專利名稱：一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的緊張和電池技術(shù)的發(fā)展，以電動汽車為代表的新一代節(jié)能與環(huán)保 汽車成偉汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著電動汽車的發(fā)展，對公共充電裝置的需求越來越 大。集中式充電站需架設(shè)專用線路及配備電力設(shè)備，占地面積大、造價高，無法隨道 路、停車場、小區(qū)等公共設(shè)施靈活配置，不能夠滿足電動汽車隨時充電的需求?？筛鶕?jù)市場 需求靈活、分散布置，為電動汽車提供電源的充電樁，本實(shí)用新型中稱之為分布式充電樁。 隨著今后電動汽車的普及，必然在居民小區(qū)、停車場、大型商場以及一些車輛密集區(qū)等場所 分散布置大量的分布式充電樁，這些分布式充電樁的監(jiān)控、管理、維護(hù)檢修等問題將不斷凸 顯出來。目前，市場上尚無針對大量分布式充電樁的監(jiān)控管理系統(tǒng)，而針對集中式充電站的 充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)無法適應(yīng)分散布置的分布式充電樁的監(jiān)控管理。此外，如果將每個分 散布置的充電樁的信息直接傳到監(jiān)控管理信息系統(tǒng)，采用有線方式布線復(fù)雜、系統(tǒng)建設(shè)難 度大，采用無線方式則占用較多通信資源、通信成本高。因此，亟待提供一種分布式充電樁 監(jiān)控系統(tǒng)解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控若干分散布 置的電動汽車充電樁，解決分散布置的分布式充電樁的監(jiān)控管理問題。本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控若干分散布置的電動汽車充電樁，系 統(tǒng)包括設(shè)置有監(jiān)控中心分別與一個或一個以上的分區(qū)監(jiān)控終端連接；各分區(qū)監(jiān)控終端又 分別與不少于一個分散布置的充電樁的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)連接。監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控前置機(jī)；分區(qū)監(jiān)控終端包括控制處理器單元及與控 制處理器單元電連接的存儲器單元、上行通信接口單元、下行通信接口單元；充電樁本地監(jiān) 控系統(tǒng)集成于充電樁內(nèi)。優(yōu)選地，所述的監(jiān)控中心到所述的分區(qū)監(jiān)控終端的通信方式為以太網(wǎng)通信或無線 公網(wǎng)通信。優(yōu)選地，所述的分區(qū)監(jiān)控終端到所述的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)的通信方式為電力載
波通信?？蛇x地，所述的監(jiān)控中心還包括GPS對時裝置。較佳地，所述的監(jiān)控中心中，監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控前置機(jī)采用雙冗余配置。可選地，所述的分區(qū)監(jiān)控終端還包括與控制處理器單元電連接的GPS定位單元， 所述的GPS定位單元與天線連接。[0013]可選地，所述的分區(qū)監(jiān)控終端還包括與控制處理器單元電連接的管理維護(hù)接口單兀。較佳地，所述的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)包括主控制器CPU和與主控制器CPU電連接 的充電回路主控制開關(guān)、充電插座、人機(jī)交互裝置、通信裝置、電能計(jì)量設(shè)備、讀卡器。本實(shí)用新型的有益效果是，可有效、方便地監(jiān)控分散布置的電動汽車充電樁，提高 充電樁的運(yùn)行可靠性，降低充電樁運(yùn)行和維護(hù)成本，減輕了監(jiān)控中心數(shù)據(jù)存儲負(fù)擔(dān)，且所述 的充電樁監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行成本較低。根據(jù)本實(shí)用新型，通過監(jiān)控中心對充電樁及其運(yùn)行狀態(tài)信息的集中管控、對分時 或?qū)崟r電價信息的統(tǒng)一管理下達(dá)、對充電電能計(jì)量計(jì)費(fèi)信息的收集管理，例如可以及時掌 握充電樁異常情況從而及時進(jìn)行檢修，可以統(tǒng)一下達(dá)實(shí)時電價指令從而無需單獨(dú)對每個充 電樁進(jìn)行設(shè)置，從而使分散布置的分布式充電樁得到有效監(jiān)控，便于維護(hù)和管理；通過分區(qū) 監(jiān)控終端對一定區(qū)域內(nèi)的若干充電樁的相關(guān)數(shù)據(jù)信息集中傳輸和存儲管理，節(jié)約了通信資 源和通信成本，減輕了監(jiān)控中心數(shù)據(jù)存儲負(fù)擔(dān)。

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的分區(qū)監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型的內(nèi)容。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控若干 分散布置的電動汽車充電樁，系統(tǒng)包括設(shè)置有監(jiān)控中心分別與一個或一個以上的分區(qū)監(jiān) 控終端連接；各分區(qū)監(jiān)控終端又分別與不少于一個分散布置的充電樁的充電樁本地監(jiān)控系 統(tǒng)連接。監(jiān)控中心，用于集中管控充電樁及其運(yùn)行狀態(tài)信息，統(tǒng)一管控、下發(fā)充電樁的分時 或?qū)崟r電價信息，以及收集管理充電樁電能計(jì)量計(jì)費(fèi)信息，所述的監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī) 和監(jiān)控前置機(jī)，所述的監(jiān)控主機(jī)集成有監(jiān)控中心所有的監(jiān)視、控制和管理功能，所述的監(jiān)控 前置機(jī)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集。