本发明涉及一种电动汽车分时租赁预约充电系统及方法。解决现有技术中存在的汽车租赁预约充电系统一般采用记账式方案，操作过程中仍需人工参与，无法实现自助预约充电的问题。系统包括服务器端、用户手持终端、若干充电桩、分时租赁装置。充电桩包括信息处理单元一、无线感应接收单元、声光提醒单元。分时租赁装置包括信息处理单元二、定位单元和无线感应发射单元。本发明的优点是能自助进行充电预约操作，方便用户找到充电站，避免用户到达充电站而无充电桩可用的情况，方便了用户，提高了充电桩使用效率。
1.一种电动汽车分时租赁的预约充电系统，采用一种电动汽车分时租赁预约充电系统，系统包括服务器端（2）、安装有电动汽车租赁APP的用户手持终端（1）、若干充电桩（4）、配设在每一辆电动汽车上的分时租赁装置（3），服务器端均分别与各分时租赁装置、各充电桩通讯相连，用户手持终端与服务器端相连，所述充电桩包括信息处理单元一（9）、无线感应接收单元（6）、声光提醒单元（10），无线感应接收单元、声光提醒单元分别与信息处理单元一相连，所述分时租赁装置包括信息处理单元二（7）、定位单元（8）和无线感应发射单元（6），定位单元和无线感应发射单元分别与信息处理单元相连，无线感应接收单元与无线感应发射单元在设定范围内相连；所述充电桩在每一个安装地点均以充电桩集群形式安装，每个充电桩集群均安装有集群控制器（12）和通讯模块（11），集群控制器与通讯模块连接，充电桩集群里的每个汽车充电桩分别与集群控制器连接，通讯模块与服务端（2）通讯连接；
服务器端（2）包括有会员管理单元（13）、车辆信息管理单元（14），用户手持终端（1）分别与会员管理单元、车辆信息管理单元连接，会员管理单元、车辆信息管理单元分别与各充电桩（4）、各分时租赁装置（3）相连；其特征是：包括以下步骤：S1.用户手持终端进行预约充电请求，显示并获取附近充电站信息；
S2.用户手持终端根据用户选择的充电站，为用户选择一个可用的充电桩，服务器端将充电桩设定为预约状态，建立预约信息；
S3.在汽车到达充电桩附近，充电桩通过无线感应方式对预约信息进行验证；
S4.在通过验证且用户确认充电的情况下，服务器端将充电桩解除预约状态，删除预约信息，充电桩为汽车进行充电；充电桩对汽车进行充电包括以下过程：汽车充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，汽车充电桩对电动汽车进行充电，若当前时间处于峰电计费时间内，则中心服务器根据汽车充电桩当前汽车状态信息对充电桩进行操作，若当前汽车经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；
充电判断子步骤一，中心服务器对每个汽车充电桩的赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或中心服务器计算设定，充电判断子步骤二，中心服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前车辆的电池电量值，中心服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值，充电判断子步骤三，基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为禁止充电，若基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值小于所述基础电量阈值则判定为需要充电。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车分时租赁的预约充电系统，其特征是步骤S1中显示并获取附近充电站信息的过程包括：S11.分时租赁装置通过定位单元采集位置信息并发送给用户手持终端；
S12.用户手持终端根据位置信息搜索附近充电站，并在地图界面进行显示；
S13. 用户手持终端根据用户点击充电站的操作，采集该充电站的充电桩工作状态信息并进行显示。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车分时租赁的预约充电系统，其特征是步骤S2中用户手持终端为用户选择可用充电桩包括以下步骤：S21.用户手持终端查询充电站是否存在空闲的充电桩，若无则提示无可用充电桩并返回充电站选择界面，若有则进入下一步骤；
S22.查询空闲的充电桩是否有未预约状态，若没有未预约状态，则提示无可用充电桩并返回充电站选择界面，若有未预约状态的空闲充电桩，则选择一个无预约状态的空闲充电桩；
