一种充电桩系统的制作方法

文档序号:10897421
一种充电桩系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种充电桩系统,通过在充电桩上配置无线微功率模块,无需配置远程通信模块,作为充电桩终端,并且通信区内选取一台充电桩配置无线微功率模块和远程通信模块作为充电桩子站,采用无线微功率模块进行通讯,降低了通讯成本,而且无线微功率信号覆盖范围广,可以根据通讯信号的质量调整发射功率,适应性强且信号稳定性高,能完成区域内所有充电桩的通信功能,完成数据交互,远程信息上传。
【专利说明】
-种充电巧系统
技术领域
[0001] 本实用新型设及电动汽车充电粧技术领域,具体设及一种充电粧系统。
【背景技术】
[0002] 电动汽车充电粧是电动汽车的电站,其功能类似于加油站里面的加油机,每个充 电粧都设置有充电插头,充电粧可W根据不同的电压等级为各种型号的电动车充电;电动 汽车充电粧采用的是交、直流供电方式,需要特制的充电卡刷卡使用,且充电粧显示屏能显 示充电量、费用、充电时间等数据;交流充电粧的人机交互界面采用大屏幕LCD彩色触摸屏, 充电可旋转定电量、定时间、定金额、自动(充满为止)四中模式;充电粧的交流工作电压为 220V或380V,普通纯电动轿车用充电粧充满电需要4至5个小时,充电粧造价低廉,主要安装 在停车场,交流充电粧适用于慢充动力电池。
[0003] 如今在新能源政策支持下,我国新能源汽车需求量急剧增加,对充电粧的需求也 急速增加;目前电动汽车充电粧分为充电站内粧与站外离散粧两种,尤其是站外离散充电 粧,地理布局分散,数量众多;现有的许多充电粧并没有通信功能,无法实时监控设备状态, 属于"呆"粧,独立粧;而部分充电粧则采用独立GPRS或独立W太网的通信方式,不仅成本比 较公安,而且维护量大。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是为了提供一种低成本、低功耗实现充电粧通信功能且完成数 据交互,远程信息上传的充电粧系统。
[0005] 本实用新型通过W下技术方案实现:一种充电粧系统,包括公网、远程通信模块、 充电粧子站、若干无线微功率模块和若干充电粧终端,所述充电粧子站和充电粧终端上都 设置有无线微功率模块,所述充电粧子站的无线微功率模块还分别连接所有充电粧终端的 无线微功率模块,所述充电粧子站上还设置有远程通信模块,用于连接公网;所述充电粧子 站包括人机接口模块、充电输出接口、保护模块、核屯、控制模块、监控指示模块、主功率回路 模块、电源输入接口、无线微功率模块、远程通信模块;所述核屯、控制模块分别与保护模块、 监控指示模块、主功率回路模块连接、远程通信模块、人机接口模块和无线微功率模块连 接,所述主功率回路模块也与保护模块和监控指示模块连接,所述主功率回路模块还分别 连接电源输入接口和充电输出接口;所述远程通信模块、人机接口模块和无线微功率模块 还与充电输出接口连接,所述核屯、控制模块也与充电输出接口连接;所述充电粧终端包括 人机接口模块、充电输出接口、保护模块、核屯、控制模块、监控指示模块、主功率回路模块、 电源输入接口、无线微功率模块;所述核屯、控制模块分别与保护模块、监控指示模块、主功 率回路模块连接、人机接口模块和无线微功率模块连接,所述主功率回路模块也与保护模 块和监控指示模块连接,所述主功率回路模块还分别连接电源输入接口和充电输出接口; 所述人机接口模块和无线微功率模块还与充电输出接口连接,所述核屯、控制模块也与充电 输出接口连接;所述无线微功率模块为433M无线RF射频模块,用于实现信息交互功能。
[0006] -种充电粧系统的微功率数据通信机制,充电粧子站的无线微功率模块为子站地 址,充电粧终端的无线微功率模块地址为终端地址,充电粧子站内配置若干终端地址为有 效地址,充电粧终端内配置子站地址为有效子站地址,通信流程步骤如下:
[0007] A)充电粧子站和充电粧终端上电,识别充电粧的设置信息,接着充电粧子站向充 电粧终端发送查询有效地址数据包,充电粧终端确认是否为对应的充电粧子站发送的数据 包,若不是对应充电粧子站发送的数据包则丢包处理,若是对应充电粧子站发送的数据包 则等待充电粧子站发送握手连接报文;
