CN210183332U - 一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，电动车端通信控制器内建标准的ISO15118标准车端通信协议栈，包括主处理器、HPGP电力线载波芯片，MCU移植IPV6协议栈，通过SPI接口与HPGP电力线载波芯片相连。优点：1）利用PLC技术实现电动汽车与非车载充电设备之间的智能充电通信。2）利用高速运放芯片，将充电过程中的引导信号输入MCU的AD检测，实时掌握充电过程中的充电阶段。3）通过CAN总线将充电过程中的实时数据及时的与车载BMS进行通信。4）将IPV6协议栈移植到MCU中实现IPV6网络层，建立ISO15118标准通信协议，降低充电系统成本。
Description
技术领域
本实用新型是一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，属于电动汽车通信技术领域。
背景技术
电动车辆充电管理需要充电设备与管理后台进行数据交互，PLC(power linecommunication)电力载波通信，利用现有的高压电力线，通过载波方式传输数据，减少布线成本。
HPAV(Home plug Audio Video)是由行业标准化联盟订立的一种家庭电力线通信接口标准，其接口的通信速率为200Mbps。现该技术标准广泛应用于电力线通信、电力猫、远程抄表等多种途径。
HPGP (Home plug Green phy)是在HPAV 标准协议基础上进行优化精简应用于车载的通信标准。ISO标准ISO15118协议组织确定Home plug Green phy 1.1(HPGP1.1)为非车载式充电设备（EVSE）与插电电动汽车之间的通信传输接口标准。ISO15118协议规定充电设备与电动汽车之间使用控制导向CP信号线和保护接地PE两根线进行数据交互。ISO15118协议规定了充电设备与电动汽车间协议传输的OSI七层网络协议。
OCPP（Open Charge Point Protocol）是由OCA（Open Charge Alliance）发起的一个全球开放性的充电站点与各供应商中央管理系统间通讯标准。OCPP 目前已经在海外多个国家应用于几万台充电设施，它已经成为充电设施网络通讯的行业标准。
实用新型内容
本实用新型提出的是一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其目的在于在于针对现有电动车辆充电管理的需求，提供一种基于PLC的电动车端通信控制器。
本实用新型的技术解决方案：一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，所述电动车端通信控制器内建标准的ISO15118标准车端通信协议栈，包括主处理器、HPGP电力线载波芯片，MCU移植IPV6协议栈，通过SPI接口与HPGP电力线载波芯片相连。
所述主处理器为STM32F429芯片。所述HPGP电力线载波芯片为QCA7000芯片。
其结构包括STM32F429芯片、SRAM、FLASH、ISO1050接口芯片、EV控制器、QCA7000芯片、OPA2725运放芯片；其中，所述STM32F429芯片通过数据总线和地址总线连接SRAM和FLASH，所述STM32F429芯片通过一路CAN接口与ISO1050接口芯片相连，通过CANH、CANL两根信号线与EV控制器相连；所述STM32F429芯片通过一路SPI接口与HPGP协议芯片QCA7000相连接，QCA7000通过变压器耦合出CP、PE线，CP线通过OPA2725运放芯片连接STM32F429芯片的AD检测管脚。
还包括TLV2772运放芯片，电动车PD信号输出端通过TLV2772运放芯片连接STM32F429AD检测管脚。
所述电动车端通信控制器与PLC通信网关集中器、充电桩端通信控制器构成电动汽车充电通信系统，所述QCA7000芯片通过变压器耦合出CP、PE线，与充电桩端通信控制器连接；所述STM32F429芯片内建ISO15118/DIN70121协议栈，电动车端通信控制器通过协议栈与充电桩端通信控制器进行充电通信交互会话。
本实用新型的有益效果：
1）利用PLC技术实现电动汽车与非车载充电设备之间的智能充电通信。
2）利用高速运放芯片，将充电过程中的引导信号输入MCU的AD检测，实时掌握充电过程中的充电阶段。
3）通过CAN总线将充电过程中的实时数据及时的与车载BMS进行通信。
4）所述车端通信控制器，将IPV6协议栈移植到MCU中实现IPV6网络层，建立ISO15118标准通信协议，降低充电系统成本。
附图说明
附图1是电动车端通信控制器组成示意图。
附图2是电动汽车充电通信系统结构示意图。
具体实施方式
一种电动汽车智能充电通信系统，包括OCPP充电云管理平台、PLC通信网关集中器、充电桩端PLC通信模块、电动车端PLC通信模块。所述电动车端PLC通信模块通过HPGP电力线载波通信与充电桩端PLC通信模块进行数据交互，充电车端PLC通信模块内建标准的ISO15118标准车端通信协议栈。
所述电动车端PLC通信模块包括MCU、HPGP电力线载波芯片，MCU移植了IPV6协议栈，通过SPI接口与HPGP电力线载波芯片相连，HPGP电力线载波芯片与充电桩端PLC通信模块中使用的HPGP芯片相同，MCU通过IPV6协议与对上的充电桩端PLC模块建立ISO15118协议栈通信会话。
下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步解释说明。
对照附图1，电动车端PLC通信模块，其采用ST公司的STM32F429芯片作为主处理器，通过数据总线和地址总线连接SRAM和FLASH，在处理器及内存、FLASH的基础上内建嵌入式UCOS操作系统， STM32F429通过一路CAN接口与ISO1050接口芯片相连，通过CANH、CANL两根信号线与EV控制器相连，EV控制器负责电动电动汽车端的充电电气控制功能。电动车端PLC通信模块与EV控制器之间为定制的CAN总线私有协议。STM32F429通过一路SPI接口与HPGP协议芯片QCA7000相连接，QCA7000通过变压器耦合出CP、PE线，与充电桩端PLC通信模块连接。STM32F429的软件系统中内建ISO15118/DIN70121协议栈，通过协议栈电动汽车端PLC通信模块与充电桩端PLC通信模块进行充电通信交互会话。根据IEC 61851-1规定，电动车端需要对CP信号线上的1Khz的PWM信号的电压及频率占空比进行监测，将CP信号上的PWM输入至运放芯片OPA2725，进行放大处理后输入STM32F429的AD检测管脚。根据IEC 61851-1及ISO15118/DIN70121协议规定，电动车端需要对PD信号（充电枪是否插抢）进行检测，将PD信号引入TLV2772运放芯片进行放大处理后输入STM32F429的AD检测管脚，进行插抢动作检测。
对照附图2，一种基于IPV6协议栈和PLC电动汽车充电通信系统，包括：OCPP充电云管理系统、PLC通信网关集中器、充电桩端PLC通信模块、电动车端PLC通信模块。所述的OCPP充电云管理平台利用TCP/IP协议与PLC通信网关集中器进行OCPP数据协议交互，通过云管理平台可实现远程启动充电、停止充电，远程预约、收费，远程故障提示等管理功能；所述的PLC通信网关集中器装载嵌入式Linux系统，运行有OCPP协议栈，对上通过4G/WIFI/ETH多种网络途径与OCPP后台进行数据交互，对下通过HPAV电力线载波通信与充电桩端PLC通信模块进行数据交互。PLC通信网关集中器可连接不低于256个充电桩端PLC通信模块，实现一个充电站点的网关单元； 所述的充电桩端PLC通信模块对上通过HPAV电力线载波通信与PLC通信网关集中器进行数据交互，每一个充电桩端PLC通信模块均有唯一MAC地址。充电桩端PLC通信模块对下通过HPGP电力线载波通信与电动车端PLC通信模块进行数据交互。充电桩端PLC通信模块内建标准的ISO15118标准桩端通信协议栈。所述的电动车端PLC通信模块通过HPGP电力线载波通信与充电桩端PLC通信模块进行数据交互。充电车端PLC通信模块内建标准的ISO15118标准车端通信协议栈。
Claims (6)
1.一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其特征是所述电动车端通信控制器内建标准的ISO15118标准车端通信协议栈，包括主处理器、HPGP电力线载波芯片，MCU移植IPV6协议栈，通过SPI接口与HPGP电力线载波芯片相连。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其特征是所述主处理器为STM32F429芯片。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其特征是所述HPGP电力线载波芯片为QCA7000芯片。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其特征是其结构包括STM32F429芯片、SRAM、FLASH、ISO1050接口芯片、EV控制器、QCA7000芯片、OPA2725运放芯片；其中，所述STM32F429芯片通过数据总线和地址总线连接SRAM和FLASH，所述STM32F429芯片通过一路CAN接口与ISO1050接口芯片相连，通过CANH、CANL两根信号线与EV控制器相连；所述STM32F429芯片通过一路SPI接口与HPGP协议芯片QCA7000相连接，QCA7000通过变压器耦合出CP、PE线，CP线通过OPA2725运放芯片连接STM32F429芯片的AD检测管脚。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其特征是还包括TLV2772运放芯片，电动车PD信号输出端通过TLV2772运放芯片连接STM32F429AD检测管脚。
6.根据权利要求4所述的一种电动汽车智能充电通信系统中的电动车端通信控制器，其特征是所述电动车端通信控制器与PLC通信网关集中器、充电桩端通信控制器构成电动汽车充电通信系统，所述QCA7000芯片通过变压器耦合出CP、PE线，与充电桩端通信控制器连接；所述STM32F429芯片内建ISO15118/DIN70121协议栈，电动车端通信控制器通过协议栈与充电桩端通信控制器进行充电通信交互会话。
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