CN104029602B - 基于td-lte网络的交流充电桩系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

基于TD-LTE网络的交流充电桩系统

技术领域

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

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。

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，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。

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。

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,并影响正常的电力供应和用户充电质量。

发明内容

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。

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、LTECPE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LTECPE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LTECPE终端进行通信；

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；

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。

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

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；

图2为交流充电桩充电桩子站的系统功能框图；

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；

图4为程序升级界面示意图；

图5为数据查询界面示意图；

图6为信息界面示意图。

具体实施方式

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。

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、LTECPE(CustomerPremiseEquipment，客户终端设备)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LTECPE终端接入TD-LTE(TimeDivisionLongTermEvolution，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LTECPE终端进行通信。

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。

作为一个实施例，所述充电桩子站通过以太网与LTECPE终端连接，接入TD-LTE4G电力无线专网，LTECPE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。

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2Gbits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RS232口，两个隔离的CAN总线接口，一对USBhost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。

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。

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、充电历史数据管理、GIS指引服务等功能。

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。

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，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。

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-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。

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。

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。

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nandflash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。

作为一个实施例，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件代码，并将其保存在nandflash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。

通过上述远程固件空中升级(Over－the－AirTechnology，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。

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。

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电桩之间采用CAN(ControllerAreaNetwork,，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。

由于交流充电桩是属于电力系统的三级用户，在用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。

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；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。

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。

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。

通过设置强大的历史数据管理功能，交流充电桩个体可以有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。

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服务器，获取空闲的交流充电桩的位置信息。

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。

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LTECPE终端连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。

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。

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。

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：

(1)程序升级；

(2)数据查询；

(3)负荷管理；

(4)系统管理；

(5)GIS信息。

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：

(1-1)子站程序升级

对充电桩子站固件进行固件空中升级；

(1-2)充电桩程序升级

对交流充电桩进行固件空中升级。

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：

(2-1)实时数据查询

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

(2-2)历史数据查询

可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。

(2-3)诊断信息查询

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。

(2-4)月报表下载

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；

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；

通过曲线图表示当月充电桩的充电功率；

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。

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：

(3-1)手动调节

如禁止、允许任何一台交流充电桩充电功能。

(3-2)自动调节

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。

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。

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：

(4-1)用户管理

如管理权限控制、密码设置等；

(4-2)充电桩管理

如充电桩通讯地址、波特率设置、充电桩分组等；

(4-3)通信设置

如4G网络相关设置、工作参数设置等。

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。

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，在出现的“子站程序升级”功能框内，点击“载入程序”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。

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。

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：

实时数据查询；

历史数据查询；

诊断信息查询；

月报表下载；

点击上述连接可以实现数据查询的功能。

参考图6所示，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。

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。

Claims (10)

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、LTECPE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LTECPE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LTECPE终端进行通信；

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；

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独立的nandflash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件代码，并将其保存在nandflash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。

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、LTECPE终端的硬件平台装配在一个交流充电桩内。