能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法与相关技术

本技术公开了一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，所述的电动自行车供电站，包括云服务器、用户手机、充电卡、分散在城市各个位置的充电桩以及待充电的电动自行车，该充电方法包括如下步骤：步骤1：预约充电桩；步骤2：连接充电桩；步骤3：充电桩进行充电功率识别；步骤4：用户进行预付费；步骤5：充电桩充电实时监控；步骤6：充电费用计量；步骤7：退还剩余金额；步骤8：通知用户充电完成。本技术能够实现预约充电，且能够通过刷卡、微信、支付宝等支付方式，尽可能的为用户支付提供方便，同时能够准确计算用户的耗电量、合理计费，把结算单元从“元”精确到“分”，极大地提高了电费计算的合理性。

技术要求

1.一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，其特征在于：所述的电动自行车供电站包括云服务器、用户手机、充电卡、分散在城市各个位置的充电桩以及待充电的电

动自行车，该充电方法包括如下步骤：

步骤1：预约充电桩；在充电桩上设置专门的预约充电位，预约用户优先使用，非预约用户仅在无预约用户的情况下可以使用，在预约用户需要充电时，预约用户提前利用用户手机对附近的充电桩上的预约充电位进行查询，查询目标时段内所查询的充电桩上否是具有空闲的预约充电位，若所查询的充电桩上具有预约充电位空闲，则可以在支付基本预约金后成功预约该充电桩上的对应的预约充电位；若充电桩上没有预约充电位空闲，则预约失败；若充电桩上查询时段内预约充电位不能确定，则建议用户过段时间再进行预约；非预约用户需要充电时，直接在充电桩上的非预约充电位进行充电；非预约用户需要在预约充电位上进行充电时，需要先查询剩余的预约充电位是否满足即时充电要求，若满足即时充电要求，则允许直接充电；若不满足即时充电要求，同样可以充电，但是同时提醒用户在某时间点可能会停止充电而优先让另一位预约用户进行充电；

步骤2：连接充电桩；用户将电动自行车连接至已经预约的充电桩的对应预约充电位上，该充电桩启动并生成一个临时固定的IP，充电桩内的控制模块通过GPRS模块将包含该IP 的充电桩设备信息传输至云服务器，云服务器与该充电桩之间建立一个临时稳定的通讯频道；

步骤3：充电桩进行充电功率识别：利用功率限制模块对充电功率进行识别，并根据充电功率判断是否进行充电；当用户待充电的电动自行车充电功率大于或等于600W时，充电桩会拒绝充电并发出无法充电的语音提示；若电动自行车的充电功率小于600W，但如果进行充电则会使充电桩输电线的总负载功率大于或等于2500W，则充电桩会拒绝充电并发出稍后充电的语音提示；只有同时满足充电功率小于600W和总负载功率小于2500W的情况才允许用户进行充电预付费模块；

功率限制模块包括单片机、工作状态指示模块、数据检测模块、继电器、设定功率显示模块、实测功率显示模块、光电耦合电路和A/D转换模块，单片机分别连接工作状态指示模块、设定功率显示模块、实测功率显示模块、光电耦合电路、A/D转换电路，A/D转换电路连接数据检测模块，光电耦合电路与继电器连接，继电器和数据检测模块与保护模块串联，单片机完成数据处理和输出控制功能，数据检测模块完成对负载用电回路电流的采集功能，光电耦合电路和继电器完成控制负载用电回路通断的功能，保护模块完成短路保护功能；

步骤4：用户进行预付费：用户利用充电卡进行支付，充电桩上设置有读卡器，读卡器读取用户的充电卡上的用户身份信息，由充电桩的GPRS模块将充电卡上的用户身份信息与充电桩设备信息上传至云服务器，云服务器接受信息然后锁定充电桩与该充电桩对应

