CN207719861U - 具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车充电控制技术领域，公开了具有智能监控功能的充电运行服务终端接入系统。系统包括外接电源系统的分区配电箱，用于对充电运行服务平台进行用电负荷分配及潮流控制；终端数据联络组件，用于完成不同类型的终端数据之间的转换及兼容；所述分区配电箱通过终端数据联络组件外接终端充电设备。本实用新型能满足平台系统对的终端充电设备或设施接入要求及通讯协议，并且满足市场不同类型及品牌的终端充电设备接口需求，兼容性处理不同设备及通讯协议类型的终端充电设备对接入充电运行服务平台系统的接口规范及接入要求。

Description

具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车充电控制技术领域，尤其涉及一种具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统。

背景技术

近年来，新能源汽车的各项关键技术取得了一系列重大突破，产业化成本持续降低；同时，迫于能源与环境双重压力，传统常规能源汽车正遭遇发展瓶颈。在可以预见的未来，以电动汽车为主的新能源汽车必将加速发展，逐步取代现有常规能源汽车，成为人们出行的主要方式。由此，围绕新能源汽车服务的充电基础设施必不可少，关系国计民生，具有重要意义。

而随着充电设施的大规模建设和使用，为便于未来方便的实施充电服务管理，服务平台是目前充电系统规模化建设的必要辅助手段。而由于充电桩企业众多，早期又不存在统一建设标准，因此平台建设及接口标准也多种多样，难以兼容和统一管理。2017年，政府关于充电桩建设的指导文件明确提出充电服务设施互联互通的要求，对与不同系统及设备的兼容成为需要解决的实际问题。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种为用户、不同充电设备以及充电运行服务平台之间提供兼容性信息交互渠道的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

提供一种具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，包括

外接电源系统的分区配电箱，用于对充电运行服务系统进行用电负荷分配及潮流控制；

终端数据联络组件，用于完成不同类型的终端数据之间的转换及兼容；所述终端数据联络组件设有充电运行服务平台信息对用户的输出以及用户信息到充电运行服务平台的输入通道，充电运行服务平台指令到终端充电设备的下达以及设备运行信息及状态信息至充电运行服务平台的上传通道，和充电运行服务平台指令到终端充电设备的下达转发以及终端充电设备运行信息及状态信息至充电运行服务平台系统的上传转发通道；

所述分区配电箱通过终端数据联络组件外接终端充电设备。

本方案中，通过分区配电箱的设置，在物理上，实现终端充电设备功率电路接口的接入；通过终端数据联络组件的设置实现市场不同数据格式的终端充电设备的兼容性接入，在接入数据通道的实施方式上，分区配电箱的数据系统通过终端数据联络组件与终端充电设备实施连接，终端数据联络组件完成不同类型的终端数据之间的转换及兼容，以满足平台系统的兼容性接入要求。如此使得充电运行服务平台能实时监视终端充电设备的运行及状态信息，并能通过平台系统对终端设备实施控制指令的下达。

进一步地 ，所述终端数据联络组件包括：

供电接口单元，连接分区配电箱，用于为充电运行服务系统提供安全电压等级的电能；

平台接口单元，连接充电运行服务平台的上级平台网络，实现终端接入系统与上级平台网络的对接，满足上级平台网络的接口形式、通讯协议以及数据类型，完成各终端充电设备的运行数据向上级平台网络的网络传输；

设备接口单元，连接终端充电设备，用于传输终端接入系统与终端充电设备之间的运行数据；

用户交互单元，实现用户通过本终端接入系统与充电运行服务系统之间的信息互动，完成用户输入数据的采集及识别，上级平台网络信息对用户的输出功能；

控制单元，用于实现终端接入系统内部任务分配以及资源调度，对数据进行接收、识别、筛选，数据包协议转换和数据包发送，并通过用户交互单元完成用户指令输入以及上级平台网络信息输出。

本方案的终端数据联络组件与终端充电设备之间一一对应。作为充电设备接入充电运行服务平台的信息中间环节以及完成充电功能所涉及的用户交互过程的实施主体，终端数据联络组件完成不同类型充电设备运行信息的数据通讯协议转换，以满足充电运行服务平台统一的接入标准，以及用户在完成充电功能过程中必要的人机交互的功能实施。

进一步地，所述设备接口单元根据不同终端充电设备的设备类型，具有不同类型的接口。设备接口单元主要面向具体的充电设备，根据不同设备的设备类型，具有不同类型的接口形式可供选择，以及具有市场常用的通讯协议类型，对于特殊的通讯协议类型，还可实现个性化定制服务，实现本系统与充电设备之间的具体运行数据的传输。并通过控制单元的通讯协议转换，实现对上级平台网络的数据输出。

进一步地，所述分区配电箱设有监控组件，用于实现终端将接入系统运行状态信息以及控制指令与充电运行服务系统之间的上传下达，所述监控组件通过终端数据联络组件与终端充电设备连接，以实现不同类型的数据接入兼容性。

