CN107576871A - 需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法，包括：该系统及方法通过各个检测传感器获得电动汽车充电设备安全性能检测数据，各个安全性能检测传感器通过无线通信方式与充电站的站端安全性能检测数据采集通信终端通信，采集通信终端通过移动通信方式将检测数据主动上传至数据云平台。检测与诊断远程中心对数据云平台的安全性能检测数据进行分析，找出存在安全隐患的充电设备，筛选出安全性能不达标准的检测项目，形成各个电动汽车充电设备远程检测与诊断报告，并不断更新充电设备的安全状态。实现了电动汽车充电设备的远程检测与诊断，消除了传统现场人工检测的诸多弊端，全面提升了电动汽车用户的充电安全保障与充电体验。

Description

需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及 方法
技术领域
本发明涉及一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法。
背景技术
《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》明确提出：到2020年，新增集中式充换电站超过1.2万座，分散式充电桩超过480万个，以满足全国500万辆电动汽车充电需求。由此可以预见：电动汽车充电设备将大规模的建设与投运，同时，电动汽车充电设备的运维与检测将形成十分巨大的工作量，充电安全成为公众关注的焦点问题。
目前电动汽车充电设备充电安全与传统的现场人工检测存在诸多问题，主要包括：(1)因设备故障或安全性能不达标导致的充电安全问题；(2)现场人工检测接线繁琐，检测效率较低；(3)面对大规模的充电设备现场检测，需要投入大量的专业技术检测人员，检测成本较高；(4)现场检测在发现设备故障方面的实时性较低，只有现场检测之后，才可确定是否为故障设备。
针对大规模的随时可提供充电服务的电动汽车充电设备，远程在线实时检测与诊断对保证电动汽车充电设备的安全、可靠、稳定与经济运行有着重要的技术支撑作用，同时，这可全面提升电动汽车充电设备安全性能及用户充电体验，这也是电动汽车充电设施检测与运维工作的技术难题与研究热点。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法，本发明能够实现电动汽车充电设备的远程检测与诊断，消除传统现场人工检测的诸多弊端，全面提升电动汽车用户的充电安全保障与充电体验。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，包括安全性能监测数据采集通信终端、安全性能检测传感器、数据云平台和检测与诊断中心，其中：
所述安全性能检测传感器，包括多个，被配置为检测电动汽车充电设备安全性能参数，并打包形成统一格式的检测数据，同时基于远程检测需求，响应并执行检测与诊断中心的远程检测指令；
所述安全性能检测数据采集通信终端，包括若干个，部署在电动汽车充电站内，被配置为收集充电站内各个安全性能检测传感器获得的检测数据，并将检测数据主动上传至数据云平台，同时基于远程检测需求，负责接收数据云平台下发的检测指令，根据检测内容，将远程检测指令分配给对应的检测传感器；
所述数据云平台，被配置为存储与共享不同地理位置的充电设备的安全性能检测数据，同时基于远程检测需求，负责向充电站下发远程检测指令；
所述检测与诊断中心，被配置为根据电动汽车充电设备安全性能检测需求，通过分析数据云平台中各个充电设备的检测数据，完成充电设备安全性能的远程检测与诊断。
进一步的，所述安全性能检测传感器包括但不限于电机绝缘接地检测传感器、充电机短路保护检测传感器、充电机过温保护检测传感器、充电机过电压保护检测传感器、充电过电流保护检测传感器、充电时电池温度检测传感器或/和安全类告警信息检测传感器。
进一步的，所述安全性能检测传感器的接口可根据具体情况进行拓展。
进一步的，所述安全性能检测数据采集通信终端与电动汽车充电站内各个安全性能检测传感器的通信采用EnOcean无线通信。
进一步的，所述安全性能检测数据采集通信终端与数据云平台之间的通信采用4G或5G通信。
进一步的，所述安全性能检测数据采集通信终端为现场检测数据传输的中间关键节点，检测数据采集通信终端配备EnOcean无线通信和移动通信模块。
进一步的，所述电动汽车充电设备被配置有唯一的ID编号。
进一步的，所述数据云平台，实时更新所有已经投运的各个电动汽车充电设备及其对应的唯一编号，以全局唯一的编号为索引存储各个设备对应的安全性能指标。
进一步的，所述数据云平台通过各个电动汽车充电站内的安全性能检测数据采集通信终端上传的检测数据，实时更新对应设备的安全性能指标的检测项目，实时维护各个充电设备的安全运行状态。
进一步的，所述检测与诊断中心按照电动汽车充电设备最新的国家标准，维护并更新各个电动汽车充电设备安全性能是否合格的判断依据，对远程检测数据云平台中的检测项目进行分析与诊断，并得出是否合格的检测结果，同时针对应急检测需要，通过数据云平台对指定的电动汽车充电设备定向下发远程检测指令，完成主动远程检测，最终形成各个电动汽车充电设备远程检测与诊断报告。
