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1、(10)申请公布号 CN 104029602 A (43)申请公布日 2014.09.10 C N 1 0 4 0 2 9 6 0 2 A (21)申请号 201410078585.9 (22)申请日 2014.03.05 B60L 11/18(2006.01) H04L 29/08(2006.01) H02J 7/00(2006.01) (71)申请人广州供电局有限公司 地址 510620 广东省广州市天河区天河南二 路2号 申请人深圳市金宏威技术股份有限公司 (72)发明人王敏 孙颖 衷宇清 王浩 王素杰 翦志强 李仲卿 (74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 。
2、代理人王茹 向群 (54) 发明名称 基于TD-LTE网络的交流充电桩系统 (57) 摘要 本发明提供一种基于TD-LTE网络的交流充 电桩系统,结合了TD-LTE网络的应用。充电桩子 站作为交流充电桩的现场管理中心,通过嵌入式 的WEB服务器提供现场充电桩故障诊断的分析结 果,提供对现场充电桩固件的空中升级服务,提 供交流充电桩群体进行负荷控制和调度,实现了 远程故障诊断监控、程序升级服务,提高了维护效 率,负荷控制和调度既保证了有序的充电,又减少 了正常的电力供应和用户充电质量,维护了电网 稳定性。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知。
3、识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104029602 A CN 104029602 A 1/2页 2 1.一种基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,包括:由多个交流充电桩组 成的交流充电桩群体、充电桩子站、LTE CPE终端、远程管理中心和客户端; 所述交流充电桩群体的各个交流充电桩分别连接至现场总线,充电桩子站通过所述现 场总线分别连接至各个交流充电桩,分别与各个交流充电桩进行数据通信,充电桩子站通 过LTE CPE终端接入TD-LTE网络,远程管理中心和客户端通过TD-LTE网络与LTE CPE终端 进行通信; 所述。
4、充电桩子站采用linux操作系统,设置嵌入式的WEB服务器,充电桩子站通过现场 总线获取各个交流充电桩产生的数据信息,充电桩子站产生的数据信息通过WEB服务器进 行发布,远程管理中心和客户通过TD-LTE网络访问WEB服务器、发送控制指令及数据信息 至充电桩子站; 所述交流充电桩对设备部件进行启动自检、在线监视,以及根据充电桩子站下发的检 测命令对设备参数进行检验,获得诊断信息;所述充电桩子站定时对各个交流充电桩进行 故障状态循检,收集交流充电桩的诊断信息,并将收集的充电桩诊断信息由WEB服务器进 行发布,并且在检测到交流充电桩出现故障时,向远程管理中心发出交流充电桩故障告警 信号; 所述远程。
5、管理中心和客户端通过访问WEB服务器发布的空中程序升级的页面,选择要 进行程序升级的目标对象,并通过TD-LTE网络下发新版本的固件代码至充电桩子站;所述 充电桩子站接收新版本的固件代码,并对充电桩子站或交流充电桩的固件代码进行升级; 所述充电桩子站接收远程管理中心下发的负荷控制命令,确定当前允许输出的额定功 率,获取各个交流充电桩的运行工况和状态信息,并计算各个交流充电桩的负荷控制命令, 根据所述负荷控制命令对交流充电桩群体进行负荷控制和调度。 2.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,所述充 电桩子站将充电桩群体进行负荷分组管理和控制;其中每一个小组的交流充。
