CN113022356A - 充电安全管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种充电安全管理系统，包括：获取模块，获取模块用于获取充电装置的充电运行数据，以及充电装置和待充电装置之间的通信报文；存储模块，存储模块用于存储充电运行数据和通信报文；处理模块，处理模块用于根据充电运行数据和通信报文判断充电装置的充电运行状态，其中，若充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，则生成触发指令；管理模块，管理模块与获取模块、存储模块和处理模块相连，管理模块用于根据触发指令控制获取模块高速获取充电运行数据和通信报文，并控制处理模块根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置的故障信息，以控制充电装置进入安全模式。本发明能够集中采集和存储充电数据，便于数据的提取分析。

Description

充电安全管理系统
技术领域
本发明涉及充电管理技术领域，具体涉及一种充电安全管理系统。
背景技术
随着新能源的发展，电动汽车充电桩等新能源电力系统广泛应用，由于技术新、产品不稳定。这些新能源电力系统经常出现电力等故障，轻微的引起功能故障影响客户体验、严重的引起安全事故造成人员和财产的损失。目前直流桩没有一个专用的安全运行记录系统来采集和监控关键数据信息并记录和保存，例如：输入的电参数、输出的电参数、及温湿度、通信数据异常等容易引起故障的关键点信息和数据，导致数据存储比较分散、采样频率不高，同时也易造成安全事故。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种充电安全管理系统，能够集中采集和存储充电数据，便于数据的提取分析，并能够针对充电运行状态改变采样频率，从而保证采样过程高效节能，此外，还能够及时控制故障充电装置进入安全模块，以保证充电装置的运行安全。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种充电安全管理系统，包括：获取模块，所述获取模块用于获取充电装置的充电运行数据，以及所述充电装置和待充电装置之间的通信报文；存储模块，所述存储模块用于存储所述充电运行数据和所述通信报文；处理模块，所述处理模块用于根据所述充电运行数据和所述通信报文判断所述充电装置的充电运行状态，其中，若所述充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，则生成触发指令；管理模块，所述管理模块与所述获取模块、所述存储模块和所述处理模块相连，所述管理模块用于根据所述触发指令控制所述获取模块高速获取所述充电运行数据和所述通信报文，并控制所述处理模块根据所述高速获取的充电运行数据和通信报文得到所述充电装置的故障信息，以控制所述充电装置进入安全模式。
根据本发明实施例提出的充电安全管理系统，通过获取模块获取充电装置的充电运行数据，以及充电装置和待充电装置之间的通信报文并存储于存储模块中，并通过处理模块根据获取的充电运行数据和通信报文判断充电装置的充电运行状态，并可在充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时生成触发指令，以及通过管理模块根据触发指令控制获取模块高速获取充电运行数据和通信报文，并控制处理模块根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置的故障信息，以控制充电装置进入安全模式，由此，能够集中采集和存储充电数据，便于数据的提取分析，并能够针对充电运行状态改变采样频率，从而保证采样过程高效节能，此外，还能够及时控制故障充电装置进入安全模块，以保证充电装置的运行安全。
另外，根据本发明上述实施例提出的充电安全管理系统还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述的充电安全管理系统还包括：外部平台，所述外部平台用于设置所述故障触发事件的种类、量化指标和所述获取模块的采集通道参数，并根据所述存储模块中的所述充电运行数据和所述通信报文对所述充电装置的故障进行可视化分析。
根据本发明的一个实施例，所述充电运行数据包括模拟量和开关量，其中，所述模拟量包括所述充电装置的电参数、温度信息和湿度信息，所述开关量包括所述充电装置的开关量信息。
根据本发明的一个实施例，所述获取模块包括第一获取模块、第二获取模块和第三获取模块，其中，所述第一获取模块用于获取所述模拟量，所述第二获取模块用于获取所述开关量，所述第三获取模块用于获取所述通信报文。
根据本发明的一个实施例，所述获取模块具体用于，在所述充电装置的充电运行状态不符合故障触发事件时，低速获取所述充电运行数据和所述通信报文，在所述充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时，高速获取所述充电运行数据和所述通信报文。
