银行卡刷卡结算式充放电设备及自动计费结算方法 【技术领域】
本发明涉及一种电动车辆自助式充放电设备，主要特征是操作人员利用银行卡进行刷卡操作，自动计费结算，系统及方法自动化程度高，适应性广，服务成本低。
背景技术
在环境保护形势日益严峻的今天，各种环保技术与手段在不断得到普及和应用，在汽车领域，新能源汽车尤其是电动汽车，发展得如火如荼，成为当前最具有发展前景的产业之一，也是汽车产业发展的主要方向。但是，电动汽车的充电问题，成为制约这一产业发展的主要障碍之一。在充电相关技术领域，已有相当数量的专利及其他技术文献对这一问题提供解决方法，在实际的产品生产与提供中，这一类产品的技术也比较成熟。但是，充电问题仍成为影响电动车产业发展的主要制约因素，是与电动车辆的特性及充电服务提供的方式有很大关系。
电动车是为电动，则避免不了需要充电，在目前技术条件下，一辆电动汽车的充电时间，短则十几分钟，长则需要几个小时，所需要时间远比普通燃油汽车的加油时间长，而一辆电动车充满电而行驶的距离，也远小于普通汽车，因此，类似将汽车开到加油站进行加油的方式，由电动车主经常特地将车开到充电站进行充电，苦等充电完成这样一种方式，可能会令车主难以忍受，特别是在电动车大规模推广情况下，还会遇到排队充电情况，当然更别提充电站的快速充电对电网的影响以及充电站的建设所需要占用比加油站多得多的土地面积。而停车场、小区内、停车路段和区域等，因地制宜提供充电设备与充电服务，将更具有实际应用价值，而这比较分散的地方，因为电动车充电时间长、夜间充电，自定义充电时间、车主随时驾车离开、充电系统规模可能较小，因成本关系，充电服务提供人的值守与收费也将成为一个主要问题。
电动车是为车辆，需要随处跑动，行驶距离远，行车路线与目的地非常灵活，具有不确定性。因此需要随时在各地都能获得基本的服务与支持(当然主要包括充电服务)，类似传统加油站由少量供应商提供的服务，不可能做到电动车服务的要求，因此需要发动社会力量加入到这一服务提供的队伍中来，因此，数量众多，背景条件各异的充电服务供应者面对普通电动车用户，通用、安全、方便的结算方式也成为一个关键性问题。
同时，电网一般白天负荷大，用电缺口大、电费贵；而晚间电网电量充足、电费便宜，电动车主如果能利用晚间充电，而白天对电网放电(反向充电)，则可以很好的调节电网负荷，削峰填谷，而峰期和谷期的电价差则可以为车主带来利益。而这种放电情况下的计费与结算，资金从服务商向车主的反向流动也存在与充电同样的问题。
有相关专利(如专利号：ZL 200620019436.6刷卡式电动车智能充电站)等，使用IC卡刷卡试计费结算方式。目前在不少城市进行试点建设的充电站及充电桩等，也是采用类似的IC卡计费方式，虽然能从一定程度上解决部分问题，但是还是不能从根本上解决普遍服务提供问题、跨区域服务能力、及车主充电时的等待时间浪费。
而银行卡的应用已经非常普遍，基于银行卡的刷卡机(简称POS机)是一种多功能终端，它安装在银行卡的特约商户和受理网点中与计算机联成网络，就能实现电子资金自动转帐，它具有支持消费、转帐等功能，使用起来安全、快捷、可靠。应用范围非常广泛，技术也非常成熟。
而本发明则利用已有的充放电技术与POS技术进行结合，而产生的新的充放电与自动结算设备与方法，利用该设备与方法，同时利用供电网络、电信网络与金融结算网络，就可以实现不同地域、数量众多、规模不等的服务商，在尽可能多的地点，随时向众多的电动汽车提供充放电服务，同时实现资金的安全、自动、迅速结算，减少甚至免除服务商的大量工作，也为电动车用户带来极大便利，从而促进电动车产业大发展。同时，在车主利用电动车向电网放电情况下，实现电网的调峰与调谷作用，给车主及社会带来利益。
【发明内容】
本发明的主要目的：
本发明主要是为了克服目前情况下，电动车主自行准备设备充、放电以及在他人(充电服务商)提供充电服务情况下，已有的现金结算、IC卡结算、分离式银行卡结算等方式的不足而产生的新的设备与方法。它可以实现服务供应商无人值守、自动结算收付电费；电动车主可跨区域、跨不同服务商获取充、放电服务，同时结算方便、安全。
本设备与方法同时适合于规模不同的社会主体，便于其因势利导，利用已有场地、条件与资源、开展充放电服务，打破少数服务供应商的局限，在获取相关经济利益的情况下，为电动车产业的发展创造一个良好的环境。
同时，本发明在主要考虑解决对电动车充电及计费结算的情况下，也考虑到电动车对电网的放电的情况下，对电网的调峰与调谷作用所需要的电费反向计费与结算功能。
本发明的技术方案是：
设备主要分为三个主要部分：一是系统控制模块，二是充、放电模块；三是POS支付结算模块。
系统控制模块主要功能是提供输入输出界面，接受操作人员操作、确定相应的充、放电方式；将有关充、放电的指令发送给充、放电模块；接受充、放电模块的充、放电及计量信息，按计费标准进行计费；管理每一项充、放电进程及结算；将有关资金结算指令发送给POS支付结算模块；接收POS支付结算模块反馈信息；结算安全控制；进行有关单据、发票的打印；设备运行监控与报警；接受管理人员的后台参数修改维护等。
充、放电模块主要是接受系统控制器的充、放电指令，对连接的电动车进行充、放电操作；进行充、放电计量；提供断开、过充、过放、欠载、短路等保护；进行智能充、放电控制；将充、放电情况及计量结果发送到系统控制器；进行多路充、放电控制。
POS支付结算模块主要是接受系统控制器的支付结算指令；接受操作人员的银行卡刷卡操作及密码输入；产生支付信息并将支付信息加密，通过通信网络发送到金融机构；接受金融机构反馈结算结果信息并将其发送到系统控制模块。
本发明对所利用的充放电技术无特别设定，包括目前已经成熟的各种充放电技术，以及在本发明提交申请之后产生的新的充放电技术。
本发明对各种充放电对像无特别设定，包括电动汽车、电动自行车、电动摩托车、含电动方式的混合动力车、其他电动工具、蓄电池、其他蓄电储能设备。
本发明所指的银行卡包括信用卡、借记卡、零钱卡和其他具有支付结算功能的卡片。
本发明对所支持的银行卡发卡金融机构也无特别限定，包括各银行、信用社、储蓄所、贷款公司、财务公司及其他金融机构。
对银行卡的发卡组织，也无特别限定，支持包括中国银联、VISA、万事达、美国运通、JCB、大来卡在内的各发行组织所发行的卡片。
本发明的工作原理是：
利用充放电模块与POS机模块相结合，将充放电所产生的资金支付结算操作自动转到POS模块，实现资金的自动支付结算。
在充电模式下，本发明所指的设备预先根据有关价格参数及用户选择的充电要求，预先计算电费，并通过POS模块通过用户刷卡方式从用户银行卡账户中扣取该金额到服务服务商指定的银行账户。在正常充电完成后，无需POS操作；在充电行为意外终止后，系统通过计费核算，把已扣划但未消费完成的金额再由服务商指定的银行账户返回支付到扣款用户银行卡账户；
在放电模式下，用户刷卡告知本发明所指的设备，通过放电应转入电费的银行卡账号，系统进行计量，并控制放电过程，在放电完成后，计算放电电费，并将电费由服务商指定账户转入用户银行卡账户内。
在充、放电完成后、用户选择打印单证模式，再刷一次银行卡，无需输入密码，就可以打印相关发票与单据。
本发明与现有的技术相比具有的优势是：
一、自动结算。充放电服务提供商无须人员值守，即可实现操作者自助服务与自动收费结算。
二、便利用户。银行卡已经在非常大的范围内被普遍使用，成为现代社会主流的结算方式，其支付结算方式操作简单、安全、应用普遍、适用范围广。任何一个银行卡组织的覆盖范围，都要远远大于某个IC卡发行者。持卡人将电动车开到各地时，或是在某一家IC卡提供商覆盖范围之外接受充电服务时，一般不会遇到在许多场合卡片不被接纳的情况，也不会遇到IC卡需要充值的烦恼，以及充值卡需要占用用户资金的情况。同时，由于银行卡刷卡计费的低成本和运营简单，使社会各层次力量都可以依据其开展和提供服务，就像目前的POS收银机一样，到处都在应用，这样可以方便用户的充电操作。
三、服务成本低廉。使用本发明所述设备，充电服务提供商不用另外再建设一套IC卡支持服务体系，而这一套体系也是人员、配套设施成本非常高，而利用银行卡已有的支付结算网络，就可以顺利实现资金结算，在充电设备之外，无须更多成本。即使小到如一间乡间小店，店主也可以在店面前提供这样一台设备，以实现充电服务并获取收益，更何况在城市各小区、停车场等地。
四、发动社会力量，推进产业进步。鉴于本发明所使用的结算方式的低廉成本，普遍的应用基础和广泛的适应性，因此有利于社会各方力量，利用自己已有的场地、人员和资金条件，开展充放电服务，而鉴于电动车的特点，上述优势可以极大解决电动车充电的难题，打消用户电动车购买顾虑，从而促进产业进步、推动经济发展、实现环境保护。
【附图说明】
图1是本发明的基本结构图。
本发明主要由三部分组成：系统控制模块、充放电模块、POS结算部分。系统控制器主要由控制器主机、输入设备、输出设备组成。
系统控制器包括存储、运算等部分，负责全设备的运行管理。输入设备包括键盘、开关、按钮、触摸屏等部分，负责接收操作人员的操作指令。输出设备包括屏幕、指示灯、扬声器、打印机等部分，负责向操作人员反馈相关结果、提示有关信息、打印相关单据。系统还可提供远程管理端口，供服务商对不同地点的多台设备进行远程管理。
充放电模块提供一个和多个具有相同功能的子分支模块组合形式，在多子模块配置情况下，可实现一台设备同时提供多路充放电服务。每一子模块由充放电控制、充放电作业和充放电计量组成。负责实现对电动车的安全充放电工作及充放电计量工作。
POS模块包括密码输入键盘、读卡器、POS主机、通信模块。负责接收系统控制器的支付指令、接受操作人员的刷卡及密码输入操作、负责通过通信网络与金融系统进行数据交换，实现款项的支付结算及结果的查询与信息反馈。
上述结构分类方法只是为了说明系统的逻辑结构，在实际实现过程中，可以按上述方式进行实现，也可以对系统进行调整、融合、修改、增减配置，以实现系统同样目标。
图2是本发明的基本操作流程图。
本图通过基本的充放电过程，来说明系统的运作原理和操作过程。
充放电开始前，操作人员首先通过充放电接口连接好本发明所述设备与电动车等用电设备；
操作人员进行充放电选择及充放电具体模式及参数选择。在这一过程中，设备根据情况可能需要对被充电对象进行检测或是信息交换；
系统确认完成后，在充电情况下，系统计算预计需要的电费金额，发送扣款金额指令到POS模块；
操作人员进行银行卡刷卡操作，并输入密码确认，POS系统通过通信系统发送扣款指令到金融机构，将款项从操作人员银行卡账户转账到服务商指定的账户，并接受金融机构的扣款结果反馈；
系统向操作人员反馈预计电费扣款信息，在扣款成功情况下，系统开始进行充电作业，同时系统对该项业务的用户操作功能进行锁定；操作人员可以离开设备，由系统自行充电运作；
预设的充电指令完成后，系统自动终止充电，操作人员可解除设备之间的电缆接口连接，驾车离开，操作完整完成，无须再进行费用结算；
预设的充电指令未完成情况下，操作人员需要终止充电，可选择终止充电指令，根据需要可再在POS刷卡机上刷卡确认身份，系统中断充电作业，同时结算充电电费，把未用完的预扣电费金额，通过POS系统发送指令，把款项从服务商指定账户转账返还操作人员银行卡账户；
非操作人员主动操作而发生的意外和异常中断情况下，系统发出警告信息，同时将未用完的预扣电费通过POS系统由服务商指定账户返还该事务操作人银行卡账号；
在操作人员选择放电情况下，操作人员通过银行卡刷卡操作，以告知设备本项放电业务所涉及的电费需要转入的银行卡账号，但无须输入密码；
在放电正常结束后，系统即通过POS系统，将款项从服务商指定的账户转入到操作人员刷卡确认的账户；
操作人员提前终止放电的，需要刷卡确认，无须输入密码，电费结算过程同前一步骤；
放电非操作人员正常操作所引起的异常终止，系统发出警告信息。同时电费结算过程同前一步骤；
如操作人员需要纸质单据或发票等，在终止充放电后，操作人员可通过刷卡确认身份，并选择打印单据或发票，在提前终止操作等业务已经进行刷卡操作，系统该项业务操作还未锁定的情况下，可不用再次刷卡。
上述流程仅仅为本发明的设备的一个分支进行充放电的操作流程，在设备提供多路分支并行服务情况下，系统可对多个流程的进程进行并行管理，不同的操作人员分时段操作同一台设备时，如前述流程说明，需要刷卡以确认各业务进程的操作者身份。
【具体实施方式】
本发明所指设备，其充放电部分及POS模块部分为公知技术，同时，系统管理模块的硬件技术也应用公知技术，本发明的主要部分在于进行充放电系统与POS刷卡转账进行匹配和有机结合，关键在于设计对充放电进行管理及扣款转账、余款返还相结合的管理程序，在保证充电服务提供商能够安全、迅速、低成本地收到充电电费，同时保障消费者操作简单、资金安全、公平收付费、及时结算。同时，系统还需要对当前公知的POS系统的程序进行适当修改，以满足与系统控制模块的信息交换要求，同时适应充放电设备的转账扣款特点。
在本发明的设备对外提供充放电服务前，还需要与供电网络、通信网络进行连接，改造已有电网，同时，服务商还需要在金融机构开立账户，并订立相关协议，或是采用特定的服务提供商的服务，以满足资金的结算要求。