CN202632088U - 基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置 - Google Patents

基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，它包括云客户端、充电机监控模块、蓄电池监控模块、充电监控模块、数字电表、车载BMS监控模块、充电桩监控模块；其中，云客户端分别与充电机监控模块、蓄电池监控模块、充电监控模块、数字电表、车载BMS监控模块、充电桩监控模块双向通信；同时，云客户端还通过通信模块与云服务器端通信；充电机监控模块与充电机连接，蓄电池监控模块与蓄电池连接，车载BMS监控模块与车载电池管理系统连接，充电桩监控模块与充电桩连接。它采用云计算模式实现设备配置信息的上传与下载，更新或更换设备后能够多次下载使用，系统独立性高，可扩展性好，提高了系统的灵活性，开放性大大提高，有利于系统维护、扩展和功能增加。

Description

基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车充电机设备监控装置，尤其涉及一种基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置。 
背景技术
世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭，对能源供应商、工业企业及消费者都提出了新的挑战，尽可能以高效和可持续的方式使用能源成为了当务之急，因此具有节能环保优势的电动汽车越来越受到重视，正进入高速发展时期。
随着电动汽车数量的增加，与之相配套的充电基础设备数量也大大增长，其充电问题对电网的影响将不可估量。因此，必须遵循有序充电的概念，采用时空分段、削峰填谷等原则，通过控制充电机的规划布局、工作模式与使用频率等，尽量杜绝充电机对周遭电网产生太大影响，增加电网安全性，减少安全事故。
尤其是大部分电动汽车使用的是锂离子蓄电池，为避免在充、放电过程中，因单个电池过充、过放、超温、过流，而引发燃烧、爆炸等事故，还必须对充电过程进行严格监控与管理。
在中国第201010262426.6号发明专利中，通过额外再组建一套电动汽车充电机集散控制系统对充电机进行管理与控制，由计算机与充电机通过网线串联通信进行管理，但这种方案无法参考整个区域范围内的电网参数来制定充电机运行计划，不能真正地对用电操作进行调度来实现有序用电，无法区域化规划管理，无法实现参考电网谷峰等参数与电网进行实时互动，缺乏灵活性。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，它可以实现充电机在充电过程的有序充电管理，以解决大规模充电机对电网产生影响的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，它包括云客户端、充电机监控模块、蓄电池监控模块、充电监控模块、数字电表、车载BMS监控模块、充电桩监控模块；
其中，云客户端分别与充电机监控模块、蓄电池监控模块、充电监控模块、数字电表、车载BMS监控模块、充电桩监控模块双向通信；
同时，云客户端还通过通信模块与云服务器端通信；充电机监控模块与充电机连接，蓄电池监控模块与蓄电池连接，车载BMS监控模块与车载电池管理系统连接，充电桩监控模块与充电桩连接。
所述通信模块采用GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI或电力无线专网中的任意一种或几种完成云客户端与云服务器端的数据交互。
所述充电机监控模块通过CAN总线和/或RS485方式与云客户端双向通信，通过CAN总线读取充电机上的数据，实时监测充电机的供电电源状态并对其异常进行报警，以保障充电机正常工作。
所述蓄电池监控模块通过CAN总线与云客户端双向通信，通过CAN总线与蓄电池连接，读取蓄电池数据, 记录充电过程中的每节电池电压电流变化曲线，作为电池状态分析的依据。
所述充电监控模块通过CAN总线和/或RJ45方式与云客户端双向通信，读取充电过程数据充电过程数据，保证在充电过程失控时的急停控制，保护充电系统和电动汽车安全。
所述数字电表通过RS232方式与云客户端连接。
所述车载BMS监控模块通过CAN总线与云客户端双向通信，通过CAN总线读取电动汽车上车载电池管理系统中数据。
所述充电桩监控模块包括模拟量采集单元、开关量采集单元和输出控制单元，三者通过RS485方式与云客户端双向通信。
所述云客户端采用Intel Pentium M或Intel Celeron M处理器和Windows Xp Embedded多任务嵌入式操作系统，实现信息采集记录、信息查询显示，视频监控、通信和急停控制的并行执行。