S23.用户手持终端将选择信息发送给服务器端，服务器端将该充电桩设定为预约状态，根据充电桩信息与用户信息建立预约信息，然后将预约信息发送给分时租赁装置和充电桩。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车分时租赁的预约充电系统，其特征是步骤S3中对汽车进行信息验证包括以下步骤：S31.分时租赁装置接收预约信息，根据充电桩信息与用户信息编码生成一个识别码，将识别码发送给无线感应发射单元；
S32.无线感应发射单元实时发射识别码信号，当充电桩的无线感应接收单元在其感应范围内收到识别码信号，对识别码进行解码，并与充电桩内的预约信息进行比较，若预约信息不一致，则不响应，若预约信息一致，则验证通过，启动声光提醒单元，并向用户手持终端发送是否进行充电的询问。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车分时租赁的预约充电系统，其特征是若有若干辆充电的汽车停车的距离在200米之内，则比较相邻起床的当前电量值，中心服务器在判定为需要充电的汽车中以电量从高到低依次开始充电。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种电动汽车分时租赁的预约充电系统，其特征是在步骤S2进行充电桩预约后，还包括预约超时判断的步骤，步骤包括：S24.服务器端建立的预约信息还包括预约保留时间，对预约保留时间进行倒计时；
S25.预约保留时间倒计时是否完毕，若完毕则服务器端解除充电桩预约状态，删除预约信息，并发送信息给充电桩，充电桩删除预约信息，若未完毕，则进入步骤S3。
一种电动汽车分时租赁预约充电系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽车租赁设备，尤其是涉及一种电动汽车分时租赁预约充电系统及方法。
背景技术
[0002] 目前成熟的租赁系统一般采用记账式方案，运营过程中每单租赁需要人工参与，无法实现自助的租赁模式，例如电动汽车使用过程中对电动汽车进行充电，目前也设置有预约充电方式，其预约充电系统也是存在同样的问题。
[0003] 对比文件1：台湾专利公开号：TW M482126U 名称：电动车租赁站，提供一种对电动车、钥匙和电池进行管理的电动车租赁站，特征在于该专利设有身份识别装置，通过该身份识别装置对电池进行更换，该专利只是对电池进行更换，不适用于整车进行更换。
[0004] 对比文件2：美国专利公开号：US 2012/0280653 A1 名称：电动汽车充电站的管理系统和方法（翻译），提供一种电动汽车充电站的管理系统和方法，特征在于提供车辆检测器，对车辆的状况进行检测，并将检测的信息反馈给检测系统已经根据此信息对汽车进行充电等。该专利依然不能换车，只能对电池进行充电。
[0005] 对比文件3：中国专利公开号：CN104282088A 名称：一种基于充电桩的电动汽车租赁管理系统及其租赁管理方法，提供一种基于充电桩的电动汽车租赁管理系统，其主要特征在于结合了智能终端或电脑，相关人员可以对租车情况等进行快速方便的查询。
[0006] 对比文件4：中国专利公开号：CN103854374A 名称：基于周期结算模式的电动交通工具用电计费方法及装置，提供一种基于周期结算模式的电动交通工具用电计费方法及装置，特征在于用采用电卡，电卡里设有账户的信息以及费用结算方式。可以进行智能化用电计费。
[0007] 对比文件5：美国专利公开号：USD730822 S 名称：带有状态指示的电动汽车充电站，以及导光组件和方法（翻译），提供一种带有状态指示的电动汽车充电站，特征在于带有导光组件用于显示各种状态，但是其没有对具体的租赁方法等进行具体的说明。
[0008] 对比文件6：加拿大专利公开号：CA2890753 (A1) 名称：使电动汽车快速充电的充电站的充电系统和方法（翻译），提供一种使电动汽车快速充电的充电站的充电系统和方法，特征在于提供一个充电臂，给予充电的车辆进行一个准确的定位。不足之处在于，只提供了限位装置。
[0009] 对比文件7：美国专利公开号：US2015108947 (A1) 名称：用于汽车和充电站之间通信方法和系统，提供一种用于汽车和充电站之间通信方法和系统，特征至于电动汽车与充电站充电过程中的充电电缆连接到车辆和充电站终端终端之间可锁定机械耦合。电动汽车和充电站之间通过通信控制机械耦合的开闭，但是该专利本质仍只是个限位装置。
[0010] 对比文件8：中国专利公开号：CN103944201A 名称：一种电动汽车定时充电桩，提供一种电动汽车定时充电桩，特征在于设有时控开关对电动汽车进行定时充电设置。
[0011] 但是现有技术依然存在目前成熟的租赁系统中如预约充电一般采用记账式方案，运营过程中每单预约都需要人工参与，无法实现自助办理的问题。
发明内容
[0012] 本发明主要是解决现有技术中存在的汽车租赁预约充电系统一般采用记账式方案，操作过程中仍需人工参与，无法实现自助预约充电的问题，提供了一种能实现自助操作的电动汽车分时租赁预约充电系统。