[0008] B)充电粧子站向充电粧终端发送握手连接报文,若充电粧终端没有收到握手连接 报文则充电粧终端被标记为异常链接终端,若充电粧终端接收到充电粧子站发送的握手连 接报文,则核对终端地址是否为本机地址,若不是本机地址的数据包则丢包处理,若是本机 地址的数据包则发送握手返回报文到对应的充电粧子站,充电粧子站与充电粧终端就成功 建立握手连接,并将建立成功的握手终端地址记录为注册地址;
[0009] C)充电粧子站对注册地址内的充电粧终端发送对时报文,充电粧终端收到对时报 文后开始对时,若对时失败则注册地址内删除对时失败的充电粧终端地址,并记录事件生 成S0E,若对时成功则发送对时确认报文到充电粧子站,充电粧子站收到对时确认报文后则 认为对时成功;
[0010] D)对时成功则充电粧子站与充电粧终端之间建立数据通信模式,进入正常链接状 态;充电粧子站发送查询终端的数据包,并进入侦听模式;充电粧终端接收查询终端的数据 包后核对终端地址,若是非本机终端地址的数据包则做丢包处理,若是本机终端地址的数 据包则发送本机数据包到充电粧子站;
[0011] E)充电粧子站进入侦听模式则接收注册地址内的充电粧终端的突发事件数据包 和接收有效地址的内的充电粧终端的终端中断响应包;接收到突发事件数据包后充电粧子 站记录突发事件生成SOE并发送突发事件接收确认报文;接收到终端中断响应包后充电粧 子站将此终端地址写入注册地址表内,并且发送注册确认数据包;若是接收到非有效地址 内的其他数据包,则做丢包处理。
[0012] 所述步骤D中充电粧子站的侦听模式为充电粧子站在据通信模式中Wlmin为周 期,依次执行各个充电粧终端;所述步骤B中充电粧子站接收到充电粧终端发送的握手返回 报文后就会发送下一地址的握手连接报文并将此地址设为注册地址;充电粧子站在侦听模 式中接收到有效地址内的充电粧终端发送的注册请求,将会添加此充电粧终端为注册地 址,在下一个周期查询数据包内开始轮询此地址;所述步骤D中充电粧终端若未接收到充电 粧子站发送查询终端的数据包则就为异常链接终端,所述异常链接终端将会主动发射注册 数据。
[0013] 本实用新型在充电粧上配置无线微功率模块,无需配置远程通信模块,作为充电 粧终端,并且通信区内选取一台充电粧配置无线微功率模块和远程通信模块作为充电粧子 站,采用无线微功率模块进行通讯,降低了通讯成本,而且无线微功率信号覆盖范围广,可 W根据通讯信号的质量调整发射功率,适应性强且信号稳定性高,能完成区域内所有充电 粧的通信功能,完成数据交互,远程信息上传。
[0014] 本实用新型的有益之处在于:1)无线微功率信号覆盖范围内实现所有充电粧的通 信功能;2)无需采用独立GPRS或独立W太网通信,低成本、低功耗,而且无线缆设计;3)只需 在一个充电粧安装远程通信模块和无线微功率模块作为充电粧子站,其它充电粧只需安装 无线微功率模块,降低了成本和功耗。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的框示图。
[0016] 图2为本实用新型的充电粧终端示意图。
[0017] 图3为本实用新型的充电粧子站示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图与【具体实施方式】,对本实用新型作进一步描述。
[0019] 见图1至图3,一种充电粧系统,包括公网、远程通信模块、充电粧子站、若干无线微 功率模块和若干充电粧终端,所述充电粧子站和充电粧终端上都设置有无线微功率模块, 所述充电粧子站的无线微功率模块还分别连接所有充电粧终端的无线微功率模块,所述充 电粧子站上还设置有远程通信模块,用于连接公网;所述充电粧子站包括人机接口模块、充 电输出接口、保护模块、核屯、控制模块、监控指示模块、主功率回路模块、电源输入接口、无 线微功率模块、远程通信模块;所述核屯、控制模块分别与保护模块、监控指示模块、主功率 回路模块连接、远程通信模块、人机接口模块和无线微功率模块连接,所述主功率回路模块 也与保护模块和监控指示模块连接,所述主功率回路模块还分别连接电源输入接口和充电 输出接口;所述远程通信模块、人机接口模块和无线微功率模块还与充电输出接口连接,所 述核屯、控制模块也与充电输出接口连接;所述充电粧终端包括人机接口模块、充电输出接 口、保护模块、核屯、控制模块、监控指示模块、主功率回路模块、电源输入接口、无线微功率 模块;所述核屯、控制模块分别与保护模块、监控指示模块、主功率回路模块连接、人机接口 模块和无线微功率模块连接,所述主功率回路模块也与保护模块和监控指示模块连接,所 述主功率回路模块还分别连接电源输入接口和充电输出接口;所述人机接口模块和无线微 功率模块还与充电输出接口连接,所述核屯、控制模块也与充电输出接口连接;所述无线微 功率模块为433M无线RF射频模块,用于实现信息交互功能。
[0020] -种充电粧系统的微功率数据通信机制,充电粧子站的无线微功率模块为子站地 址,充电粧终端的无线微功率模块地址为终端地址,充电粧子站内配置若干终端地址为有 效地址,充电粧终端内配置子站地址为有效子站地址,通信流程步骤如下:
[0021] A)充电粧子站和充电粧终端上电,识别充电粧的设置信息,接着充电粧子站向充 电粧终端发送查询有效地址数据包,充电粧终端确认是否为对应的充电粧子站发送的数据 包,若不是对应充电粧子站发送的数据包则丢包处理,若是对应充电粧子站发送的数据包 则等待充电粧子站发送握手连接报文;
[0022] B)充电粧子站向充电粧终端发送握手连接报文,若充电粧终端没有收到握手连接 报文则充电粧终端被标记为异常链接终端,若充电粧终端接收到充电粧子站发送的握手连 接报文,则核对终端地址是否为本机地址,若不是本机地址的数据包则丢包处理,若是本机 地址的数据包则发送握手返回报文到对应的充电粧子站,充电粧子站与充电粧终端就成功 建立握手连接,并将建立成功的握手终端地址记录为注册地址;
[0023] C)充电粧子站对注册地址内的充电粧终端发送对时报文,充电粧终端收到对时报 文后开始对时,若对时失败则注册地址内删除对时失败的充电粧终端地址,并记录事件生 成SOE,若对时成功则发送对时确认报文到充电粧子站,充电粧子站收到对时确认报文后则 认为对时成功;
[0024] D)对时成功则充电粧子站与充电粧终端之间建立数据通信模式,进入正常链接状 态;充电粧子站发送查询终端的数据包,并进入侦听模式;充电粧终端接收查询终端的数据 包后核对终端地址,若是非本机终端地址的数据包则做丢包处理,若是本机终端地址的数 据包则发送本机数据包到充电粧子站;
[0025] E)充电粧子站进入侦听模式则接收注册地址内的充电粧终端的突发事件数据包 和接收有效地址的内的充电粧终端的终端中断响应包;接收到突发事件数据包后充电粧子 站记录突发事件生成SOE并发送突发事件接收确认报文;接收到终端中断响应包后充电粧 子站将此终端地址写入注册地址表内,并且发送注册确认数据包;若是接收到非有效地址 内的其他数据包,则做丢包处理。
[0026] 所述步骤D中充电粧子站的侦听模式为充电粧子站在据通信模式中Wlmin为周 期,依次执行各个充电粧终端;所述步骤B中充电粧子站接收到充电粧终端发送的握手返回 报文后就会发送下一地址的握手连接报文并将此地址设为注册地址;充电粧子站在侦听模 式中接收到有效地址内的充电粧终端发送的注册请求,将会添加此充电粧终端为注册地 址,在下一个周期查询数据包内开始轮询此地址;所述步骤D中充电粧终端若未接收到充电 粧子站发送查询终端的数据包则就为异常链接终端,所述异常链接终端将会主动发射注册 数据。
[0027] 本实施方式中,所述电源输入接口为供电电源的输入端,主要由接线端子和铜牌 构成;所述主功率回路模块为充电主功率回路,对于交流充电粧主要由接触器、烙断器构 成,而对于直流充电粧,主要由AC/DC转换器、接触器、烙断器构成;所述保护模块实现主回 路保护,主要由防雷器和漏电保护装置构成;所述核屯、控制模块实现充电粧的数据管理、 BMS通信,计量等功能,负责处理打包通信区充电粧的信息,主体为电路板;所述监控指示模 块实现充电粧充电回路的电流电压检测,主要有互感器构成;所述人机接口模块提供人机 接口,显示充电信息,主要由液晶面板和键盘、刷卡器等构成;所述无线微功率模块实现与 通信区间于充电粧子站类充电粧的信息交互过程,主要由RF射频通信模块构成,例如Tl的 CCllOl忍片;所述远程通信模块实现通信区间内所有充电粧信息的上传,主要有3G/4G模块 或者W太网通信部件构成。
[0028] 本实施方式中,先设置一个充电粧为充电粧子站,其无线微功率模块地址为子站 地址,而其余充电粧为充电粧终端,其无线微功率模块地址为终端地址,在充电粧子站内配 置好9个终端地址为有效地址,在充电粧终端内配置子站地址为有效子站地址。
[0029] 本实施方式中,充电粧子站上电后,发送查询有效地址数据包,然后与有效地址内 各终端建立握手连接;握手连接建立后将握手终端地址记录为注册地址,然后对注册地址 内的终端统一下发对时报文,再与注册地址内的充电粧终端进行数据通信;充电粧子站在 数据通信之后,进入侦听状态,数据通信过程中Wlmin为周期,依次执行序列1至序列19;查 询一组有效地址极限耗时为:=次发送耗时50*3,一次等待耗时500,一次接受耗时150,共 计800ms;序列1至序列18最多耗时7.2S;其余52.8秒用于侦听数据;在侦听数据阶段,充电 粧子站接收注册地址内的充电粧终端的突发报文和有效地址内的充电粧的注册中断数据 包。
[0030] 本实施方式中,充电粧终端上电后,等待充电粧子站发送查询注册地址包及握手 通信包,握手通信成功的终端为正常链接终端;充电粧终端接收到查询注册地址包后,核对 接收到的子站地址与设置的子站地址是否一致,不一致则丢包处理,地址一致,则准备进行 握手通信;上电后未接收到查询注册地址包的终端为异常链接终端;接收到充电粧子站发 送的握手数据包后,核对终端地址是否为本机地址;不是本机地址的数据丢包处理,是本机 地址则发送握手回复报文,并且记录终端编码。
[0031] 本实施方式中,充电粧子站的通信为,充电粧上电后,识别本粧设置信息,确认本 机为充电粧子站。然后发送查询有效地址数据包。
[0032 ]查询有效地址数据包内容,共计9个字节,包括: r00331
L〇〇34」发送耗时50ms,间隔5S连续发送S次,然后发送挺手连援报文。
[0035] 握手连接报文包括数据包内容,共计15个字节,包括:
[0036]
[C
[0038] 充电粧子站接收到对应终端地址的充电粧终端返回报文后,则与发送下一地址的 握手报文并将此地址设为注册地址。在5S内未接受到返回握手报文,则重发报文,最多发送 3次。重发后仍未握手成功的,则发送下一个地址的握手数据包。握手之后下发对时报文。 [0039 ]对时报文包括数据包内容,共计20个字节,包括:

[0041] 充电粧子站收到个充电粧终端返回校时成功后,开始数据通信过程,发送查询终 端的数据包。若有对时失败的终端或者未对时终端,则IOS后重发;3次仍对时失败的终端, 则在注册地址表内删除该充电粧地址,并且记录事件,生成S0E。
[0042] 查询的终端数据的数据包,共计13个字节,包括:
[0043]
[0
[0045] 侦听数据时间段内,接收注册地址内的突发事件数据包;接受有效地址的终端中 断响应包。
[0046] 接收注册地址内的突发事件数据包后,记录突发事件生成S0E,并发送突发事件接 收确认报文,共计13个字节,包括:
[0047]
[0048] ~接收到有效地址的终端中断响应包后,将此终端地址写入注册地址表内,并且发' 送注册确认数据包,共24个字节:
[0049]
[
[0051] 发送注册去人数据包后,等待该终端地址发送对时确认报文。若有对时失败的终 端或者未对时终端,则IOS后重发。3次仍对时失败的终端,则在注册地址表内删除该充电粧 地址,并且记录事件,生成S0E;当连续3个周期的数据通信内,注册地址内的终端未返回数 据包,即将此地址从注册地址内删除;侦听数据时间段内若接受的到有效地址内的充电粧 终端发送的注册请求,将会添加此充电粧终端地址为注册地址,在下一周期查询数据包内 开始轮询此地址;非有效地址内的其他数据包,丢包处理。
[0052] 本实施方式中,充电粧上电后,识别本粧设置信息,确认本机为充电粧终端。等待 查询有效地址数据包。收到查询有效地址数据包后,确认为对应的充电粧子站发送的数据 包后,等待握手通信。
[0053] 握手回复报文共有9个字节,包括: 「nnf;yn
L 0055 J 君巧3min内巧巧巧巧收剖对应的握宁报义,则终端刃弁帯链接终端。
[0056]充电粧终端接收到充电粧子站发送的对时报文后,进行对时处理,然后发送对时 确认报文;接受到对时报文后,各充电粧终端于在"100ms+终端编码*10m"后发送对时确认 报文。
[0化7] 对时确认报文共13字节,包括:
[0化引
[0化9]
[0060] 对时之后的充电粧终端等待接收查询的终端数据的数据包,接收到数据包后核对 终端地址;非本机终端地址的数据包丢包处理,确认为本机终端数据包,则发送本机数据 包。
[0061] 发送的终端数据包,共21字节,数据包内容为:
[0062]
LUUW」5min巧禾預收剖充电巧于巧巧迭的本机地址巧巧数据包的巧端刃弁帯链預巧端; 异常链接中,将会主动发射注册数据,工9个字节,注册数据包其内容包括:
[0064]
[0
[0066]发送注册数据包时,连续发射=次,间隔5S,其他送规则如下: r00671
[0068]正常链接状态下的终端,在有突发报文产生时,将会主动发送突发报文,未接收到 充电粧子站的确认报文情况下,5S发射一次,连续发射3次;突发事件数据包共有15个字节, 内容为: 「00691
[0070]本实用新型的保护范围包括但不限于W上实施方式,本实用新型的保护范围W权 利要求书为准,任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入 本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种充电粧系统,其特征在于:包括公网、远程通信模块、充电粧子站、若干无线微功 率模块和若干充电粧终端,所述充电粧子站和充电粧终端上都设置有无线微功率模块,所 述充电粧子站的无线微功率模块还分别连接所有充电粧终端的无线微功率模块,所述充电 粧子站上还设置有远程通信模块,用于连接公网。2. 根据权利要求1所述的一种充电粧系统,其特征在于:所述充电粧子站包括人机接口 模块、充电输出接口、保护模块、核心控制模块、监控指示模块、主功率回路模块、电源输入 接口、无线微功率模块、远程通信模块;所述核心控制模块分别与保护模块、监控指示模块、 主功率回路模块连接、远程通信模块、人机接口模块和无线微功率模块连接,所述主功率回 路模块也与保护模块和监控指示模块连接,所述主功率回路模块还分别连接电源输入接口 和充电输出接口;所述远程通信模块、人机接口模块和无线微功率模块还与充电输出接口 连接,所述核心控制模块也与充电输出接口连接。3. 根据权利要求1所述的一种充电粧系统,其特征在于:所述充电粧终端包括人机接口 模块、充电输出接口、保护模块、核心控制模块、监控指示模块、主功率回路模块、电源输入 接口、无线微功率模块;所述核心控制模块分别与保护模块、监控指示模块、主功率回路模 块连接、人机接口模块和无线微功率模块连接,所述主功率回路模块也与保护模块和监控 指示模块连接,所述主功率回路模块还分别连接电源输入接口和充电输出接口;所述人机 接口模块和无线微功率模块还与充电输出接口连接,所述核心控制模块也与充电输出接口 连接。4. 根据权利要求1所述的一种充电粧系统,其特征在于:所述无线微功率模块为433M无 线RF射频模块,用于实现信息交互功能。
【文档编号】H04B1/38GK205583773SQ201620365982
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】郑坚江, 徐海江, 张继鹏
【申请人】宁波三星智能电气有限公司
再多了解一些
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