專利名稱：一種基于云計算平臺的電動汽車充電樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動汽車充電樁設(shè)備，尤其涉及一種基于云計算平臺的電動汽車充電樁，用來為電動充電汽車的電池充電，并實現(xiàn)對充電過程的規(guī)劃、計費(fèi)、有序用電管理。
背景技術(shù)：
目前我國正面臨著資源緊缺、環(huán)境壓力的兩大戰(zhàn)略難題，因此具有節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢的電動汽車越來越受到重視，正引發(fā)新一輪汽車工業(yè)的變革。在推動電動汽車的普及過程中，除了技術(shù)突破和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一外，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也必須同步開展。目前各地都在投 入巨資建設(shè)電動汽車充電站和充電樁等與新能源汽車相關(guān)的配套充電設(shè)施，均預(yù)示著電動汽車進(jìn)入全面普及階段。而隨著充換電站與充電樁數(shù)量的增加，充電設(shè)備對電網(wǎng)的影響也越來越大，尤其是充電樁的工作模式、規(guī)劃布局與使用頻率等因素都會對周遭電網(wǎng)產(chǎn)生很大影響，時間與地域上相對集中的使用會使電網(wǎng)的谷峰差率變大，降低電網(wǎng)的安全性，并會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，甚至?xí)鹌渌O(shè)備的負(fù)載率增高，發(fā)生安全事故。尤其電動汽車交流充電樁需要的充電時間比較長，對電網(wǎng)的潛在危害性更大，如何有效地監(jiān)控與規(guī)劃充電樁的使用，如何對充電樁進(jìn)行有序充電控制，如何既滿足用戶的充電需求又能夠符合電網(wǎng)的運(yùn)行限制，就成為了亟待解決的問題。中國第201010617141. X號發(fā)明專利中，實現(xiàn)了自動選擇閑時時段進(jìn)行充電，但它所使用的時間繼電器方式僅僅將充電時間強(qiáng)制規(guī)定在某一時間段，沒有考慮到具體電網(wǎng)谷峰等參數(shù)與電網(wǎng)進(jìn)行實時互動，缺乏靈活性；中國第201110148661. 5號發(fā)明專利中將充電樁組織為區(qū)域網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)與電網(wǎng)的實時雙向信息互動，實現(xiàn)對充電過程的遠(yuǎn)程控制，不過這種方式所采用的Zigbee通訊方式只能實現(xiàn)樁與樁之間的短距離通信，控制時所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)也只是樁附近Zigbee通訊范圍內(nèi)的充電數(shù)據(jù)，無法參考整個區(qū)域范圍內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù)來制定充電樁運(yùn)行計劃，不能真正地對用電操作進(jìn)行調(diào)度，實現(xiàn)有序用電。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了實現(xiàn)充電樁在充電過程的有序充電管理，以解決大規(guī)模充電樁對電網(wǎng)產(chǎn)生影響的問題，而提供的一種基于云計算平臺的電動汽車充電樁。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案—種基于云計算平臺的電動汽車充電樁，該充電樁包括云客戶端、通信模塊、監(jiān)控板、電池監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、充電機(jī)監(jiān)控模塊、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、人機(jī)交互裝置、微型打印機(jī)；其中，所述云客戶端分別與通信模塊、監(jiān)控板、電池監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、充電機(jī)監(jiān)控模塊、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、人機(jī)交互裝置、微型打印機(jī)雙向通信；監(jiān)控板與充電樁的主控板連接，實現(xiàn)模擬量采集、開關(guān)量采集和輸出控制；電池監(jiān)控模塊采集電池監(jiān)控數(shù)據(jù)、充電監(jiān)控模塊采集充電過程監(jiān)控數(shù)據(jù)、充電機(jī)監(jiān)控模塊采集充電機(jī)監(jiān)控數(shù)據(jù)、數(shù)字電表記錄用電數(shù)據(jù)，同時云客戶端通過通信模塊與云服務(wù)器端雙向通信，向云服務(wù)器端上傳數(shù)據(jù)并接收云服務(wù)器端下發(fā)的命令。所述通信模塊采用GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI或電力無線專網(wǎng)完成云客戶端與云服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交互。所述監(jiān)控板包括模擬量采集單元、開關(guān)量采集單元和輸出控制單元，三者通過RS485方式與云客戶端雙向通信連接。所述人機(jī)交互裝置包括顯示單元與鍵盤單元，其中顯示單元為顯示屏、觸摸屏、指示燈中的至少一種，通過VGA接口與云客戶端連接；鍵盤單元通過IO接口與云客戶端連接。所述IC卡讀寫器通過RS232/USB方式與云客戶端雙向通信連接，通過RS485方式與數(shù)字電表雙向通信連接?！に龀潆姳O(jiān)控模塊通過CAN總線和/或RJ45方式與云客戶端雙向通信連接。所述數(shù)字電表通過RS232方式與云客戶端連接。所述電池監(jiān)控模塊和充電機(jī)監(jiān)控模塊通過CAN總線與云客戶端雙向通信連接，同時充電機(jī)監(jiān)控模塊還通過RS485方式與云客戶端雙向通信連接，電池監(jiān)控模塊通過CAN總線讀取電動汽車上的電池數(shù)據(jù)，充電機(jī)監(jiān)控模塊通過CAN總線讀取充電機(jī)上的數(shù)據(jù)。所述微型打印機(jī)通過RS232方式與云客戶端單向通信連接。所述云客戶端米用Intel Pentium M 或 Intel Celeron M(Dothan)處理器和Windows Xp Embedded多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng),實現(xiàn)信息采集記錄、信息查詢顯示,視頻監(jiān)控、通信和急?？刂频牟⑿袌?zhí)行。本實用新型提供了顯示與輸入功能的人機(jī)交互裝置、提供輸出打印功能的微型打印機(jī)、提供卡信息讀寫功能的IC卡讀寫器、提供電量信息的數(shù)字電表、提供模擬量/開關(guān)量采集與輸出功能的監(jiān)控板、提供電池數(shù)據(jù)采集功能的電池監(jiān)控模塊、提供充電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集功能的充電機(jī)監(jiān)控模塊、提供電動汽車充電過程數(shù)據(jù)采集功能的充電監(jiān)控模塊、提供通訊功能的通信模塊，云客戶端連接于各功能單元之間。云客戶端是整個設(shè)備的核心部分，采用超低功能Intel Pentium M或IntelCeleron M(Dothan)處理器和Windows Xp Embedded多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng),能夠滿足信息采集記錄、信息查詢顯示，視頻監(jiān)控、通信和急?？刂频榷嗳蝿?wù)的并行執(zhí)行。上述電動汽車充電樁，可通過通信模塊與云服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將充電樁的充電機(jī)參數(shù)、計量計費(fèi)信息、電池監(jiān)控信息、充電過程監(jiān)控信息傳送至云服務(wù)器端，同時云服務(wù)器端將控制信息、參數(shù)設(shè)置信息、分時電價信息、設(shè)備運(yùn)行控制命令等傳送至充電樁。本實用新型所采用的云計算模式具有分布式海量存儲、快速備份/恢復(fù)、高速計算能力，能夠上傳/下載云服務(wù)器端的部署配置信息，一次配置后再維修或更換設(shè)備時直接從云端下載配置信息；采用端對端的安全線路通訊模式，保證數(shù)據(jù)安全；交易信息能夠直接保存到云端以供數(shù)據(jù)監(jiān)控與匯總；電動汽車充電樁本身不需要設(shè)置運(yùn)行模式，能夠根據(jù)云服務(wù)器端發(fā)回的控制命令進(jìn)行運(yùn)行，實現(xiàn)有序用電；充電計費(fèi)操作交由云服務(wù)器根據(jù)用電時間、區(qū)域、方式等多方面因素進(jìn)行計算，方式更為靈活，同時使設(shè)備具有高可靠性和良好的可維護(hù)性，適合在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，并且響應(yīng)快、傳輸速度快、即實時性高。[0024]本實用新型的有益效果是I、使用基于云計算平臺的電動汽車充電樁，實現(xiàn)了由云服務(wù)器對充電樁進(jìn)行控制，能夠根據(jù)電網(wǎng)當(dāng)前的谷峰參數(shù)、用電時間、區(qū)域、用電方式、充電樁運(yùn)行狀態(tài)等多方面因素對充電樁的使用進(jìn)行規(guī)劃，實現(xiàn)有序用電，降低充電設(shè)備對電網(wǎng)的影響，提高電網(wǎng)安全性。2、使用基于云計算平臺的電動汽車充電樁，實現(xiàn)了將充電過程數(shù)據(jù)全部上傳，既保證數(shù)據(jù)安全也便于對設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控；同時由云服務(wù)器端綜合考慮用電時間、區(qū)域、方式等多方面因素進(jìn)行計費(fèi)，保證計費(fèi)準(zhǔn)確性與合理性。3、采用云計算模式實現(xiàn)設(shè)備配置信息的上傳與下載，更新或更換設(shè)備后能夠多次下載使用，無須重新配置設(shè)備。4、系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，獨立性高，可擴(kuò)展性好，提高了系統(tǒng)的靈活性，并使得系·統(tǒng)的開放性大大提高，有利于系統(tǒng)維護(hù)、擴(kuò)展和功能增加。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的充電業(yè)務(wù)處理流程圖。其中，I、云客戶端，2、通信模塊,3、監(jiān)控板,4、電池監(jiān)控模塊,5、充電監(jiān)控模塊,6、充電機(jī)監(jiān)控模塊，7、IC卡讀寫器，8、數(shù)字電表，9、人機(jī)交互裝置，10、微型打印機(jī)，20、云服務(wù)器端。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。圖I中，基于云計算平臺的電動汽車充電樁，它包括安裝在充電樁內(nèi)的云客戶端1，通信模塊2，監(jiān)控板3，電池監(jiān)控模塊4，充電監(jiān)控模塊5，充電機(jī)監(jiān)控模塊6，IC卡讀寫器7，數(shù)字電表8，人機(jī)交互裝置9，微型打印機(jī)10，云客戶端I通過通信模塊2與云服務(wù)器端20通信。通信模塊2可以通過GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI、電力無線專網(wǎng)或其它遠(yuǎn)距離無線通訊網(wǎng)絡(luò)完成云客戶端I與云服務(wù)器端20的數(shù)據(jù)交互；監(jiān)控板3通過RS485方式與云客戶端I雙向通信連接；人機(jī)交互裝置9通過VGA接口 /10接口與云客戶端I連接；IC卡讀寫器7通過RS232/USB方式與云客戶端I雙向通信連接，通過RS485方式與數(shù)字電表雙向通信連接；充電監(jiān)控模塊5通過CAN總線和/或RJ45方式與云客戶端I雙向通信連接；電池監(jiān)控模塊4和充電機(jī)監(jiān)控模塊6通過CAN總線與云客戶端I雙向通信連接，同時充電機(jī)監(jiān)控模塊6還通過RS485方式與云客戶端I雙向通信連接，電池監(jiān)控模塊4通過CAN總線讀取電動汽車上的電池數(shù)據(jù)，充電機(jī)監(jiān)控模塊6通過CAN總線讀取充電機(jī)上的數(shù)據(jù)；微型打印機(jī)10通過RS232方式與云客戶端I單向通信連接。云客戶端I是整個設(shè)備的核心部分，采用超低功能Intel Pentium M或IntelCeleron M(Dothan)處理器和Windows Xp Embedded多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng),能夠滿足信息采集記錄、信息查詢顯示，視頻監(jiān)控、通信和急?？刂频榷嗳蝿?wù)的并行執(zhí)行。通信模塊2能夠通過GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI、電力無線專網(wǎng)或其它遠(yuǎn)距離無線通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)云客戶端2與云服務(wù)器端20的數(shù)據(jù)交互。監(jiān)控板3通過RS485方式與充電樁的主控板連接，包括模擬量采集模塊、開關(guān)量采集模塊和輸出控制模塊，實現(xiàn)模擬量采集、開關(guān)量采集和輸出控制。充電監(jiān)控模塊5通過CAN總線和/或RJ45方式與云客戶端I雙向通信連接，實現(xiàn)充電過程數(shù)據(jù)的采集。充電機(jī)監(jiān)控模塊6通過CAN總線和RS485方式與云客戶端I雙向通信連接，并通過CAN總線讀取充電機(jī)上的數(shù)據(jù)。IC卡讀寫器7通過RS232/USB方式與云客戶端I雙向通信連接，通過RS485方式與數(shù)字電表雙向通信連接，通過接觸式/非接觸式對IC卡進(jìn)行讀取操作，實現(xiàn)計費(fèi)功能。數(shù)字電表8通過RS485方式與IC卡讀寫器7連接，并通過RS232方式與云客戶端I連接，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)采集。人機(jī)交互裝置9包括顯示單元和鍵盤單元，其中顯示單元為顯示屏、觸摸屏、指示燈中的至少一種，通過VGA接口與云客戶端連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出功能；鍵盤單元通過IO接口與云客戶端I連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入功能。微型打印機(jī)10通過RS232方式與云客戶端單向通信連接，實現(xiàn)票據(jù)打印功能。本實用新型的工作流程(I)設(shè)備啟動后由通信模塊2向云服務(wù)器端20發(fā)送信息并接收傳回的配置信息，并傳送至中央處理單元云客戶端I并保存應(yīng)用。(2)圖2中，進(jìn)行充電操作時首先由云客戶端I通過通信模塊2向云服務(wù)器端20發(fā)求請求，經(jīng)云服務(wù)器端20根據(jù)充電樁所處區(qū)域、時間、電網(wǎng)谷峰值等參數(shù)判斷是否能夠啟用該設(shè)備，并將控制命令傳回通信模塊2，并發(fā)至中央處理單元云客戶端I保存并應(yīng)用；充電過程中電池監(jiān)控模塊4所采集的電池監(jiān)控數(shù)據(jù)、充電監(jiān)控模塊5所采集的充電過程監(jiān)控數(shù)據(jù)、充電機(jī)監(jiān)控模塊6所采集的充電機(jī)監(jiān)控數(shù)據(jù)、電表數(shù)據(jù)等全部傳送至云客戶端I通過通信模塊2上傳至云服務(wù)器端20進(jìn)行保存和監(jiān)控，數(shù)據(jù)發(fā)生異常時由云服務(wù)器端20發(fā)送設(shè)備控制命令至通信模塊2，由云服務(wù)器端20綜合區(qū)域、時間、電網(wǎng)谷峰值等參數(shù)控制充電樁運(yùn)行狀態(tài)，減小電網(wǎng)壓力，實現(xiàn)有序用電。(3)充電結(jié)束時由云客戶端I進(jìn)行費(fèi)用計算并將結(jié)果發(fā)送至通信模塊2，由云客戶端I通過IC卡讀寫器7進(jìn)行扣費(fèi)操作，由云服務(wù)器端20綜合全網(wǎng)因素進(jìn)行綜合計費(fèi)。(4)由人機(jī)交互裝置9對充電樁進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，并由通信模塊2將配置信息上傳至云服務(wù)器端20，并在設(shè)備重啟時、更新時或更換設(shè)備時通過通信模塊2根據(jù)設(shè)備ID從云服務(wù)器端20上下載相應(yīng)的配置信息，每次更換或重啟設(shè)備后不需要再重新對設(shè)備進(jìn)行設(shè)置?；谠朴嬎闫脚_的電動汽車充電樁上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，該充電樁包括云客戶端、通信模塊、監(jiān)控板、電池監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、充電機(jī)監(jiān)控模塊、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、人機(jī)交互裝置、微型打印機(jī)； 其中，所述云客戶端分別與通信模塊、監(jiān)控板、電池監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、充電機(jī)監(jiān)控模塊、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、人機(jī)交互裝置、微型打印機(jī)雙向通信；監(jiān)控板與充電樁的主控板連接，實現(xiàn)模擬量采集、開關(guān)量采集和輸出控制；電池監(jiān)控模塊采集電池監(jiān)控數(shù)據(jù)、充電監(jiān)控模塊采集充電過程監(jiān)控數(shù)據(jù)、充電機(jī)監(jiān)控模塊采集充電機(jī)監(jiān)控數(shù)據(jù)、數(shù)字電表記錄用電數(shù)據(jù)，同時云客戶端通過通信模塊與云服務(wù)器端雙向通信，向云服務(wù)器端上傳數(shù)據(jù)并接收云服務(wù)器端下發(fā)的命令。
2.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，基于云計算平臺的電動汽車充電樁所述通信模塊采用GPRS、EDGE、CDMA、3G、4G、WIFI或電力無線專網(wǎng)完成云客戶端與云服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交互。
3.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述監(jiān)控板包括模擬量采集單元、開關(guān)量采集單元和輸出控制單元，三者通過RS485方式與云客戶端雙向通信連接。
4.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述人機(jī)交互裝置包括顯示單元與鍵盤單元，其中顯示單元為顯示屏、觸摸屏、指示燈中的至少一種，通過VGA接口與云客戶端連接；鍵盤單元通過IO接口與云客戶端連接。
5.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述IC卡讀寫器通過RS232/USB方式與云客戶端雙向通信連接，通過RS485方式與數(shù)字電表雙向通信連接。
6.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述充電監(jiān)控模塊通過CAN總線和/或RJ45方式與云客戶端雙向通信連接。
7.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述數(shù)字電表通過RS232方式與云客戶端連接。
8.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述電池監(jiān)控模塊和充電機(jī)監(jiān)控模塊通過CAN總線與云客戶端雙向通信連接，同時充電機(jī)監(jiān)控模塊還通過RS485方式與云客戶端雙向通信連接，電池監(jiān)控模塊通過CAN總線讀取電動汽車上的電池數(shù)據(jù),充電機(jī)監(jiān)控模塊通過CAN總線讀取充電機(jī)上的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求I所述的基于云計算平臺的電動汽車充電樁，其特征是，所述微型打印機(jī)通過RS232方式與云客戶端單向通信連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于云計算平臺的電動汽車充電樁，云客戶端分別與通信模塊、監(jiān)控板、電池監(jiān)控模塊、充電監(jiān)控模塊、充電機(jī)監(jiān)控模塊、IC卡讀寫器、數(shù)字電表、人機(jī)交互裝置、微型打印機(jī)雙向通信；同時云客戶端通過通信模塊與云服務(wù)器端雙向通信，向云服務(wù)器端上傳數(shù)據(jù)并接收云服務(wù)器端下發(fā)的命令。本實用新型采用云計算模式實現(xiàn)設(shè)備配置信息的上傳與下載，更新或更換設(shè)備后能夠多次下載使用，無須重新配置設(shè)備。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，獨立性高，可擴(kuò)展性好，提高了系統(tǒng)的靈活性，并使得系統(tǒng)的開放性大大提高，有利于系統(tǒng)維護(hù)、擴(kuò)展和功能增加。
文檔編號G07F17/00GK202748879SQ20122031265
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者張宗慧, 袁弘, 張秉良, 張海龍, 張明江 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司