[0013] 本发明另一个发明目的是解决了目前预约充电系统中充电成本高、效率低的问题，提供了一种降低成本、提高效率的电动汽车分时租赁预约充电方法。
[0014] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电动汽车分时租赁预约充电系统，包括服务器端、安装有电动汽车租赁APP的用户手持终端、若干充电桩、配设在每一辆电动汽车上的分时租赁装置，服务器端均分别与各分时租赁装置、各充电桩通讯相连，用户手持终端与服务器端相连，所述充电桩包括信息处理单元一、无线感应接收单元、声光提醒单元，无线感应接收单元、声光提醒单元分别与信息处理单元一相连，所述分时租赁装置包括信息处理单元二、定位单元和无线感应发射单元，定位单元和无线感应发射单元分别与信息处理单元相连，无线感应接收单元与无线感应发射单元在设定范围内相连。本发明用户手持终端通过服务器端与分时租赁装置、充电桩收发信息，能根据租赁电动汽车的位置确定充电站及充电桩，租赁电动汽车与充电桩之间通过无线感应方式进行信息验证，当汽车与选定充电桩在一定范围内，自动进行预约信息验证，无线额外操作，方便了用户，提高了效率。
[0015] 作为一种优选方案，所述汽车充电桩在每一个安装地点均以充电桩集群形式安装，每个充电桩集群均安装有集群控制器和通讯模块，集群控制器与通讯模块连接，充电桩集群里的每个汽车充电桩分别与集群控制器连接，通讯模块与子服务器通讯连接。充电桩采用集群方式管理，每个充电桩都具有无线感应还车确认功能。通讯模块连接在集群控制器上，实现与充电桩与服务器端的通信。
[0016] 作为一种优选方案，服务器端包括有会员管理单元、车辆信息管理单元，用户手持终端分别与会员管理单元、车辆信息管理单元连接，会员管理单元、车辆信息管理单元分别与各充电桩、各分时租赁装置相连。会员管理单元存储有会员个人信息、APP账号信息、积分及余额，车辆信息管理单元存储有各租赁汽车的信息，会员管理单元、车辆信息管理单元为各个业务提供数据接口，支持数据的双向交互。
[0017] 一种电动汽车分时租赁预约充电系统，包括以下步骤：
[0018] S1.用户手持终端进行预约充电请求，显示并获取附近充电站信息；
[0019] S2.用户手持终端根据用户选择的充电站，为用户选择一个可用的充电桩，服务器端将充电桩设定为预约状态，建立预约信息；
[0020] S3.在汽车到达充电桩附近，充电桩通过无线感应方式对预约信息进行验证；
[0021] S4.在通过验证且用户确认充电的情况下，服务器将充电桩解除预约状态，删除预约信息，充电桩为汽车进行充电。
[0022] 本发明方法根据汽车位置信息提供充电站信息供用户选择，并能在用户手持终端上以地图形式进行显示，便于用户方便找到充电站，起到导航的作用。并实时查询充电站充电桩工作状态，并进行预约，避免用户到达充电站而无充电桩可用的情况，同时预约后进行信息验证，只有当前预约的用户才能对预约的充电桩进行操作，避免了充电桩被他人占用，方便了用户进行充电。
[0023] 作为一种优选方案，步骤S1中显示并获取附近充电站信息的过程包括：
[0024] S11.分时租赁装置通过定位单元采集位置信息并发送给用户手持终端；
[0025] S12.用户手持终端根据位置信息搜索附近充电站，并在地图界面进行显示；
[0026] S13. 用户手持终端根据用户点击充电站的操作，采集该充电站的充电桩工作状态信息并进行显示。
[0027] 作为一种优选方案，步骤S2中用户手持终端为用户选择可用充电桩包括以下步骤：
[0028] S21.用户手持终端查询充电站是否存在空闲的充电桩，若无则提示无可用充电桩并返回充电站选择界面，若有则进入下一步骤；
[0029] S22.查询空闲的充电桩是否有未预约状态，若没有未预约状态，则提示无可用充电桩并返回充电站选择界面，若有未预约状态的空闲充电桩，则选择一个无预约状态的空闲充电桩；
[0030] S23.用户手持终端将选择信息发送给服务器端，服务器端将该充电桩设定为预约状态，根据充电桩信息与用户信息建立预约信息，然后将预约信息发送给分时租赁装置和充电桩。
[0031] 通过查询找出空闲且无预约状态的充电桩分配给用户，保证了已预约的充电桩不会被其他用户占用。
[0032] 作为一种优选方案，步骤S3中对汽车进行信息验证包括以下步骤：
[0033] S31.分时租赁装置接收预约信息，根据充电桩信息与用户信息编码生成一个识别码，将识别码发送给无线感应发射单元；
