充电桩群控计费装置和系统的制作方法

本实用新型涉及充电桩领域，特别涉及充电桩计费装置和系统。

背景技术：

电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，今后的普及速度会异常迅猛，未来的市场前景也是异常巨大的。在全球能源危机和环境危机严重的大背景下，我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展，充/换电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。一场兴建电动汽车充/换电站的运动已经在全国范围内展开。

但是，目前市面上现有的电动汽车充电桩，都是一台充电桩标配一台计费控制单元(TCU)，布线复杂，成本较高，安装及以后的维护花费时间长，难度大。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种充电桩群控计费装置，其能解决现有一台充电桩就需要配置一台计费控制单元，布线复杂，成本较高，安装及以后的维护花费时间长，难度大的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种充电桩群控计费装置，包括群控处理模块、第一读写卡模块、第二读写卡模块、第一认证模块组和第二认证模块组；

所述第一读写卡模块、第二读写卡模块都与所述群控处理模块电性连接，所述群控处理模块用于控制所述第一读写卡模块和第二读写卡模块；

所述第一认证模块组包括若干认证模块，所述第一认证模块组中的认证模块都与所述第一读写卡模块电性连接，所述第一读写卡模块用于通过所述认证模块对IC卡进行读写操作；

所述第二认证模块组也包括若干认证模块，所述第二认证模块组中的认证模块都与所述第二读写卡模块电性连接，所述第二读写卡模块用于通过所述认证模块对IC卡进行读写操作；

所述充电桩群控计费装置还包括用于接入用户输入输出设备的输入输出接口。

优选的，所述第一读写卡模块和第二读写卡模块均包括M536x读写卡芯片。

优选的，所述M536x读写卡芯片为M536a读写卡芯片，所述第一读写卡模块和第二读写卡模块通过UART接口与所述群控处理模块连接。

优选的，所述M536x读写卡芯片为M536b读写卡芯片，所述第一读写卡模块和第二读写卡模块通过I2C接口与所述群控处理模块连接。

优选的，所述充电桩群控计费装置还包括CAN总线接口，所述CAN总线接口用于与充电控制板连接。

优选的，所述充电桩群控计费装置还包括网络通讯接口，所述网络通讯接口用于与后台管理系统通讯。

优选的，所述网络通讯接口包括4G模块、以太网接口中的至少一种。

一种充电桩群控计费系统，包括若干充电桩和如权利要求1-6中任一项所述的充电桩群控计费装置，所述充电桩群控计费装置用于对所述充电桩控制和计费。

优选的，所述充电桩包括电能表，所述电能表通过RS485总线与所述充电桩群控计费装置通信。

优选的，所述充电桩包括充电控制板，所述充电控制板通过CAN总线与所述充电桩群控计费装置通信。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：原来一台充电桩就需要配置一台TCU就缩减为几台充电桩才需要一台TCU，按现在市面上一台TCU 2千元左右售价，若按8台充电桩配置一台群控TCU，总体成本大概降低1.3-1.4万元左右，经济效益明显。由于不需要那么多台TCU，安装时间和以后的维护成本亦大大降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的充电桩群控计费装置的结构示意图。

图2是图1中第一读写卡模块与第一认证模块组连接的电路图。

图3是本实用新型实施例二提供的充电桩群控计费系统的结构示意图。

具体实施方式

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

实施例一：

如图1所示的充电桩群控计费装置，包括群控处理模块110、第一读写卡模块120、第二读写卡模块130、第一认证模块组140和第二认证模块组150。

第一读写卡模块120、第二读写卡模块130都与群控处理模块110电性连接，群控处理模块110用于控制第一读写卡模块120和第二读写卡模块130。

进一步，第一读写卡模块120和第二读写卡模块130均包括M536x读写卡芯片。M536x系列SAM卡读写芯片采用高性能ASIC处理器基站；用户不必关心射频基站的复杂控制方法，只需通过简单的选定UART，I2C等接口发送命令就可以实现对卡片完全的操作。该系列读写芯片支持装有实时卡片操作系统COS的SAM卡片及其兼容卡片。M536x典型的为M536a读写卡芯片或M536b读写卡芯片。其中M536a读写卡芯片为UART接口，支持读写6个ESAM卡片，2.7-3.6V电源供电，因此第一读写卡模块120和第二读写卡模块130通过UART接口与群控处理模块110连接；M536b读写卡芯片为I2C接口，支持读写7个ESAM卡片，2.7-3.6V电源供电，因此第一读写卡模块120和第二读写卡模块130通过UART接口与群控处理模块110连接。