一個或一個以上分區(qū)監(jiān)控終端，與監(jiān)控中心及一定區(qū)域內(nèi)的若干分散布置的充電 樁的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)連接，用于對一定區(qū)域內(nèi)的若干分散布置的充電樁的數(shù)據(jù)進(jìn)行集 中采集、存儲并根據(jù)預(yù)定條件轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心，以及向充電樁轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控中心下達(dá)的監(jiān)控指 令，所述的分區(qū)監(jiān)控終端包括控制處理器單元及與控制處理器單元電連接的存儲器單元、 上行通信接口單元、下行通信接口單元；不少于一個充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控、管理與保護(hù)充電樁充電過程，對充電 電能進(jìn)行計(jì)量計(jì)費(fèi)，采集并向分區(qū)監(jiān)控終端上傳充電樁及其運(yùn)行狀態(tài)信息、計(jì)量計(jì)費(fèi)信息， 以及接收、執(zhí)行監(jiān)控中心下達(dá)的監(jiān)控指令，所述的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)集成于充電樁內(nèi)。監(jiān)控中心與分區(qū)監(jiān)控終端的通信采用以太網(wǎng)通信。當(dāng)光纖以太網(wǎng)建設(shè)條件不滿足時采用無線公共網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA等無線通信技術(shù)，保證傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定、可靠。分區(qū)監(jiān)控終端與分散布置的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)的通信采用電力載波通信。為了 保證較高的通訊速率，采用OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)的電力載波通信。當(dāng)電力載波通信實(shí)施 困難時，根據(jù)現(xiàn)場條件采用無線通信網(wǎng)絡(luò)，如Zigbee、RFID等無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。分區(qū)監(jiān)控 終端與分布式充電樁距離較遠(yuǎn)時，可能影響正常通信，此時在鏈路上加入相應(yīng)通信中繼器， 保證通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠。如圖2所示，監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控前置機(jī)。監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控前置機(jī)采用 雙冗余配置。監(jiān)控主機(jī)集成有監(jiān)控中心所有的監(jiān)視、控制和管理功能。監(jiān)控前置機(jī)用于進(jìn) 行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集。監(jiān)控中心還包括GPS對時裝置，用于實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控中心、分區(qū)監(jiān)控終端及充電樁本 地監(jiān)控系統(tǒng)的授時功能。監(jiān)控中心內(nèi)部通信采用基于TCP/IP協(xié)議的100M高速雙以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)。通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，支持網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴抑制和網(wǎng)絡(luò)流量控制 功能，采用分布式交換處理結(jié)構(gòu)，所有接口模塊均具有本地自主交換的能力。如圖3所示，分區(qū)監(jiān)控終端包括控制處理器單元及與控制處理器單元電連接的存 儲器單元、上行通信接口單元、下行通信接口單元、GPS定位單元及其天線，以及管理維護(hù)接 口單元?？刂铺幚砥鲉卧碈PU單元，采用ARM7或ARM9控制處理器芯片。存儲器用于存儲來自充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。上行通信接口單元為網(wǎng)絡(luò)接口模塊或/和GPRS/CDMA無線通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控 中心的通信功能。下行通信接口單元為電力載波發(fā)射與接收模塊，實(shí)現(xiàn)與充電樁本地監(jiān)控 系統(tǒng)的電力載波通信。GPS定位單元是為了便于分區(qū)監(jiān)控終端的及時維護(hù)、檢修而設(shè)置，控制處理單元通 過GPS定位單元及天線建立連接，保證在監(jiān)控中心統(tǒng)召測時或根據(jù)預(yù)定的條件進(jìn)行定位并 返回定位信息。通過GPS定位單元，也可輕易地獲知某個與分區(qū)監(jiān)控終端連接的充電樁所 在的大致地理范圍。管理維護(hù)接口單元為RS232接口模塊或USB接口模塊，用于與便攜式計(jì)算機(jī)建立 連接。系統(tǒng)維護(hù)人員可通過管理維護(hù)接口單元對分區(qū)監(jiān)控終端或與之連接的充電樁進(jìn)行查 詢、維護(hù)。具體實(shí)施時，根據(jù)在一定地理區(qū)域內(nèi)分布式充電樁布置的規(guī)模和數(shù)量配置分區(qū)監(jiān) 控終端，負(fù)責(zé)分布式充電樁與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸與存儲。