CN112455271B - 0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统 - Google Patents
0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112455271B CN112455271B CN202011359468.1A CN202011359468A CN112455271B CN 112455271 B CN112455271 B CN 112455271B CN 202011359468 A CN202011359468 A CN 202011359468A CN 112455271 B CN112455271 B CN 112455271B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- charging
- information
- internet
- vehicle
- charging pile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 79
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 24
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 9
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/67—Controlling two or more charging stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/305—Communication interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/65—Monitoring or controlling charging stations involving identification of vehicles or their battery types
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
- B60L53/665—Methods related to measuring, billing or payment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
- Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
- Y04S30/12—Remote or cooperative charging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明涉及0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,包括多个智能充电桩、物联网网关及辅助设备,各智能充电桩之间通过以太网无源光网络通信连接;物联网网关与一个所述智能充电桩通信连接,用于实现感知网络及通信网络;辅助设备与所述物联网网关通信连接,用于根据采集的智能充电桩的工作状态信息、充电车辆信息及电网运行信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电。本申请提供一种带宽高、通信距离长、安全性能好、不易受干扰且便于对充电桩进行监控与管理的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统。
Description
技术领域
本发明涉及电动车辆充电领域,特别是涉及0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统。
背景技术
我国石油资源比较贫乏,燃油与尾气的排放污染又是未来大中城市大气污染的主要污染源之一,大力发展电动车辆无疑是我国未来发展的必然趋势。电动车辆充电装置作为我们日常生活中重要的公共设施之一,其遍布在我们身边每个角落,如道路两旁、住宅区、广场等场所,为我们的出行提供方便。
然而传统的电动汽车充放电策略极少涉及感知-通信网络架构,现有充电基础设施信息感知-通信方法主要为集中式的电力线载波、CAN总线、RS485等其他方式,但是存在带宽低、易受干扰、通信距离短、隐私信息暴露等问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述背景技术中的问题,提供一种带宽高、通信距离长、安全性能好、不易受干扰且便于对充电桩进行监控与管理的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统。
为实现上述目的及其他目的,本申请的一方面提供一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,包括:
智能充电桩,被配置为数量为多个,各智能充电桩之间通过以太网无源光网络通信连接;
物联网网关,与一个所述智能充电桩通信连接,用于实现感知网络及通信网络;
辅助设备,与所述物联网网关通信连接,用于经由所述物联网网关与充电桩管理层服务器通信连接,以接收来自所述充电桩管理层服务器的调度信息,所述辅助设备还用于采集充电桩的工作状态信息、充电车辆信息及电网运行信息;
其中,所述辅助设备被配置为:
根据接收的所述工作状态信息、所述充电车辆信息、所述电网运行信息及所述调度信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电。
