一种分布式交流充电桩控制管理系统的制作方法

本实用新型涉及一种电动汽车领域，具体是一种电动汽车的分布式交流充电桩控制管理系统。

背景技术：

2015年2月28日，央视前主播柴静发布了雾霾调查《苍穹之下》，引发人们的广泛关注和讨论，环境污染问题已经深深影响着我们每一个人的日常生活，这不仅关乎当今更会给我们的子孙后代带来严重的威胁。

石油作为不可再生资源，它的供需矛盾已经燃烧石油所带来的环境污染早已引起了世界多个国家的关注。据联合国调查，各个国家中汽车燃油的消耗已经成为整个国家石油消耗总量的重要组成部分。截止2014年2月，我国机动车保有量已经达到2.53亿辆，其中汽车1.41亿辆，这是一个非常巨大的石油消耗群体。大量燃烧石油而产生的汽车尾气对于本来就严重的雾霾天气无疑火上浇油，严重影响人们的日常生活与健康。

为此世界各个汽车消费大国纷纷加快部署电动汽车的研发生产以及相关配套设施的建设。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车是以可再生的清洁能源作为动力，推广电动汽车不仅可以减少对石油的消耗，而且可以减少汽车尾气对于环境的危害。

随着电动汽车的快速普及，我国电动汽车行业发展的瓶颈也逐渐显露出了，充电桩的数量严重不足，且充电桩系统的设计不够合理，功能过于单一。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种分布式交流充电桩控制管理系统，该种充电桩控制系统采用分布式管理，一台上位机服务器可同时监管多台充电桩，更加灵活便捷。

本实用新型采用的技术方案是：一种分布式交流充电桩控制管理系统，包括上位机服务器和充电桩控制系统，所述充电桩控制系统包括主控制器模块、交易结算模块、电能计量模块、数据通信模块、充电控制模块、人机交互模块、控制导引模块；所述主控制器模块、交易结算模块、电能计量模块、数据通信模块、充电控制模块、人机交互模块、控制导引模块设置在充电桩内；所述主控制器模块与交易结算模块、电能计量模块、充电控制模块、人机交互模块、控制导引模块电连接，交易结算模块、电能计量模块、充电控制模块、人机交互模块、控制导引模块采集数据信号发送给主控制器模块，主控制器模块经分析后将控制信号指令回传给交易结算模块、电能计量模块、充电控制模块、人机交互模块、控制导引模块；所述主控制器模块通过数据通信模块与上位机服务器电连接，将充电桩的控制信息发送给上位机服务器；所述一个上位机服务器可同时电连接多个充电桩控制系统。

优选的，所述主控制器模块采用集成芯片。

优选的，所述交易结算模块采用非接触的Mifare one 智能卡和RFID射频模块相结合的方式，在充电桩内设置RFID射频模块。

优选的，所述数据通信模块采用GPRS-DTU芯片。

优选的，所述电能计量模块采用LT-518芯片。

优选的，所述人机交互模块包括充电状态指示灯、显示屏和输入键盘组成。

优选的，所述控制导引模块包括交流充电桩电气接口。

该技术方案中的充电桩具有7种功能结构：实现数据运算和控制的主控制器模块、提供用户购电的交易结算模块、用于系统充电参数检测的电能计量模块、实现充电桩控制系统与管理中心数据交换的数据通信模块、实现电源电能输出开关的充电控制模块、用于提示用户充电状态，用户可操作充电的人机交互模块、控制导引模块用于充电接口连接和检测，提供充电桩与车载充电器的连接。

本实用新型的设计原理为：本系统采用分布式管理方式，即交流充电桩的分布位置较为分散，可以设置安装在社区、商场及住宅的停车位附近。不同于充电站中对充电站进行集中管理的方式，分布式交流充电桩都是作为一个独立的充电控制单元工作，不同充电桩之间几乎没有任何关系。分布式交流充电桩只与上位机服务器进行通信，两者之间呈现星型拓扑结构。即使其中一个充电桩发生故障，也不会影响其他充电桩与上位机服务器的正常工作。