第一认证模块组140包括若干认证模块(例如在本实施例中为四个，分别是认证模块1-4)，第一认证模块组140中的认证模块都与第一读写卡模块120电性连接，第一读写卡模块120用于通过认证模块140对IC卡(图未示)进行读写操作。

第二认证模块组150也包括若干认证模块(例如在本实施例中为五个，分别是认证模块5-9)，第二认证模块组150中的认证模块都与第二读写卡模块130电性连接，第二读写卡模块130用于通过认证模块150对IC卡(图未示)进行读写操作。

认证模块具体为充电桩安全模块，简称桩内ESAM(Embedded Secure Access Module，嵌入式安全控制模块)，具有普遍安全应用价值的嵌入式数据安全产品。硬件集成有国密算法SM1单元、硬件随机数发生器、电压和频率检测等多种安全性保护机制，可有效保证传输数据的机密性和完整性。

第一读写卡模块120与第一认证模块组140连接的电路图见图2，在此实施例中，第一读写卡模块120包括M536a读写卡芯片U20及其外围电路。M536a读写卡芯片U20的5脚为串口发送端，19脚为串口接收端，串口发送端和串口接收端组成UART接口与群控处理模块110连接。M536a读写卡芯片支持读写6个ESAM卡片，第一认证模块组140中各认证模块中的ESAM芯片通过M536a读写卡芯片的SAM硬件复位控制接口SAMRSTx和SAM数据I/O接口SAMIOx与M536a读写卡芯片连接。图2中的U16(NARI_ESAM)即为一个ESAM芯片。ESAM芯片U16与M536a读写卡芯片U20的第1个SAM数据I/O接口(SAMIO1)和第1个SAM硬件复位控制接口(SAMRST1)连接。当ESAM芯片与第4个SAM数据I/O接口(SAMIO4)和第4个SAM硬件复位控制接口(SAMRST4)连接时，最好加上上拉电阻(图2中的R221和R222)。ESAM的读写操作流程为：RESET->终端机编号->读取ESAM ID->获取消费索引->MAC计算->MAC验证。

充电桩群控计费装置还包括用于接入用户输入输出设备的输入输出接口160。

进一步，充电桩群控计费装置还包括CAN总线接口111，CAN总线接口111用于与充电控制板(图未示)连接。充电桩群控计费装置还包括网络通讯接口112，网络通讯接口112用于与后台管理系统通讯(图未示)。优选的，网络通讯接口112包括4G模块、以太网接口中的至少一种。

优选的，在本实施例中，群控处理模块110采用TI的AM335X处理器，AM335X处理器通过两个UART串口控制读写卡芯片M536a(备注：一个M536a芯片最多支持6个ESAM卡的读写操作)来控制各个ESAM芯片的读写操作，实现8台充电桩同时充电刷卡计费需求。充电桩的电能数据由各个充电桩内部的电能表模块采集，然后通过RS485总线传输到充电桩群控计费装置，实现充电电费的计量；充电桩群控计费装置对各台充电桩的充电控制通过CAN总线实现：充电桩群控计费装置通过CAN总线与各充电桩内部的充电控制模块通信，从而实现对各个充电桩的充电控制。通过利用M536x读写卡芯片拓展多个认证模块，从而实现由原来一台充电桩就需要配置一台充电桩群控计费装置缩减为几台充电桩才需要一台充电桩群控计费装置，按现在市面上一台充电桩群控计费装置2千元左右售价，若按8台充电桩配置一台群控充电桩群控计费装置，总体成本大概降低1.3-1.4万元左右，经济效益明显。由于不需要那么多台充电桩群控计费装置，安装时间和以后的维护成本亦大大降低。

实施例二：

如图3所示的充电桩群控计费系统，包括若干充电桩200和上述充电桩群控计费装置100，充电桩群控计费装置100用于对充电桩200控制和计费。充电桩200包括电能表210，电能表210通过RS485总线与充电桩群控计费装置100通信。进一步，充电桩200包括充电控制板220，充电控制板220通过CAN总线与充电桩群控计费装置100通信。

充电桩200的电能数据由各个充电桩200内部的电能表210采集，然后通过RS485总线传输到充电桩群控计费装置100，实现充电电费的计量；充电桩群控计费装置100对各台充电桩200的充电控制通过CAN总线实现：充电桩群控计费装置100通过CAN总线与各充电桩200内部的充电控制板220通信，从而实现对充电桩200的充电控制。

进一步，充电桩群控计费系统还包括LCD及触控屏，通过LVDS接口与充电桩群控计费装置100连接；还包括刷卡器，刷卡器通过RS232与充电桩群控计费装置100连接；充电桩群控计费装置100还通过4G网络或以太网与后台管理系统通讯。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。