进一步地，所述的充电安全管理系统还包括：多个通信接口，所述获取模块通过所述通信接口获取所述充电运行数据和所述通信报文，所述管理模块通过所述通信接口与所述外部平台相连，其中，所述通信接口与所述获取模块或所述存储模块之间采用对称AES128加密算法进行加密通信，所述通信接口与所述外部平台之间采用非对称RSA加密算法进行加密通信。
根据本发明的一个实施例，所述管理模块具体用于根据所述高速获取的充电运行数据和通信报文得到所述充电装置的故障信息，并根据所述故障信息判断所述充电装置的故障等级，从而根据所述故障等级控制所述充电装置进行降级运行以控制所述充电装置进入安全模式。
根据本发明的一个实施例，所述通信接口为隔离型通信接口。
根据本发明的一个实施例，所述存储模块为ECC存储模块。
附图说明
图1为本发明实施例的充电安全管理系统的方框示意图；
图2为本发明一个实施例的充电安全管理系统的方框示意图；
图3为本发明一个实施例的充电安全管理系统的数据存储过程示意图；
图4为本发明一个实施例的充电安全管理系统的工作过程流程图。
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。
图1为本发明实施例的充电安全管理系统的方框示意图。
如图1所示，本发明实施例的充电安全管理系统，包括获取模块10、存储模块20、处理模块30和管理模块40。其中，获取模块10用于获取充电装置的充电运行数据，以及充电装置和待充电装置之间的通信报文；存储模块20用于存储充电运行数据和通信报文；处理模块30用于根据充电运行数据和通信报文判断充电装置的充电运行状态，其中，若充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，则生成触发指令；管理模块40与获取模块10、存储模块20和处理模块30相连，管理模块40用于根据触发指令控制获取模块10高速获取充电运行数据和通信报文，并控制处理模块30根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置的故障信息，以控制充电装置进入安全模式。
具体地，获取模块10可用于获取充电装置的充电运行数据，以及充电装置和待充电装置之间的通信报文并存储于存储模块20中，处理模块30可根据获取的充电运行数据和通信报文判断充电装置的充电运行状态，并可在充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时生成触发指令，管理模块40可根据触发指令控制获取模块10高速获取充电运行数据和通信报文，并控制处理模块30根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置的故障信息，以控制充电装置进入安全模式，由此，能够集中采集和存储充电数据，便于数据的提取分析，并能够针对充电运行状态改变采样频率，从而保证采样过程高效节能，此外，还能够及时控制故障充电装置进入安全模块，以保证充电装置的运行安全。
进一步地，如图2所示，本发明实施例的安全管理系统还包括外部平台50，并且外部平台50可与管理模块40相连。外部平台50用于设置故障触发事件的种类、量化指标和获取模块10的采集通道参数，并根据存储模块20中的充电运行数据和通信报文对充电装置的故障进行可视化分析。
进一步地，如图2所示，本发明实施例的安全管理系统还可包括上位机60，并且上位机60可与管理模块40相连。同样地，上位机60也可用于设置故障触发事件的种类、量化指标和获取模块10的采集通道参数，并根据存储模块20中的充电运行数据和通信报文对充电装置的故障进行可视化分析。
在本发明的一个实施例中，充电运行数据包括模拟量和开关量，其中，模拟量包括充电装置的电参数、温度信息和湿度信息，开关量包括充电装置的开关量信息。更具体地，充电装置的电参数可包括充电装置的输入电源电压、电流，以及充电装置的输出直流电压、电流，并且充电装置的额定输入电源电压三相为AC380V，可根据充电装置容量选择不同变比的电压互感器和电流互感器，此外，充电装置的额定输出直流可根据目前国标要求DC1000V/250A设定，还可通过更换传感器支持后期新国标更大功率要求；充电装置的温度信息可通过采集易发热且易出现热失控部位获得，充电装置的湿度信息可通过易受潮且易出现受潮击穿事故的部分获得。
更具体地，充电装置的开关量信息包括充电装置内各电气元件的辅助触点信息，例如，开关量输入信息和开关量输出信息，其中，开关量输入信息，即充电装置内各开关量信号，包括干\潮节点输入，且开关事件分辨率0.1mS的开关量输入信号，开关量输出信息包括充电装置中继电器输出和常见高电平输出选择信号。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，获取模块10包括第一获取模块101、第二获取模块102和第三获取模块103，其中，第一获取模块101用于获取模拟量，第二获取模块102用于获取开关量，第三获取模块103用于获取通信报文。
