一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，包括智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)和基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)；所述智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)包括中央服務(wù)器、移動通信網(wǎng)絡(luò)及Internet、充電站端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和車載信息采集終端。本發(fā)明可以為用戶提供準(zhǔn)確的充電站分布信息，根據(jù)用戶的車輛信息引導(dǎo)用戶接入充電站的具體的充電樁進(jìn)行充電；中央服務(wù)器可以接受來自于用戶端的多種方式的查詢并結(jié)合車輛本身的電池參數(shù)和用戶喜好或要求做出合理的充電規(guī)劃和決策方案；車輛認(rèn)證系統(tǒng)作用為實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證、付費(fèi)情況，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源（如充電樁、電量等），保護(hù)用戶的隱私及保證數(shù)據(jù)的安全性。
【專利說明】一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車智能充電裝置，具體涉及一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車的推廣對解決能源問題和環(huán)境問題具有很大的幫助。電動汽車的推廣需要完善的基礎(chǔ)設(shè)施的支持，尤其是智能充電系統(tǒng)的支持，否則電動汽車會因?yàn)殡姵爻潆妴栴}而達(dá)不到用戶的使用需求而難以推行。國內(nèi)外對電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)的研究主要圍繞智能充電站而進(jìn)行。例如，IBM公司、本田公司和PE&G公司針對電動汽車智能充電系統(tǒng)開展了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并取得了顯著的成果。其他的相關(guān)研究也圍繞如何利用ICT技術(shù)實(shí)現(xiàn)電動汽車接入電網(wǎng)的智能控制來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的充電過程。
[0003]目前的電動汽車所使用的磷酸鐵鋰動力電池組件是一種新興的電池類型，該電池具備能量密度高、重量小、能夠大電流充放電等優(yōu)異特性，符合作為純電動汽車對動力電池組件的需求。但目前，適合磷酸鐵鋰電池的性能以及壽命相關(guān)的基本數(shù)據(jù)并不完備，各個車輛的電池組的狀況不同，采用何種充電模式才能夠避免充電過程中電池中的材料結(jié)晶，過大電流放電對電池壽命會產(chǎn)生多大的負(fù)面影響，電池工作過程中的溫度因素等等都需要實(shí)際的充電站、車輛的測量參數(shù)才能進(jìn)行分析匯總，實(shí)現(xiàn)有效充電。
[0004]物聯(lián)網(wǎng)英文名稱是“TheInternet of things”,也稱為“Web of Things”,是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時采集任何需要監(jiān)控、連接、互 動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用擴(kuò)展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。另外，目前我國的無線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了城鄉(xiāng)，無線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，安置在動物、植物、機(jī)器和物品上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號可隨時隨地通過無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)傳送出去?！霸朴嬎恪奔夹g(shù)的運(yùn)用，使數(shù)以億計的各類物品的實(shí)時動態(tài)管理變得可能。
但是，在已經(jīng)趨于完善的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，電動汽車接入智能充電站的充電設(shè)備時，需要從更高和更加廣闊的角度出發(fā)，綜合考慮用戶的電動汽車充電過程中的各種因素，例如動力電池的壽命、電網(wǎng)的負(fù)載、用戶的要求、用戶的隱私和安全等，并將這些因素作為智能充電系統(tǒng)設(shè)計的根據(jù)，融合到平臺的建設(shè)中，才能實(shí)現(xiàn)合理、高效的充電服務(wù)。因此，迫切需要一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。
[0007]一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述電動汽車智能充電接入系統(tǒng)包括:
(1)智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)，所述智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)包括:
為用戶提供合理的充電引導(dǎo)服務(wù)的中央服務(wù)器，所述中央服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫、車載終端查詢服務(wù)器、網(wǎng)頁查詢服務(wù)器；
充電站端信息采集系統(tǒng)，所述充電站端信息采集系統(tǒng)將充電站的電能信息進(jìn)行采集并通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞給中央服務(wù)器；充電站端信息采集系統(tǒng)包括充電站信息采集設(shè)備；所述通訊網(wǎng)絡(luò)為移動通信網(wǎng)絡(luò)或Internet ；
用戶端，所述用戶端包括智能車載終端、移動設(shè)備/PC，可通過通訊網(wǎng)絡(luò)與所述中央服務(wù)器的車載終端查詢服務(wù)器、網(wǎng)頁查詢服務(wù)器進(jìn)行通訊，可以查詢充電引導(dǎo)服務(wù)的參考信息或向中央服務(wù)器發(fā)送控制命令；所述移動設(shè)備為手機(jī)或平板電腦；所述通訊網(wǎng)絡(luò)為移動通信網(wǎng)絡(luò)或Internet ；
(2)基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源；
所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)包括:
充電站識別設(shè)備；
車載信息采集終端，用于采集電動汽車的身份信息和電池的狀態(tài)信息并通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞給中央服務(wù)器；
寫入初始化密鑰的智能卡，所述智能卡設(shè)置在智能車載終端或移動設(shè)備/PC上并可通過通訊網(wǎng)絡(luò)與所述中央服務(wù)器通訊；
認(rèn)證中心，所述認(rèn)證中心設(shè)置在中央服務(wù)器上；
所述用戶端通過兩種方式向中央服務(wù)器發(fā)起充電引導(dǎo)請求服務(wù):即被動和主動方式； 所述被動方式的觸發(fā)條件為車輛電池的某一狀態(tài)超過警戒值；
所述主動方式是由用戶發(fā)起的，用戶通過用戶端的可視化界面或者語言來實(shí)現(xiàn)查詢并向中央服務(wù)器發(fā)送控制命令實(shí)現(xiàn)充電引導(dǎo)請求服務(wù)。
[0008]進(jìn)一步，所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)中的車輛認(rèn)證系統(tǒng)采用基于RFID的身份識別認(rèn)證系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步，所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)包括:
充電識別設(shè)備，所述充電識別設(shè)備安裝在電動汽車充電系統(tǒng)的本地工作站，并通過無線網(wǎng)絡(luò)與中央服務(wù)器相連；
所述車輛認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證協(xié)議采用基于環(huán)簽名的認(rèn)證算法；所述車輛認(rèn)證系統(tǒng)中，每個充電站投入使用之前需要對其進(jìn)行密鑰的初始化，其初始化過程為:
充電識別設(shè)備的集中器生成RSA簽名的公共密鑰對(S，P)；
認(rèn)證中心利用客戶的簽名密鑰對P簽名sig (P)，建立ID與P的映射，并存入數(shù)據(jù)庫；電動汽車的初始化過程借助智能卡完成，可將初始化密鑰寫入智能卡中，在電動汽車中裝載智能卡的讀取設(shè)備完成密鑰的傳輸；
在初始化階段，認(rèn)證中心首先讀取智能卡的ID號，然后為電動汽車計算簽名公私密鑰對，分配環(huán)信息，用自己的私鑰對公鑰環(huán)信息進(jìn)行簽名，生成其簽名公鑰的證書，然后認(rèn)證中心生成與電動汽車共享的對稱加密密鑰，并且在自己的數(shù)據(jù)庫中加入電動汽車ID號與以上信息的映射條目；最后將以上信息和自己的認(rèn)證公鑰寫入智能卡，當(dāng)電動汽車插入該智能卡時即完成初始化。
[0010]通過基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源。
[0011]進(jìn)一步，無線網(wǎng)絡(luò)采用無線通短信模式。
[0012]進(jìn)一步，環(huán)簽名算法可以使車輛在通過認(rèn)證的過程中不暴露車輛的ID信息。
[0013]進(jìn)一步，基于數(shù)字簽名的認(rèn)證協(xié)議為分布式認(rèn)證，即在沒有中心服務(wù)器參與的情況下，僅僅依靠汽車和充電站二者就可以完成認(rèn)證。
[0014]進(jìn)一步，所述認(rèn)證算法使用批量認(rèn)證(即多輛車進(jìn)行同時認(rèn)證)的方式，以提高計算效率、縮短認(rèn)證時間。
[0015]進(jìn)一步，電動汽車智能充電接入系統(tǒng)還包括基于RFID的安全支付系統(tǒng)，所述基于RFID的安全支付系統(tǒng)采用非接觸式CPU卡作為支付的媒介，包括支付卡發(fā)行管理系統(tǒng)、支付卡出售系統(tǒng)、支付卡充值系統(tǒng)和消費(fèi)終端機(jī)，發(fā)卡管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)支付卡的密鑰的管理；支付卡出售系統(tǒng)根據(jù)用戶的注冊情況將卡片通過各種方式送到用戶手中；用戶可以通過售卡中心的網(wǎng)站進(jìn)行注冊和卡片的申請；支付卡充值系統(tǒng)完成賬戶的充值行為；用戶可以使用與支付在卡片中的金額對充電的電量進(jìn)行支付；一旦發(fā)生金額不足的情況可以通過補(bǔ)交現(xiàn)金或者與將本次充電交易缺少的金額計入汽車充電接入系統(tǒng)的賬戶中。
[0016]進(jìn)一步，所述中央服務(wù)器通過對充電站端信息采集系統(tǒng)采集的充電站的電能信息進(jìn)行分析處理，可以為用戶提供準(zhǔn)確的充電站分布信息，并結(jié)合電動汽車本身的電池參數(shù)和用戶喜好做出合理的充電規(guī)劃和決策方案。
[0017]進(jìn)一步，所述電池的狀態(tài)信息包括溫度、電壓、剩余可用電量、工作電流物理量。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，可以為用戶提供準(zhǔn)確的充電站分布信息，根據(jù)用戶的車輛信息引導(dǎo)用戶接入充電站的具體的充電樁進(jìn)行充電；中央服務(wù)器可以接受來自于用戶端的多種方式的查詢，例如基于位置信息的查詢及基于文字的查詢等，并結(jié)合車輛本身的電池參數(shù)和用戶喜好或要求做出合理的充電規(guī)劃和決策方案；能滿足電動汽車實(shí)驗(yàn)性發(fā)展階段的動力電池組件壽命相關(guān)數(shù)據(jù)的測試以及未來電動汽車普及時的實(shí)際用車的便利性需求；車輛認(rèn)證系統(tǒng)作用為實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證、付費(fèi)情況，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源(如充電樁、電量等)，保護(hù)用戶的隱私及保證數(shù)據(jù)的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明電動汽車智能充電接入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是不涉及到可信第三方的鑒別機(jī)制的執(zhí)行流程圖。
[0021 ] 圖3是本認(rèn)證協(xié)議中充電站的初始化流程圖。
[0022]圖4是基于RFID的安全支付系統(tǒng)架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例1。一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述電動汽車智能充電接入系統(tǒng)包括: (1)智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)，所述智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)包括:
為用戶提供合理的充電引導(dǎo)服務(wù)的中央服務(wù)器2，所述中央服務(wù)器2包括數(shù)據(jù)庫21、車載終端查詢服務(wù)器22、網(wǎng)頁查詢服務(wù)器23 ；
充電站端信息采集系統(tǒng)1，所述充電站端信息采集系統(tǒng)I將充電站的電能信息進(jìn)行采集并通過通訊網(wǎng)絡(luò)4傳遞給中央服務(wù)器2 ;充電站端信息采集系統(tǒng)I包括充電站信息采集設(shè)備11 ;所述通訊網(wǎng)絡(luò)4為移動通信網(wǎng)絡(luò)或Internet ；
用戶端3，所述用戶端3包括智能車載終端31、移動設(shè)備/PC32，可通過通訊網(wǎng)絡(luò)5與所述中央服務(wù)器2的車載終端查詢服務(wù)器22、網(wǎng)頁查詢服務(wù)器23進(jìn)行通訊，可以查詢充電引導(dǎo)服務(wù)的參考信息或向中央服務(wù)器2發(fā)送控制命令；所述移動設(shè)備為手機(jī)或平板電腦；所述通訊網(wǎng)絡(luò)5為移動通信網(wǎng)絡(luò)或Internet ；
(2)基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源；
所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)包括:
充電站識別設(shè)備12 ；
車載信息采集終端33，用于采集電動汽車的身份信息和電池的狀態(tài)信息并通過通訊網(wǎng)絡(luò)5傳遞給中央服務(wù)器2;
寫入初始化密鑰的智能卡，所述智能卡設(shè)置在智能車載終端31或移動設(shè)備/PC32上并可通過通訊網(wǎng)絡(luò)5與所述中央服務(wù)器2通訊；
認(rèn)證中心24，所述認(rèn)證中心24設(shè)置在中央服務(wù)器2上；
所述用戶端通過兩種方式向中央服務(wù)器發(fā)起充電引導(dǎo)請求服務(wù):即被動和主動方式； 所述被動方式的觸發(fā)條件為車輛電池的某一狀態(tài)超過警戒值；
所述主動方式是由用戶發(fā)起的，用戶通過用戶端的可視化界面或者語言來實(shí)現(xiàn)查詢并向中央服務(wù)器發(fā)送控制命令實(shí)現(xiàn)充電引導(dǎo)請求服務(wù)。
[0025]所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)中的車輛認(rèn)證系統(tǒng)采用基于RFID的身份識別認(rèn)證系統(tǒng)。
[0026]電動汽車智能充電接入系統(tǒng)為電動汽車只能充電系統(tǒng)的子系統(tǒng)。其作用為實(shí)現(xiàn)智能化的電動汽車充電接入服務(wù)。從功能上可以劃分為兩個部分:智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)和基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)。本部分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示:
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別。常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼，等等。一套完整RFID系統(tǒng)由Reader與Transponder兩部份組成，其動作原理為由Reader發(fā)射一特定頻率之無限電波能量給Transponder,用以驅(qū)動Transponder電路將內(nèi)部之ID Code送出，此時Reader便接收此IDCode。Transponder的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污,且晶片密碼為世界唯一無法復(fù)制，安全性高、長壽命。RFID的應(yīng)用非常廣泛，目前典型應(yīng)用有動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產(chǎn)線自動化、物料管理?；诖耍景l(fā)明設(shè)計了基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)，用于對電動車輛進(jìn)行身份識別。如圖1所示，最基本的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(應(yīng)答器)、閱讀器(Reader)和天線(Antenna)三部分組成。
[0027]電子標(biāo)簽:電子標(biāo)簽也稱作智能標(biāo)簽、應(yīng)答器，它是指由IC芯片和無線通信天線組成的超微型的小標(biāo)簽，其內(nèi)置的射頻天線用于和閱讀器進(jìn)行通信。由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼(EPC)，附著在要標(biāo)識的目標(biāo)物體上。閱讀器:閱讀器又稱讀頭、讀寫器等，它在RFID系統(tǒng)中扮演著重要的角色，主要負(fù)責(zé)與電子標(biāo)簽的雙向通信，同時接受來自主機(jī)系統(tǒng)的控制指令。閱讀器的頻率決定了 RFID系統(tǒng)工作的頻段，其功率決定了身頻識別的有效距離。閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由射頻接口、邏輯控制單元和天線3部分組成。為保障存儲器中數(shù)據(jù)的安全，對電子標(biāo)簽中的AES模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后再存儲，密鑰存儲于電子標(biāo)簽的片內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)中中，在芯片第一次上電時隨機(jī)生成，不可讀出，這樣保證了存儲在EEPROM中數(shù)據(jù)的靜態(tài)安全性。此外，為防止硬件上的安全隱患，即EEPROM被人為替換。我們采取電子標(biāo)簽與EEPROM的ID號匹配認(rèn)證的方式，以實(shí)現(xiàn)兩個芯片的一一對應(yīng)。
[0028]為了保證存儲在電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)安全性，需要對訪問電子標(biāo)簽的讀卡器進(jìn)行身份認(rèn)證操作。為此，我們受到MifareOne卡中存儲區(qū)按塊和扇區(qū)劃分的啟發(fā)。將該電子標(biāo)簽EEPROM中連續(xù)的存儲空間映射成扇區(qū)的方式讀寫，并設(shè)置每一扇區(qū)有各自的讀寫權(quán)限。扇區(qū)又分為若干的塊，讀卡器操作時讀寫的最小單位為塊，一個塊有16字節(jié)的空間?？ㄆ瑢⒆x卡器發(fā)來的扇區(qū)+塊的地址映射成扇區(qū)+偏移量的地址進(jìn)行讀卡。讀卡器發(fā)來讀寫卡的命令同時包含被讀寫扇區(qū)的權(quán)限密鑰。此時就起到了數(shù)據(jù)加解密與訪問控制的作用，它是一種強(qiáng)制訪問控制方式。本實(shí)施例中，選擇TI公司的CCS511做為電子標(biāo)簽。車輛認(rèn)證系統(tǒng)的關(guān)鍵部分在于車輛的認(rèn)證身份協(xié)議設(shè)計。在本實(shí)施例中所設(shè)計的認(rèn)證協(xié)議應(yīng)充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的各種安全風(fēng)險，并采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施，不僅在安全性上滿足要求，并且在計算性能及網(wǎng)絡(luò)性能上都要具有較高的效率。
[0029]本實(shí)施例中，認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計擬采用基于環(huán)簽名的認(rèn)證算法，該算法具有相比于其他認(rèn)證算法具有兩個突出的優(yōu)勢:
首先，環(huán)簽名算法可以使車輛在通過認(rèn)證的過程中避免暴露自身的ID信息，因此可以有效的保護(hù)用戶的隱私。
[0030]為了保證讀卡器和電子標(biāo)簽之間的相互認(rèn)證和雙方通信數(shù)據(jù)的安全性，采用了不涉及到第三方的鑒別機(jī)制實(shí)現(xiàn)讀卡器和標(biāo)簽的認(rèn)證和密鑰協(xié)商。這種鑒別機(jī)制中，Reader和Card在開始運(yùn)行鑒別機(jī)制之前應(yīng)共享一個公共的秘密鑒別密鑰K，并假設(shè)其是安全的。其機(jī)制流程如圖2所示。
[0031]不涉及到可信第三方的鑒別機(jī)制的執(zhí)行過程如下:
①Reade 廣播 AUTHENTICATION 命令；
②Card返回相應(yīng)信息ACK。
③Reader接收到ACK后，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)A公共密鑰加密和Card的ID號運(yùn)算用形成ERD發(fā)送給Card ；
④Card接收到ERD與自己的ID號比較，相同，解密隨機(jī)數(shù)A并產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)B運(yùn)算，用公共密鑰加密形成EDR發(fā)送給Reader ;不相同，停止；
⑤Reader成功接收后將接收的EDR再一次發(fā)送給Card，并用公共密鑰解密EDR，提取隨機(jī)數(shù)A'并與自己產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)A對比，相同，Reader方認(rèn)證成功；否則，認(rèn)證失??；
⑥Card成功接收EDR后，用公共密鑰解密EDR，提取隨機(jī)數(shù)B'并與自己產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)B對比，相同，Card方認(rèn)證成功；否則，認(rèn)證失敗。這種鑒別機(jī)制中，唯一性/時間性是通過產(chǎn)生并檢驗(yàn)隨機(jī)數(shù)來控制的。在⑤中，Reader再一次發(fā)送EDR是為了給Card驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)B0
其次，基于數(shù)字簽名的認(rèn)證協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)分布式認(rèn)證，即在沒有中心服務(wù)器參與的情況下，僅僅依靠汽車和充電站二者就可以完成認(rèn)證，這樣會使系統(tǒng)的魯棒性增加。
[0032]另外，由于電動汽車到達(dá)充電站的時間具有一定的規(guī)律性，如大量的電動汽車會在上班時間的早晨集中到達(dá)一個充電站進(jìn)行充電或停車，因此可以使用批量認(rèn)證(即多輛車進(jìn)行同時認(rèn)證)的方式設(shè)計認(rèn)證系統(tǒng)以提高計算效率、縮短認(rèn)證時間。
[0033]在本實(shí)施例設(shè)計的認(rèn)證系統(tǒng)中，每個充電站投入使用之前需要對其進(jìn)行密鑰的初始化，其初始化過程如圖3所示(其中所用到的符號如表1所示)。
[0034]表1符號含義
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述電動汽車智能充電接入系統(tǒng)包括: 1)智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)，所述智能充電引導(dǎo)系統(tǒng)包括: 為用戶提供合理的充電引導(dǎo)服務(wù)的中央服務(wù)器(2)，所述中央服務(wù)器(2)包括數(shù)據(jù)庫(21)、車載終端查詢服務(wù)器(22)、網(wǎng)頁查詢服務(wù)器(23)； 充電站端信息采集系統(tǒng)(1)，所述充電站端信息采集系統(tǒng)(I)將充電站的電能信息進(jìn)行采集并通過通訊網(wǎng)絡(luò)(4 )傳遞給中央服務(wù)器(2 );充電站端信息采集系統(tǒng)(I)包括充電站信息采集設(shè)備(11);所述通訊網(wǎng)絡(luò)(4)為移動通信網(wǎng)絡(luò)或Internet ； 用戶端(3 )，所述用戶端(3 )包括智能車載終端(31 )、移動設(shè)備/PC (32 )，可通過通訊網(wǎng)絡(luò)(5)與所述中央服務(wù)器(2)的車載終端查詢服務(wù)器(22)、網(wǎng)頁查詢服務(wù)器(23)進(jìn)行通訊，可以查詢充電引導(dǎo)服務(wù)的參考信息或向中央服務(wù)器(2)發(fā)送控制命令；所述移動設(shè)備為手機(jī)或平板電腦；所述通訊網(wǎng)絡(luò)(5)為移動通信網(wǎng)絡(luò)或Internet ； 2)基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源； 所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)包括: 充電站識別設(shè)備(12)； 車載信息采集終端(33)，用于采集電動汽車的身份信息和電池的狀態(tài)信息并通過通訊網(wǎng)絡(luò)(5 )傳遞給中央服務(wù)器(2 ); 寫入初始化密鑰的智能卡，所述智能卡設(shè)置在智能車載終端(31)或移動設(shè)備/PC (32)上并可通過通訊網(wǎng)絡(luò)(5)與所述中央服務(wù)器(2)通訊； 認(rèn)證中心(24)，所述認(rèn)證中心(24)設(shè)置在中央服務(wù)器(2)上； 所述用戶端通過兩種方式向中央服務(wù)器發(fā)起充電引導(dǎo)請求服務(wù):即被動和主動方式； 所述被動方式的觸發(fā)條件為車輛電池的某一狀態(tài)超過警戒值； 所述主動方式是由用戶發(fā)起的，用戶通過用戶端的可視化界面或者語言來實(shí)現(xiàn)查詢并向中央服務(wù)器發(fā)送控制命令實(shí)現(xiàn)充電引導(dǎo)請求服務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)中的車輛認(rèn)證系統(tǒng)采用基于RFID的身份識別認(rèn)證系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證協(xié)議采用基于環(huán)簽名的認(rèn)證算法；所述車輛認(rèn)證系統(tǒng)中，每個充電站投入使用之前需要對其進(jìn)行密鑰的初始化，其初始化過程為: 充電識別設(shè)備的集中器生成RSA簽名的公共密鑰對(S，P)； 認(rèn)證中心利用客戶的簽名密鑰對P簽名sig (P)，建立ID與P的映射，并存入數(shù)據(jù)庫；電動汽車的初始化過程借助智能卡完成，可將初始化密鑰寫入智能卡中，在電動汽車中裝載智能卡的讀取設(shè)備完成密鑰的傳輸； 在初始化階段，認(rèn)證中心首先讀取智能卡的ID號，然后為電動汽車計算簽名公私密鑰對，分配環(huán)信息，用自己的私鑰對公鑰環(huán)信息進(jìn)行簽名，生成其簽名公鑰的證書，然后認(rèn)證中心生成與電動汽車共享的對稱加密密鑰，并且在自己的數(shù)據(jù)庫中加入電動汽車ID號與以上信息的映射條目；最后將以上信息和自己的認(rèn)證公鑰寫入智能卡，當(dāng)電動汽車插入該智能卡時即完成初始化；通過基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的車輛認(rèn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對合法充電用戶的身份認(rèn)證，從而杜絕非法的汽車占用有限的充電資源。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:無線網(wǎng)絡(luò)采用無線通短信模式。
5.如權(quán)利要求3所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:環(huán)簽名算法可以使車輛在通過認(rèn)證的過程中不暴露車輛的ID信息。
6.如權(quán)利要求3所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:基于數(shù)字簽名的認(rèn)證協(xié)議為分布式認(rèn)證，即在沒有中心服務(wù)器參與的情況下，僅僅依靠汽車和充電站二者就可以完成認(rèn)證。
7.如權(quán)利要求3所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述認(rèn)證算法使用批量認(rèn)證(即多輛車進(jìn)行同時認(rèn)證)的方式，以提高計算效率、縮短認(rèn)證時間。
8.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:電動汽車智能充電接入系統(tǒng)還包括基于RFID的安全支付系統(tǒng)，所述基于RFID的安全支付系統(tǒng)采用非接觸式CPU卡作為支付的媒介，包括支付卡發(fā)行管理系統(tǒng)、支付卡出售系統(tǒng)、支付卡充值系統(tǒng)和消費(fèi)終端機(jī)，發(fā)卡管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)支付卡的密鑰的管理；支付卡出售系統(tǒng)根據(jù)用戶的注冊情況將卡片通過各種方式送到用戶手中；用戶可以通過售卡中心的網(wǎng)站進(jìn)行注冊和卡片的申請；支付卡充值系統(tǒng)完成賬戶的充值行為；用戶可以使用與支付在卡片中的金額對充電的電量進(jìn)行支付；一旦發(fā)生金額不足的情況可以通過補(bǔ)交現(xiàn)金或者與將本次充電交易缺少的金額計入汽車充電接入系統(tǒng)的賬戶中。
9.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述中央服務(wù)器通過對充電站端信息采集系統(tǒng)采集的充電站的電能信息進(jìn)行分析處理，可以為用戶提供準(zhǔn)確的充電站分布信息，并結(jié)合電動汽車本身的電池參數(shù)和用戶喜好做出合理的充電規(guī)劃和決策方案。
10.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車智能充電接入系統(tǒng)，其特征在于:所述電池的狀態(tài)信息包括溫度、電壓、剩余可用電量、工作電流物理量。
【文檔編號】H02J7/00GK104022549SQ201410249300
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月8日
【發(fā)明者】華聞霞, 劉立江, 劉立河, 劉建勇, 韓玉冰, 李超, 張發(fā)忠 申請人:山東天海科技股份有限公司