一种电动汽车充电的身份识别装置的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车交流充电的身份识别装置。

背景技术：

随着充电桩建设数量的与日俱增，每天都有大量的电动汽车充电交易数据时刻发生变化。从充电桩运营监管层面(例如电动汽车租赁公司所经营的充电桩运营监管层面)乃至政府车辆监管层面都迫切想获悉，在每次充电交易过程中，是哪辆车在哪个充电桩进行了充电以及具体充电详情。

从大数据分析层面来看，充电桩对每辆充电的电动汽车进行身份认证，有利于后期的数据分析以及管理，并能对日后相关行业关键点的管控提供唯一性帮助。

对此，国家行业标准GBT 27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》及南方电网公司标准《电动汽车充换电服务网络运营监控系统通信规约第2部分：系统与充电设施》匀要求，直流充电桩在充电过程中应对充电车辆的唯一识别标志VIN码(即车辆识别码)进行获取，并上报充电桩管理系统。其中VIN码为车辆的唯一识别码，通过识别并分析VIN码，可关联到电动汽车的BMS(电池管理系统)厂家、以及车牌号等信息，其对分时租赁管理用户意义极大。

直流充电桩识别车辆识别码的过程如图1所示，BMS代表电动汽车电池管理系统，充电机为直流充电桩。当直流电桩的充电枪(或称充电插头)与电动汽车的电池充电接口完成连接时，直流充电桩向电动汽车下发握手报文，当在不超时的条件下，电动汽车向直流充电桩发送BMS和车辆的握手报文(此报文PGN512数据包中，已经包含了车辆识别码)，直流充电桩可通过此握手报文判断车辆信息，此过程具有5s超时余量，因此，直流充电桩可以轻松在此环节获取车辆识别码，并进行车辆的身份认证。

然而目前市场上，并不是所有的电动汽车都具有直流充电接口，或者并不是所有的充电站都具有直流充电桩，而交流充电的方式和原理远复杂于直流充电，直流充电过程的车辆身份认证方式不适用于交流充电，主要原因在于交流充电时充电桩管理系统无法自动读取车辆的识别信息。因此，对于电动汽车的交流充电，目前还没有一种可自动识别电动汽车VIN码并进行身份认证的方式。一般进行交流充电时，需充电用户或者现场工作人员通过对充电桩屏幕或者APP的操作，来进行车辆身份识别，以确定充电用户的充电卡是否具有使用权，是否可以充电。而充电结束后，充电用户再通过充电卡刷卡，或者APP结算充电业务。显然，此方式存在操作繁琐，效率低的问题，用户体验较差。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种电动汽车充电的身份识别装置，旨在交流充电桩对电动汽车进行交流充电的过程中自动识别电动汽车的身份。