具体地，获取模块10可具体用于，在充电装置的充电运行状态不符合故障触发事件时，低速获取充电运行数据和通信报文，例如可采用10M的采样速率获取充电运行数据和通信报文在充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时，高速获取充电运行数据和通信报文，例如可采用100M的采样速率获取充电运行数据和通信报文。其中，可以理解的是，采样频率越高单位时间内记录数据也就越多，那么消耗的存储空间也就就越大，因此，在充电装置的充电运行状态不符合故障触发事件时，采用低速采样来获取充电运行数据和通信报文，从而节省存储空间，避免存储资源的浪费，在充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时，采用高速采样来获取充电运行数据和通信报文，从而保证获得的数据颗粒度较小，以便于进行故障分析，并能够避免细节丢失。
在本发明的一个实施例中，存储模块20可为ECC存储模块，并且在充电装置的充电运行状态不符合故障触发事件时，存储模块20可连续记录充电运行数据和通信报文；在充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时，存储模块20可记录获取模块10高速获取的充电运行数据和通信报文。
具体地，如图3所示，当充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，并且处于触发点和大扰动故障点之间，即处于A时段时，存储模块20可记录波形及有效值，并且记录时间大于等于0.1S；当充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，并且处于大扰动故障点和稳定点之间，即处于B时段时，存储模块20可记录波形及有效值，并且记录时间大于等于3S。
其中，需要说明的时，当故障触发事件发生，即充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时，存储模块20可自动启动按照A-B时段顺序记录；并且，在已启动记录的过程中，若再次满足自动启动，即充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，存储模块20可重新进入B时段重复记录；此外，当存储模块20完成B时段的记录且充电装置的充电运行状态不符合故障触发事件时，经过大于等于0.1S的延时后，存储模块20可自动停止故障触发事件数据的记录，同时存储A、B段通信报文，其中，若故障触发事件或大扰动故障点发生在充电过程中，则需要记录整个充电过程的通信报文。
进一步地，本发明实施例的充电安全管理系统还包括多个通信接口，获取模块10通过通信接口获取充电运行数据和通信报文，管理模块40通过通信接口与外部平台50相连，其中，通信接口与获取模块10或存储模块20之间采用对称AES128加密算法进行加密通信，通信接口与外部平台50之间采用非对称RSA加密算法进行加密通信。
具体地，管理模块40可通过相应通信接口接入充电装置和待充电装置，例如充电桩和电动汽车通信总线，以获取充电桩和电动汽车之间的通信报文；并且，管理模块40可通过相应通信接口接入充电装置，例如充电桩控制系统总线，以获取充电桩通信报文，并可通过相应通信接口和充电桩控制系统进行通信交互，例如可向充电桩控制系统发送获取的充电运行数据，并可获取充电桩控制系统的安全信息并发送至存储模块20记性保存；此外，管理模块40还可通过相应通信接口连接外部平台50，以通过外部平台50对存储模块20中的数据进行集中分析并图形化展示。
在本发明的一个实施例中，管理模块40可具体用于根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置的故障信息，并根据故障信息判断充电装置的故障等级，从而根据故障等级控制充电装置进行降级运行以控制充电装置进入安全模式。
更具体地，充电装置的故障等级可分为高、中、低三个故障等级，其中，当管理模块40根据故障信息判断充电装置处于高故障等级时，可存储相关充电运行数据并控制充电装置停机并发出预警信息，当管理模块40根据故障信息判断充电装置处于中故障等级时，可存储相关充电运行数据并控制充电装置进行降级运行，同时隔离故障部分以保证充电装置的基础功能并发出预警信息，当当管理模块40根据故障信息判断充电装置处于低故障等级时，可存储相关充电运行数据并发出预警信息。其中，预警信息可通过外部平台50或上位机60进行展示以提醒运维人员充电装置的充电运行状态。
基于上述结构，可构成本发明的充电安全管理系统，下面将结合图4阐述本发明的充电安全管理系统的工作过程。
如图4所示，本发明的充电安全管理系统的工作过程，包括以下步骤：