6、电桩之间采用 CAN总线进行通讯,每个小组中的一台充电桩被设置为负荷控制站; 所述充电桩子站接收远程管理中心的负荷控制命令,根据当前允许输出的额定功率及 交流充电桩整体的运行工况和状态信息,利用模糊控制算法计算各个负荷控制站的负荷控 制命令; 所述负荷控制站通过CAN总线收集小组内各个交流充电桩的运行工况和状态信息,经 过模糊控制算法计算并向小组内各充电桩发送负荷控制命令; 所述交流充电桩根据接收的负荷控制命令分配负荷。 3.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,对充电桩 子站的固件代码升级过程中,充电桩子站的固件代码采用双备份模式,分别存储在充电桩 子站的两个。
7、独立的nand flash存储器的空间中,通过引导程序将第一个备份地址作为默认 目标引导对象,当第一个备份CRC校验错误时,以第二个备份作为目标引导对象,并用第二 个备份覆盖第一个备份所占用的空间; 在空中程序升级时只对第一个备份空间进行覆盖,当空中升级成功后,用第一个备份 空间的代码覆盖第二个备份所占的空间。 4.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,对交流充 电桩的固件代码升级过程中,充电桩子站通过TD-LTE网络获取交流充电桩的新版本的固 权 利 要 求 书CN 104029602 A 2/2页 3 件代码,并将其保存在nand flash存储器的空间中,。
8、使用批量升级模式对交流充电桩发送 程序升级指令、数据广播命令,对升级失败的个体再次进行升级操作; 所述交流充电桩对充电桩程序进行双备份处理,在升级失败时恢复至老版本的充电桩 程序进行运行。 5.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,所述交流 充电桩记录并存储充电历史数据;所述充电桩子站通过现场总线收集各个交流充电桩的充 电历史数据,并使用嵌入式数据库进行管理;所述远程管理中心和客户端通过访问至充电 桩子站的WEB服务器,对嵌入式数据库中的充电历史数据进行查看、导出。 6.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,所述充电 桩子站通过现。
9、场总线查询并获取交流充电桩的实时工作数据,通过所述充电桩子站的WEB 服务器以及TD-LTE网络进行发布,所述远程管理中心和客户端通过访问至WEB服务器进行 实时查询。 7.根据权利要求6所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,所述实时 工作数据包括开机状态、工作状态、故障状态、充电电流、充电功率、已充电度量、已充电时 间、剩余时间、充电卡ID号、充电卡余额、已消费金额、已透支额度、充电卡状态、正在充电 的充电桩ID号、充电进程、以及空闲充电桩ID号、已完成充电的充电桩ID号。 8.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,所述充电 桩子站收集当前空。
10、闲的交流充电桩及其位置信息,通过WEB服务器在充电指引页面上进行 发布;所述客户端通过访问至WEB服务器,获取空闲的交流充电桩的位置信息。 9.根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在于,启动自检、 在线监视的设备部件包括:充电桩辅助电源、控制信号辅助电源、备用电池充电器、电插锁、 充电插座、检修门、计量电表、电动操作机构和空气开关、防雷器。 10.根据权利要求1至9任一项所述的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,其特征在 于,所述充电桩子站、LTE CPE终端的硬件平台装配在一个交流充电桩内。 权 利 要 求 书CN 104029602 A 1/8页 4 基于 T。