本实用新型的基于云计算平台的电动充电机监控装置采用的云计算模式具有分布式海量存储、快速备份/恢复、高速计算能力，能够上传/下载云服务器端的部署配置信息，一次配置后再维修或更换设备时直接从云服务器端下载配置信息；采用端对端的安全线路通讯模式。
本实用新型的有益效果：
1、使用基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，实现了由云服务器对充电机进行控制，能够根据电网当前的谷峰参数、用电时间、区域、用电方式、充电桩运行状态等多方面因素对充电桩的使用进行规划，实现有序用电，降低充电设备对电网的影响，提高电网安全性。
2、使用基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，实现了将充电过程数据全部上传，既保证数据安全也便于对设备运行进行监控；同时由云服务器端综合考虑用电时间、区域、方式等多方面因素进行计费，保证计费准确性与合理性。
3、采用云计算模式实现设备配置信息的上传与下载，更新或更换设备后能够多次下载使用，无须重新配置设备。
4、系统采用模块化设计，独立性高，可扩展性好，提高了系统的灵活性，并使得系统的开放性大大提高，有利于系统维护、扩展和功能增加。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的充电业务处理流程图。
其中，1、云客户端，2、通信模块，3、充电机监控模块，4、蓄电池监控模块，5、充电监控模块，6、数字电表，7、车载BMS监控模块，8、充电桩监控模块，9、基于云平台的电动汽车充电机监控装置，11、充电机，12、蓄电池，13、车载电池管理系统，14、充电桩，20、云服务器端。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
图1中，基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，它包括云客户端1，通信模块2，充电机监控模块3，蓄电池监控模块4，充电监控模块5，数字电表6，车载BMS监控模块7，充电桩监控模块8，云客户端1通过通信模块2与云服务器端20通信。其中，云客户端1还分别与通信模块2、充电机监控模块3、蓄电池监控模块4、充电监控模块5、数字电表6、车载BMS监控模块7、充电桩监控模块8双向通信；通信模块2与云服务器端20通信；充电机监控模块与充电机通信；蓄电池监控模块4与蓄电池12通信；车载BMS监控模块7与车载电池管理系统13通信；充电桩监控模块8与充电桩14通信。
云客户端1是整个设备的核心部分，采用超低功能Intel Pentium M或Intel Celeron M(Dothan)处理器和Windows Xp Embedded多任务嵌入式操作系统，能够满足信息采集记录、信息查询显示，视频监控、通信和急停控制等多任务的并行执行。
通信模块2可以通过GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI、电力无线专网或其它远距离无线通讯网络中的任意一种或多种完成云客户端1与云服务器端20的数据交互；
充电机监控模块3通过CAN总线和/或RS485方式与云客户端1双向通信连接，读取充电机11上的数据，实时监测充电机11的供电电源状态并对其异常进行报警，以保障充电机正常工作
蓄电池监控模块4通过CAN总线与云客户端1双向通信连接，蓄电池监控模块4通过CAN总线与电动汽车上的蓄电池12连接；蓄电池监控模块4能够读取电动汽车上的蓄电池12上的相关数据并通过CAN总线传送至云客户端1，实现对充电过程中的每节蓄电池12电压电流变化曲线进行记录，作为电池状态分析的依据。
充电监控模块5通过CAN总线和/或RJ45方式与云客户端1双向通信；充电监控模块5能够通过CAN总线读取充电机11与蓄电池12上的充电过程数据，并通过CAN总线和/或RJ45方式实现云客户端1的数据交互，通过连接充电控制导引电路接口，保证在充电过程失控时的急停控制，保护充电系统和电动汽车安全。
数字电表6通过RS232方式与云客户端1连接，实现电量数据采集。
车载BMS监控模块7通过CAN总线与云客户端1双向通信连接，通过CAN总线连接电动汽车上车载电池管理系统13。
充电桩监控模块8通过RS485方式与云客户端1双向通信，采集模拟量、开关量和输出控制命令，并通过RS485方式实现与云客户端1的数据交互。
本实用新型所采用的云计算模式具有分布式海量存储、快速备份/恢复、高速计算能力，能够上传/下载云服务器端的部署配置信息，一次配置后再维修或更换设备时直接从云服务器端20下载配置信息；采用端对端的安全线路通讯模式，保证数据安全；交易信息能够直接保存到云端以供数据监控与汇总；电动汽车充电机11本身不需要设置运行模式，它能够根据云服务器端20发回的控制命令进行运行，实现有序用电；充电计费操作交由云服务器端20根据用电时间、区域、方式等多方面因素进行计算，方式更为灵活，同时使设备具有高可靠性和良好的可维护性，适合在复杂工业环境中应用，并且响应快、传输速度快、即实时性高。  