于上述0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统中,设置智能充电桩之间通过以太网无源光网络通信连接,以实现智能充电桩之间的分布式点对点通信;设置物联网网关来实现感知网络、通信网络,并与一个所述智能充电桩通信连接,以使得智能充电桩经由物联网网关获取感知数据与通信信息;设置辅助设备与所述物联网网关通信连接,以经由所述物联网网关与充电桩管理层服务器通信连接,接收来自所述充电桩管理层服务器的调度信息,使得多种不同的传感器可以经由物联网网关与辅助设备连接,实现不同类型感知网络之间的互联通信,便于辅助设备根据接收的所述工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及调度信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电。本申请实现了支持多种不同类型传感器的感知网络与多个充电桩之间通信互联,便于综合考虑充电桩的工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及充电桩管理层的调度信息来生成充电引导信号来引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电,并控制充电车辆的充电信息,以有效提高充电车辆的充电效率。由于本申请利用物联网搭建起感知层与管理层之间的通信网络,提供了一种带宽高、通信距离长、安全性能好、不易受干扰且便于对充电桩进行监控与管理的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,有效地提高了充电桩供电的智能性与高效性,并避免了传统充电桩采用电力线载波、CAN总线或RS485等进行通信可能带来的不良影响。
在其中一个实施例中,所述充电车辆信息包括充电车辆的位置信息、电池实时电量、剩余充电电量、预计充电时间、电池温度或实时充电花费金额中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述充电车辆的充电信息包括充电电压、充电电流、充电时间或充电功率中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述物联网网关还用于信息存储管理,以及不同类型感知网络之间的协议转换。
在其中一个实施例中,所述辅助设备包括与所述物联网网关通信连接的控制装置,及与所述控制装置连接的射频识别单元、定位单元、人机交互单元或边缘计算模块中的至少一种;
所述射频识别单元用于识别用户车辆信息,所述车辆信息包括车辆的品牌、型号或车牌号码中的至少一种;
所述定位单元用于获取车辆的实时位置信息;
所述人机交互单元用于获取用户输入的充电需求信息;
所述边缘计算模块包括处理器单元及数据存储单元,所述数据存储单元经由所述处理器单元与所述控制装置连接,用于获取所述充电车辆信息及所述电网运行信息,根据所述充电车辆信息及所述电网运行信息生成充电控制信号,并将所述充电控制信号提供至所述控制装置,以对电动汽车充放电行为进行边缘处理分析。
在其中一个实施例中,所述辅助设备还包括与所述控制装置连接的安全保护模块,所述安全保护模块包括电压监测单元、电流监测单元或温度监测单元中的至少一种;
所述电压监测单元与所述控制装置连接,用于监测充电桩的实时充电电压,并在所述实时充电电压大于或等于预设充电电压阈值时,执行第一预设报警动作;
所述电流监测单元与所述控制装置连接,用于监测充电桩的实时充电电流,并在所述实时充电电流大于或等于预设充电电流阈值时,执行第二预设报警动作;
所述温度监测单元与所述控制装置连接,用于监测充电桩的实时温度,并在所述实时温度大于或等于预设温度阈值时,执行第三预设报警动作。
在其中一个实施例中,所述安全保护模块还包括:
急停开关单元,与所述控制装置连接,用于基于所述控制装置的控制及/或手动控制断开充电桩与充电车辆的电连接。
在其中一个实施例中,所述辅助设备还包括:
红外摄像头,与所述物联网网关连接,用于采集并识别电力设备的高温故障区域信息,以定位电力设备的高温故障区域;及/或
紫外摄像头,与所述物联网网关连接,用于采集并识别紫外图像中局部放电的放电程度信息,以定位紫外局部放电的放电表计读数。
在其中一个实施例中,所述辅助设备还包括:
表计识别读数传感器,与所述物联网网关连接,用于采集并记录充电桩的表计读数;及/或
环境监测传感器,与所述物联网网关连接,用于采集预设位置处的环境信息,所述环境信息包括温度、湿度、气压及噪声中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述以太网无源光网络采用光线路终端下沉模式,使得0.4kV配电网的一区域内各智能充电桩之间实现分布式通信连接。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本申请第一实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的应用场景示意图;
图2为本申请第二实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的架构示意图;
图3为本申请第三实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的架构示意图;
图4为本申请第四实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的架构示意图;
图5为本申请第五实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的架构示意图;
图6为本申请第六实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的架构示意图;
