基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的制作方法

1.本发明涉及智能化充电技术领域，具体为基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统。

背景技术：

2.面对日趋严峻的能源和环境问题的挑战，大力发展新能源汽车，以电代油，是保证我国汽车工业可持续发展的必由之路。新能源汽车在治理污染物排放和环境保护方面有着先天优势，作为新能源汽车的重要组成部分，电动汽车(包括插电式混合动力汽车phev、纯电动ev)的正常使用离不开各种充电桩的支持。
3.由于受居民小区既有供电设施容量的限制，很难在用电高峰时段再额外为电动汽车充电提供大容量供电负荷，“供电能力不足”成为老旧小区拒绝安装电动汽车充电桩最常见的理由，严重制约了电动汽车私人专属充电桩的建设；而公共充电站的建设又受到城市规划用地等因素的制约；充电桩数量不足和分布不均衡，方便用户使用的充电桩数量不足，严重影响了电动汽车的发展和普及，已成为阻碍新能源汽车普及推广的“绊脚石”。
4.现有的电动汽车充电桩透明运行系统在使用的过程中存在着一些不足，比如充电模式比较单一，不能选择充电模式，为此，我们提出一种新型的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统解决上述问题。

技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明的目的是提供基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，能够实现充电速度快，可根据车辆的充电需求，动态的调节每个充电终端的功率输出，灵活性高，充电模式多样：支持按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求；付手段灵活。
8.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其包括主控单元、显示单元、通讯单元、保护单元、计费单元、充电单元和功率分配单元；其中，所述主控单元为控制器用于执行整体信号接收与发送；所述显示单元包括7寸触摸屏和指示灯，7寸触摸屏用于执行人机触摸操作，指示灯用于执行状态显示；所述通讯单元包括can通讯模块、rs485通讯模块、rs232通讯模块；所述保护单元包括避雷器、断路器、急停按钮、泄放电阻、直流熔断器、绝缘检测仪、电源熔断器和门禁开关；所述计费单元包括
直流电表和三相表；所述充电单元包括电源模块、输出继电器和充电套件，所述功率分配单元包括控制器和切换继电器。
9.作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：7寸触摸屏通过rs232口与控制模块进行通信，并可通过触摸方式接收用户输入的信息，从而实现了用户与充电桩系统的实时交互。
10.作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：充电模式包括按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求。
11.作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：支付手段包括专用ic 支付、手机app支付、二维码支付、账户支付，实现无感支付。
12.作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：通过控制继电器的分合，将电源模块的输出切换到相应母线上，能满足符合国标的各类电动车辆电池需求自动匹配输出功率。
13.作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：用户交互功能包括如下步骤：a) 通过与控制模块的通信，间接与读卡器进行通信，读取用户刷卡信息，将用户卡信息显示在屏幕上，并可支持用户输入卡密码，实时进行身份鉴定；b) 接收用户选择的充电模式、充电电量等具体充电参数，向控制模块发送指令；c) 动态向用户显示整个充电过程的充电电量计量值，提示用户充电成功与否；作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：实时监测功能具体包括如下步骤：a) 实时监测输入电源的电压、电流状态、各器件联机状态；b) 实时监测直流输出电源模块的工作状态，输出电流大小；c) 实时监测汽车充电机联机状态、电池充电状态；d) 实时监测各种异常报警信息；e) 实时监测模块温度和线温度；作为本发明所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统的一种优选方案，其中：刷卡付费具体包括如下步骤：a) 控制程序通过读卡器实时读取用户卡信息，卡号、余额等；b) 进行用户身份鉴定，密码验证；c) 充电完成后电量结算，数据向用户卡中回写。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够实现充电速度快，可根据车辆的充电需求，动态的调节每个充电终端的功率输出，灵活性高，充电模式多样：支持按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求；付手段灵活，包括专用ic 支付、手机app支付、二维码支付、账户支付，实现无感支付，设备安全可靠：设备充电效率高，维护方便，充电终端占地面积小、施工周期短，满足场地受限的安装场合。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本发明系统框架结构示意图；图2为本发明控制原理结构示意图。
具体实施方式
16.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
17.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
18.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
20.实施例1本发明提供如下技术方案：基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，充电速度快，可根据车辆的充电需求，动态的调节每个充电终端的功率输出，灵活性高，充电模式多样：支持按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求；付手段灵活；请参阅图1至图2，包括主控单元、显示单元、通讯单元、保护单元、计费单元、充电单元和功率分配单元请再次参阅图1至图2，所述主控单元为控制器用于执行整体信号接收与发送；所述显示单元包括7寸触摸屏和指示灯，7寸触摸屏用于执行人机触摸操作，指示灯用于执行状态显示；所述通讯单元包括can通讯模块、rs485通讯模块、rs232通讯模块；所述保护单元包括避雷器、断路器、急停按钮、泄放电阻、直流熔断器、绝缘检测仪、电源熔断器和门禁开关；所述计费单元包括直流电表和三相表；所述充电单元包括电源模块、输出继电器和充电套件，所述功率分配单元包括控制器和切换继电器；请再次参阅图1至图2，7寸触摸屏通过rs232口与控制模块进行通信，并可通过触摸方式接收用户输入的信息，从而实现了用户与充电桩系统的实时交互；充电模式包括按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求；支付手段包括专用ic 支付、手机app支付、二维码支付、账户支付，实现无感支付；通过控制继电器的分合，将电源模块的输出切换到相应母线上，能满足符合国标的各类电动车辆电池需求自动匹配输出功率；进一步的，用户交互功能包括如下步骤：a) 通过与控制模块的通信，间接与读卡器进行通信，读取用户刷卡信息，将用户
卡信息显示在屏幕上，并可支持用户输入卡密码，实时进行身份鉴定；b) 接收用户选择的充电模式、充电电量等具体充电参数，向控制模块发送指令；c) 动态向用户显示整个充电过程的充电电量计量值，提示用户充电成功与否；进一步的，实时监测功能具体包括如下步骤：a) 实时监测输入电源的电压、电流状态、各器件联机状态；b) 实时监测直流输出电源模块的工作状态，输出电流大小；c) 实时监测汽车充电机联机状态、电池充电状态；d) 实时监测各种异常报警信息；e) 实时监测模块温度和线温度；进一步的，刷卡付费具体包括如下步骤：a) 控制程序通过读卡器实时读取用户卡信息，卡号、余额等；b) 进行用户身份鉴定，密码验证；c) 充电完成后电量结算，数据向用户卡中回写。
21.虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：