本实用新型的工作流程为：
（1）设备启动后由通信模块2向云服务器端20发送信息并接收传回的配置信息，并传送至中央处理单元云客户端1并应用。
（2）图2中，进行充电操作时首先由云客户端1通过通信模块2向云服务器端20发求请求，经云服务器端20根据充电桩所处区域、时间、电网谷峰值等参数判断是否能够启用该设备，并将控制命令传回通信模块2，并发至中央处理单元云客户端1保存并应用；充电过程中蓄电池监控模块4所采集的电池监控数据、充电监控模块5所采集的充电过程监控数据、充电机监控模块3所采集的充电机监控数据、数据电表6所采集的电量数据、车载BMS监控模块7所采集的车辆信息、充电桩监控模块8所采集的充电桩14开关量、模拟量数据信息等全部传送至云客户端1通过通信模块2上传至云服务器端20进行保存和监控，数据发生异常时由云服务器端20发送设备控制命令至通信模块2，由云服务器端20综合区域、时间、电网谷峰值等参数控制充电桩运行状态，减小电网压力，实现有序用电。
（3）充电结束时由云客户端1根据数字电表6数据进行电量计算并通过通信模块2发送至云服务器端20，由云服务器端20综合全网因素进行综合计费。
（4）设备重启时、更新时或更换设备时通过通信模块2根据设备ID从云服务器端20上下载相应的配置信息。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型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实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，它包括云客户端、充电机监控模块、蓄电池监控模块、充电监控模块、数字电表、车载BMS监控模块、充电桩监控模块；
其中，云客户端分别与充电机监控模块、蓄电池监控模块、充电监控模块、数字电表、车载BMS监控模块、充电桩监控模块双向通信；
同时，云客户端还通过通信模块与云服务器端通信；充电机监控模块与充电机连接，蓄电池监控模块与蓄电池连接，车载BMS监控模块与车载电池管理系统连接，充电桩监控模块与充电桩连接。
2.如权利要求1所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述通信模块采用GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI或电力无线专网中的任意一种或几种完成云客户端与云服务器端的数据交互。
3.如权利要求1所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述充电机监控模块通过CAN总线和/或RS485方式与云客户端双向通信，通过CAN总线读取充电机上的数据，实时监测充电机的供电电源状态并对其异常进行报警，以保障充电机正常工作。
4.如权利要求1所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述蓄电池监控模块通过CAN总线与云客户端双向通信，通过CAN总线与蓄电池连接，读取蓄电池数据, 记录充电过程中的每节电池电压电流变化曲线，作为电池状态分析的依据。
5.如权利要求1所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述充电监控模块通过CAN总线和/或RJ45方式与云客户端双向通信，读取充电过程数据充电过程数据，保证在充电过程失控时的急停控制，保护充电系统和电动汽车安全。
6.如权利要求1所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述数字电表通过RS232方式与云客户端连接。
7.如权利要求1所述的基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述车载BMS监控模块通过CAN总线与云客户端双向通信，通过CAN总线读取电动汽车上车载电池管理系统中数据。
8.如权利要求1所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述充电桩监控模块包括模拟量采集单元、开关量采集单元和输出控制单元，三者通过RS485方式与云客户端双向通信。
9.如权利要求1-8任一所述基于云计算平台的电动汽车充电机监控装置，其特征是，所述云客户端采用Intel Pentium M或Intel Celeron M处理器和Windows Xp Embedded多任务嵌入式操作系统，实现信息采集记录、信息查询显示，视频监控、通信和急停控制的并行执行。
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