为实现上述目的，本发明提出一种电动汽车充电的身份识别装置，包括：

读取模块，用于在交流充电桩的充电枪插入目标汽车的交流充电口后，读取充电枪线缆中的CP信号线的电压数据；

确定模块，用于根据读取的所述电压数据，判断所述充电枪是否已成功插入所述目标汽车的交流充电口并与之匹配；

获取模块，用于在确定模块作出所述充电枪成功插入所述目标汽车的交流充电口的判断后，读取所述目标汽车的识别信息；

识别模块，用于对识别信息进行分析以判断所述识别信息是否已在管理系统中储存，并作出是否对所述目标汽车的电池进行充电的命令。

本发明技术方案在交流充电桩的充电枪插入目标汽车电池的交流充电口后，先通过读取模块自动读取充电枪线缆中的CP信号线的电压数据；接着通过确定模块根据读取模块读取到的电压值是否达到目标值并判断充电枪是否已成功插入目标汽车的交流充电口并与之成功匹配，紧接着在判断成功插入的情况下，通过获取模块读取目标汽车的识别信息(识别信息包括但不限于VIN码和车牌号信息)，然后，通过识别模块将读取到的目标汽车识别信息与充电桩管理系统的数据库中已储存的识别信息进行分析，以自动判断读取到的目标汽车的识别信息是否与储存在充电桩管理系统的识别信息一致，在一致的情况下，充电桩管理系统判断目标汽车具有充电权限，并自动对目标汽车进行充电，整个身份识别过程无须人工在充电桩屏幕或者APP操作，有效避免传统方式需人工操作并识别的方法所存在的操作繁琐、效率低且用户体验较差的问题。提供一种交流充电时自动识别电动汽车身份的装置，提高了电动汽车交流电充电过程身份识别的智能化程度。

附图说明

图1为现有的直流充电桩识别车辆识别码的流程图；

图2为本发明电动汽车充电的身份识别装置的第一实施例的功能模块示意图；

图3为本发明电动汽车充电的身份识别装置的获取模块的第一实施例的功能模块示意图；

图4为本发明电动汽车充电的身份识别装置的获取模块的第二实施例的功能模块示意图；

图5为本发明电动汽车充电的身份识别装置的第二实施例的功能模块示意图；

图6为本发明电动汽车充电的身份识别装置的第三实施例的功能模块示意图；

图7为本发明电动汽车充电的身份识别装置的第四实施例的功能模块示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电动汽车充电的身份识别装置。

如图2所示，该电动汽车充电的身份识别装置包括读取模块10、确定模块20、获取模块30以及识别模块40。

所述读取模块10，用于在交流充电桩的充电枪(未图示)插入目标汽车的交流充电口(未图示)后，读取充电枪线缆中的CP信号线(未图示)的电压数据；

具体地，将目标汽车(指待充电的电动汽车)开到交流充电桩的充电区域(未图示)并泊车后，将交流充电桩的充电枪(或称充电插头)插入所述目标汽车的交流充电口，然后，由设于所述充电桩的读取模块10读取充电枪线缆中的CP信号线的电压数据。

所述确定模块20，用于根据读取的所述电压数据是否发生变化，以判断所述充电枪是否已成功插入所述目标汽车的交流充电口并与之匹配；

具体地，当所述充电枪插入目标汽车的交流充电口后，如成功插入，且在所述目标汽车的车载电池不存在故障的情况下，CP信号线的电压会发生变化。例如，当所述充电枪未成功插入交流充电口时，CP信号线的电压为+12V；而当充电枪成功插入交流充电口后，CP信号线的电压会变化为+6V。因此，所述充电桩的确定模块20就可以通过读取模块10读取到的电压数据是否发生变化来判断所述充电枪是否已成功插入所述交流充电口。例如，当读取到的电压数据始终为+12V时，表示所述充电枪未成功插入交流充电口，此时，充电桩管理系统根据确定模块20提供的未成功插入判断，不读取所述目标汽车的识别信息，并可以发出未插入成功的提示，提示的方式包括但不限于发出提示声、闪灯提示、或者在充电桩屏幕显示提醒文字等；而读取的电压数据由+12V变化为+6V时，则表示，所述充电枪已成功插入所述交流充电口。应当说明的是，由于不同的充电桩可能具有不同的电压标准，因此，充电枪未成功插入交流充电口时的电压不局限于+12V，充电枪成功插入交流充电口后的电压也不局限于+6V，但是，必须保证，充电枪未成功插入交流充电口时和充电枪成功插入交流充电口后的电压值不同，以使所述确定模块20可通过不同的电压数据判断充电枪是否已成功插入交流充电口。

可以理解的是，所述车载电池设于目标汽车上，可进行反复充电，并用于为目标汽车提供动力输出以及为车上其他设备供电，其与电池管理系统(未图示)电连接。

所述获取模块30，用于在所述确定模块20作出所述充电枪成功插入所述目标汽车的交流充电口的判断后，读取所述目标汽车的识别信息；

具体地，所述目标汽车的识别信息包括但不限于车辆识别码(即VIN码)以及车牌号等信息，所述识别信息一般记录在车载诊断系统(OBD)中，并可读取，一旦充电桩管理系统通过确定模块20判断充电枪已成功插入交流充电口时，充电桩管理系统就会通过所述获取模块30直接或者间接读取所述目标汽车的识别信息。