11、D-LTE 网络的交流充电桩系统 技术领域 0001 本发明涉及新能源电动汽车充电领域,特别是涉及一种基于TD-LTE网络的交流 充电桩系统。 背景技术 0002 随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上 升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的方向, 发展电动汽车将是解决这两个难题的最佳途径。我国高度重视电动汽车的发展,国家相继 出台了一系列标准来扶持和规范电动汽车的发展。在节能与新能源汽车产业规划草案中 指出将以纯电动汽车作为主要战略取向。有关专家指出纯电动汽车的发展存在三大瓶颈问 题:一是标准的缺失,二是配套政策的不完善,三是。
12、基础设施的规划和建设的有序推进。财 政部、科技部、工业和信息化部、发改委联合下发通知,拟免除对电动汽车的购车摇号、限行 等限制政策。说明国家对推广电动汽车给予了不遗余力的政策支持,但电动汽车市场发展 依然困难重重,其中一个重要的原因是便捷的充电设施建设的滞后,因此必须要加强充电 设施建设。 0003 为此,国家电网计划2010年建成75座充电站;南方电网则计划将充电设施的建设 密集程度和汽车加油站相当。为了让电动汽车自由地跑起来,充电服务网络建设应该超前 于电动汽车发展建设。南方电网从2009年开始实施试点的电动汽车充电项目,2010年开始 对交流充电桩进行批量招标并在部分小区和公共场合安装,。
13、许多厂家从传统行业切入充电 桩的设计生产,导致交流充电桩的粗制滥造现象普遍出现,这些设计都没有周全的系统设 计,有的应用场合,交流充电桩只是作为一个公共插座使用;对于出现故障的交流充电桩, 维护部门根据故障现象进行主观判断,决定维修或更换的部件,由于经验不足,往往一个简 单的问题需要往返现场数次才能解决,基本没有一套设备自诊断措施和方法;往往是在使 用的桩体出现故障时,由用户向供电部门反馈后才得到处理。另外, 对交流充电桩定值的 设定,目前基本是程序固化,无法对交流充电桩的峰平谷电价进行动态调整。目前交流充电 桩与监控中心的通讯采用的是每个桩内配备一个GSM/GPRS无线模块,受带宽和信号强度。
14、 的影响,而且每台桩体配置一个GPRS模块造成组网成本的增加,和区域内信道阻塞;甚至 有些交流充电桩并没有配置GPRS模块,导致一些小区或公共场合中的交流充电桩群体成 为“无政府”状态,供电部门需要大范围长距离的现场巡检,才能了解到现场充电桩的状态 是否正常,使运行成本居高不下。 0004 同时,当前的交流充电桩技术方案中,在交流充电桩建设的初期,由于程序的不稳 定或新的功能的增加,需要对交流充电桩的固件程序进行升级,需要花大量的时间到现场, 拆机升级,一些安装场合由于不便打开机箱,导致程序的升级十分困难。 0005 还有,随着电动汽车充电设施建设规划纳入电网建设和城市建设规划中,而目前 电网。
15、常处于满载状态,大规模电动汽车随机充电,将产生大量负荷;且充电过程中将完成 交直流功率变换,由于缺乏适当的控制很调度措施,这些均会对电网造成极大冲击,并影 说 明 书CN 104029602 A 2/8页 5 响正常的电力供应和用户充电质量。 发明内容 0006 基于此,有必要针对上述问题,提供一种基于TD-LTE网络的交流充电桩系统。 0007 一种基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,包括:由多个交流充电桩组成的交流充 电桩群体、充电桩子站、LTE CPE终端、远程管理中心和客户端; 0008 所述交流充电桩群体的各个交流充电桩分别连接至现场总线,充电桩子站通过所 述现场总线分别连接至各个。
16、交流充电桩,分别与各个交流充电桩进行数据通信,充电桩子 站通过LTE CPE终端接入TD-LTE网络,远程管理中心和客户端通过TD-LTE网络与LTE CPE 终端进行通信; 0009 所述充电桩子站采用linux操作系统,设置嵌入式的WEB服务器,充电桩子站通过 现场总线获取各个交流充电桩产生的数据信息,充电桩子站产生的数据信息通过WEB服务 器进行发布,远程管理中心和客户通过TD-LTE网络访问 WEB服务器、发送控制指令及数据 信息至充电桩子站; 0010 所述交流充电桩对设备部件进行启动自检、在线监视,以及根据充电桩子站下发 的检测命令对设备参数进行检验,获得诊断信息;所述充电桩子站定。
17、时对各个交流充电桩 进行故障状态循检,收集交流充电桩的诊断信息,并将收集的充电桩诊断信息由WEB服务 器进行发布,并且在检测到交流充电桩出现故障时,向远程管理中心发出交流充电桩故障 告警信号; 0011 所述远程管理中心和客户端通过访问WEB服务器发布的空中程序升级的页面,选 择要进行程序升级的目标对象,并通过TD-LTE网络下发新版本的固件代码至充电桩子站; 所述充电桩子站接收新版本的固件代码,并对充电桩子站或交流充电桩的固件代码进行升 级; 0012 所述充电桩子站接收远程管理中心下发的负荷控制命令,确定当前允许输出的额 定功率,获取各个交流充电桩的运行工况和状态信息,并计算各个交流充电桩。
18、的负荷控制 命令,根据所述负荷控制命令对交流充电桩群体进行负荷控制和调度。 0013 上述基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,结合了TD-LTE网络的应用。充电桩子 站作为交流充电桩的现场管理中心,通过嵌入式的WEB服务器提供现场充电桩故障诊断的 分析结果,提供对现场充电桩固件的空中升级服务,提供交流充电桩群体进行负荷控制和 调度,实现了远程故障诊断监控、程序升级服务,提高了维护效率,负荷控制和调度既保证 了有序的充电,又减少了正常的电力供应和用户充电质量,维护了电网稳定性。 附图说明 0014 图1为本发明的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统结构示意图; 0015 图2为交流充电桩充电桩。
19、子站的系统功能框图; 0016 图3为交流充电桩额定输出电流值与指示电路占空比的关系示意图; 0017 图4为程序升级界面示意图; 0018 图5为数据查询界面示意图; 0019 图6为信息界面示意图。 说 明 书CN 104029602 A 3/8页 6 具体实施方式 0020 下面结合附图对本发明的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统的具体实施方式作 详细描述。 0021 参考图1所示,图1为本发明的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统结构示意图, 该系统包括:由多个交流充电桩组成的交流充电桩群体、充电桩子站、LTE CPE(Customer Premise Equipment,客户终端设。
20、备)终端、远程管理中心和客户端。 0022 所述交流充电桩群体的各个交流充电桩分别连接至现场总线,充电桩子站通过所 述现场总线分别连接至各个交流充电桩,分别与各个交流充电桩进行数据通信,充电桩子 站通过LTE CPE终端接入TD-LTE(Time Division Long Term Evolution,时分长期演进)网 络,远程管理中心和客户端通过TD-LTE网络与LTE CPE终端进行通信。 0023 所述充电桩子站采用linux操作系统,设置嵌入式的WEB服务器,充电桩子站通过 现场总线获取各个交流充电桩产生的数据信息,充电桩子站产生的数据信息通过WEB服务 器进行发布,远程管理中心和客。
21、户通过TD-LTE网络访问WEB服务器、发送控制指令及数据 信息至充电桩子站。 0024 作为一个实施例,所述充电桩子站通过以太网与LTE CPE终端连接,接入TD-LTE4G 电力无线专网,LTE CPE终端可以采用工业级户外安装型机体,与充电桩子站的硬件平台一 同装配于交流充电桩内。 0025 对于充电桩子站的硬件平台,可以使用ATMEL公司的新一代ARM9微处理器 AT91SAM9X35,400Mhz主频,配置一片2G bits的NANDFLASH,一片128M字节的DDR2动态存 储单元,以及配置一个SD接口,标准配置为8G容量的SD卡,扩展5个光电隔离的RS485串 口,一个RS23。
22、2口,两个隔离的CAN总线接口,一对USB host和device接口,两路100M网络 接口,进一步还可以预留一个TFT触摸屏接口,用做HMI扩展功能,设置8路开关量输入输 出接口作为遥信输入和告警节点输出。 0026 所述WEB服务器可以使用BOA服务器,该服务器,小巧高效,运行于Linux 操作系 统,支持CGI,占用空间小,作为单任务的http服务器,具有较高的速度和极强的安全性能。 0027 所述充电桩子站可以提供各种WEB访问、嵌入式数据库管理;实现对充电桩的故 障状态诊断、远程固件空中升级功能、交流充电桩群体进行负荷控制和调度功能;另外,还 可以实现充电实时数据管理、充电历史数据。
23、管理、GIS指引服务等功能。 0028 对于充电桩的诊断信息统计功能的实现,所述交流充电桩对设备部件进行启动自 检、在线监视,包括充电桩辅助电源、控制信号辅助电源、备用电池充电器、电插锁、充电插 座、检修门、计量电表、电动操作机构和空气开关、防雷器等设备部件,以及根据充电桩子站 下发的检测命令对设备参数进行检验,获得诊断信息;所述充电桩子站定时对各个交流充 电桩进行故障状态循检,收集交流充电桩的诊断信息,并将收集的充电桩诊断信息由WEB 服务器进行发布,并且在检测到交流充电桩出现故障时,向远程管理中心发出交流充电桩 故障告警信号。 0029 由于交流充电桩一般装配于高湿高热的恶劣的户外环境中,。
24、温升和潮湿等因素增 加了交流充电桩的故障风险。而通过充电桩的故障状态诊断,交流充电桩对充电桩辅助电 源、控制信号辅助电源、备用电池充电器、电插锁、充电插座、检修门、计量电表、电动操作机 说 明 书CN 104029602 A 4/8页 7 构和空气开关、防雷器等容易产生故障的部件进行在线监测和自诊断。充电桩子站定时对 交流充电桩进行故障状态巡检并统计,可以以列表方式通过WEB服务器进行发布及故障告 警。 0030 由此,运维人员通过web浏览器即可查询交流充电桩的故障类型,获取故障部件, 并确定需要更换的器件以及需要维修的部件,从而节省了运维单位的维护成本,并提高了 维护效率。由于引入了TD-。
25、LTE4G电力无线专网的应用,运维人员甚至可以通过手持TD-LTE 终端,如智能手机、平板电脑等设备在现场就可以通过浏览WEB服务器的网页,并可以获得 充电桩子站及交流充电桩的故障信息。 0031 对于远程固件空中升级功能的实现,所述远程管理中心和客户端通过访问WEB服 务器发布的空中程序升级的页面,选择要进行程序升级的目标对象,并 通过TD-LTE网络下 发新版本的固件代码至充电桩子站;所述充电桩子站接收新版本的固件代码,并对充电桩 子站或交流充电桩的固件代码进行升级。 0032 通过上述升级方案,无需分配专门人员到现场操作,通过远程控制即可,提高了升 级效率,节省升级维护费用。 0033 。
26、作为一个实施例,对充电桩子站的固件代码升级过程中,充电桩子站的固件代码 采用双备份模式,分别存储在充电桩子站的两个独立的nand flash存储器的空间中,通过 引导程序将第一个备份地址作为默认目标引导对象,当第一个备份CRC校验错误时,以第 二个备份作为目标引导对象,并用第二个备份覆盖第一个备份所占用的空间;在空中程序 升级时只对第一个备份空间进行覆盖,当空中升级成功后,用第一个备份空间的代码覆盖 第二个备份所占的空间。通过上述升级方案,即使空中升级失败也不会导致充电桩子站的 软件程序的破坏或者死机、系统瘫痪的现象产生,从而可以使得系统更加安全。 0034 作为一个实施例,对交流充电桩的固件。
27、代码升级过程中,充电桩子站通过TD-LTE 网络获取交流充电桩的新版本的固件代码,并将其保存在nand flash存储器的空间中,使 用批量升级模式对交流充电桩发送程序升级指令、数据广播命令,对升级失败的个体再次 进行升级操作;所述交流充电桩对充电桩程序进行双备份处理,在升级失败时恢复至老版 本的充电桩程序进行运行。通过上述升级方案,即使升级失败,交流充电桩可以恢复老版本 程序并运行,保证交流充电桩的正常充电服务功能。 0035 通过上述远程固件空中升级(OvertheAir Technology,OTA)功能的实现,能 够高效应对由于用户需求的更改以及系统版本升级导致的程序更新。远程管理中心。
28、和客户 端(PC机或TD-LTE终端设备)经过身份认证后,在WEB页面选择操作对象(充电桩子站、 交流充电桩)后进行对应程序的空中升级。充电桩子站和交流充电桩使用固件代码备份模 式,保证系统的安全运行。 0036 对于交流充电桩群体进行负荷控制和调度功能的实现,所述充电桩子站接收远程 管理中心下发的负荷控制命令,确定当前允许输出的额定功率,获取各个交流充电桩的运 行工况和状态信息,并计算各个交流充电桩的负荷控制命令,根据所述负荷控制命令对交 流充电桩群体进行负荷控制和调度。 0037 作为一个实施例,在负荷控制和调度中,所述充电桩子站将充电桩群体进行负荷 分组管理和控制;其中每一个小组的交流充。
29、电桩之间采用CAN(Controller Area Network,, 控制器局域网络)总线进行通讯,每个小组中的一台充电桩被设置为负荷控制站;所述充 说 明 书CN 104029602 A 5/8页 8 电桩子站接收远程管理中心的负荷控制命令,根据当前允许输出的额定功率及交流充电桩 整体的运行工况和状态信息,利用模糊控制算法计算各个负荷控制站的负荷控制命令;所 述负荷控制站通过CAN总线收集小组内各个交流充电桩的运行工况和状态信息,经过模糊 控制算法计算并向小组内各充电桩发送负荷控制命令;所述交流充电桩根据接收的负荷控 制命令分配负荷。 0038 由于交流充电桩是属于电力系统的三级用户,在用。
30、电高峰期属于优先负荷控制的 用电对象,因此,需要有一套行之有效的负荷控制手段实现区域用电负荷的稳定;而通过上 述负荷控制和调度方案,在控制总负荷输出稳定的前提下,获得交流充电桩群体内负荷的 最优分配,保证负荷稳定,从而实现有序充电,提高充电效率和效果。 0039 对于充电实时数据管理的功能实现,所述充电桩子站通过现场总线查询并获取交 流充电桩的实时工作数据,包括开机状态、工作状态、故障状态、充电电流、充电功率、已充 电度量、已充电时间、剩余时间、充电卡ID号、充电卡余额、已消费金额、已透支额度、充电 卡状态、正在充电的充电桩ID号、充电进程、以及空闲充电桩ID号、已完成充电的充电桩ID 号等;。
31、通过所述充电桩子站的WEB服务器以及TD-LTE网络进行发布,所述远程管理中心和 客户端通过访问至WEB服务器进行实时查询。 0040 通过上述充电实时数据管理方案,通过远程管理中心或客户端PC浏览、手持终端 浏览器等工具都可以实现查询交流充电桩的充电信息。 0041 对于充电历史数据管理功能实现,所述交流充电桩记录并存储充电历史数据;所 述充电桩子站通过现场总线收集各个交流充电桩的充电历史数据,并使用嵌入式数据库进 行管理;所述远程管理中心和客户端通过访问至充电桩子站的WEB服务器,对嵌入式数据 库中的充电历史数据进行查看、导出。 0042 通过设置强大的历史数据管理功能,交流充电桩个体可以。
32、有10000条充电 事件记 录的存储容量,充电桩子站通过高速的现场总线将交流充电桩中的事件记录收集,并使用 嵌入式数据库(SQLite)进行管理,并通过WEB服务器进行发布,从而使得远程管理中心和 客户端可以远程访问。运行单位的管理人员或远程管理中心通过身份认证,即可远程对充 电历史数据进行查看、导出月报表;可以在不需要复杂的后台软件即可完成各个充电场所 的历史数据和月报表的统计、汇报,降低了历史数据管理的复杂性,提高了管理效率。 0043 对于GIS指引服务等功能实现,所述充电桩子站收集当前空闲的交流充电桩及其 位置信息,通过WEB服务器在充电指引页面上进行发布;所述客户端通过访问至WEB服。
33、务 器,获取空闲的交流充电桩的位置信息。 0044 通过提供GIS系统,对驶入停车场的车辆提供停车充电指引服务,司乘人员通过 手持TD-LTE4G终端设备,访问该停车场的充电桩子站的WEB服务器发布的网页,搜索空闲 的交流充电桩的位置信息,可以根据该位置信息指引驶向该交流充电桩的车位进行停车充 电,提升了用户体验。 0045 综合本发明的基于TD-LTE网络的交流充电桩系统,可以基于TD-LTE电力系统4G 网络的应用。充电桩子站作为交流充电桩的现场管理中心,通过嵌入式的WEB服务器提供 对现场充电桩固件的空中升级服务,提供现场充电桩故障诊断的分析结果、工作状态、历史 事件查询等信息浏览,以及。
34、工作参数的远程配置等功能;并移植稳定的嵌入式数据库,提供 现场充电桩全面的数据管理功能。同时充电桩子站可以通过网络接口并与LTE CPE终端连 说 明 书CN 104029602 A 6/8页 9 接一并装配在任何一台合适的交流充电桩内部,无需设置专门昂贵的网络上行装置。充电 桩子站通过现场总线与分组的交流充电桩,以终端级联的模式进行数据交互,通过LTE电 力系统专网接收远程管理中心的数据、状态浏览查询、参数配置、程序升级、负荷控制等操 作。 0046 利用该系统有利于提高小区、地下停车场等交流充电桩现场数据管理与分析的效 率,提高交流充电桩的智能化和自动化水平,进一步拓展绿色能源在电力系统的。
35、利用空间 以及极大降低了现场维护成本;易于交流充电桩系统的功能扩展,降低远程管理中心的软 件复杂程度以及数据服务器的负荷。 0047 为了更加清晰本发明的技术方案,下面结合附图阐述充电桩子站的系统功 能的 应用示例。 0048 参考图2所示,图2为交流充电桩充电桩子站的系统功能框图,包括五项功能主菜 单: 0049 (1)程序升级; 0050 (2)数据查询; 0051 (3)负荷管理; 0052 (4)系统管理; 0053 (5)GIS信息。 0054 所述(1)程序升级,只有通过身份验证后方可进入,如图2所示,可包括: 0055 (1-1)子站程序升级 0056 对充电桩子站固件进行固件空。
36、中升级; 0057 (1-2)充电桩程序升级 0058 对交流充电桩进行固件空中升级。 0059 所述(2)数据查询,只有通过身份验证后方可进入,如图2所示,可进行: 0060 (2-1)实时数据查询 0061 1机状态 2工作状态 3故障状态 4充电电流 5充电功率 6已充电度量 7已充电时间 8剩余时间 9充电卡ID号 10充电卡余额 11已消费金额 12已透支额度 13充电卡状态 14正在充电的充电桩ID号 15充电进程 16以及空闲充电桩ID号 17已完成充电的充电桩ID号 0062 说 明 书CN 104029602 A 7/8页 10 0063 (2-2)历史数据查询 0064 可。
37、查询每一台交流充电桩的历史数据,包括用户开始充电时间、结束充电时间、充 电模式(自动、定电量充电、定时充电、定金额充电)、充电结束模式,充电桩功率曲线、电流 历史数据、电压历史数据等等。 0065 (2-3)诊断信息查询 0066 可查询故障的交流充电桩的ID列表及其相应的故障类型,如显示故障、辅助电源 故障、控制辅助电源故障、备用电池充电器故障、电插锁故障、充电插座故障、检修门故障、 计量电表故障、电动操作机构和空开故障、防雷器故障、交流失电等。 0067 (2-4)月报表下载 0068 通过表格模式列出各个充电桩当月的充电电量,充电次数、充电时长总计,同时用 柱状图表示横向比较; 0069。
38、 通过饼图表示每个充电桩在峰平谷时段的充电电量、时间的百分比; 0070 通过曲线图表示当月充电桩的充电功率; 0071 通过曲线图描绘当月总的负荷状况、总的充电电度走向等等。 0072 所述(3)负荷管理,只有通过身份验证后方可进入,如图2所示,可进行: 0073 (3-1)手动调节 0074 如禁止、允许任何一台交流充电桩充电功能。 0075 (3-2)自动调节 0076 如通过充电桩子站和交流充电桩小组中的负荷控制站相结合的模糊控制算法进 行负荷控制,动态调整充电桩输出功率。 0077 电动汽车的车载充电机接口与交流充电桩的接口通过引导信号来控制车载充电 机输出功率,交流充电桩控制引导信。
39、号的占空比来调节和限制充电机的额定功率。如图3 所示,图3为交流充电桩额定输出电流值与指示电路占空比的关系示意图。交流充电桩子 站接收到远程管理中心的负荷控制命令后,根据当前交流充电桩的负荷分布情况,通过模 糊算法向各个小组输出功率可分配的功率额度,充电桩小组的负荷控制站再根据小组中各 个交流充电桩的负荷分布情况、充电状态、充电电流通过模糊控制算法和CAN总线向小组 内各个交流充电桩输出分配可用的额定功率,使充电桩子站系统总输出功率的平稳和负荷 的最优分配和控制。 0078 所述(4)系统管理,只有通过身份验证后方可进入,如图2所示,可进行: 0079 (4-1)用户管理 0080 如管理权限。
40、控制、密码设置等; 0081 (4-2)充电桩管理 0082 如充电桩通讯地址、波特率设置、充电桩分组等; 0083 (4-3)通信设置 0084 如4G网络相关设置、工作参数设置等。 0085 所述的(5)GIS信息,不需身份验证即可使用,用户只要用手持4G终端设备或PC 的IE浏览器键入正确的URL,即可对该充电桩子系统的GIS信息进行查询。通过GIS页面, 可以快速找到并定位空闲的交流充电桩位置。 0086 参考图4所示,图4为程序升级界面示意图,点击WEB中“程序升级”标签,在出现 说 明 书CN 104029602 A 10 8/8页 11 的“子站程序升级”功能框内,点击“载入程序。
41、”按钮,找到充电桩子站程序所在的本地目录, 点击“开始升级”按钮,即可进行充电桩子站程序的空中升级。 0087 同样,在“充电桩程序升级”功能框内,点击“载入程序”按钮,找到交流充电桩程序 所在的本地目录,点击“开始升级”按钮,即可进行交流充电桩程序的空中批量升级;其中, 充电桩子站程序和充电桩程序的空中升级可同时进行。 0088 参考图5所示,图5为数据查询界面示意图,点击WEB中的“数据查询”标签, 页面 出现四个连接: 0089 实时数据查询; 0090 历史数据查询; 0091 诊断信息查询; 0092 月报表下载; 0093 点击上述连接可以实现数据查询的功能。 0094 参考图6所。
42、示,图6为信息界面示意图,如图中所示点击WEB页面中的“GIS信息” 标签,通过模拟停车场地图的形式显示当前交流充电桩的分布状态信息,每个车位图标上 的数据表示交流充电桩的ID号,绿色表示该位置的交流充电桩是空闲状态,红色表示该位 置的交流充电桩正在使用中,交流充电桩图标旁边的进度条指示充电进程,如80表示车 位的电动汽车还有20容量才充满。页面右下方的导航图标可以实现GIS地图的上下左右 移动。 0095 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员 来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保 护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书CN 104029602 A 11 1/3页 12 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104029602 A 12 2/3页 13 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104029602 A 13 3/3页 14 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104029602 A 14 。