CN110803064A - 一种电动汽车充电桩bms数据监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车充电桩BMS数据监控装置,涉及电动汽车充电桩，包括控制器、CAN接口模块、存储模块、无线通信模块和电源模块，所述CAN接口模块和电动汽车BMS和充电站的之间的CAN总线连接；所述控制器通过CAN接口模块监听车载BMS和充电桩之间的CAN传输的标准报文，实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以进行解析，判断电池充电时是否过温、过压，并将充电参数和包括故障信息在内的状态信息，通过无线通信模块推送到云管理平台，由云管理平台进行远程管理和运维；所述无线通信模块为WIFI模块。本发明通过CAN总线接口直接接入监听车载BMS和充电桩之间的CAN传输的标准报文，以获取电动汽车充电时的异常信息。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电桩领域，尤其涉及一种电动汽车充电桩BMS数据监控装置。
背景技术
目前电动汽车广泛的应用，催生了大量的各类的电动汽车充电桩，虽然各充电桩品牌，结构有所不同，但是其中充电桩与汽车之间的数据信息交流都是大同小异，然而由于各种原因，在充电过程各类充电桩都有可能出现充电异常情况，而这些故障问题都可以从充电桩与汽车之间的通信获取，但现有装置中如若出现充电桩与汽车充电出现问题，只能由技术人员到现场，通过专门的工具连接充电桩进行查看分析故障原因，并且由于故障可能出现偶发现象，即使技术人员现场调试设备，也不一定可以复现故障原因，从而解决问题。
此外，现有的数据采集装置，均是只有采集功能，并未有数据分析功能，这就需要专门的技术人员进行相应的数据解析，才能得知数据所代表的含义。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种电动汽车充电桩BMS数据监控装置，能够读取并解析充电桩的数据状态，并通过网络上传至管理平台，提高管理平台的监测与运维的管理能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车充电桩BMS数据监控装置，包括控制器、CAN接口模块、存储模块、无线通信模块和电源模块；
所述CAN接口模块和车载BMS、充电站之间的CAN总线连接；
所述控制器通过CAN接口模块监听车载BMS和充电桩之间的CAN传输的标准报文，实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以进行解析，判断电池充电时是否过温、过压，并将充电参数和包括故障信息在内的状态信息，通过无线通信模块推送到云管理平台，由云管理平台进行远程管理和运维；
所述无线通信模块为WIFI模块。
进一步的，所述充电参数和状态信息的采集和推送，包括实时数据读取和历史数据读取。
进一步的，所述实时数据读取包括以下步骤：
开启实时数据传输通道，RTC时钟定时器启动，等待定时分钟时间，完成数据采集；
对采集数据的数量进行判断是否溢出，如果没有溢出则根据协议对数据进行打包，通过网络将数据发送；
等待发送结束后对发送标志位进行判断，如果完成数据发送则跳出中断，否则重新组包进行发送。
进一步的，所述历史数据读取，包括以下步骤：
判断是否需要读取历史数据，如果需要读取存储的历史数据，继续判断是否需要实时传输历史数据；如果需要实时传输历史数据，则读取需要的历史数据的节点坐标，判断历史时间坐标是否正确；如果没有错误，则对历史数据的数量进行判断是否溢出，如果没有溢出则根据协议对数据进行打包，通过网络将数据发送；等待发送结束后对发送标志位进行判断，如果完成数据发送则跳出中断，否则重新组包进行发送。
进一步的，所述存储模块为外部存储。
进一步的，所述外部存储为SD卡。
进一步的，所述外部存储的容量为不小于16GB。
进一步的，所述数据监控装置设置于充电桩内部。
进一步的，所述数据监控装置设置于充电桩充电枪的CAN接口适配器上。
本发明的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，通过CAN总线接口直接接入监听车载BMS和充电桩之间的CAN传输的标准报文，以获取电动汽车充电时是否过温、过压的异常，并通过WIFI组网，提供经济的远程管理方案。
附图说明
图1是本发明的电动汽车充电桩BMS数据监控装置的一个较佳实施例的系统结构图；
图2是本发明实施例的WIFI模块、SD卡接口模块、CAN接口模块的电路原理图；
