CN110718947A - 充电桩群控配电分时系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电桩技术领域，且公开了充电桩群控配电分时系统，包括网关，连接云平台与群控充电桩智能终端的连接器，所述网关和云平台均设置外部接口，接收认证第三方平台的调度指令，所述群控充电桩终端设有车的控制导引功能，电量计量和计费，人机交互界面。该充电桩群控配电分时系统，通过融合设计，实现电表和充电桩的功能融合，使得电表兼具充电桩功能，减少重复投资，降低终端制造成本，在确保安全的情况下引导分时充电，实现负载超配但不过载，网控负载，引导充电桩负荷向电网友好方向发展，实现有序充电、有序用电，终端设备融合，减少社会投资，提高效率，系统和终端两个层面进行协同优化，实现低成本高效率的建设。

Description

充电桩群控配电分时系统

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，具体为充电桩群控配电分时系统。

背景技术

随着移动通信的重要分支物联网的发展，低成本的设备感知和通信接入成为可能，开发物联网智能充电桩，赋予充电桩集群控制能力，顺应能源革命和数字革命发展趋势，实现瓦特流(Watt)和数据流(Bit)的融合的智能充电桩基础架构、两网融合和业务创新，通过技术融合研发更智能、更高效的充电桩是项目拟解决的关键技术之一。

分时复用是通信行业为实现有限的信道资源的高效利用发展起来的一项技术，与码分复用、频(波)分复用等都是通信行业在发展过程中为突破容量限制发展起来的控制技术，目前交流充电桩和充电专用电表有大量功能重叠，核心元器件重复率较高，造成设备成本高的问题，为此我们提出充电桩群控配电分时系统。

发明内容

本发明提供了充电桩群控配电分时系统，具备实现有序充电、有序用电，终端设备融合，减少社会投资，提高效率的优点，解决了背景技术中所提到的问题。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：充电桩群控配电分时系统，包括网关，连接云平台与群控充电桩智能终端的连接器，所述网关和云平台均设置外部接口，接收认证第三方平台的调度指令，所述群控充电桩终端设有车的控制导引功能，电量计量和计费，人机交互界面，设备状态诊断及远程升级的本地接口，遥信、遥测和遥控功能，分时复用的终端就地配置策略和远程配置接口，所述第三方接口的终端设计有485串路1路，CAN总线接口一路，5v电源一路，支持本地串口调试或CAN口调试，支持CAN组网，85串口支持状态数据监测；CAN接口支持充电桩控制协议，终端同时连接到DTU，实现场站级的内部协同控制，DTU提供CAN、以太网、NB-IoT、4G/GRPS多种通信接入方式，单个前端协议服务器按CPU双核2GHz、内存4G测算，支持五千台充电桩的并发请求，所述前端协议服务器支持负载均衡，支持多台服务器并行，可通过扩展协议服务器硬件数量增加并发数量，部署独立数据库，构建数据中台与大数据应用接口，为扩展AI应用奠定基础，支持平台间的互联互通：支持多城市充电运营监控平台互通、支持多种产品云端平台间互通，支持不同类型设备的接入和运营。

可选的，所述群控充电桩的电网建设采用总线供电、穿刺线夹T接的布线方法进行引入充电桩建设，所述云平台设置有四层接口，即云端适配终端协议接口、云端协议转换接口、环境融合接口和数据中台数据库调用接口。

可选的，所述群控充电桩智能终端包括双继电器物联网电表，所述双继电器物联网电表的充电控制主板安装在电表的通讯盒中，大小和原有标准一致，标准表接口结构不变，端子5到端子10的6个端子内部功能重新定义。

可选的，重新定义如下，急停和CC共用一个输出线，急停直接对地短路，CC中间串联一个1K电阻，对地短路，充电枪输出的情况下，1K电阻Rcc内置，充电枪座输出的情况下，Rcc不焊接，外置一个1K5％插装电阻。软件判断依据，VADC＝3.3/2±0.8V，0.85-2.45V为CC连接。小于0.8V急停按钮按下，充电控制器锁需求电源大于1W，不超过2W。

可选的，所述群控充电桩还设有通信控制模块，电源取自电表12v接口，整合充电控制导引和NB-IoT模组、ESIM芯片、CAN通信接口、485串行接口，模块内置到电表内部，使电表具备通过软件升级为充电桩的基础硬件功能。

可选的，所述所述群控充电桩内部安装有漏电保护功能，户外安装需要有防雷功能，在标准表箱一次回路内安装漏电保护器和浪涌保护器，后接国标充电座，即为一台充电模式3连接方式A或B的交流充电桩，后接国标充电枪，即为一台充电模式3连接方式C的交流充电桩。

