CN207079507U - 用于无人值守充电站的智能车位锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于无人值守充电站的智能车位锁，其包括锁体、供电模块、控制器、用于发出报警及提示语音信息的语音模块及用于收集电动汽车信息的车辆感知设备，语音模块和车辆感知设备安装在锁体内；控制器分别与语音模块和车辆感知设备通信连接；控制器设有用于对外通讯的通讯接口，控制器与无人值守充电站的充电装置通信连接，锁体根据智能终端的控制指令开启和锁闭，锁体向智能终端提供智能车位锁的开启和锁闭状态信息。本实用新型的智能车位锁实现了充电站的无人值守，可以有效防止充电车位被燃油车占用。

Description

用于无人值守充电站的智能车位锁

技术领域

本实用新型属于电动汽车充电领域，特别涉及一种用于无人值守充电站的智能车位锁。

背景技术

新能源车井喷式增长，这种全新的出行方式越来越受追捧，据统计，纯电动汽车的私人购买量接近70％，随着纯电动汽车进入共享出行领域，使得新能源车的推广范围进一步扩大，但是，与新能源车推广相关配套的设施能否互联互通，成为制约新能源车发展关键的一环，尤其是充电设施，设置在商场、超市或小区中的充电车位经常被燃油车占据，充电桩也常有充不上电、故障率高、支付形式单一的问题，我国公共充电桩接近15万个，包括交流充电桩和直流充电桩，这些充电桩由不同企业管理经营，充电口标准不统一，存在各种充电枪的型号，充电卡也是各个企业各自为政，消费者为了自由使用各处的充电桩，就不得不办理多张不同企业的充电卡，或者下载多个App，操作繁琐，消费体验不好。因此，如何保证充电车位不被燃油车侵占，实现统一支付和充电站的互联互通，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出用于无人值守充电站的智能车位锁，通过对充电站的充电装置和智能车位锁的通信连接、信息交互和智能管理，实现了充电站的远程控制、提前预约、无人值守运行，防止充电站被非法占用，提高了使用效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于无人值守充电站的智能车位锁，包括锁体、供电模块、控制器、用于发出报警及提示语音信息的语音模块及用于收集电动汽车信息的车辆感知设备，所述语音模块和车辆感知设备安装在锁体内；所述控制器分别与语音模块和车辆感知设备通信连接；所述控制器设有用于对外通讯的通讯接口，所述控制器与无人值守充电站的充电装置通信连接，所述充电装置与所述供电模块电连接，所述锁体用于根据智能终端的控制指令开启和锁闭，所述锁体用于向所述智能终端提供智能车位锁的开启和锁闭状态信息。

进一步的，所述控制器包括定位模块，所述定位模块为GPS定位模块或LBS定位模块，所述定位模块用于向所述智能终端提供智能车位锁的地理位置信息。

进一步的，所述锁体安装在无人值守充电站的停车位入口处，所述锁体设有用于控制电动汽车出入停车位的升降机构。

进一步的，所述车辆感知设备为车辆测距雷达、摄像头、电磁传感器或红外传感器中的一种或几种，所述车辆感知设备用于向所述智能终端提供电动汽车的入位信息和停车位的状态信息。

进一步的，所述锁体上印制有认证信息，所述智能终端通过扫描所述认证信息获得所述控制指令。

进一步的，所述认证信息为二维码。

进一步的，所述锁体设有手动开锁机构，所述手动开锁机构为密码锁。

进一步的，所述通讯接口包括有线通讯、3G/4G通讯以及WIFI无线通讯。

进一步的，所述充电装置通过电力线向供电模块提供电源。

进一步的，所述供电模块设有备用电源，所述备用电源为电瓶或太阳能电池板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的用于无人值守充电站的智能车位锁解决了燃油电动汽车占用电动汽车充电停车位的问题，实现了充电站的无人值守运行，利用智能终端实时了解充电站的位置分布情况、充电停车位的占用情况、充电装置的充电状态等信息，做到了充电过程的远程可视化管理，可以预约充电，节约了等待时间，提高了充电站的运营效率，支持多种支付方式，方便了充电站的使用，有利于大范围推广，借助于云平台服务器的强大功能，可以对充电信息进行存储、查询和分析，为充电站管理及电动汽车使用等提供科学依据，云平台服务器对智能车位锁的远程控制，提高了充电站的使用效率，避免了燃油车占用充电车位。

