CN106302775A

CN106302775A - 一种汽车充电桩报文采集系统及其使用方法

Info

Publication number: CN106302775A
Application number: CN201610714346.7A
Authority: CN
Inventors: 钱剑波
Original assignee: Ningbo Sanxing Smart Electric Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sanxing Electric Co Ltd; Ningbo Sanxing Smart Electric Co Ltd
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明公开了一种汽车充电桩报文采集系统，包括设置于直流充电桩内部的采集模块，采集模块连接有无线模块，无线模块通过无线路由器和采集服务器相连，采集服务器通过公网和级联采集服务器相连，级联采集服务器包括记录集中服务器，采集模块包括报文采集模块、报文记录模块和定时传送模块，采集服务器上安装有充电桩采集服务系统软件，该系统软件包括协议过滤模块、历史记录模块、充电波形记录与显示模块、计费记录与显示模块和参数配置模块，级联采集服务器上也设置有充电桩采集服务系统软件。与现有技术相比，本发明将多个充电桩的工作信息联系在一起，并且将现有充电桩与电动汽车之间通讯报文进行记录。

Description

一种汽车充电桩报文采集系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及充电桩报文采集系统，尤其涉及一种汽车充电桩报文采集系统及其使用方法。

背景技术

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。

在现有技术下，充电桩存在如下的问题：

首先，现有充电桩与电动汽车之间通讯报文都没有记录，在产生对电池过充、充电不足、报文超时等问题时无法提供有力说明；

其次，充电桩分散，无法及时了解充电桩的使用状态，虽然可以使用物联网等专用的直流充电桩管控系统，但从小区域、及时性、大数据历史数据上传等还是无法满足，主要由于直流充电桩与物联网往往通过4G等无线方式通讯，在数据上往往进行缩减，所以不能全面的反映真实现场情况；

最后，从实际可维护性方面，充电桩在使用过程中，往往要对一些策略性的方案进行后期优化升级，通过4G远程无线方式可能性不大，而且无线环境通断对升级往往影响比较大；人员维护时往往需要启动充电桩强电来提供内部工作电源，在实现实时查看故障、升级时，有一定的触电危险，不安全、不方便、不快捷等。

针对以上存在的问题，同时为了解决充电桩集中管理调试需要，提供本发明中的技术方案。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种汽车充电桩报文采集系统及其使用方法，提供了充电桩的CAN历史报文，并且将多个充电桩的信息系统连接在一起，从而集中处理充电桩的各种系统信息和历史报文，解决了充电桩集中管理调试的问题，维护简单方便，操作人员的安全得到保障。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种汽车充电桩报文采集系统，包括设置于直流充电桩内部的采集模块，所述采集模块连接有无线模块，所述无线模块通过无线路由器和采集服务器相连，所述采集服务器通过公网和级联采集服务器相连，所述级联采集服务器包括记录集中服务器，所述采集模块包括报文采集模块、报文记录模块和定时传送模块，所述采集服务器上安装有充电桩采集服务系统软件，该系统软件包括协议过滤模块、历史记录模块、充电波形记录与显示模块、计费记录与显示模块和参数配置模块，所述级联采集服务器上也设置有充电桩采集服务系统软件。

所述充电桩内设置有计量模块，计费模块和充电控制模块，所述计量模块，所述计费模块和所述充电控制模块连接有所述报文采集模块，所述采集服务器为普通电脑。

一种汽车充电桩报文采集系统的使用方法，包含：步骤一，打开电脑，接入无线局域网，并连上公网；步骤二，安装采集服务系统软件；步骤三，启动采集服务系统软件，并且扫描本局域网中的直流充电桩采集模块；步骤四，对本局域网中的直流充电桩采集模块进行数据采集和分析，选中具体充电桩采集模块，进行状态查看，试试召唤CAN历史报文数据，选中波形分析工具进行波形分析；步骤五，电脑将采集到的数据通过公网上传至级联采集服务器中集中汇集，在级联采集服务器上可进行等同电脑上的操作；步骤六，完成上述步骤后，最小化采集服务系统软件，在需要时候再次进行步骤三至步骤五。