[0034] S32.无线感应发射单元实时发射识别码信号，当充电桩的无线感应接收单元在其感应范围内收到识别码信号，对识别码进行解码，并与充电桩内的预约信息进行比较，若预约信息不一致，则不响应，若预约信息一致，则验证通过，启动声光提醒单元，并向用户手持终端发送是否进行充电的询问。通过无线感应方式，当汽车进入充电桩范围内自动进行预约信息验证，并进行声光提示，无需用户自己寻找充电桩，避免了用户一时找不到充电桩的问题，且无需用户自己进行验证操作，节约了时间和精力。
[0035] 作为一种优选方案，步骤S4中充电桩对汽车进行充电包括以下过程：
[0036] 汽车充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，汽车充电桩对电动汽车进行充电，
[0037] 若当前时间处于峰电计费时间内，则中心服务器根据汽车充电桩当前汽车状态信息对充电桩进行操作，若当前汽车经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；
[0038] 充电判断步骤包括以下子步骤：
[0039] 充电判断子步骤一，中心服务器对每个汽车充电桩的赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或中心服务器计算设定，[0040] 充电判断子步骤二，中心服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前车辆的电池电量值，中心服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值，
[0041] 充电判断子步骤三，基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为禁止充电，若基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值小于所述基础电量阈值则判定为需要充电。
[0042] 作为一种优选方案，若有若干辆充电的汽车停车的距离在200米之内，则比较相邻起床的当前电量值，中心服务器在判定为需要充电的汽车中以电量从高到低依次开始充电。本方案设置之后，达到了不同地区对应不同的借车基础电量阈值，也就是让借车频率较大的充电桩充电较多，尽可能多的保持电量，使得大多数人能够尽可能地借车，既考虑到了车辆电量的需求，又考虑到了车辆使用的需求，满足的经济成本和使用成本的双重要求。
[0043] 作为一种优选方案，在步骤S2进行充电桩预约后，还包括预约超时判断的步骤，步骤包括：
[0044] S24.服务器端建立的预约信息还包括预约保留时间，对预约保留时间进行倒计时；
[0045] S25.预约保留时间倒计时是否完毕，若完毕则服务器端解除充电桩预约状态，删除预约信息，并发送信息给充电桩，充电桩删除预约信息，若未完毕，则进入步骤S3。
[0046] 因此，本发明的优点是：用户手持终端通过服务器端与分时租赁装置、充电桩收发信息，能根据租赁电动汽车的位置确定充电站及充电桩，租赁电动汽车与充电桩之间通过无线感应方式进行信息验证，当汽车与选定充电桩在一定范围内，自动进行预约信息验证，无线额外操作，方便了用户，提高了效率。根据汽车位置信息提供充电站信息供用户选择，并能在用户手持终端上以地图形式进行显示，便于用户方便找到充电站，起到导航的作用。并实时查询充电站充电桩工作状态，并进行预约，避免用户到达充电站而无充电桩可用的情况，同时预约后进行信息验证，只有当前预约的用户才能对预约的充电桩进行操作，避免了充电桩被他人占用，方便了用户进行充电。
附图说明
[0047] 附图1是本发明的一种结构框示图；
[0048] 附图2是本发明的一种流程示意图。
[0049] 1-用户手持终端 2-服务器端 3-分时租赁装置 4-充电桩 5-无线感应接收单元 6-无线感应发射单元 7-信息处理单元二 8-定位单元 9-信息处理单元一 10-声光提醒单元 11-通讯模块 12-集群控制器 13-会员管理单元 14-车辆信息管理单元。
具体实施方式
[0050] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0051] 实施例：
[0052] 本实施例一种电动汽车分时租赁预约充电系统，如图1所示，包括服务器端2、安装有电动汽车租赁APP的用户手持终端1、若干充电桩4、配设在每一辆电动汽车上的分时租赁装置3，服务器端均分别与各分时租赁装置、各充电桩通讯相连，用户手持终端与服务器端相连。充电桩包括信息处理单元一9、无线感应接收单元5、声光提醒单元10，无线感应接收单元、声光提醒单元分别与信息处理单元一相连。分时租赁装置包括信息处理单元二7、定位单元8和无线感应发射单元6，定位单元和无线感应发射单元分别与信息处理单元相连，无线感应接收单元与无线感应发射单元在设定范围内相连。