基于上述系统的工作方法，各个传感器检测电动汽车充电设备安全性能，并打包形成统一格式的检测数据，同时基于远程检测需求，负责执行安全性能的远程检测指令，收集充电站内检测数据，并负责将检测数据主动上传，同时基于远程检测需求，接收下发的检测指令，根据检测内容，将远程检测指令分配给对应的检测传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中的需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法，提高了电动汽车充电设备的检测效率，提升的电动汽车充电设备的安全等级，保证了电动汽车用户的安全充电；
(2)本发明中的远程检测方法，改变了传统的人工现场检测作业模式，大幅减少了专业技术检测人员数量，同时降低了安全性能检测的成本；
(3)本发明中的需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法，利用高速无线通信技术与传感器技术，实现了电动汽车安全运行状态的实时检测与诊断，极大提升了电动汽车充电设备的运维效率与质量，保证了电动汽车充电设备的安全运行，促进了电动汽车健康高速发展与规模化普及。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明安全性能远程检测与诊断系统及方法示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在人工检测存在诸多问题，主要包括：(1)因设备故障或安全性能不达标导致的充电安全问题；(2)现场人工检测接线繁琐，检测效率较低；(3)面对大规模的充电设备现场检测，需要投入大量的专业技术检测人员，检测成本较高；(4)现场检测在发现设备故障方面的实时性较低，只有现场检测之后，才可确定是否为故障设备的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出一种动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统及方法，利用传感器技术与通信技术，该系统及方法通过各个检测传感器获得电动汽车充电设备安全性能检测数据，各个安全性能检测传感器通过无线通信方式与充电站的站端安全性能检测数据采集通信终端通信。安全性能检测数据采集通信终端通过4G或5G通信方式将检测数据主动上传至远程检测数据云平台。安全性能远程检测与诊断模块对远程检测数据云平台的安全性能检测数据进行分析，找出存在安全隐患的充电设备，筛选出安全性能不达标准的检测项目，形成各个电动汽车充电设备远程检测与诊断报告，并不断更新充电设备的安全状态。实现电动汽车充电设备的远程检测与诊断，消除传统现场人工检测的诸多弊端，全面提升电动汽车用户的充电安全保障与充电体验。
如图1所示，本发明基于传感器技术与通信技术，通过各个检测传感器获得电动汽车充电设备安全性能检测数据，各个安全性能检测传感器通过无线通信方式与充电站的站端安全性能检测数据采集通信终端通信，安全性能检测数据采集通信终端通过4G或5G网络通信方式将检测数据主动上传至远程检测数据云平台。安全性能远程检测与诊断模块对远程检测数据云平台的安全性能检测数据进行分析，结合电动汽车充电设备国家标准，找出存在安全隐患的充电设备，筛选出安全性能不达标准的检测项目，并不断更新充电设备的安全状态，形成各个电动汽车充电设备远程检测与诊断报告。实现电动汽车充电设备的远程检测与诊断，消除传统现场人工检测的诸多弊端，全面提升电动汽车用户的充电安全保障与充电体验，包括以下步骤：
(1)安全性能检测
通过安全性能检测传感器，实时检测电动汽车充电设备安全性能，并打包形成统一格式的检测数据，具体样例格式如下表1所示，同时基于远程检测需求，负责执行安全性能的远程检测指令，典型的检测传感器包括：充电机绝缘接地检测传感器、充电机短路保护检测传感器、充电机过温保护检测传感器、充电机过电压保护检测传感器、充电过电流保护检测传感器、充电时电池温度检测传感器、安全类告警信息检测传感器等，安全指标检测传感器可根据安全检测具体需求灵活扩展。
表1电动汽车充电设备检测数据统一格式(样例)
设备编号(ID) 设备名称 安全性能检测项 检测数据 是否合格
10000000001 充电机 绝缘接地 绝缘电阻20MΩ 待诊断
(2)安全性能检测数据采集
检测数据采集通信终端部署在电动汽车充电站内，此通信终端负责收集充电站内各个安全性能检测传感器获得的检测数据，并负责将检测数据主动上传至远程检测数据云平台，同时基于远程检测需求，负责接收云平台下发的检测指令，根据检测内容，将远程检测指令分配给对应的检测传感器。
安全性能检测数据采集通信终端与电动汽车充电站内各个安全性能检测传感器的通信采用低耗节能的EnOcean无线通信技术，安全性能检测数据采集通信终端与远程检测数据云平台之间的通信采用4G或5G高速通信技术，作为现场检测数据传输的中间关键节点，检测数据采集通信终端配备两种通信模块，一方面支持与充电站内的传感器无线通信，另一方面，支持与远程检测数据云平台的无线通信。
(3)远程检测数据存储与云共享
检测数据云平台负责存储与共享不同地理位置的充电设备的安全性能检测数据，同时基于远程检测需求，负责向充电站下发远程检测指令。