附图说明

图1是使用本实用新型的智能车位锁的无人值守电动汽车充电系统的示意图；

图2是使用本实用新型的智能车位锁的无人值守电动汽车充电站的示意图；

图3是本实用新型的智能车位锁的结构示意图；

图4a和图4b是本实用新型智能车位锁的升降机构的结构示意图；

图5是与本实用新型的智能车位锁配合使用的智能终端的结构示意图；

图6是无人值守充电站的充电桩的示意图；以及

图7是根据本实用新型的智能车位锁的使用方法流程示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1所示，一种无人值守电动汽车充电系统，包括：云平台服务器1、若干个使用本实用新型的智能车位锁的无人值守充电站2和若干个智能终端3，云平台服务器1分别与无人值守充电站2和智能终端3通信连接。优选的，无人值守充电站2通过3G/4G、WIFI或有线网络与云平台服务器1通信连接，智能终端3通过3G/4G或WIFI与云平台服务器1通信连接，无人值守充电站2与智能终端3之间能够通过红外、蓝牙或NFC进行通信连接。

如图2所示，无人值守充电站2，其包括本实用新型的智能车位锁21、充电装置22以及停车位23，充电装置22中设有通信装置，该通信装置提供3G/4G、WIFI或有线网络等通信连接供无人值守充电站2向云平台服务器1传输智能车位锁的状态信息，状态信息包括：智能车位锁即充电装置或停车位的地理位置信息、智能车位锁的开闭信息、电动汽车的入位信息等，无人值守充电站2向智能终端3提供认证信息，优选的，认证信息包括数字密码、字母密码、混合密码或二维码中的一种或几种，智能终端3可以通过扫描或接收认证信息来获取无人值守充电站的使用授权。

云平台服务器1用于接收并根据状态信息和认证信息对智能车位锁21和充电装置22进行控制，相应的，智能车位锁21根据云平台服务器1或智能终端3的控制指令锁闭或开启 (打开，放行电动汽车出入)，充电装置22根据云平台服务器1或智能终端3的控制指令对电动汽车进行充电或停止充电。

云平台服务器1向智能终端3发送状态信息，优选的，云平台服务器1包括：服务器通信模块、服务器存储模块以及数据处理模块，服务器通信模块用于发送或接收状态信息和认证信息，服务器存储模块用于存储状态信息和认证信息，数据处理模块用于比较服务器存储模块中的用户信息以及认证信息，并根据比较结果判断智能终端能否获取用于无人值守充电站的智能车位锁的使用授权。

本实用新型的智能车位锁如图3所示，包括锁体211、供电模块212、控制器213、语音模块214及车辆感知设备215，语音模块214和车辆感知设备215优选安装设置在锁体内。车辆感知设备215用于识别电动汽车信息，如电动汽车与智能车位锁的距离信息，进而确定电动汽车的入位信息和停车位是否被电动汽车占用等状态信息，智能车位锁通过控制器213 与充电装置和/或智能终端进行数据交互，并支持通过智能终端3发送控制指令进行远程控制智能车位锁的开启和锁闭。锁体211通过控制器向智能终端提供智能车位锁开启和锁闭状态信息，从而实现充电站无人值守和远程查询。

优选的，充电装置22通过电力线与智能车位锁21的供电模块212连接，向供电模块212进而向智能车位锁提供电源。

智能车位锁安装在停车位的入口处，用于根据控制指令开启和锁闭，以放行电动汽车的出入，优选的，该控制指令来自电动汽车用户的智能终端3。锁体211带有升降机构，控制器213根据控制指令控制该升降机构的升降以实现车位锁的开启和锁闭，进而控制电动汽车出入停车位，优选的，如图4a所示，该升降机构为翻转式升降机构，通过翻转，该升降机构的半圆形阻挡部分能够与地面垂直竖立或平行放倒，或者如图4b所示为折叠式竖直升降机构。控制器213包括定位模块，定位模块可以是GPS定位模块或LBS定位模块，定位模块用于向智能终端提供智能车位锁的地理位置信息，即提供可用于充电的停车位的地理位置信息。

使用时，用户通过智能终端3查找无人值守充电站2，然后选择无人值守充电站并选定相应的充电车位，再点击“解锁”就能将相应充电车位的智能车位锁打开，进而在充电桩上完成充电，充电结束且支付后，智能车位锁自动打开，或者再次点击“解锁”后智能车位锁打开。

为了避免因锁体故障而导致电动汽车无法正常出入，除充电装置通过电力线与智能车位锁的供电模块连接向其提供电源外，供电模块自身也设有备用电源，备用电源为电瓶或太阳能电池板，以供应开锁所需的电量。另外，锁体上还设有手动开锁机构，优选的，该手动开锁机构为密码锁，用户可以根据云平台服务器发送认证授权信息时附带的备用开锁密码进行开锁，当然，优选的，也可以使用智能终端扫描锁体上的信息如二维码获得开锁密码后进行开锁，锁闭后，开锁密码随之改变，如需打开，需要再次扫描锁体上的信息。