所述识别模块40，用于对识别信息进行分析以判断所述识别信息是否已在管理系统中储存，并作出是否对所述目标汽车的电池进行充电的命令。

具体地，所述充电桩管理系统为现有技术，主要负责管理用户帐户以及汽车信息，其数据库预先储存了用户的电动汽车的车辆识别码以及车牌号码等识别信息，可为进行交流充电的目标汽车进行身份认证。即当充电桩管理系统通过所述获取模块30读取目标汽车的识别信息后，会通过识别模块40跟充电桩管理系统的数据库中储存的识别信息进行分析，以判断读取到的目标汽车的识别信息是否与充电桩管理系统的数据库中储存的识别信息一致。如若所述识别模块的分析结果显示，读取到的目标汽车的识别信息与所述充电桩管理系统中储存的识别信息一致，则表示目标汽车身份认证成功，充电桩管理系统判断目标汽车具有充电权限，并对所述充电桩发出指令，控制充电桩对目标汽车进行充电。

本发明电动汽车充电的身份识别装置在对目标汽车进行身份认证的过程中无须人工在充电桩屏幕或者APP操作，能有效避免传统方式需人工操作并识别的方法所存在的操作繁琐、效率低且用户体验较差的问题。提供一种交流充电时自动识别电动汽车身份的装置，提高了电动汽车交流电充电过程身份识别的智能化程度。

而如若经识别模块40分析，读取的识别信息与储存的识别信息不一致时，识别模块40判断身份认证失败，禁止充电桩对所述目标汽车进行交流充电。

在本发明一实施例中，如图2、图3的示，所述获取模块30包括：信息获取单元31、通讯单元32和接收单元33。

所述信息获取单元31与车载诊断系统接口电连接，用于读取储存于目标汽车的车载诊断系统中的识别信息。

具体地，信息获取单元31与目标汽车自带的车载诊断系统接口(即OBD接口)连接后，一旦充电枪成功插入目标汽车的交流充电口后，目标汽车的电池管理系统同充电桩一样，也能判断出充电枪已成功插入其交流充电口，并将信息反馈给车载诊断系统，由车载诊断系统传送给所述信息获取单元31，此时，信息获取单元31从车载诊断系统中获取目标汽车的识别信息。

所述通讯单元32为GPRS通讯单元或者NFC通讯单元，其与所述信息获取单元31电连接，用于将信息获取单元31读取的目标汽车的识别信息上传至接收单元33。

接收单元33为充电桩管理系统中自带，或者另外连于充电桩管理系统上的，其用于接收通讯单元32上传的识别信息，并传送给充电桩管理系统的识别模块40。

具体地，当信息获取单元31读取目标汽车的识别信息后，通过通讯单元32将读取的识别信息上传到充电桩管理系统的接收单元33，接收单元33则将识别信息传送给充电桩管理系统的识别模块40，通过识别模块40进行分析。

在本发明实施例中，所述信息获取单元和通讯单元设于盒体(未图示)中，可对信息获取单元和通讯单元进行保护，所述信息获取单元与车载诊断系统接口电连接，并可拆卸。

通过此获取模块30读取所述目标汽车的识别信息，操作方便且识别信息数据的读取较为快捷。但需额外设置信息获取单元31和通讯单元32，因此识别信息的读取成本略高。

如图2、图4所示，为获取模块30的第二种实施例，所述获取模块30包括有线数据传输单元32'以及设于充电桩的控制板31'，所述有线数据传输单元32'用于连接目标汽车的车载诊断系统和所述控制板31'，并形成有线的信号传输路径，以使所述控制板31'能从车载诊断系统中获取握手报文。