的云端账户，云服务器对用户充电卡的支付请求进行处理，若充电卡上的余额足

够，云服务器将该结果通过建立的通讯频道发送到充电桩上，然后由充电桩的控制模块控制电动自行车的充电；若充电卡上的余额不足则提醒用户利用充电卡上的二维码对充电卡进行充值；

步骤5：充电桩充电实时监控；充电桩内置实时监测模块，在充电桩工作的过程中，充电桩实时监控着电动自行车的充电状态，同时记录电动自行车的耗电量并换算成充电费用；当充电费用大于或等于充电卡内剩余金额金额时，充电桩停止供电；当充电费用小于充电卡内剩余金额金额时，判断充电功率是否小于指定值；若充电功率大于指定值，则继续供电；若充电功率小于指定值，则判断物理连接是否断开，如果物理连接没有断开，则延迟一个小时后停止充电并结算费用；若物理连接断开，则延迟10s后再次判断物理连接是否断开，若此时物理连接恢复，则继续充电，否则停止充电并结算费用；

步骤6：充电费用计量；充电桩的计费模块包括电流AD采样模块和电压AD采样模块，利用电流AD采样模块和电压AD采样模块采样获得的数据，利用充电桩的控制模块计算出充电时长内消耗的总电量，并计算出该次充电的费用；

步骤7：退还剩余金额：在步骤5的电动自行车充电完成后，将步骤6中计算出的充电的费用利用GPRS模块发送至云服务器，云服务器对费用进行结算，并将多余的金额退还至用户的充电卡或用户手机的账户中；

步骤8：通知用户充电完成；充电完成后，充电桩自动断开充电连接，并利用GPRS模块将充电完成信息传输至云服务器，由云服务器将用户充电完成信息发送至用户手机上，提醒用户充电完成。

2.根据权利要求1所述的一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，其特征在于：所述的充电桩上设有的预约充电位数量和非预约充电位数量各占充电位总数量的一半，每个充电桩上的充电位均通过设置在充电位上方的数字牌进行依次编号。

于：用户在用户手机上通过指定的app查询充电桩上是否具有预约充电位，用户每支付基本预约金可以预约充电桩的预约充电位15分钟，若需要预约超过15分钟用户可以通过支付基本预约金的倍数的金额来实现更长的预约时长。

4.根据权利要求1所述的一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，其特征在于：充电桩内置费用结算前置判断模块，当电动车完成充电或物理连接断开时，充电桩会自动运行费用结算前置判断模块，费用结算前置判断模块自动判断时间发生的类别，并根据时间发生的类别执行不同的应对方法；若电动自行车完成充电，该模块经过逻辑判断成立后会断开充电桩的供电系统与输电线的内置连接，防止充电桩内的设备再持续消耗电量；若用户不小心断开了物理连接，费用结算前置判断模块允许用户在10秒钟的时间内进行重新连接；若用户有急事需要离开，费用结算前置判断模块会在10秒钟后为用户结算费用并初始化系统，等待下一位用户的到来。

5.根据权利要求1所述的一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，其特征在于：步骤3中对于首次办理充电卡的用户，在充电之前需要对充电卡进行充值操作，用户通过用户手机扫描充电卡上的二维码进行云服务器的充值地址，云服务器获取二维码对应的充电卡信息并锁定对应的第一次充值时建立的云端账户，用户输入充值金额后服务器对用户手机账户进行缴费并云端账户充值相应的金额。

6.根据权利要求1所述的一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，其特征在于：所述充电卡的接受支付方式为ID卡支付，即所有的费用信息均存储在云端的数据库上，扫描充电卡上的二维码登录云服务器，若已有关联的云端账户则输入密码后直接开始充电，若无关联的云端账户则在云服务器上生成新的账户，并关联微信号，设置密码，提示用户充值，在用户充值完毕后开始对用户的电动自行车车进行充电。

7.根据权利要求1所述的一种能够预约充电的电动自行车充电站的充电方法，其特征在于：所述充电桩内还设置有非正常充电报警模块，判断是否正常充电；在拔掉插头后继电器断开，自动停止供电。