图7为本申请第七实施例中提供的一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统的架构示意图;
图8为本申请第八实施例提供的一种通信层智能充电桩之间通过EPON进行点对点P2P(分布式)通信的网络示意图;
图9为本申请第九实施例提供的一种同一EPON下的不同ONU接入的充电桩之间的通信示意图;
图10为本申请第十实施例提供的一种不同EPON下的不同ONU接入的充电桩之间的通信示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由……组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解,尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。
请参考图1,在本申请的一个实施例中,提供了一种0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,包括物联网网关10、智能充电桩200及辅助设备300,物联网网关10可以用于实现感知网络、通信网络、信息存储管理,以及不同类型感知网络之间的协议转换;智能充电桩200被配置为数量为多个,各智能充电桩200之间通过以太网无源光网络通信连接,物联网网关10与一个智能充电桩200通信连接;辅助设备300与物联网网关10通信连接,用于经由物联网网关10与充电桩管理层服务器100通信连接,接收来自所述充电桩管理层服务器100的调度信息;辅助设备300与智能充电桩200通信连接,用于采集充电桩的工作状态信息、充电车辆信息及电网运行信息;其中,辅助设备300被配置为:
根据接收的所述工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及调度信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电。
作为示例,请继续参考图1,智能充电桩200经由物联网网关10实现通信互联,与辅助设备300一起形成感知层的一部分,用于感知获取充电桩的工作状态信息、充电车辆信息及电网运行信息,以提供给智能充电桩200;辅助设备300经由通信层的物联网网关10与管理层的充电桩管理层服务器100通信连接,以接收来自所述充电桩管理层服务器100的调度信息;辅助设备300能够根据接收的所述工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及调度信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电。
作为示例,请继续参考图1,感知层1具体实施过程可以为:由智能充电桩和辅助设备300采集到感知信息,实现感知功能。然后通过所述通信层2传输至控制装置,经计算后将所述感知信息转换为控制信息,由控制装置对智能充电桩充电模块执行充放电控制,形成第一个闭环信息结构。所述充电桩物联网系统在实施分布式有序充放电调度时,上级能量管理者首先将电网运行信息通过所述通信层网络发送到某个设定好的智能充电桩的通信模块,在经所述通信模块发送到该智能充电桩的控制装置。所述控制装置结合所述智能充电桩数据采集模块发送来的电动汽车充电需求信息和电动汽车电池状态信息制定充放电策略,并将更新的电网运行信息通过所述通信层网络按照“先接入先调度”原则发送到下一个充电桩互联网内的智能充电桩,直至所述充电桩互联网内的所有智能充电桩完成分布式有序充放电调度,形成第二个闭环信息结构。
作为示例,请继续参考图1,在本申请的一个实施例中,感知层1可以包括0.4kV配电网下的智能充电桩200,电动汽车以及引导电动汽车分布式有序充放电的感知设备和控制设备,用于实现电动汽车分布式有序充放电的感知和控制。通信层2可以包括各设备通信模块、网络连接线路以及物联网网关10,用于实现感知层1和上级管理层3之间的互相通信。感知层1的智能充电桩可以设置边缘计算平台,用于对电动汽车充放电行为进行边缘处理分析。智能充电桩200根据获取的工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及调度信息生成充电控制信号,对智能充电桩的充放电控制实现对电动汽车分布式有序充放电的高效协调控制管理。
作为示例,请继续参考图1,设置智能充电桩200之间通过以太网无源光网络通信连接,以实现智能充电桩200之间的分布式点对点通信;设置物联网网关来实现感知网络、通信网络,并与一个所述智能充电桩200通信连接,以使得智能充电桩200经由物联网网关获取感知数据与通信信息;设置辅助设备300与物联网网关10通信连接,以经由物联网网关10与充电桩管理层服务器100通信连接,接收来自充电桩管理层服务器100的调度信息,使得多种不同的传感器可以经由物联网网关10与辅助设备300连接,实现不同类型感知网络之间的协议转换,便于辅助设备300根据接收的所述工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及调度信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电。实现了支持多种不同类型传感器的感知网络与多个充电桩之间通信互联,便于综合考虑充电桩的工作状态信息、充电车辆信息、电网运行信息及充电桩管理层的调度信息来生成充电引导信号来引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电,并控制充电车辆的充电信息,以有效提高充电车辆的充电效率。由于本申请利用物联网搭建起感知层与管理层之间的通信网络,提供了一种带宽高、通信距离长、安全性能好、不易受干扰且便于对充电桩进行监控与管理的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,有效地提高了充电桩供电的智能性与高效性,并避免了传统充电桩采用电力线载波、CAN总线或RS485等进行通信可能带来的不良影响。在本申请的一个实施例中,所述充电车辆信息包括充电车辆的位置信息、电池实时电量、剩余充电电量、预计充电时间、电池温度或实时充电花费金额中的至少一种,所述充电车辆的充电信息包括充电电压、充电电流、充电时间或充电功率中的至少一种,便于辅助设备300根据感知层获取的充电桩的工作状态信息、充电车辆信息及电网运行信息、管理层发送的调度信息及充电桩的实时运行情况,控制充电桩智能、高效地为电动车辆提供充电服务。