远程检测数据云平台，实时更新所有已经投运的各个电动汽车充电设备及其对应的唯一编号，以全局唯一的编号为索引存储各个设备对应的若干安全性能指标(典型的有：充电机绝缘接地、充电机短路保护、充电机过温保护、充电机过电压保护、充电过电流保护、充电时电池温度、安全类告警信息等)，每个安全性能指标对应若干检测项目。远程检测数据云平台，通过各个电动汽车充电站内的安全性能检测数据采集通信终端上传的检测数据，实时更新对应设备的安全性能指标的检测项目，实时维护各个充电设备的安全运行状态。
(4)安全性能远程检测与诊断
根据电动汽车充电设备安全性能检测需求，通过分析远程检测数据云平台中各个充电设备的检测数据，完成充电设备安全性能的远程检测与诊断。
安全性能远程检测与诊断模块，按照电动汽车充电设备最新的国家标准，维护并更新各个电动汽车充电设备安全性能是否合格的判断依据，对远程检测数据云平台中的检测项目进行分析与诊断，并得出是否合格的检测结果。另外，针对应急检测需要，通过云平台对指定的电动汽车充电设备定向下发远程检测指令，完成主动远程检测。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：包括安全性能监测数据采集通信终端、安全性能检测传感器、数据云平台和检测与诊断中心，其中：
所述安全性能检测传感器，包括多个，被配置为检测电动汽车充电设备安全性能参数，并打包形成统一格式的检测数据，同时基于远程检测需求，响应并执行检测与诊断中心的远程检测指令；
所述安全性能检测数据采集通信终端，包括若干个，部署在电动汽车充电站内，被配置为收集充电站内各个安全性能检测传感器获得的检测数据，并将检测数据主动上传至数据云平台，同时基于远程检测需求，负责接收数据云平台下发的检测指令，根据检测内容，将远程检测指令分配给对应的检测传感器；
所述数据云平台，被配置为存储与共享不同地理位置的充电设备的安全性能检测数据，同时基于远程检测需求，负责向充电站下发远程检测指令；
所述检测与诊断中心，被配置为根据电动汽车充电设备安全性能检测需求，通过分析数据云平台中各个充电设备的检测数据，完成充电设备安全性能的远程检测与诊断。
2.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述安全性能检测传感器包括但不限于电机绝缘接地检测传感器、充电机短路保护检测传感器、充电机过温保护检测传感器、充电机过电压保护检测传感器、充电过电流保护检测传感器、充电时电池温度检测传感器或/和安全类告警信息检测传感器。
3.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述安全性能检测传感器的接口可根据具体情况进行拓展。
4.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述安全性能检测数据采集通信终端与电动汽车充电站内各个安全性能检测传感器的通信采用EnOcean无线通信；
所述安全性能检测数据采集通信终端与数据云平台之间的通信采用4G或5G通信。
5.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述安全性能检测数据采集通信终端为现场检测数据传输的中间关键节点，检测数据采集通信终端配备EnOcean无线通信和移动通信模块。
6.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述电动汽车充电设备被配置有唯一的ID编号。
7.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述数据云平台，实时更新所有已经投运的各个电动汽车充电设备及其对应的唯一编号，以全局唯一的编号为索引存储各个设备对应的安全性能指标。
8.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述数据云平台通过各个电动汽车充电站内的安全性能检测数据采集通信终端上传的检测数据，实时更新对应设备的安全性能指标的检测项目，实时维护各个充电设备的安全运行状态。
9.如权利要求1所述的一种需求侧电动汽车充电设备安全性能远程检测与诊断系统，其特征是：所述检测与诊断中心按照电动汽车充电设备最新的国家标准，维护并更新各个电动汽车充电设备安全性能是否合格的判断依据，对远程检测数据云平台中的检测项目进行分析与诊断，并得出是否合格的检测结果，同时针对应急检测需要，通过数据云平台对指定的电动汽车充电设备定向下发远程检测指令，完成主动远程检测，最终形成各个电动汽车充电设备远程检测与诊断报告。
10.基于如权利要求1-9中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：各个传感器检测电动汽车充电设备安全性能，并打包形成统一格式的检测数据，同时基于远程检测需求，负责执行安全性能的远程检测指令，收集充电站内检测数据，并负责将检测数据主动上传，同时基于远程检测需求，接收下发的检测指令，根据检测内容，将远程检测指令分配给对应的检测传感器。
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