图3是本发明实施例的电源模块的电路原理图；
图4是本发明实施例的微控制器及周边的电路原理图；
图5是本发明的WIFI组网结构图；
图6是本发明的监听流程。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明公开了电动汽车充电桩BMS数据监控装置的一具体实施例，如图1-图4所示，本装置(即数据监控装置100)包括控制器101、CAN接口模块102、WIFI模块103、开关量模块104、显示模块105、存储模块106、电源模块107和备用电池模块108。其中控制器101采用ST公司的STM32F407VET6，对应位号为U5，CAN接口模块102采用金升阳公司的TD521SCANH模块，对应位号为U3；WIFI模块103采用乐鑫公司的ESP32模块，对应位号为U4。CAN收发器和充电桩的CAN总线连接，控制器101通过CAN接口模块102监听车载BMS200和充电桩300之间的CAN传输的标准报文，实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以判断电池充电时是否过温、过压，并将充电参数通过无线通信模块推送到云管理平台，由云管理平台进行远程管理和运维。
本数据监控装置100可以安装在充电桩300内，直接和充电站内的CAN总线连接，也可以嵌入于安装在车载BMS200和充电桩300的CAN总线适配器400端。只需要将数据监控装置100并联在CAN总线上，通过公开CAN总线协议，即可有效读取和解析CAN总线传输的报文，从而获得充电状态的实时信息。
在其他实施例中，无线通信模块通常通过移动通信模块，如3G/4G/5G移动通信模块，直接接入物联网，从而进行远程管理。在本实施例中，充电桩300为多台集群布置，其上的数据监控装置100和WIFI路由器500联网，如图5所示。WIFI的数据传输速率、传输距离、连接的便利性都较好，且功耗小，因此，无线通信模块优选为WIFI模块103，在充电桩区域设置有WIFI路由器500，所在区域内的充电桩300即可通过数据监控装置100和WIFI路由器500连接物联网700，和云管理平台600连接。
本实施例中的WIFI模块的选用将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。支持多路TCP Client连接，具有丰富的Socket AT指令，通过UART/GPIO数据通信接口与串口通信，实现Smart Link智能联网功能，并且能够远程固件升级(OTA)，内置32位MCU，可兼作控制器，超低能耗，适合电池供电应用，3.3V单电源供电。在本实施例中，仅应用其通信功能。
在本实施例中，数据存储主要通过外部flash存储，用于保存程序运行的关键程序并保证数据断电不丢失。并且需要保存历史一周的数据，数据量相当大，大约会有10GB左右，而常规板载数据存储成本高昂，且电路复杂，不利于维护，而SD卡插拔方便，可以直接带走，直接由专门设备读取，并且成本较低。为保证具有足够的存储空间，优选的SD卡的容量为不小于16GB。
在本实施例中，显示模块105采用LED进行状态指示，在其它实施例中，也可以采用LCD显示屏等装置，在本设备直接显示电力参数信息和状态信息。
开关量模块是个备选模块，在本实施例中，未给出开关量模块的具体电路，在其它实施例中，可以通过开关量模块104提供一组或2组开关量信号，用于本地告警或开关控制，可用于切断充电枪的充电电路。
在本实施例中，本装置的电源由充电桩300供电，为保证在充电桩300故障时，本装置还能继续工作一段时间，以上传故障信息等状态信息，在本装置内设置备用电池模块108，通过备用电池BAT1给装置供电，备用电池BAT1通过二极管D2接入系统电源VBET，接入微控制器U5的第6引脚，如图4所示。
本实施例中，给出了一种基于WIFI组网的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，可应用于小规模的电动汽车充电桩的集群管理。
如图6所示，是本装置的监听流程。本装置监听车载BMS200和充电桩300之间的CAN传输的标准报文，实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以判断电池充电时是否过温、过压，生成故障信息，并将充电参数和故障信息通过无线通信模块推送到云管理平台，由云管理平台进行远程管理和运维。
控制器在进入CAN接收中断后，解析当前日期时钟，确定数据的存储位置后，将数据进行保存。对存储的数据操作可以分为两种，其一是将监听的数据实时上传，其二是将存储的历史数据上传。