请参考图2,在本申请的一个实施例中,所述辅助设备300包括与物联网网关10通信连接的控制装置20,及与控制装置20通信连接的射频识别单元41、定位单元42、人机交互单元43或边缘计算模块44中的至少一种;射频识别单元41用于识别用户车辆信息,所述车辆信息包括车辆的品牌、型号或车牌号码中的至少一种,例如可以是RFID;定位单元42用于获取车辆的实时位置信息,例如可以是全球定位系统(Global Positioning System,GPS);人机交互单元43用于获取用户输入的充电需求信息,例如用户可以经由人机交互单元43输入单次充电花费金额,便于辅助设备根据单次充电花费金额控制充电桩为用户的车辆提供所需要的的电量;边缘计算模块44可以包括处理器单元(未图示)及数据存储单元(未图示),所述数据存储单元经由所述处理器单元与所述控制装置连接,用于获取所述充电车辆信息及所述电网运行信息,根据所述充电车辆信息及所述电网运行信息生成充电控制信号,并将所述充电控制信号提供至所述控制装置,以对电动汽车充放电行为进行边缘处理分析。
请参考图3,在本申请的一个实施例中,所述辅助设备还包括与控制装置20连接的安全保护模块50,安全保护模块50包括电压监测单元51、电流监测单元52或温度监测单元53中的至少一种;电压监测单元51与控制装置20连接,用于监测充电桩的实时充电电压,并在所述实时充电电压大于或等于预设充电电压阈值时,执行第一预设报警动作;电流监测单元52与控制装置20连接,用于监测充电桩的实时充电电流,并在所述实时充电电流大于或等于预设充电电流阈值时,执行第二预设报警动作;温度监测单元53与控制装置20连接,用于监测充电桩的实时温度,并在所述实时温度大于或等于预设温度阈值时,执行第三预设报警动作。预设的报警动作可以包括紧急停电、发出报警信息或紧急断开与充电车辆的电气连接等中的至少一种。
请参考图4,在本申请的一个实施例中,安全保护模块50还包括急停开关单元54,急停开关单元54与控制装置20连接,用于基于控制装置20的控制及/或手动控制断开智能充电桩200与充电车辆的电连接,以有效保证充电车辆的安全。
作为示例,请继续参考图4,在本申请的一个实施例中,可以设置射频识别单元41、定位单元42、人机交互单元43、电压监测单元51、电流监测单元52、温度监测单元53或急停开关单元54中的一种或多种位于智能充电桩200的内部;在本申请的其他实施例中,也可以将射频识别单元41、定位单元42、人机交互单元43、电压监测单元51、电流监测单元52、温度监测单元53或急停开关单元54中的一种或多种设置于智能充电桩200的外部。
请参考图5,在本申请的一个实施例中,所述辅助设备包括红外摄像头31,红外摄像头31与物联网网关10连接,用于采集并识别电力设备的高温故障区域信息,以定位电力设备的高温故障区域。
请参考图6,在本申请的一个实施例中,所述辅助设备还包括紫外摄像头32,紫外摄像头32与物联网网关10连接,用于采集并识别紫外图像中局部放电的放电程度信息,以定位紫外局部放电的放电表计读数。
请参考图7,在本申请的一个实施例中,所述辅助设备还包括表计识别读数传感器33及环境监测传感器34,表计识别读数传感器33与物联网网关10连接,用于采集并记录充电桩的表计读数;环境监测传感器34与物联网网关10连接,用于采集预设位置处的环境信息,所述环境信息包括温度、湿度、气压及噪声中的至少一种。在本申请的一个实施例中,还可以设置与物联网网关连接的可见光设备,用于定位所述高温故障区域和紫外局部放电的放电表计读数;可见光设备和定位传感器共同用于采集识别被监测智能充电桩和电动汽车的位置信息。
作为示例,请继续参考图7,在本申请的一个实施例中,可以设置红外摄像头31、紫外摄像头32、表计识别读数传感器33或环境监测传感器34中的一种或多种位于智能充电桩200的外部;在本申请的其他实施例中,也可以将红外摄像头31、紫外摄像头32、表计识别读数传感器33或环境监测传感器34中的一种或多种设置于智能充电桩200的内部。
请参考图8,在本申请的一个实施例中,所述数据采集模块经由以太网无源光网络与所述物联网网关通信连接;所述物联网网关经由所述以太网无源光网络与不同的充电桩通信互联。通信层智能充电桩之间通过以太网无源光网络(Ethernet Passive OpticalNetwork,EPON)进行点对点P2P(分布式)通信;智能充电桩与电动汽车电池管理系统之间通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线完成数据进行通信;红外摄像头、紫外摄像头、可见光设备、定位传感器、表计识别读数传感器、环境监测传感器与所述感知服务器通过EPON进行连接,部分设备也可采用RS485等串行接口方式或其他方式进行通信;感知-通信系统的物联网网关通过业务节点接口(SNI)与上级电网(10kV)的通信接入网业务节点进行通信。