S1，通过管理模块判断是否需要安全管理配置，例如配置故障触发时间的种类、量化指标和采集通道参数，若是，则执行步骤S2，若否，则执行步骤S3；
S2，通过外部平台、上位机或外接交互屏进行安全管理配置；
S3，通过获取模块采集充电运行数据和通信报文；
S4，通过存储模块对充电运行数据和通信报文进行存储记录；
S5，通过处理模块根据充电运行数据和通信报文判断充电装置的充电运行状态是否符合故障触发事件，若是，则执行步骤S6，若否，则执行步骤S3；
S6，通过管理模块控制获取模块高速获取充电运行数据和通信报文，并存储在存储模块Flash中，同时重新执行步骤S3；
S7，通过处理模块根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置故障信息并存储；
S8，通过管理模块控制充电装置进入安全模块并上传外部平台；
S9，通过外部平台、上位机或外接交互屏调取故障数据进行可视化分析。
根据本发明实施例提出的充电安全管理系统，通过获取模块获取充电装置的充电运行数据，以及充电装置和待充电装置之间的通信报文并存储于存储模块中，并通过处理模块根据获取的充电运行数据和通信报文判断充电装置的充电运行状态，并可在充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时生成触发指令，以及通过管理模块根据触发指令控制获取模块高速获取充电运行数据和通信报文，并控制处理模块根据高速获取的充电运行数据和通信报文得到充电装置的故障信息，以控制充电装置进入安全模式，由此，能够集中采集和存储充电数据，便于数据的提取分析，并能够针对充电运行状态改变采样频率，从而保证采样过程高效节能，此外，还能够及时控制故障充电装置进入安全模块，以保证充电装置的运行安全。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (9)

1.一种充电安全管理系统，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取充电装置的充电运行数据，以及所述充电装置和待充电装置之间的通信报文；
存储模块，所述存储模块用于存储所述充电运行数据和所述通信报文；
处理模块，所述处理模块用于根据所述充电运行数据和所述通信报文判断所述充电装置的充电运行状态，其中，若所述充电装置的充电运行状态符合故障触发事件，则生成触发指令；
管理模块，所述管理模块与所述获取模块、所述存储模块和所述处理模块相连，所述管理模块用于根据所述触发指令控制所述获取模块高速获取所述充电运行数据和所述通信报文，并控制所述处理模块根据所述高速获取的充电运行数据和通信报文得到所述充电装置的故障信息，以控制所述充电装置进入安全模式。
2.根据权利要求1所述的充电安全管理系统，其特征在于，还包括：
外部平台，所述外部平台用于设置所述故障触发事件的种类、量化指标和所述获取模块的采集通道参数，并根据所述存储模块中的所述充电运行数据和所述通信报文对所述充电装置的故障进行可视化分析。
3.根据权利要求2所述的充电安全管理系统，其特征在于，所述充电运行数据包括模拟量和开关量，其中，所述模拟量包括所述充电装置的电参数、温度信息和湿度信息，所述开关量包括所述充电装置的开关量信息。
4.根据权利要求3所述的充电安全管理系统，其特征在于，所述获取模块包括第一获取模块、第二获取模块和第三获取模块，其中，所述第一获取模块用于获取所述模拟量，所述第二获取模块用于获取所述开关量，所述第三获取模块用于获取所述通信报文。
5.根据权利要求4所述的充电安全管理系统，其特征在于，所述获取模块具体用于，在所述充电装置的充电运行状态不符合故障触发事件时，低速获取所述充电运行数据和所述通信报文，在所述充电装置的充电运行状态符合故障触发事件时，高速获取所述充电运行数据和所述通信报文。
6.根据权利要求5所述的充电安全管理系统，其特征在于，还包括：
多个通信接口，所述获取模块通过所述通信接口获取所述充电运行数据和所述通信报文，所述管理模块通过所述通信接口与所述外部平台相连，其中，所述通信接口与所述获取模块或所述存储模块之间采用对称AES128加密算法进行加密通信，所述通信接口与所述外部平台之间采用非对称RSA加密算法进行加密通信。
7.根据权利要求6所述的充电安全管理系统，其特征在于，所述管理模块具体用于根据所述高速获取的充电运行数据和通信报文得到所述充电装置的故障信息，并根据所述故障信息判断所述充电装置的故障等级，从而根据所述故障等级控制所述充电装置进行降级运行以控制所述充电装置进入安全模式。
8.根据权利要求7所述的充电安全管理系统，其特征在于，所述通信接口为隔离型通信接口。
9.根据权利要求8所述的充电安全管理系统，其特征在于，所述存储模块为ECC存储模块。
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