控制器设有用于对外通讯的通讯接口，通讯接口包括有线通讯、3G/4G以及WIFI无线通讯。控制器用于控制语音模块发出报警及提示语音信息，并用于收集车辆感知设备返回的停车位状态信息以及电动汽车与智能车位锁的距离信息，即电动汽车的入位信息，进而判断出停车位是否空闲可用，电动汽车是否正确的驶入停车位，不正确的驶入的情形包括电动汽车仅进入部分车身如半个车身，即电动汽车跨在智能车位锁锁体上方，此时，控制器控制语音模块进行报警和语音提示。

在其他实施例中，作为优选，车辆感知设备215用于判断电动汽车的车距和入位信息，既可以采用车辆测距雷达(如声波测距雷达)也可以是摄像头或其他传感器，如电磁传感器、红外传感器等。上述摄像头、电磁传感器或红外传感器等车辆感知设备向智能终端提供电动汽车的入位信息和停车位的状态信息。

如图5所示，智能终端3包括：终端通信模块31、账号模块32、地图模块33、电站信息模块34、支付模块35、智能车位锁模块36和电动汽车模块37；终端通信模块31用于实现智能终端3与云平台服务器1以及用于无人值守充电站的智能车位锁2之间的通信，并用于接收状态信息和认证信息，用于发送认证信息和操作指令；账号模块32存储用户信息，并用于用户的账号注册、账号登录、资料修改以及活动信息补全；地图模块33用于根据停车位的地理位置信息显示地图、搜索、定位以及导航附近的用于无人值守充电站的智能车位锁；电站信息模块34用于与云平台服务器同步并获取智能车位锁21的开闭信息、充电装置 22的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；支付模块35用于获取并支付充电费用和停车费用，优选的，可以采用微信、支付宝、银联或国网电E宝等平台进行支付，扩大了支付方式的范围，极大的方便了用户操作；智能车位锁模块36用于获取智能车位锁的开闭信息并用于向智能车位锁发送控制指令，用户在获得使用充电站进行充电的授权后或充电且支付费用后，云平台服务器 1会根据认证信息、状态信息或支付信息等发出控制指令使智能车位锁自动打开，无需智能终端3发送开锁控制命令，但如果遇到智能车位锁不能正常打开状况，例如由于网络原因，云平台服务器1无法远程发出控制指令使智能车位锁自动打开，此时则可以通过智能终端的智能车位锁模块36进行开锁操作。

电动汽车模块37用于获取并统计电动汽车的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息。电动汽车模块37通过对接电动汽车的硬件接口获取电动汽车的电池状态、电动机状态、GPS定位状态等实时车况，并根据汽车驾驶情况，实时统计分析剩余电量信息、剩余里程信息、实时耗电信息、电池运行状态、温度信息等，还可以记录充电费用、充电时间，并与历史里程数据进行结合，形成详细的费用统计报表信息。

优选的，用于无人值守充电站的智能车位锁包括若干个充电单元，每个充电单元均包括配套设置的一一对应的智能车位锁、充电装置以及停车位。

如图6所示，充电装置22包括充电桩221和充电枪222，充电桩壳体内部设有通信模块、电气模块和计量模块，充电桩221用于计量充电电量、时间、计算费用以及管理并发送上述信息至云平台服务器1。充电桩221上还设有用于显示充电耗费实时电量信息、充电时间信息、充电费用及停车费用信息的显示操作模块223，显示操作模块223的显示屏为触摸屏，触摸显示屏的设置方便用户进行查询和交互，也方便工作人员进行查询和检修。具体的，充电桩221能够实时监控充电设备的运行状态，控制充电过程，使得电池始终处于最佳充电状态，对于异常操作异常故障及时报告并自动处理；在能源管理方面，能够自动记录充电过程，智能计费分析和显示，还支持自助刷卡计费、自动单据打印，自动统计用户分布，分析用户特点，提供充电站的布局建议，充电桩体印制有支持支付宝、微信等移动支付手段的认证信息224，如二维码，用户可以方便的进行扫描使用，优选的，上述二维码也可以显示在触摸屏上，以便于动态改变二维码等认证信息。优选的，还设有相应的硬件接口，支持使用银行卡等快捷方式支付电费，具有高清摄像模块，能够记录操作过程以备追踪查询；配备的 GPS定位和LBS定位用于上报精确地理位置，配合智能终端的在线地图，能够快速找到充电桩的位置；还设有后备电源，例如电瓶或太阳能电池板等，即便充电桩的市电电源出现故障，也能维持持续工作几个小时，尤其是能够维持结束充电使智能车位锁打开所需的电量，这样就避免了用户的电动汽车被困在停车位无法驶出的问题。

优选的，充电桩221的壳体为金属壳体，壳体上有放置充电枪的凹槽225，凹槽225中设有与充电枪匹配的锁定装置，用户获得授权后，锁定装置打开，才能将充电枪取下，取下充电枪222后，充电桩221向充电枪输送电力为电动汽车充电。充电枪222与充电桩221之间的电力连接线外表设有保护层，如橡胶保护层，连接线除了用于供电外，在其内部还设有检测线路，一旦检测到连接线的保护层被破坏或者充电枪供电不正常，充电桩221就会停止充电并将检测信息发送至云平台服务器1，同时充电桩221发出声光报警。用户可以根据报警信息按下充电桩221的壳体上设置的急停按钮，确保安全。

智能终端3接收来自云平台服务器1发送的认证信息，或者通过扫描从用于无人值守充电站的智能车位锁获得认证信息。例如，智能终端3登录并向云平台服务器1发送认证信息 (认证请求)，云平台服务器1响应该认证请求，核对后向智能终端3发送认证信息(认证授权信息)，此时认证信息为数字密码、字母密码或数字与字母的混合密码，用户将这些秘密输入至充电装置的触摸屏或其他交互装置以获得许可摘下充电枪222进行充电。优选的，在其他实施例中，智能终端3登录云平台服务器1后，再根据提示扫描充电装置上的二维码，即可获得充电使用授权。

优选的，在充电桩或停车位上方或入口处设有图像采集装置，用于采集电动汽车的车牌信息、入位情况、出入时间、充电状态、电动汽车状况等信息，这些信息远程传输至云平台服务器1后，再由云平台服务器1根据智能终端3的请求转发至智能终端3，以便用户远程观看充电情况。也可以为云平台服务器1统计充电站2使用信息提供参考。

优选的，云平台服务器1根据充电站2的状态信息，制定多个充电装置22的使用计划，即根据多个充电装置的历史使用情况轮流分配，当用户通过智能终端3查找或预约充电停车位23时(即预约使用该停车位对应的充电装置22进行充电)，云平台服务器按照充电装置使用计划不开放刚刚充电结束的充电装置，避免其再次立即投入使用，而是优先安排一定时间内未使用的充电装置，以确保多个充电装置能够均负荷工作，以提高使用寿命。

使用上述用于无人值守充电站的智能车位锁进行电动汽车充电管理的方法，其包括以下步骤：

S1、通过智能终端注册账号并登录；

S2、定位并搜索附近的用于无人值守充电站的智能车位锁，获取用于无人值守充电站的智能车位锁的状态信息并导航至用于无人值守充电站的智能车位锁；

S3、通过智能终端扫描或接收认证信息并获取用于无人值守充电站的智能车位锁的使用授权；

S4、通过智能终端打开智能车位锁，驶入停车位，利用充电装置进行充电；

S5、通过智能终端查看智能车位锁的开闭信息、充电装置的充电信息、电动汽车的入位信息、充电耗费的实时电量信息、充电时间信息、充电费用信息及停车费用信息；以及

S6、充电完毕后通过智能终端支付充电费用和停车费用并驶离停车位。

优选的，在步骤S3中，智能终端接收来自云平台服务器发送的认证信息，或者通过扫描从用于无人值守充电站的智能车位锁获得认证信息；

步骤S4中，智能车位锁感应电动汽车是否正常驶入停车位，如未正常驶入则报警提示，并且充电装置不对电动汽车充电，智能车位锁感应到电动汽车正常驶入停车位后自动锁闭；

步骤S6中，支付充电费用和停车费用后，智能车位锁自动打开，如果智能车位锁感应到电动汽车未驶离停车位则报警提示，智能车位锁感应到电动汽车驶离停车位后自动锁闭。

具体的，如图7所示，电动汽车用户通过智能终端注册或登录连接到云平台服务器1后，可查询到自身所在位置附近的充电站位置信息，包括充电站的位置及充电桩(停车位)的个数、可用个数等状态信息，便于需要充电的用户实地的选择最合适的充电站，并可通过智能终端提供的导航功能，导航至目标充电站位置。优选的，用户可以预约停车位，云平台服务器接到预约请求并授权后可将预约的保留一定时间。

当电动汽车进入充电站附近时，用户可通过智能终端扫描充电桩展示的动态二维码，获取充电车位使用授权，或者通过向云平台服务器1发送认证信息，请求获得使用授权。优选的，云平台服务器与该停车位中的车辆感知设备传输的数据做比对，如该停车未感知到汽车，则云平台服务器控制该停车位智能车位锁打开，否则用户将被提示车位被占用，请重新选择空闲车位。优选的，车辆感知设备可以是车辆测距雷达、摄像头或其他传感器。

用户通过智能终端3控制智能车位锁打开后，驾车驶入停车位，智能车位锁的汽车感知设备会检测电动汽车是否正常驶入停车位，如果正常驶入则提示用户可使用充电装置开始充电，否则将提示用户将电动汽车正常驶入车位，且该充电装置无法充电。当用户电动汽车正常驶入充电停车位后，智能车位锁恢复锁闭状态，用户开始进行充电。

优选的，在充电过程中，充电装置实时将充电时间、电量、费用等状态信息通过云平台服务器发送到用户的智能终端上，用户可随时查看。充电完成后，根据充电装置显示的本次充电的时间、电量、费用等信息进行支付，或者上述信息通过云平台服务器发送到用户智能终端上，提醒用户进行支付，用户可进行远程网上支付操作。

如果网上支付操作未成功或未进行支付，智能车位锁无法打开，用户可重新支付或进行设备报修，如果一定时间内例如15分钟内用户既未报修也未支付成功，则开始计时并计算停车费用。如果网上支付操作成功，智能车位锁将自动打开，用户可驾驶电动汽车离开。当智能车位锁感知到用户电动汽车离开充电车位后，智能车位锁自动恢复锁闭状态。当智能车位锁感知到用户电动汽车在一定时间内未离开，例如5分钟或10分钟，则进行报警提示，云平台服务器结合车辆感知设备提供的信息进行判断，如果智能车位锁上方无电动汽车，则控制智能车位锁自动恢复锁闭状态，如果有电动汽车则不能恢复，以免损伤电动汽车(底盘)，并重新开始计算停车费用，直到客户通过智能终端确认要离开车位并完成支付停车费用后，智能车位锁重新打开，用户可驾车离去。

本实用新型的用于无人值守充电站的智能车位锁解决了燃油电动汽车占用电动汽车充电停车位的问题，实现了充电站的无人值守运行，利用智能终端实时了解充电站的位置分布情况、充电停车位的占用情况、充电装置的充电状态等信息，做到了充电过程的远程可视化管理，可以预约充电，节约了等待时间，提高了充电站的运营效率，支持多种支付方式，方便了充电站的使用，有利于大范围推广，借助于云平台服务器的强大功能，可以对充电信息进行存储、查询和分析，为充电站管理及电动汽车使用等提供科学依据，云平台服务器对智能车位锁的远程控制，提高了充电站的使用效率，避免了燃油车占用充电车位。

最后应说明的是：以上所述各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，包括锁体、供电模块、控制器、用于发出报警及提示语音信息的语音模块及用于收集电动汽车信息的车辆感知设备，所述语音模块和车辆感知设备安装在锁体内；所述控制器分别与语音模块和车辆感知设备通信连接；所述控制器设有用于对外通讯的通讯接口，所述控制器与无人值守充电站的充电装置通信连接，所述充电装置与所述供电模块电连接，所述锁体用于根据智能终端的控制指令开启和锁闭，所述锁体用于向所述智能终端提供智能车位锁的开启和锁闭状态信息。

2.根据权利要求1所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述控制器包括定位模块，所述定位模块为GPS定位模块或LBS定位模块，所述定位模块用于向所述智能终端提供智能车位锁的地理位置信息。

3.根据权利要求1所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述锁体安装在无人值守充电站的停车位入口处，所述锁体设有用于控制电动汽车出入停车位的升降机构。

4.根据权利要求3所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述车辆感知设备为车辆测距雷达、摄像头、电磁传感器或红外传感器中的一种或几种，所述车辆感知设备用于向所述智能终端提供电动汽车的入位信息和停车位的状态信息。

5.根据权利要求3所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述锁体上印制有认证信息，所述智能终端通过扫描所述认证信息获得所述控制指令。

6.根据权利要求5所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述认证信息为二维码。

7.根据权利要求1所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述锁体设有手动开锁机构，所述手动开锁机构为密码锁。

8.根据权利要求1所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述通讯接口包括有线通讯、3G/4G通讯以及WIFI无线通讯。

9.根据权利要求1所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述充电装置通过电力线向供电模块提供电源。

10.根据权利要求1所述的用于无人值守充电站的智能车位锁，其特征在于，所述供电模块设有备用电源，所述备用电源为电瓶或太阳能电池板。