在具体实施例中,如图8所示,通信层智能充电桩之间通过EPON进行点对点P2P(分布式)通信。根据电气物理拓扑和调度方法,EPON采用光线路终端(Optical LineTerminal,OLT)下沉模式,以便联通0.4kV配电网某一区域内聚集的智能充电桩。通过在0.4kV配电网的物理中心附近配置交换机11,利用一根主干光纤,能够实现下沉OLT 12的数据汇聚、交换。OLT 12管辖所接入的光网络单元(Optical Network Unit,ONU),智能充电桩接入ONU 13上。整个智能充电桩通信采取混合式P2P网络拓扑,并且采取双链路冗余保护。
在具体实施例中,由于EPON下行方向是广播发送,虽然适合于单拷贝广播,但是不能进行点到点的通信。为了在OLT 12和ONU 13之间提供P2P通信业务,需要在光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)与光网络单元(Optical Network Unit,ONU)之间建立一个虚拟的逻辑链路,并由逻辑链路标签(LLID)来标识。因此,若某EPON中有N个ONU,则OLT必须包含N个媒体访问控制地址(Media Access Control Address,MAC)端口,每一个端口对应一个ONU,同时会给每个端口配置一个唯一的LLID,该LLID和连接到该端口的ONU的LLID相同,保证唯一性。
对于同一OLT 12管辖下的ONU 13接入的智能充电桩之间的通信,如图9所示,上行方向,ONU1会在发送的数据帧中插入自身的LLID和目的地ONU地址,OLT 12会根据LLID为其选择相应的MAC端口15。下行方向发送数据帧时,OLT从ONU1中接收到数据后,发现它的目的地是ONU2,OLT会在数据帧中插入一个特定的LLID2,各ONU会将收到的数据帧的LLID2与自身的LLID进行匹配,相同则接收该数据帧,反之则丢弃该数据帧。
对于不同OLT管辖下的ONU接入的智能充电桩之间的通信,如图10所示,上行方向,EPON1-ONU1会在发送的数据帧中插入自身的LLID和目的地ONU地址,OLT会根据LLID为其选择相应的MAC端口15。MAC端口15检查这个数据的目的地址是EPON1外部的一个地址,则将它交给高层处理,并发送到外部的OLT中,如EPON2-OLT。EPON2-OLT发现它的目的地是EPON2-ONU2,OLT会在数据帧中插入一个特定的LLID2,EPON2下的各ONU会将收到的数据帧的LLID2与自身的LLID进行匹配,相同则接收该数据帧,反之则丢弃该数据帧。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
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0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,包括:
智能充电桩,被配置为数量为多个,各智能充电桩之间通过以太网无源光网络通信连接;
物联网网关,与一个所述智能充电桩通信连接,用于实现感知网络及通信网络;所述物联网网关还用于不同类型感知网络之间的协议转换;
辅助设备,与所述物联网网关通信连接,用于经由所述物联网网关与充电桩管理层服务器通信连接,以接收来自所述充电桩管理层服务器的调度信息,所述辅助设备还用于采集充电桩的工作状态信息、充电车辆信息及电网运行信息;所述充电车辆信息包括充电车辆的位置信息、预计充电时间及实时充电花费金额;
其中,所述辅助设备被配置为:
根据接收的所述工作状态信息、所述充电车辆信息、所述电网运行信息及所述调度信息生成充电控制信号及充电引导信号,所述充电控制信号用于控制充电车辆的充电信息,所述充电引导信号用于引导或协助电动车辆选择对应的充电桩有序充电;所述充电车辆的充电信息包括充电时间及充电功率。
2.根据权利要求1所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述充电车辆信息包括充电车辆的电池实时电量、剩余充电电量及电池温度中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述充电车辆的充电信息包括充电电压及充电电流中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述物联网网关还用于信息存储管理。
5.根据权利要求1-4任一项所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述辅助设备包括与所述物联网网关通信连接的控制装置,及与所述控制装置连接的射频识别单元、定位单元、人机交互单元或边缘计算模块中的至少一种;
所述射频识别单元用于识别用户车辆信息,所述车辆信息包括车辆的品牌、型号或车牌号码中的至少一种;
所述定位单元用于获取车辆的实时位置信息;
所述人机交互单元用于获取用户输入的充电需求信息;
所述边缘计算模块包括处理器单元及数据存储单元,所述数据存储单元经由所述处理器单元与所述控制装置连接,用于获取所述充电车辆信息及所述电网运行信息,根据所述充电车辆信息及所述电网运行信息生成充电控制信号,并将所述充电控制信号提供至所述控制装置。
6.根据权利要求5所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述辅助设备还包括与所述控制装置连接的安全保护模块,所述安全保护模块包括电压监测单元、电流监测单元或温度监测单元中的至少一种;
所述电压监测单元与所述控制装置连接,用于监测充电桩的实时充电电压,并在所述实时充电电压大于或等于预设充电电压阈值时,执行第一预设报警动作;
所述电流监测单元与所述控制装置连接,用于监测充电桩的实时充电电流,并在所述实时充电电流大于或等于预设充电电流阈值时,执行第二预设报警动作;
所述温度监测单元与所述控制装置连接,用于监测充电桩的实时温度,并在所述实时温度大于或等于预设温度阈值时,执行第三预设报警动作。