可选的，所述群控充电桩智能终端的分时控制逻辑步骤如下，首先新能源车用户提交充电请求，然后分时控制系统查看单相电流是否超过设定值，没有超过，分时控制系统通过主动引导获取用户画像并推荐用户预约时间并向其提供可选时间，新能源车用户选定充电时间并在启动充电时进行充电计时，若是单相电流超过设定值时，分时控制系统通过强制引导向新能源车用户提供可用时间及VIP选项，对应新能源车用户进行时间预约或者使用VIP特权，使用VIP特权时，会对其进行验证，验证新能源车用户若不是VIP用户，则返回上一层，新能源车用户若是VIP用户，则根据后台数据知道，降低公共充电桩电流，形成空余余量，最后启动充电。

有益效果如下：

1、该充电桩群控配电分时系统，通过融合设计，实现电表和充电桩的功能融合，使得电表兼具充电桩功能，减少重复投资，降低终端制造成本，在确保安全的情况下引导分时充电，实现负载超配但不过载，网控负载，引导充电桩负荷向电网友好方向发展，实现有序充电、有序用电，终端设备融合，减少社会投资，提高效率，系统和终端两个层面进行协同优化，实现低成本高效率的建设。

2、该充电桩群控配电分时系统，通过将电网建设中普遍采用的总线供电、穿刺线夹T接的布线方法引入充电桩建设，这一布线方法的供电总线多桩共用，在平台软件实时监测和控制并发数量的前提下，可大幅减少无效电缆投资，降低建设成本，优化建设的基础是专门设计的充电桩，内置配电断开点，满足配电箱功能设计要求。

附图说明

图1为本发明中能量流的的信息采集节点示意图；

图2为本发明中智能调度和互动引导逻辑示意图；

图3为本发明中电表标准接口的定义简图；

图4为本发明中端口功能的定义简图；

图5为本发明中电表电流回路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，充电桩群控配电分时系统，包括网关，连接云平台与群控充电桩智能终端的连接器，网关和云平台均设置外部接口，接收认证第三方平台的调度指令，群控充电桩终端设有车的控制导引功能，电量计量和计费，人机交互界面，设备状态诊断及远程升级的本地接口，遥信、遥测和遥控功能，分时复用的终端就地配置策略和远程配置接口，第三方接口的终端设计有485串路1路，CAN总线接口一路，5v电源一路，支持本地串口调试或CAN口调试，支持CAN组网，85串口支持状态数据监测；CAN接口支持充电桩控制协议，终端同时连接到DTU，实现场站级的内部协同控制，DTU提供CAN、以太网、NB-IoT、4G/GRPS多种通信接入方式，单个前端协议服务器按CPU双核2GHz、内存4G测算，支持五千台充电桩的并发请求，配电容量分时复用将分时复用技术引入配电网控制，构建大量充电桩接入配电网的优化控制模型，突破大量充电桩接入的配电网容量限制，实现容量超配但负荷不过载，前端协议服务器支持负载均衡，支持多台服务器并行，可通过扩展协议服务器硬件数量增加并发数量，部署独立数据库，构建数据中台与大数据应用接口，为扩展AI应用奠定基础，支持平台间的互联互通：支持多城市充电运营监控平台互通、支持多种产品云端平台间互通，支持不同类型设备的接入和运营，借助群控充电桩和分时复用技术形成的系统优势，优化充电桩建设布线方法和配套施工工艺，降低充电桩建设中的电线电缆消耗，降低充电桩建设造价。

其中，群控充电桩的电网建设采用总线供电、穿刺线夹T接的布线方法进行引入充电桩建设，云平台设置有四层接口，即云端适配终端协议接口、云端协议转换接口、环境融合接口和数据中台数据库调用接口。

其中，群控充电桩智能终端包括双继电器物联网电表，双继电器物联网电表的充电控制主板安装在电表的通讯盒中，大小和原有标准一致，标准表接口结构不变，端子5到端子10的6个端子内部功能重新定义。

其中，重新定义如下，急停和CC共用一个输出线，急停直接对地短路，CC中间串联一个1K电阻，对地短路，充电枪输出的情况下，1K电阻Rcc内置，充电枪座输出的情况下，Rcc不焊接，外置一个1K5％插装电阻。软件判断依据，VADC＝3.3/2±0.8V，0.85-2.45V为CC连接。小于0.8V急停按钮按下，充电控制器锁需求电源大于1W，不超过2W。

其中，群控充电桩还设有通信控制模块，电源取自电表12v接口，整合充电控制导引和NB-IoT模组、ESIM芯片、CAN通信接口、485串行接口，模块内置到电表内部，使电表具备通过软件升级为充电桩的基础硬件功能。

其中，群控充电桩内部安装有漏电保护功能，户外安装需要有防雷功能，在标准表箱一次回路内安装漏电保护器和浪涌保护器，后接国标充电座，即为一台充电模式3连接方式A或B的交流充电桩，后接国标充电枪，即为一台充电模式3连接方式C的交流充电桩，配套研制充电座、充电枪接专用线盒。把专用表安装到标准的多表位表箱中，配上专用接线盒，即形成一拖多智能充电桩。