由于CAN读取的速度远低于WIFI通信传输速度，因此在数据上传时，都采用周期性发送，对于CAN采集的一段周期内的数据或分析数据通过WIFI模块在短时间内发送完毕。
对于第一组任务，首先开启实时数据传输通道，RTC时钟定时器启动，等待定时分钟时间，完成数据采集。对采集数据的数量进行判断是否溢出，如果没有溢出则根据协议对数据进行打包，通过网络将数据发送。等待发送结束后对发送标志位进行判断，如果完成数据发送则跳出中断，否则重新组包进行发送。
第二组任务，首先判断是否需要读取历史数据，如果需要读取存储的历史数据，继续判断是否需要实时传输历史数据。如果需要实时传输，则读取需要的历史数据节点坐标，判断历史时间坐标是否正确。如果没有错误，则对历史数据的数量进行判断是否溢出，如果没有溢出则根据协议对数据进行打包，通过网络将数据发送。等待发送结束后对发送标志位进行判断，如果完成数据发送则跳出中断，否则重新组包进行发送。
在本实施例中，数据监控装置100通过对CAN报文的周期性读取，及CAN报文的格式和内容的解析，可以及时侦测车载BMS200在充电时的异常，并给出异常信息，该异常信息可以通过数据监控装置100的显示模块105显示，或通过开关量模块104产生一个告警信号或开关量信号，同时上传云管理平台，由云管理平台统计分析并给出处置方案。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：包括控制器、CAN接口模块、存储模块、无线通信模块和电源模块，所述CAN接口模块和车载BMS、充电站之间的CAN总线连接；所述控制器通过CAN接口模块监听车载BMS和充电桩之间的CAN传输的标准报文，实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以进行解析，判断电池充电时是否过温、过压，并将充电参数和包括故障信息在内的状态信息，通过无线通信模块推送到云管理平台，由云管理平台进行远程检测和运维；
所述无线通信模块是WIFI通信模块。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述充电参数和状态信息的采集和推送，包括实时数据读取和历史数据读取。
3.如权利要求2所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述实时数据读取包括以下步骤：
开启实时数据传输通道，RTC时钟定时器启动，等待定时分钟时间，完成数据采集；
对采集数据的数量进行判断是否溢出，如果没有溢出则根据协议对数据进行打包，通过网络将数据发送；
等待发送结束后对发送标志位进行判断，如果完成数据发送则跳出中断，否则重新组包进行发送。
4.如权利要求2所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述历史数据读取，包括以下步骤：
判断是否需要读取历史数据，如果需要读取存储的历史数据，继续判断是否需要实时传输历史数据；如果需要实时传输历史数据，则读取需要的历史数据的节点坐标，判断历史时间坐标是否正确；如果没有错误，则对历史数据的数量进行判断是否溢出，如果没有溢出则根据协议对数据进行打包，通过网络将数据发送；等待发送结束后对发送标志位进行判断，如果完成数据发送则跳出中断，否则重新组包进行发送。
5.如权利要求1所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述存储模块为外部存储，所述存储模块设置有外部存储接口，用于连接外部存储卡。
6.如权利要求5所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述外部存储为SD卡。
7.如权利要求5所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述外部存储的容量不小于16GB。
8.如权利要求1所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述数据监控装置设置于充电桩内部。
9.如权利要求1所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：所述数据监控装置设置于充电桩充电枪的CAN接口适配器上。
10.如权利要求1所述的电动汽车充电桩BMS数据监控装置，其特征在于：还包括备用电池，所述备用电池通过二极管连接到控制器的电池供电管脚。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200218 |