7.根据权利要求6所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述安全保护模块还包括:
急停开关单元,与所述控制装置连接,用于基于所述控制装置的控制及/或手动控制断开充电桩与充电车辆的电连接。
8.根据权利要求1-4任一项所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述辅助设备还包括:
红外摄像头,与所述物联网网关连接,用于采集并识别电力设备的高温故障区域信息,以定位电力设备的高温故障区域;及/或
紫外摄像头,与所述物联网网关连接,用于采集并识别紫外图像中局部放电的放电程度信息,以定位紫外局部放电的放电表计读数。
9.根据权利要求1-4任一项所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述辅助设备还包括:
表计识别读数传感器,与所述物联网网关连接,用于采集并记录充电桩的表计读数;及/或
环境监测传感器,与所述物联网网关连接,用于采集预设位置处的环境信息,所述环境信息包括温度、湿度、气压及噪声中的至少一种。
10.根据权利要求1-4任一项所述的0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统,其特征在于,所述以太网无源光网络采用光线路终端下沉模式,使得0.4kV配电网的一区域内各智能充电桩之间实现分布式通信连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011359468.1A CN112455271B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011359468.1A CN112455271B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112455271A CN112455271A (zh) | 2021-03-09 |
CN112455271B true CN112455271B (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=74809002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011359468.1A Active CN112455271B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112455271B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113263938B (zh) * | 2021-06-25 | 2023-04-21 | 中能瑞通(北京)科技有限公司 | 一种基于边缘计算的智能有序充电系统及方法 |
CN113542417A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-22 | 区块动力(广州)科技有限公司 | 一种基于区块链共享充电桩的互联互通系统 |
CN113859028B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-07-26 | 展宝有限公司 | 一种具有智能电网输入的电动车充电系统及实现方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012023564A1 (ja) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | 三菱重工業株式会社 | 管理装置、管理方法、コンピュータプログラム、管理システム、及び管理方法 |
WO2013097823A1 (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-04 | 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 | 电动汽车之间相互充电的系统及充电连接器 |
CN103491190A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-01 | 国家电网公司 | 一种面向大规模实时并发的充电机监控数据处理方法 |
CN105206098A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 谭晖 | 停车场管理系统和停车引导及反向找车方法 |
CN106953373A (zh) * | 2016-01-06 | 2017-07-14 | 国家电网公司 | 一种基于可见光通信技术的充电桩及其充电控制方法 |
CN107424326A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-01 | 福州台江区超人电子有限公司 | 一种基于互联网的电动自行车共享系统 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102568183A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-11 | 广东电网公司深圳供电局 | 充电桩的无线采集系统及其通讯方法 |
CN102842946B (zh) * | 2012-09-03 | 2014-12-24 | 北京交通大学 | 一种针对配电变压器的电动汽车有序充电系统及方法 |
CN106027656A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-12 | 国网天津武清供电有限公司 | 基于3g/4g通信技术的电动汽车充电桩远程管理系统 |