其中，群控充电桩智能终端的分时控制逻辑步骤如下，首先新能源车用户提交充电请求，然后分时控制系统查看单相电流是否超过设定值，没有超过，分时控制系统通过主动引导获取用户画像并推荐用户预约时间并向其提供可选时间，新能源车用户选定充电时间并在启动充电时进行充电计时，若是单相电流超过设定值时，分时控制系统通过强制引导向新能源车用户提供可用时间及VIP选项，对应新能源车用户进行时间预约或者使用VIP特权，使用VIP特权时，会对其进行验证，验证新能源车用户若不是VIP用户，则返回上一层，新能源车用户若是VIP用户，则根据后台数据知道，降低公共充电桩电流，形成空余余量，最后启动充电，基于开发的配网容量分时复用技术，研制智能终端，融合现有充电桩和电网电表功能，优化充电桩建设体系，减少投资，提高效率，引导充电桩负荷向环境友好方向发展，本项目研究配电容量分时复用控制模型，解决充电桩负载同时率低造成的配电建设成本高、配电资产利用率低的问题，在系统和终端两个层面进行协同优化，实现低成本高效率的建设。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.充电桩群控配电分时系统，包括网关，连接云平台与群控充电桩智能终端的连接器，其特征在于：所述网关和云平台均设置外部接口，接收认证第三方平台的调度指令，所述群控充电桩终端设有车的控制导引功能，电量计量和计费，人机交互界面，设备状态诊断及远程升级的本地接口，遥信、遥测和遥控功能，分时复用的终端就地配置策略和远程配置接口，所述第三方接口的终端设计有485串路1路，CAN总线接口一路，5v电源一路，支持本地串口调试或CAN口调试，支持CAN组网，85串口支持状态数据监测；CAN接口支持充电桩控制协议，终端同时连接到DTU，实现场站级的内部协同控制，DTU提供CAN、以太网、NB-IoT、4G/GRPS多种通信接入方式，单个前端协议服务器按CPU双核2GHz、内存4G测算，支持五千台充电桩的并发请求，所述前端协议服务器支持负载均衡，支持多台服务器并行，可通过扩展协议服务器硬件数量增加并发数量，部署独立数据库，构建数据中台与大数据应用接口。

2.根据权利要求1所述的充电桩群控配电分时系统，其特征在于：所述群控充电桩的电网建设采用总线供电、穿刺线夹T接的布线方法进行引入充电桩建设，所述云平台设置有四层接口，即云端适配终端协议接口、云端协议转换接口、环境融合接口和数据中台数据库调用接口。

3.根据权利要求1所述的充电桩群控配电分时系统，其特征在于：所述群控充电桩智能终端包括双继电器物联网电表，所述双继电器物联网电表的充电控制主板安装在电表的通讯盒中，大小和原有标准一致，标准表接口结构不变，端子5到端子10的6个端子内部功能重新定义。

4.根据权利要求3所述的充电桩群控配电分时系统，其特征在于：重新定义如下，急停和CC共用一个输出线，急停直接对地短路，CC中间串联一个1K电阻，对地短路，充电枪输出的情况下，1K电阻Rcc内置，充电枪座输出的情况下，Rcc不焊接，外置一个1K5％插装电阻。软件判断依据，VADC＝3.3/2±0.8V，0.85-2.45V为CC连接。小于0.8V急停按钮按下，充电控制器锁需求电源大于1W，不超过2W。

5.根据权利要求1所述的充电桩群控配电分时系统，其特征在于：所述群控充电桩还设有通信控制模块，电源取自电表12v接口，整合充电控制导引和NB-IoT模组、ESIM芯片、CAN通信接口、485串行接口，模块内置到电表内部，使电表具备通过软件升级为充电桩的基础硬件功能。

6.根据权利要求1所述的充电桩群控配电分时系统，其特征在于：所述所述群控充电桩内部安装有漏电保护功能，户外安装需要有防雷功能，在标准表箱一次回路内安装漏电保护器和浪涌保护器，后接国标充电座，即为一台充电模式3连接方式A或B的交流充电桩，后接国标充电枪，即为一台充电模式3连接方式C的交流充电桩。

7.根据权利要求1所述的充电桩群控配电分时系统，其特征在于：所述群控充电桩智能终端的分时控制逻辑步骤如下，首先新能源车用户提交充电请求，然后分时控制系统查看单相电流是否超过设定值，没有超过，分时控制系统通过主动引导获取用户画像并推荐用户预约时间并向其提供可选时间，新能源车用户选定充电时间并在启动充电时进行充电计时，若是单相电流超过设定值时，分时控制系统通过强制引导向新能源车用户提供可用时间及VIP选项，对应新能源车用户进行时间预约或者使用VIP特权，使用VIP特权时，会对其进行验证，验证新能源车用户若不是VIP用户，则返回上一层，新能源车用户若是VIP用户，则根据后台数据知道，降低公共充电桩电流，形成空余余量，最后启动充电。

Images