如圖4所示，充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)包括主控制器CPU和與主控制器CPU電連接的 充電回路主控制開關(guān)、充電插座、人機(jī)交互裝置、通信裝置、電能計(jì)量設(shè)備、讀卡器。充電樁 本地監(jiān)控系統(tǒng)集成于充電樁內(nèi)。主控制CPU采用ARM7或ARM9控制處理器芯片。充電回路主控制開關(guān)和充電插座是電動汽車充電回路的主要組成部分。一般地， 電動汽車充電回路由主控制開關(guān)、保護(hù)電路、充電插座連接組成，由供電網(wǎng)絡(luò)供電，通過電 纜組件連接到電動汽車充電接口，為電動汽車電池組充電提供電源。充電回路主控制開關(guān) 由主控制CPU控制其開合。[0042]充電插座了包括與電動汽車的數(shù)據(jù)接口和電源接口。充電插座與主控制CPU的連 接是指其數(shù)據(jù)接口與主控制CPU的連接。主控制CPU通過充電插座的數(shù)據(jù)接口，可獲取充 電插座與電動汽車的連接確認(rèn)信號，從而獲知充電插座與電動汽車的連接情況。電能計(jì)量設(shè)備與主控制器CPU通過RS485接口連接，提供電動汽車充電電能量等 信息。電能計(jì)量設(shè)備通過與電動汽車充電回路電連接，實(shí)現(xiàn)電動汽車充電電能量的計(jì)量，并 可測量電壓、電流信息。讀卡器用于對充電儲值卡進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。較佳地，讀卡器為卡片吞入式讀卡器。主 控制器CPU通過電能計(jì)量設(shè)備讀取電動汽車充電電量信息、通過讀卡器讀寫充電儲值卡信 息，從而實(shí)現(xiàn)電動汽車充電的計(jì)量計(jì)費(fèi)。根據(jù)本實(shí)用新型，通過監(jiān)控中心對充電樁及其運(yùn)行狀態(tài)信息的集中管控、對分時 或?qū)崟r電價信息的統(tǒng)一管理下達(dá)、對充電電能計(jì)量計(jì)費(fèi)信息的收集管理，從而使分散布置 的分布式充電樁得到有效監(jiān)控，便于維護(hù)和管理；通過分區(qū)監(jiān)控終端對一定區(qū)域內(nèi)的若干 充電樁的相關(guān)數(shù)據(jù)信息集中傳輸和存儲管理，節(jié)約了通信資源和通信成本，使監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn) 行成本降低。
權(quán)利要求1.一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控若干分散布置的電動汽車充電樁，其特 征在于，系統(tǒng)包括設(shè)置有監(jiān)控中心分別與一個或一個以上的分區(qū)監(jiān)控終端連接；各分區(qū) 監(jiān)控終端又分別與不少于一個分散布置的充電樁的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)控中心包括監(jiān) 控主機(jī)和監(jiān)控前置機(jī)；分區(qū)監(jiān)控終端包括控制處理器單元及與控制處理器單元電連接的存 儲器單元、上行通信接口單元、下行通信接口單元；充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)集成于充電樁內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的監(jiān)控中心 和分區(qū)監(jiān)控終端的通信采用與以太網(wǎng)通信或無線公網(wǎng)通信連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的分區(qū)監(jiān)控 終端到所述的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)的通信方式為電力載波通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，在監(jiān)控中心還設(shè) 置有GPS對時裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)控中心中，監(jiān)控 主機(jī)和監(jiān)控前置機(jī)采用雙冗余配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的分區(qū)監(jiān)控 終端還包括與控制處理器單元電連接的GPS定位單元，所述的GPS定位單元與天線連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的分區(qū)監(jiān)控 終端還包括與控制處理器單元電連接的管理維護(hù)接口單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的充電樁本 地監(jiān)控系統(tǒng)包括主控制器CPU和分別與主控制器CPU電連接的充電回路主控制開關(guān)、充電 插座、人機(jī)交互裝置、通信裝置、電能計(jì)量設(shè)備、讀卡器。
專利摘要一種分布式充電樁監(jiān)控系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控若干分散布置的電動汽車充電樁，系統(tǒng)包括設(shè)置有監(jiān)控中心分別與一個或一個以上的分區(qū)監(jiān)控終端連接；各分區(qū)監(jiān)控終端又分別與不少于一個分散布置的充電樁的充電樁本地監(jiān)控系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型具有能夠效、方便地監(jiān)控分散布置的電動汽車充電樁，提高充電樁的運(yùn)行可靠性，降低充電樁運(yùn)行和維護(hù)成本，減輕監(jiān)控中心數(shù)據(jù)存儲負(fù)擔(dān)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04L29/08GK201846104SQ201020562729
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者崔玉峰, 張林山, 杜朝波, 楊家全, 楊晴 申請人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司