CN107117054B (zh) * | 2017-05-19 | 2020-08-28 | 福建省汽车工业集团云度新能源汽车股份有限公司 | 一种新能源汽车智能充电控制系统 |
CN206993143U (zh) * | 2017-06-29 | 2018-02-09 | 厦门锐谷通信设备有限公司 | 一种物联网集成服务无线路由器和系统 |
CN108134433B (zh) * | 2018-02-05 | 2024-05-24 | 浙江逸畅互联科技有限公司 | 一种物联网充电系统 |
-
2020
- 2020-11-27 CN CN202011359468.1A patent/CN112455271B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012023564A1 (ja) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | 三菱重工業株式会社 | 管理装置、管理方法、コンピュータプログラム、管理システム、及び管理方法 |
WO2013097823A1 (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-04 | 深圳市比亚迪汽车研发有限公司 | 电动汽车之间相互充电的系统及充电连接器 |
CN103491190A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-01 | 国家电网公司 | 一种面向大规模实时并发的充电机监控数据处理方法 |
CN105206098A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 谭晖 | 停车场管理系统和停车引导及反向找车方法 |
CN106953373A (zh) * | 2016-01-06 | 2017-07-14 | 国家电网公司 | 一种基于可见光通信技术的充电桩及其充电控制方法 |
CN107424326A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-01 | 福州台江区超人电子有限公司 | 一种基于互联网的电动自行车共享系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
泛在电力物联网关键技术及其应用前景分析;许冠亚等;《时代农机》;20190928(第09期);第14-26页 * |
电动汽车智能充电策略研究综述;郑言冲等;《集成技术》;20150115(第01期);第10-15页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112455271A (zh) | 2021-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112455271B (zh) | 0.4kV配电网的智能充电桩互联网系统 | |
CN113022342B (zh) | 一种智能功率分配快速充电机及其控制方法 | |
CN206141356U (zh) | 一种智能功率分配快速充电机 | |
CN203300035U (zh) | 一种采集器及用电信息采集系统 | |
CN103434417B (zh) | 一种电动汽车车载智能终端装置 | |
CN106452571B (zh) | 电力终端通信接入网拓扑相关性故障段判定与分析方法 | |
CN109037801B (zh) | 一种锂电池管理系统 | |
CN104868843B (zh) | 太阳能光伏组件阵列数据汇集装置的数据处理方法 | |
CN111370788A (zh) | 储能系统bms无线组网通讯系统及方法 | |
CN105094095B (zh) | 一种电动汽车远程监控方法 | |
CN205017057U (zh) | 一种车、电交互集散式充电桩报警系统装置 | |
KR101505744B1 (ko) | 지능형 멀티 충전 시스템 | |
WO2021197061A1 (zh) | 一种混合组网通信系统和方法 | |
CN102780267A (zh) | 一种电能路由器 | |
CN105406523A (zh) | 一种光伏并网运行的电动汽车充电站用监控方法 | |
CN104377786A (zh) | 一种电池储能站的监控方法及监控系统 | |
CN105609886A (zh) | 一种电池管理系统 | |
CN103746410B (zh) | 一种应用于电力系统的移动储能设备 | |
Van Dung et al. | Fiber optic vs. wireless sensors in energy-efficient integrated FiWi smart grid networks: An energy-delay and TCO comparison | |
CN210652753U (zh) | 一种贮换电式新能源汽车充电桩 | |
CN203601036U (zh) | 一种电动汽车车载智能终端装置 | |
CN201926898U (zh) | 汽车电池数据采集管理系统 | |
CN207200740U (zh) | 一种适合于通信多业务的前端一体化控制箱 | |
CN107633668A (zh) | 一种车联网中电池管理的红外通信方法及装置 | |
CN203135492U (zh) | 电池模块均衡装置和电池包 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |