1項目背景

電動汽車行業(yè)處于蓬勃發(fā)展期,從一開始各個國家就非常重視相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的掌控權(quán),這也導(dǎo)致在充電標(biāo)準(zhǔn)上出現(xiàn)了"百花齊放"的狀況。目前我國大多數(shù)充電樁的充電槍頭都采用國標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計,但仍有少部分電動汽車使用美標(biāo)、歐標(biāo)、日標(biāo)等其他充電接口。由于不同標(biāo)準(zhǔn)在接口結(jié)構(gòu)上的差異,使得其他標(biāo)準(zhǔn)充電接口的電動汽車無法使用國內(nèi)充電樁進(jìn)行充電。沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),意味著充電樁廠商要花費更多的資源來適配用戶的電動汽車接口,這不利于電動汽車的推廣使用。

2項目方案與實施

2.1項目技術(shù)方案

基于上述問題,本項目提出了以下技術(shù)方案:提供一種帶自助租借功能的電動汽車充電站專用配件共享柜,置于電動汽車充電樁區(qū)域附近,儲放并自助租借各種類型的汽車充電專用配件,例如電動汽車充電轉(zhuǎn)換器。通過共享方式,對將國標(biāo)的接口轉(zhuǎn)換成美標(biāo)、歐標(biāo)和日標(biāo)接口的充電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行管理,實現(xiàn)用戶掃碼借用和歸還,解決用戶使用充電樁時遇到接口不符合導(dǎo)致無法充電的問題。當(dāng)美標(biāo)、歐標(biāo)和日標(biāo)的電動汽車來到提供國標(biāo)接口的充電樁充電時,可以從共享電動汽車充電站專用配件共享柜中掃描二維碼,獲取一個轉(zhuǎn)接口,把轉(zhuǎn)接口插到國標(biāo)接口的充電樁上給電動車充電,方便非國標(biāo)類型電動汽車的用戶使用充電樁。

2.2項目實施

圖1為一種帶自助租借功能的電動汽車充電站專用配件共享柜。共享柜設(shè)有多個單獨的儲放口,各儲放口均設(shè)有柜門且附有排列序號。共享柜本體上有主控模塊、用于識別汽車充電專用配件的識別模塊、識別碼、用于掃描識別碼的移動掃描端和后臺服務(wù)器。識別模塊設(shè)于各儲放口,識別碼設(shè)于共享柜本體外側(cè):主控模塊與識別模塊電連接,與后臺服務(wù)器通信連接:移動掃描端通過掃描識別碼與后臺服務(wù)器通信連接:各儲放口均放有汽車充電專用配件。

圖1電動汽車充電站專用配件共享柜

(1）主控模塊為單片機處理器,型號為B8C21V7的1.2GHz四核處理器。處理器同時內(nèi)置sIM卡,可通過TCP/IP連接與后臺服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,且與識別模塊電連接。單片機處理器實時接收各柜門狀態(tài)和RFID識別狀態(tài),并將狀態(tài)數(shù)據(jù)通過通信單元發(fā)送給后臺服務(wù)器進(jìn)行處理。同時,協(xié)同處理后臺服務(wù)器的控制指令和各電控鎖的開閉操作。

(2）識別模塊具體為RFID讀取器,設(shè)于各儲放口柜門內(nèi)側(cè),RFID讀取器對汽車充電轉(zhuǎn)化器上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀取并解碼,將租借信息傳送至主控模塊,進(jìn)一步傳送至后臺服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

(3）識別碼為二維碼,設(shè)于共享柜本體外側(cè)。

(4）移動掃描端為手機,使用手機程序?qū)ΧS碼進(jìn)行掃描,通過GPRs、TD-LTE等無線連接到后臺服務(wù)器,查看汽車充電轉(zhuǎn)換器的租借情況。

(5）后臺服務(wù)器為云端程序,接收并處理單片機處理器傳輸?shù)拿總€汽車充電專用配件的租借狀態(tài),手機通過掃描二維碼與云端程序連接,進(jìn)行租借操作,云端程序從而發(fā)送相應(yīng)信號至單片機處理器,最后單片機處理器控制相應(yīng)的儲放口柜門開閉,以供用戶借用或歸還。

(6）共享柜還包括鎖控模塊,用于鎖合柜門的電控鎖和用于確保柜門正確關(guān)閉的傳感器。電控鎖、傳感器均設(shè)于各儲放口柜門內(nèi)側(cè),且與主控模塊電連接。各儲放口柜門均設(shè)有一把電控鎖,受單片機處理器控制,單片機接收后臺服務(wù)器的開關(guān)鎖指令后,控制對應(yīng)柜門電控鎖進(jìn)行開啟或閉合操作。接近開關(guān)傳感器的主要作用是確保柜門的正確關(guān)閉,配合識別模塊和主控模塊,識別每個柜中專用配件的借還狀態(tài)。

共享柜的每個儲放口只放置一個汽車充電專用配件,汽車充電專用配件分為美國標(biāo)準(zhǔn)接口專用配件、歐洲標(biāo)準(zhǔn)接口專用配件和日本標(biāo)準(zhǔn)接口專用配件,不同的儲放口可以放置不同類型的專用配件。工作人員將汽車充電專用配件放入對應(yīng)儲放口時,該儲放口的RFID讀取器對汽車充電專用配件上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行識別,從而記錄專用配件的租借情況,并將情況傳輸至主控模塊。主控模塊受后臺服務(wù)器監(jiān)控,將專用配件的租借情況反饋到后臺服務(wù)器。識別碼為二維碼,移動掃描端對識別碼進(jìn)行掃描,與后臺服務(wù)器連接,從而獲取共享柜各儲放口汽車充電專用配件的租借狀態(tài),用戶從而在移動掃描端選定需要的專用配件進(jìn)行租借。注意每個汽車充電專用配件上的RFID標(biāo)簽都是唯一的,配合每個借用柜中的識別模塊,可實現(xiàn)專柜專用,防止歸還充電專用配件時放錯儲放口,或不歸還充電專用配件。

用戶使用手機進(jìn)行借取的具體流程如圖2所示:用戶使用手機對二維碼進(jìn)行掃描,查看可借取的汽車充電專用配件,選擇合適的汽車充電專用配件點擊借取操作,云端程序判斷是否可借取。若是,用戶手機上的云端程序界面顯示借取成功,云端程序傳輸開門命令,單片機處理器控制電控鎖,從而打開柜門:若否,用戶手機上的云端程序界面顯示借取失敗,提示可借取的汽車充電專用配件。

同理,用戶使用手機進(jìn)行歸還的具體流程如下:用戶使用手機對二維碼進(jìn)行掃描,查看對應(yīng)借取的汽車充電專用配件,點擊歸還操作,對應(yīng)儲放口柜門打開,將汽車充電專用配件上的RFID標(biāo)簽放在對應(yīng)RFID讀取器進(jìn)行讀取,保證型號正確,防止錯放。將汽車充電專用配件放置于正確的儲放口后,用戶關(guān)閉柜門,電控鎖進(jìn)行鎖合,接近開關(guān)傳感器判斷柜門是否正確關(guān)閉,汽車充電專用配件是否已歸還,傳輸信號至單片機處理器,單片機處理器再傳輸?shù)皆贫顺绦蚪缑?若判斷為已歸還到共享柜,用戶手機上的云端程序界面顯示歸還成功:若判斷為未歸還到共享柜,用戶手機上的云端程序界面顯示歸還失敗,需要重新進(jìn)行歸還操作。

3項目應(yīng)用效果分析

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本項目提供了一種帶自助租借功能的電動汽車充電站專用配件共享柜,將此共享柜置于電動汽車充電樁附近,儲放并自助租借各種類型的汽車充電專用配件。當(dāng)用戶需要使用相關(guān)的汽車充電專用配件時,通過掃描共享柜上的識別碼,獲取租借情況,從而選擇需要的汽車充電專用配件進(jìn)行使用,解決了用戶使用充電樁時因接口不符合導(dǎo)致無法充電的問題,提高了充電樁的使用率,有利于電動汽車的推廣使用。

4結(jié)語

在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中,電動汽車充電樁設(shè)施是必備條件之一。帶自助租借功能的電動汽車充電站專用配件共享柜解決了充電樁充電槍頭無法一一對應(yīng)各類電動汽車接口的問題,具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用市場。