进一步地，设有至少两个分区配电箱，每个配电箱内均设有监控组件。

进一步地，所述终端数据联络组件与用户、终端充电设备以及充电运行服务平台之间的数据通道采用有线或无线传输形式。

进一步地，所述设备接口单元采用以太网接口或现场总线接口，所述平台接口单元采用以太网接口。

进一步地，所述用户交互单元采用红外扫描、视觉识别或按键装置中的一种或多种输入方式。

进一步地，所述终端数据联络组件采用有线或无线方式接收分区配电箱的电能，所述终端数据联络组件采用有线或无线方式将终端充电设备的信息传递到分区配电箱的监控组件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本方案一方面满足平台系统对的终端充电设备或设施接入要求及通讯协议，另一方面满足市场不同类型及品牌的终端充电设备接口需求，兼容性处理不同设备及通讯协议类型的终端充电设备对接入充电运行服务平台系统的接口规范及接入要求。

附图说明

图1为充电运行服务系统电能供配子系统结构框图。

图2为实施例1终端接入系统的原理示意图。

图3为平台终端数据联络组件硬件组成框图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例提出了一种具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，包括

外接电源系统的分区配电箱，用于对充电运行服务平台进行用电负荷分配及潮流控制；

终端数据联络组件，用于完成不同类型的终端数据之间的转换及兼容；所述终端数据联络组件设有充电运行服务平台信息对用户的输出以及用户信息到充电运行服务平台的输入通道，充电运行服务平台指令到终端充电设备的下达以及设备运行信息及状态信息至充电运行服务平台的上传通道，和充电运行服务平台指令到终端充电设备的下达转发以及终端充电设备运行信息及状态信息至充电运行服务平台系统的上传转发通道；

所述分区配电箱通过终端数据联络组件外接终端充电设备。

1、终端充电设备的功率电路接口的接入

充电运行服务系统的电能供应由电能供配子系统实施，通过各级电能变换及分配系统及设备将三相四线制交流380V电能输送至分区配电箱，每个分区配电箱内含监控组件以及9路出线，每路出线采用含电操机构的断路器进行控制，根据不同的终端充电设备类型输出三相交流380V供电或单相交流220V供电，分区配电箱的出线接至终端充电设备，实施对充电设备的电能供应，同时实施电能的合理分配及调度。

本实施例中，电源系统通过充电运行服务系统的电能供配子系统提供，通过各级电能变换及分配，最终通过电能供配子系统的分区配电箱实施终端充电设备的电力接入。而电能供配子系统的分区配电箱具有完善的电能监控功能，实施终端充电设备的接入控制功能，并通过充电运行服务系统整体实现系统内的用电负荷分配及潮流控制。

2、数据接口的接入

分区配电箱内设置有监控组件，实施相关的运行状态信息以及控制指令与充电服务平台系统之间的上传下达，分区配电箱内的监控组件通过一个终端数据联络组件与终端充电设备相连，以实现不同类型的数据接入兼容性。

如图3所示，终端数据联络组件硬件组成包含供电接口单元，平台网络接口单元，设备接口单元，用户交互单元以及控制单元，软件系统则为运行于核心控制单元的嵌入式软件系统。

供电接口单元，连接分区配电箱，用于为充电运行服务系统提供安全电压等级的电能。终端数据联络组件为用户操作设备，作为提供用户与平台系统之间信息交互以完成充电功能的窗口设备，其供电电压采用人身安全电压，而考虑到覆盖范围，采用工业标准的24V直流电源作为设备的供电电源，以满足系统电能需求。

平台接口单元，连接充电运行服务平台的上级平台网络，实现终端接入系统与上级平台网络的对接，满足上级平台网络的接口形式、通讯协议以及数据类型，完成各终端充电设备的运行数据向上级平台网络的网络传输。上级平台网络接口与平台网络相兼容，考虑到平台系统的数据量及通讯的实时性，平台系统接口采用以太网接口，而具体的通讯协议则采用常规的TCP/IP协议或电力传输18650协议。

设备接口单元，连接终端充电设备，用于传输终端接入系统与终端充电设备之间的运行数据。设备接口单元用于连接终端充电设备，考虑到不同的终端充电设备类型，可采用以太网接口或者现场总线接口等，而在通讯协议方面，则考虑兼容TCP/IP协议，CAN协议或者现场总线Modbus通讯协议等。

用户交互单元，实现用户通过本终端接入系统与充电运行服务系统之间的信息互动，完成用户输入数据的采集及识别，上级平台网络信息对用户的输出功能。在人机交互方面，对用户输出设备采用液晶显示屏，可以输出一些状态信息及完成交易的动态二维码等信息；考虑到用户的特定需求，也可考虑安装小型打印设备以提供交易凭证等。而在输入方式上，则采用红外扫描，视觉识别以及特殊功能的按键装置等。

控制单元为本终端接入系统的数据核心，一方面实现本系统内部的任务分配以及资源调度，另一方面作为信息上传下达的中枢环节，完成必要的数据接收，数据识别，筛选，数据包协议转换，数据包发送等功能。控制单元还需根据平台指令，完成一些简单的计算机控制功能，并作为平台与终端用户之间的交互接口，完成用户指令输入以及相关信息输出等功能的后台操作。控制单元采用基于ARM核的控制芯片作为核心计算单元，控制单元同时包含网络通讯协议转换芯片，数据存储芯片，显示驱动芯片以及输入信息采集芯片等周边器件，以完成系统各项核心功能。而核心控制单元以上功能的实施则由具体的嵌入式系统软件完成，软件系统根据功能需求定制开发代码，形成数据文件并通过烧录的方式固化到控制单元的处理器芯片中，完成平台终端数据联络组件所需求的各项功能。

本实施例中，运行与控制芯片的软件系统则采用实时嵌入式控制系统，软件系统包含基础的周边设备驱动，实现终端数据联络组件基础的输入输出功能诸如显示、输入设备、打印等；软件系统包含网络通讯协议转换模块，实现不同类型通讯协议之间的数据包转换，以实现平台数据的兼容性接入；在基础的底层功能模块基础上，软件系统还包含应用层模块，以实现平台系统对终端设备的相关监控功能实施。

终端数据联络组件的数据接入方法包括：

S1.接收来自不同终端充电设备的类型信号；

S2.对终端充电设备信号进行识别；

S3.进行协议转换；

S4.接收并传递电能给终端充电设备。

所述步骤S4中，终端数据联络组件采用有线或无线方式接收分区配电箱的电能，采用有线或无线方式将终端充电设备的信息传递到分区配电箱的监控组件。

本实施例中采用模块化的方式，将不同类型的接口协议转换以模块化方式植入终端数据联络组件中，以满足不同场景下不同类型的协议转换。根据现有大多数设备的通讯方式来说，未来涉及到传输层协议转换的方式主要是现场总线的协议/以太网传输协议转换器。而随着越来越多用户设备采用以太网接口，更多的情况下，仅涉及用户层的传输协议转换，仅通过软件完成不同的数据包定义和解析即可。

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，包括：

外接电源系统的分区配电箱，用于对充电运行服务平台进行用电负荷分配及潮流控制；

终端数据联络组件，用于完成不同类型的终端数据之间的转换及兼容；所述终端数据联络组件设有充电运行服务平台信息对用户的输出以及用户信息到充电运行服务平台的输入通道，充电运行服务平台指令到终端充电设备的下达以及设备运行信息及状态信息至充电运行服务平台的上传通道，和充电运行服务平台指令到终端充电设备的下达转发以及终端充电设备运行信息及状态信息至充电运行服务平台系统的上传转发通道；

所述分区配电箱通过终端数据联络组件外接终端充电设备。

2.根据权利要求1所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述终端数据联络组件包括：

供电接口单元，连接分区配电箱，用于为充电运行服务系统提供安全电压等级的电能；

平台接口单元，连接充电运行服务平台的上级平台网络，实现终端接入系统与上级平台网络的对接，满足上级平台网络的接口形式、通讯协议以及数据类型，完成各终端充电设备的运行数据向上级平台网络的网络传输；

设备接口单元，连接终端充电设备，用于传输终端接入系统与终端充电设备之间的运行数据；

用户交互单元，实现用户通过本终端接入系统与充电运行服务系统之间的信息互动，完成用户输入数据的采集及识别，上级平台网络信息对用户的输出功能；

控制单元，用于实现终端接入系统内部任务分配以及资源调度，对数据进行接收、识别、筛选，数据包协议转换和数据包发送，并通过用户交互单元完成用户指令输入以及上级平台网络信息输出。

3.根据权利要求2所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述设备接口单元根据不同终端充电设备的设备类型，具有不同类型的接口。

4.根据权利要求3所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述分区配电箱设有监控组件，用于实现终端将接入系统运行状态信息以及控制指令与充电运行服务系统之间的上传下达，所述监控组件通过终端数据联络组件与终端充电设备连接。

5.根据权利要求2或3或4所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，设有至少两个分区配电箱，每个配电箱内均设有监控组件。

6.根据权利要求5所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述终端数据联络组件与用户、终端充电设备以及充电运行服务平台之间的数据通道采用有线或无线传输形式。

7.根据权利要求2或3或4或6所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述设备接口单元采用以太网接口或现场总线接口，所述平台接口单元采用以太网接口。

8.根据权利要求7所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述用户交互单元采用红外扫描、视觉识别或按键装置中的一种或多种输入方式。

9.根据权利要求8所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述终端数据联络组件采用有线或无线方式接收分区配电箱的电能。

10.根据权利要求8所述的具有智能监控功能的充电桩运行服务终端接入系统，其特征在于，所述终端数据联络组件采用有线或无线方式将终端充电设备的信息传递到分区配电箱的监控组件。