[0053] 充电桩在每一个安装地点均以充电桩集群形式安装，每个充电桩集群均安装有集群控制器12和通讯模块11，集群控制器与通讯模块连接，充电桩集群里的每个汽车充电桩分别与集群控制器连接，通讯模块与服务器端通讯连接。
[0054] 服务器端2包括有会员管理单元13、车辆信息管理单元14，用户手持终端分别与会员管理单元、车辆信息管理单元连接，会员管理单元、车辆信息管理单元分别与各充电桩、各分时租赁装置相连。
[0055] 一种电动汽车分时租赁预约充电方法，包括以下步骤：
[0056] S1.用户手持终端进行预约充电请求，显示并获取附近充电站信息。具体步骤包括：
[0057] S11.分时租赁装置通过定位单元采集位置信息并发送给用户手持终端；
[0058] S12.用户手持终端根据位置信息搜索附近充电站，并在地图界面进行显示；
[0059] S13. 用户手持终端根据用户点击充电站的操作，采集该充电站的充电桩工作状态信息并进行显示。
[0060] S2.用户手持终端根据用户选择的充电站，为用户选择一个可用的充电桩，服务器端将充电桩设定为预约状态，建立预约信息；具体步骤包括：
[0061] S21.用户手持终端查询充电站是否存在空闲的充电桩，若无则提示无可用充电桩并返回充电站选择界面，若有则进入下一步骤；
[0062] S22.查询空闲的充电桩是否有未预约状态，若没有未预约状态，则提示无可用充电桩并返回充电站选择界面，若有未预约状态的空闲充电桩，则选择一个无预约状态的空闲充电桩；
[0063] S23.用户手持终端将选择信息发送给服务器端，服务器端将该充电桩设定为预约状态，根据充电桩信息与用户信息建立预约信息，然后将预约信息发送给分时租赁装置和充电桩。
[0064] 进行充电桩预约后，还包括预约超时判断步骤，步骤包括：
[0065] S24.服务器端建立的预约信息还包括预约保留时间，对预约保留时间进行倒计时；
[0066] S25.预约保留时间倒计时是否完毕，若完毕则服务器端解除充电桩预约状态，删除预约信息，并发送信息给充电桩，充电桩删除预约信息，若未完毕，则进入步骤S3。
[0067] S3.在汽车到达充电桩附近，充电桩通过无线感应方式对预约信息进行验证；具体步骤包括：
[0068] S31.分时租赁装置接收预约信息，根据充电桩信息与用户信息编码生成一个识别码，将识别码发送给无线感应发射单元；
[0069] S32.无线感应发射单元实时发射识别码信号，当充电桩的无线感应接收单元在其感应范围内收到识别码信号，对识别码进行解码，并与充电桩内的预约信息进行比较，若预约信息不一致，则不响应，若预约信息一致，则验证通过，启动声光提醒单元，并向用户手持终端发送是否进行充电的询问。
[0070] S4.在通过验证且用户确认充电的情况下，服务器端将充电桩解除预约状态，删除预约信息，充电桩为汽车进行充电。充电桩对汽车进行充电包括以下过程：
[0071] 汽车充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，汽车充电桩对电动汽车进行充电，
[0072] 若当前时间处于峰电计费时间内，则中心服务器根据汽车充电桩当前汽车状态信息对充电桩进行操作，若当前汽车经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；
[0073] 充电判断步骤包括以下子步骤：
[0074] 充电判断子步骤一，中心服务器对每个汽车充电桩的赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或中心服务器计算设定，[0075] 充电判断子步骤二，中心服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前车辆的电池电量值，中心服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值，
[0076] 充电判断子步骤三，基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为禁止充电，若基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值小于所述基础电量阈值则判定为需要充电。
[0077] 另外，若有若干辆充电的汽车停车的距离在200米之内，则比较相邻起床的当前电量值，中心服务器在判定为需要充电的汽车中以电量从高到低依次开始充电。
[0078] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0079] 尽管本文较多地使用了用户手持终端、服务器端、分时租赁装置、充电桩、无线感应接收单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
