予该用户操作使用权。
所述充电服务器根据所述充电信息来判断是否允许所述充电卡对应的电动车充电，如果允许，则向所述路由服务器发送允许充电的控制信号；在其他实施例中，在上述实施例基础上，进一步，所述路由服务器从充电服务器中接收用户确认权限信息后、发放指令给充电控制器准许该充电控制器与用户智能移动装置对接并授予该用户操作使用权，所述充电服务器根据所述充电信息和该用户确认权限信息来判断是否允许所述充电卡对应的电动车充电。
所述路由服务器接收到所述允许充电的控制信号后，向所述充电控制器发送充电信号；
所述充电控制器收到所述路由服务器发送过来的充电信号，根据现在正在充电的电桩数、已用电流大小、剩余电流大小判断是否给当前用户充电，如果允许，则控制电桩向电动车充电，并根据所述充电电流信息为准发出脉冲宽度调制(PWM)波来改变电动车充电电流、从而控制电动车的充电电流。
该充电箱的充电操作原理详细流程介绍如下：
用户通过智能充电卡开始充电，将智能充电卡放置RFID(无线射频识别)模块前，当智能充电卡上账户信息通过无线射频模块发送到RFID(无线射频识别)模块；
RFID(无线射频识别)模块会将读取到的账户信息通过串口通信技术发送给充电控制器；
当充电控制器收到RFID(无线射频识别)模块发来的账户信息以后，判断电桩是否在充电中，如果是在充电中，判断账户信息与正在充电的账户信息是否一致，如果一致则停止当前账户充电服务；
当充电控制器收到RFID(无线射频识别)模块发来的账户信息，并且电桩当前没有在充电状态，此时把账户信息通过LWIP(轻量级TCP/IP协议)网络通信技术(也可以通过其他网络通信技术)发送给路由服务器；
路由服务器收到充电控制器发来的充电信息以后，将所述充电信息通过3/4G网络通信技术(也可以通过其他网络通信技术)发送至充电服务器；
充电服务器对收到的账户信息做出判断，如果允许对该账户对应的电动车进行充电，通过3/4G网络通信技术(也可以通过其他网络通信技术)给路由服务器发送允许充电的控制信号，否则，通过3/4G网络通信技术(也可以通过其他网络通信技术)给路由服务器发送不允许充电的控制信号；
路由服务器收到充电服务器发过来的允许控制信号后，再根据现在正在充电的电桩数、已用电流大小、剩余电流大小判断是否给当前的电动车充电，如果允许，通过LWIP(轻量级TCP/IP协议)通信技术把是否允许充电的信息发送至充电控制器；
所述充电控制器收到所述路由服务器发送过来否允许充电的信息和允许充电电流信息，判断是否允许充电，如果不允许充电，则在电桩屏幕上提示不允许充电原因；如果允许充电，则通过任务调度和所述允许充电电流信息控制电桩向电动车充电；在充电过程中可以通过脉冲宽度调制(PWM)波来控制电动车充电电流。
其中，在充电过程中可以通过脉冲宽度调制(PWM)波来控制电动车充电电流，具体包括：每一个场地都有一个电流值引入充电箱中，即总电流，当前充电中电桩使用的电流为已用电流，总电流减去当前使用电流为剩余电流；下面举例描述详细通过脉冲宽度调制(PWM)波来控制电动车充电电流的过程：
步骤1、当第一台电桩允许并开始充电时候，充电服务器通过充电控制器先给第一台电桩最低充电电流，然后将剩余电流分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于该第一台电桩允许的最大电流，则该第一台电桩被调整为允许的最大电流充电；
步骤2、当有新的电桩开始充电同时已有电桩在充电，充电服务器通过充电控制器先把正在充电电桩电流改变为最低充电电流，判断剩余电流是否大于最低充电电流(如最低充电电流为7A，如果低于7A，电动车无法启动充电)，如果大于，允许新的电桩以最低充电电流充电，如果小于，则不允许新的电桩开始充电；当两台电桩都在充电中以后，将剩余电流平均分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于电桩允许的最大电流，则正在充电的所有电桩被调整为允许的最大电流充电；
步骤3、当又有新的电桩开始充电，同时前面已有电桩也在充电中时候，重复步骤2过程；
步骤4、当充电过程中有车停止充电(充电完成或者电动车结束充电)，当充电过程中有车停止充电(充电完成或者电动车结束充电)，充电服务器通过充电控制器把当前停止充电电桩充电时使用的电流叠加到剩余电流上，然后将剩余电流分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于正在充电的所有电桩允许的最大电流，则正在充电的所有电桩被调整为允许的最大电流充电。
以上上述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种负载均衡的智能充电装置，其特征在于，包括：RFID模块、充电控制器、充电服务器、路由服务器，其中：
RFID模块读到充电卡通过无线射频模块发出的账户信息，并将所述账户信息发送到所述充电控制器；
所述充电控制器把所述账户信息发送到所述充电服务器；
所述充电服务器根据所述充电信息判断是否允许所述充电卡对应的电动车充电，如果允许，则向所述路由服务器发送允许充电的控制信号；
所述路由服务器接收到所述允许充电的控制信号后，根据现在正在充电的电桩数、已用电流大小、剩余电流大小判断是否给当前电动车充电，然后向所述充电控制器发送是否允许充电的信息和允许充电电流信息；
所述充电控制器收到所述路由服务器发送过来是否允许充电的信息和允许充电电流信息，判断是否允许充电，如果允许充电，则通过任务调度和所述允许充电电流信息控制电桩向电动车充电；在充电过程中可以通过脉冲宽度调制(PWM)波来控制电动车充电电流；
所述充电控制器把所述充电信息发送到所述充电服务器；具体为：
所述路由服务器将充电控制器上的所述充电信息转发至充电服务器；
当第一台电桩允许并开始充电时候，充电服务器通过充电控制器先给第一台电桩最低充电电流，然后将剩余电流分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于该第一台电桩允许的最大电流，则该第一台电桩被调整为允许的最大电流充电；
当有新的电桩开始充电同时已有电桩在充电，充电服务器通过充电控制器先把正在充电电桩电流改变为最低充电电流，判断剩余电流是否大于最低充电电流，如果大于，允许新的电桩以最低充电电流充电，如果小于，则不允许新的电桩开始充电；当前电桩进入充电中以后，将剩余电流平均分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于正在充电的所有电桩允许的最大电流，则正在充电的所有电桩被调整为允许的最大电流充电；
当充电过程中有车停止充电时，充电服务器通过充电控制器把当前停止充电电桩充电时使用的电流叠加到剩余电流上，然后将剩余电流分配给正在充电的电桩，如果剩余电流大于正在充电的所有电桩允许的最大电流，则正在充电的所有电桩被调整为允许的最大电流充电。
2.如权利要求1所述负载均衡的智能充电装置，其特征在于，所述路由服务器将充电控制器上的所述充电信息转发至充电服务器之后，所述路由服务器从充电服务器中接收用户确认权限信息后、发放指令给充电控制器准许该充电控制器与用户智能移动装置对接并授予该用户操作使用权。
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