本实用新型的有益效果在于：

控制系统通过模块化的设计减少了模块间的耦合性和复杂性，也使系统变得更加安全可靠；分布式的管理使系统更加安全稳固，同时也更加灵活机动。

附图说明

图1是该实用新型的结构示意图；

图2是该实用新型中具体控制管理结构关系图。

其中附图标记如下：

1、上位机服务器；2、充电桩控制系统；21、主控制器模块；22、交易结算模块；23、电能计量模块；24、数据通信模块；25、充电控制模块；26、人机交互模块；27、控制导引模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

一种分布式交流充电桩控制管理系统，包括上位机服务器1和充电桩控制系统2，所述充电桩控制系统2包括主控制器模块21、交易结算模块22、电能计量模块23、数据通信模块24、充电控制模块25、人机交互模块26、控制导引模块27；所述主控制器模块21、交易结算模块22、电能计量模块23、数据通信模块24、充电控制模块25、人机交互模块26、控制导引模块27设置在充电桩内；所述主控制器模块21与交易结算模块22、电能计量模块23、充电控制模块25、人机交互模块26、控制导引模块27电连接，交易结算模块22、电能计量模块23、充电控制模块25、人机交互模块26、控制导引模块27采集数据信号发送给主控制器模块21，主控制器模块21经分析后将控制信号指令回传给交易结算模块22、电能计量模块23、充电控制模块25、人机交互模块26、控制导引模块27；所述主控制器模块21通过数据通信模块24与上位机服务器1电连接，将充电桩的控制信息发送给上位机服务器1；所述一个上位机服务器1可同时电连接多个充电桩控制系统2。

主控制器模块21采用集成芯片，所述交易结算模块22采用非接触的Mifare one 智能卡和RFID射频模块相结合的方式，在充电桩内设置RFID射频模块，所述数据通信模块24采用GPRS-DTU芯片，所述电能计量模块23采用LT-518芯片，所述人机交互模块26包括充电状态指示灯、显示屏和输入键盘组成，所述控制导引模块27包括交流充电桩电气接口。

该技术方案中的充电桩具有7种功能结构：实现数据运算和控制的主控制器模块21、提供用户购电的交易结算模块22、用于系统充电参数检测的电能计量模块23、实现充电桩控制系统2与管理中心数据交换的数据通信模块24、实现电源电能输出开关的充电控制模块25、用于提示用户充电状态，用户可操作充电的人机交互模块26、控制导引模块27用于充电接口连接和检测，提供充电桩与车载充电器的连接。

本实用新型的设计原理为：本系统采用分布式管理方式，即交流充电桩的分布位置较为分散，可以设置安装在社区、商场及住宅的停车位附近。不同于充电站中对充电站进行集中管理的方式，分布式交流充电桩都是作为一个独立的充电控制单元工作，不同充电桩之间几乎没有任何关系。分布式交流充电桩只与上位机服务器1进行通信，两者之间呈现星型拓扑结构。即使其中一个充电桩发生故障，也不会影响其他充电桩与上位机服务器1的正常工作。

本实用新型的有益效果在于：控制系统通过模块化的设计减少了模块间的耦合性和复杂性，也使系统变得更加安全可靠；分布式的管理系统使系统更加安全稳固，同时也更加灵活机动。

在本实用新型中，各模块采用成熟技术的芯片，主控制器模块21采用意法半导体的工业级CPU芯片，型号为STM32F103RBT6；交易结算模块22采用杭州灿宇科技公司的CY14443A射频识别芯片，同时搭配以智能卡，可以实时显示余额等用户信息；数据通信模块24采用济南有人物联网技术有限公司生产的GPRS-DTU芯片；电能计量模块23采用北京立天迅捷电子科技有限公司的LT-518芯片；充电控制模块25主要为可以控制电源通断的电路，可以由诸多成熟的现有技术选择；人机交互模块26由充电状态指示灯、显示屏和输入键盘三部分组成，指示灯用于指示充电桩的运行状态，显示屏可以显示充电的电能参数和剩余金额等信息，指示灯可以采用LED发光二极管，通过LED发光二极管发出不同颜色的光来判断系统运行状态；控制导引模块27包括交流充电桩电气接口。

该实用新型中必然会涉及一些软件控制内容，但是其并非本实用新型的保护范围；同样也必然存在一些具体的连接关系不同，但是本实用新型旨在保护一种控制管理系统的整体控制关系。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制。任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的构造及工作原理对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。