本发明提供了一种电动汽车直流充电桩CAN总线历史报文采集服务系统以及使用的方法步骤，提供了充电桩的CAN历史报文，并且将多个充电桩的信息系统连接在一起，从而集中处理充电桩的各种系统信息和历史报文，解决了充电桩集中管理调试的问题，维护简单方便，操作人员的安全得到保障。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图1所示，一种汽车充电桩报文采集系统，包括设置于直流充电桩内部的采集模块，所述采集模块连接有无线模块，所述无线模块通过无线路由器和采集服务器相连，所述采集服务器通过公网和级联采集服务器相连，所述级联采集服务器包括记录集中服务器，所述采集模块包括报文采集模块、报文记录模块和定时传送模块，所述采集服务器上安装有充电桩采集服务系统软件，该系统软件包括协议过滤模块、历史记录模块、充电波形记录与显示模块、计费记录与显示模块和参数配置模块，所述级联采集服务器上也设置有充电桩采集服务系统软件。

本发明主要用于收集充电桩实际运用现场的报文系统，主要包括以下几点：

第一，通过在充电桩的CAN总线上接入的报采集模块，可通过增加硬件存储方式记录一定周期内数据，通过无线局域网上送数据；也可以对直流充电桩CAN总线报文数据，进行过滤、加工、整理形成类同comtrade格式的文件，或61850规约所给定的格式，记录关键故障点前后的报文，形成故障文件，主动上送到现有的录波故障主站或响应录波故障主站的召唤。

第二，通过就地方式来存储CAN总线报文数据，当然也可以在直流充电桩相对集中的区域（往往是一个充电站），连接CAN历史报文采集服务器来存储CAN总线历史报文，还可以进一步通过有线方式接入互联网，形成级联的数据采集系统进行集中数据存储与专业数据库管理。

第三，通过在CAN历史报文采集服务器或级联数据采集系统采集的CAN总线报文数据，可以使用丰富的系统工具，根据条件过滤报文，所属条件包括但不限于规约、源地址、目的地址、报文内容等可以通过时间轴对报文进行反演；可以通过波形来描述充电过程及实时状态，方便调试、问题排查、过程学习、数据分析等等。

第四，可以在线实时了解充电计费情况，可以进行集中升级、参数配置等附属功能。

本发明提供的系统软件运行在服务器（可以是普通电脑等）；本发明提供的系统软件通过公网与级联采集服务器进行交互，完成更大区域CAN历史记录透传功能，而且级联级数不做显示限制，一般情况下包括记录集中服务器与级联采集服务器；本方案的采集模块和包括无线模块，安装在充电桩内部，和现有的充电桩内部的模块相类比，是属于独立模块，只需要提供低压直流工作电源，以及CAN口接入当前直流充电桩CAN总线上；本方案中的采集模块与无线模块属于直流充电桩增加的功能模块，也可以利用现有的直流充电桩硬件结构，所属发明中保护使用采集历史报文记录，并通过无线上传到采集服务器这一系列的动作过程制作方法，而且主要强调采集CAN历史报文记录，其它，非采集CAN历史报文的动作过程制作方法，原则上不与本发明冲突。

本发明的技术方案的原理，主要是基于充电桩与BMS交互所采用的《GBT 27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》、《GBT 27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》、《IEEE std C37．111一1999》（ComTrade格式是标准电力系统暂态数据交换通用格）等标准，通过记录CAN总线上交互报文，并通过适当数据整理，并通过无线wifi与局域网和CAN报文采集服务器连接，定时上送报文，并接受CAN报文采集服务器下发的命令指令和数据。本发明的技术方案，在直流充电桩内部，以旁接模块来采集CAN报文，并记录历史数据。

本发明系统所提及的Comtrade记录文件格式，符合标准Comtrade文件定义，其中：（1）站名，记录装置的特征，Comtrade标准的，修改年份，其中所指定的站名在本处特定为某一个具体的直流充电桩，可是直流充电桩ID等，其它属性，按Comtrade记录来配置（2）通道的数量和类型，本发明系统中所提及的通道，则为对应的一个充电枪，如果有多个充电枪，则表示为多个通道，类型，则记录充电枪所提供的最高充电电压，下同；（3）通道名称、单位和转换系数；（4）线路频率；（5）采样速率和每一速率下的采样数量，采样速率对应直流充电桩采集精度要求，采样数量则限制重复报文的出现数量；（6）第l数据点的日期和时间；（7）触发点的日期和时间；（8）数据文件类型；（9）时间标记倍乘系数。

本发明系统中所记录的Comtrade文件，不属于暂态数据，而是以时间戳为概念的某一特定时间内，根据采样速率与采样数量，来适当改变的，数据记录形式，以所记录的报文数据为某一时间实际数据，而非暂态数据，这一定区别上，就是，暂态数据不记录时间戳，而本数据可以根据需要记录准确的时间，数据量上会比较标准Comtrade数据大，也可以小，但是这些不影响，以comtrade文件格式对报文的还原，因为二者本质上都是以时间为数据排列依据，只是本原理中提及的comtrade文件处理软件工具需要，以记取数据中的时间戳为时间依据，而非固定时间，除了上述所提及的异同，其它格式以comtrade文件约定为主，本发明不作特别说明；

本发明系统与故障录波主站，也可以采用61850方式进行通讯，符合标准61850格式约定，不过，可能对61850所约定的变电站概念，在此缩小到只表示某一直流充电桩，其它概念也相应缩小，定义的具体内部及形式方面会有所差异，但61850所采用的通讯规约流程方面不变，可以用使用现在的通讯规约；故本系统原理，从本质上是为了利用现有的故障录波系统，以最小改动来支撑直流充电桩接入，采用现有成熟的技术框架来自动化远程管理与调度。

本发明中的采集服务系统软件可扫描本局域网中的直流充电桩采集模块，在选中具体直流充电桩采集模块后，可以进行状态查看，也可以实时召唤CAN历史报文数据，选中相关的波形分析工具，可以实现波形分析，以及时间反演等功能。

在此过程中，通过持续的与直流充电桩通讯，可以进行历史若干时间内的CAN总线有历史报文数据，当然，也可以根据已经召唤上的CAN历史报文数据进行分析，同时可以将数据进行加工，上送到录波主站系统或其它系统，供使用CAN历史报文数据，本发明系统原则上是为了提供CAN总线历史报文数据，但也不排除，会包括一些基本的录波分析工具软件方便操作。

发明系统位于直流充电桩内部的采集模块及无线模块，与CAN历史报文数据采集服务器相对独立，都可以单独成为体系；测试人员，可以使用通过提供相应无线局域网方式，召唤CAN历史报文数据，或提供升级功能；充电站工作人员可以通过安装CAN历史报文数据采集服务器来关注充电桩实时状态及计费等功能；而调度中心则可以利用现有的录波组网系统，加以改进兼容方式，级联到CAN历史报文采集服务器，来查看区域内的充电桩用电情况等等。

本发明的提供的技术方案的技术要点：1）通过在直流充电桩的内部CAN总线上，接入的CAN报文采集模块，并且通过无线局域网wifi方式，向CAN历史报文采集服务器上送数据；2）通过在直流充电桩的内部就地存储CAN总线上记录的报文数据，并且保护接收对报文的初步过滤这些报文采集记录相关的加工方法；3）通过CAN历史报文采用时间戳来记录CAN总线上实时报文，有条件的可以利用电力故障录波所依赖的“.CFG”，“.HDR”，“.DAT”等文件，采用记录关键故障点前后报文；4）可以支持61850规约所约定的文件及通讯格式，可以与现有的电力录波主站等自动化通讯及配置，能够做到充电桩符合无人值守等自动告警功能。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种汽车充电桩报文采集系统，其特征在于：包括设置于直流充电桩内部的采集模块，所述采集模块连接有无线模块，所述无线模块通过无线路由器和采集服务器相连，所述采集服务器通过公网和级联采集服务器相连，所述级联采集服务器包括记录集中服务器，所述采集模块包括报文采集模块、报文记录模块和定时传送模块，所述采集服务器上安装有充电桩采集服务系统软件，该系统软件包括协议过滤模块、历史记录模块、充电波形记录与显示模块、计费记录与显示模块和参数配置模块，所述级联采集服务器上也设置有充电桩采集服务系统软件。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车直流充电桩仿真培训系统，其特征在于：所述充电桩内设置有计量模块，计费模块和充电控制模块，所述计量模块，所述计费模块和所述充电控制模块连接有所述报文采集模块，所述采集服务器为普通电脑。

3.一种权利要求2所述的汽车充电桩报文采集系统的使用方法，其特征在于：包含：步骤一，打开电脑，接入无线局域网，并连上公网；步骤二，安装采集服务系统软件；步骤三，启动采集服务系统软件，并且扫描本局域网中的直流充电桩采集模块；步骤四，对本局域网中的直流充电桩采集模块进行数据采集和分析，选中具体充电桩采集模块，进行状态查看，试试召唤CAN历史报文数据，钻中波形分析工具进行波形分析；步骤五，电脑将采集到的数据通过公网上传至级联采集服务器中集中汇集，在级联采集服务器上可进行等同电脑上的操作；步骤六，完成上述步骤后，最小化采集服务系统软件，在需要时候再次进行步骤三至步骤五。