1.基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：包括主控单元、显示单元、通讯单元、保护单元、计费单元、充电单元和功率分配单元；其中，所述主控单元为控制器用于执行整体信号接收与发送；所述显示单元包括7寸触摸屏和指示灯，7寸触摸屏用于执行人机触摸操作，指示灯用于执行状态显示；所述通讯单元包括can通讯模块、rs485通讯模块、rs232通讯模块；所述保护单元包括避雷器、断路器、急停按钮、泄放电阻、直流熔断器、绝缘检测仪、电源熔断器和门禁开关；所述计费单元包括直流电表和三相表；所述充电单元包括电源模块、输出继电器和充电套件，所述功率分配单元包括控制器和切换继电器。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：7寸触摸屏通过rs232口与控制模块进行通信，并可通过触摸方式接收用户输入的信息，从而实现了用户与充电桩系统的实时交互。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：充电模式包括按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求。4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：支付手段包括专用ic 支付、手机app支付、二维码支付、账户支付，实现无感支付。5.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：通过控制继电器的分合，将电源模块的输出切换到相应母线上，能满足符合国标的各类电动车辆电池需求自动匹配输出功率。6.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：用户交互功能包括如下步骤：a) 通过与控制模块的通信，间接与读卡器进行通信，读取用户刷卡信息，将用户卡信息显示在屏幕上，并可支持用户输入卡密码，实时进行身份鉴定；b) 接收用户选择的充电模式、充电电量等具体充电参数，向控制模块发送指令；c) 动态向用户显示整个充电过程的充电电量计量值，提示用户充电成功与否。7.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：实时监测功能具体包括如下步骤：a) 实时监测输入电源的电压、电流状态、各器件联机状态；b) 实时监测直流输出电源模块的工作状态，输出电流大小；c) 实时监测汽车充电机联机状态、电池充电状态；d) 实时监测各种异常报警信息；e) 实时监测模块温度和线温度。8.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，其特征在于：刷卡付费具体包括如下步骤：a) 控制程序通过读卡器实时读取用户卡信息，卡号、余额等；b) 进行用户身份鉴定，密码验证；c) 充电完成后电量结算，数据向用户卡中回写。

技术总结

本发明属于智能化充电技术领域，具体为基于数字孪生技术的电动汽车充电桩透明运行系统，包括主控单元、显示单元、通讯单元、保护单元、计费单元、充电单元和功率分配单元；所述主控单元为控制器用于执行整体信号接收与发送；所述显示单元包括7寸触摸屏和指示灯，7寸触摸屏用于执行人机触摸操作，指示灯用于执行状态显示；所述通讯单元包括CAN通讯模块、RS485通讯模块、RS232通讯模块，其结构合理，充电速度快，可根据车辆的充电需求，动态的调节每个充电终端的功率输出，灵活性高，充电模式多样：支持按时间充、按电量充、按金额充、自动充满四种充电模式，满足用户的不同充电需求；付手段灵活。活。活。