在上述实施例中，有线数据传输单元32'包括CAN总线的H信号线和L信号线，目标汽车的交流充电口的L₂接口和L₃接口，充电枪的L₂端子和L₃端子，以及充电枪线缆中的L₂信号线缆和L₃信号线缆，CAN总线的H信号线和L信号线分别通过双绞线或者屏蔽线与目标汽车的交流充电口的L₂接口和L₃接口电连接，充电枪线缆中的L₂信号线缆和L₃信号线缆的一端分别与所述充电枪的L₂端子和L₃端子电连接，L₂信号线缆和L₃信号线缆的另一端分别与所述控制板电连接，当充电枪的L₂端子和L₃端子成功插入交流充电口对应的L₂接口和L₃接口时，可在车载诊断系统和所述控制板31'之间形成有线的信号传输路径，以使所述控制板能从车载诊断系统中获取握手报文，然后，对获取的握手报文进行解析以得到目标汽车的识别信息。

具体地，在目前的交流充电桩的标准制定中，充电桩的充电枪和电动汽车的交流充电口分别具有七个可插接配合的端子和接口(接口的设置方式如GBT 20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》中的图2所示)，其中L₂接口和L₃接口为未被利用的接口，即，传统情况下，当充电枪对应的L₂端子和L₃端子成功插入L₂接口和L₃接口后，不会在充电过程起任何作用，而本实施例，则对未被利用的L₂接口和L₃接口进行利用，通过双绞线或者屏蔽线将L₂接口和L₃接口与车载诊断系统CAN总线的H信号线和L信号线电连接，作为信号传输路径中的一部分。所述控制板是根据现有的车载诊断系统CAN总线数据处理协议格式自动向目标汽车的车载诊断系统获取握手报文，握手报文的内容与现有的电动汽车直流充电过程中的握手报文的内容相同，此握手报文数据包中，同样已经包含了车辆识别码和车牌号码(具体可参考GBT 27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信十协议》附录A充电流程、表11PGN512报文格式)。握手报文的解析方式与现有的电动汽车直流充电过程中的握手报文解析方式相同，这里不再进行赘述，解析后，可得到目标汽车的识别信息，例如车辆识别码和车牌号码等信息。

本实施例将未被利用的L₂接口和L₃接口进行利用，仅需通过双绞线或者屏蔽线将L₂接口和L₃接口与车载诊断系统CAN总线的H信号线和L信号线电连接，即可在L₂端子和L₃端子成功插入交流充电口的L₂接口和L₃接口后，在充电桩控制板31'和车载诊断系统之间形成有线的信号传输路径，最终使充电桩管理系统能获取目标汽车的识别信息，显然，这种方式成本较低。应当说明的是，这种方式，需预先完成L₂接口和L₃接口与车载诊断系统CAN总线的H信号线和L信号线电连接工作，因为如在充电现场再连接的话，会额外占用充电桩的时间。

在本发明实施例中，如5图所示，还包括帐户信息分析模块50，用于在判断识别信息已在所述充电桩管理系统中储存之后，并在开始充电之前，将识别信息关联到对应的帐户，并判断帐户是否具有余额，如若帐户仍有余额，则开始充电，而如若无余额，则禁止充电。

在本发明实施例中，如图6所示，还包括计算模块60，计算模块60在判断所述电动汽车的身份认证成功，并开始充电之后，计算充电桩对所述目标汽车的充电电量，并根据充电电量从所述帐户的余额中扣除相应的数额。当目标汽车充满电或者未充满但余额为零时，充电桩自动停止对目标汽车充电。此方式可实现自动结帐，从而提高交流充电的智能化程度。应当说明的是，在不影响充电的情况下，也可以采用人工结帐的方式。

进一步地，如图7所示，还包括显示模块70，所述显示模块70用于在充电桩显示屏中显示充电电量、充电数额以及帐户余额。以方便用户了解充电信息和帐户信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。