一種快速充電站的充電管理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速充電站的充電管理系統(tǒng)及方法，屬于充換電站控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車使用越來(lái)越受到推崇，電動(dòng)汽車上高速公路也成為一種發(fā)展趨勢(shì)，目前在高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)電動(dòng)汽車快速充電站的工作正在如火如荼的推進(jìn)中，京滬高速、京港澳高速和青銀高速等高速公路充電站對(duì)電動(dòng)汽車試運(yùn)營(yíng)已完成。規(guī)劃高速公路快速充電站的操作流程，對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行合理規(guī)范的管理和安排，提升用戶的操作體驗(yàn)，可加速高速公路快速充電站的發(fā)展。
[0003]高速公路快速充電站區(qū)別于城市建設(shè)的大型集中充電站，具有分布廣、距離遠(yuǎn)、充電粧少的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有運(yùn)營(yíng)管理人員維護(hù)，在管理上需要對(duì)各個(gè)站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化，運(yùn)營(yíng)人員能在遠(yuǎn)端服務(wù)器對(duì)所有充電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控操作，用戶在高速公路能對(duì)充電站的狀況和充電過(guò)程實(shí)時(shí)了解。
[0004]建在高速公路服務(wù)區(qū)的充電站使用面積比較小，每個(gè)站目前規(guī)劃的只有4個(gè)充電粧，當(dāng)出現(xiàn)非電動(dòng)車輛占位和電動(dòng)車輛充完電占位的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了充電站的使用，而目前缺乏對(duì)充電車位的合理管理，造成充電粧的使用效率低，因此，急需一種一種充電站快速充電管理方法，使充電車輛實(shí)施排隊(duì)等候機(jī)制，協(xié)調(diào)用戶充電次序，實(shí)現(xiàn)充電站排隊(duì)充電有序化管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種快速充電站的充電管理系統(tǒng)及方法，以解決目前確定對(duì)充電車位的合理管理導(dǎo)致充電粧使用效率低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供了一種快速充電站的充電管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)包括手機(jī)客戶端、系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層、系統(tǒng)操作管理層和系統(tǒng)業(yè)務(wù)執(zhí)行層，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層包括云服務(wù)平臺(tái)和遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)操作管理層包括充電操作管理單元和人機(jī)交互單元，所述系統(tǒng)業(yè)務(wù)執(zhí)行層包括充電粧和車位控制桿，所述手機(jī)客戶端與系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層中的云服務(wù)平臺(tái)通信連接，用于獲取充電站狀態(tài)和充電信息查詢以及實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)預(yù)訂，遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與云服務(wù)平臺(tái)和充電操作管理單元通信連接，人機(jī)交互單元與充電操作管理單元連接，充電粧與車位控制桿均與充電操作管理單元連接，所述手機(jī)客戶端用于根據(jù)車輛可行駛里程和由云服務(wù)平臺(tái)獲取充電站排隊(duì)車輛數(shù)、預(yù)約充電車輛數(shù)以及充電粧狀態(tài)確定最佳充電站地點(diǎn)并預(yù)約充電獲取排隊(duì)號(hào)。
[0007]所述當(dāng)車輛進(jìn)入預(yù)約充電站時(shí)，通過(guò)人機(jī)交互單元取排隊(duì)號(hào)和設(shè)置排隊(duì)號(hào)密碼，當(dāng)車輛進(jìn)入和開(kāi)出充電車位前需在人機(jī)交互單元輸入排隊(duì)號(hào)和排隊(duì)號(hào)密碼，經(jīng)系統(tǒng)驗(yàn)證無(wú)誤后將車位控制桿打開(kāi)，使車輛駛?cè)氤潆娢换蜷_(kāi)出充電位。
[0008]所述輪到充電而在規(guī)定時(shí)間未進(jìn)入充電車位充電的車輛排隊(duì)號(hào)將自動(dòng)取消，進(jìn)入充電車位在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有充電或停止充電后在規(guī)定時(shí)間未開(kāi)出的車輛將收取超時(shí)停車費(fèi)。
[0009]所述的系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層還設(shè)置有歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，該歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與充電操作管理單元通信連接，用于存儲(chǔ)充電站的充電交易記錄和充電過(guò)程數(shù)據(jù)。
[0010]所述的系統(tǒng)業(yè)務(wù)執(zhí)行層還設(shè)置有加密芯片，該加密芯片用于對(duì)充電操作管理單元和遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)之間的通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
[0011]本發(fā)明還提供了一種快速充電站的充電管理方法，該管理方法包括以下步驟:
[0012]I)根據(jù)車輛可行駛里程和附近充電站排隊(duì)車輛數(shù)、預(yù)約充電車輛數(shù)以及充電粧狀態(tài)確定最佳充電站地點(diǎn)并預(yù)約充電獲取排隊(duì)號(hào)；
[0013]2)當(dāng)車輛進(jìn)入預(yù)約充電站時(shí)，通過(guò)人機(jī)交互單元取排隊(duì)號(hào)和設(shè)置排隊(duì)號(hào)密碼；
[0014]3)當(dāng)輪到車輛充電時(shí)，在人機(jī)交互單元輸入排隊(duì)號(hào)和排隊(duì)號(hào)密碼，系統(tǒng)驗(yàn)證無(wú)誤后將車位控制桿打開(kāi)，使車輛駛?cè)氤潆娢唬?br>[0015]4)當(dāng)車輛駛?cè)氤潆娢缓箨P(guān)閉車位控制桿并開(kāi)始充電，當(dāng)車輛充電完成后在人機(jī)交互單元輸入排隊(duì)號(hào)和排隊(duì)號(hào)密碼，系統(tǒng)驗(yàn)證無(wú)誤后將車位控制桿打開(kāi)，使車輛開(kāi)出充電位。
[0016]所述輪到充電而在規(guī)定時(shí)間未進(jìn)入充電車位充電的車輛排隊(duì)號(hào)將自動(dòng)取消，進(jìn)入充電車位在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有充電或停止充電后在規(guī)定時(shí)間未開(kāi)出的車輛將收取超時(shí)停車費(fèi)。
[0017]所述在車輛充電時(shí)可根據(jù)需要和實(shí)際情況選擇相應(yīng)的充電模式，這里的充電模式包括刷卡充電、掃描二維碼充電和驗(yàn)證碼充電，當(dāng)充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通信正常時(shí)，可選擇這三種模式中的任意一種，當(dāng)兩者通信不正常時(shí)，只能選擇刷卡充電的方式。
[0018]所述充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)之間采用Esam加密芯片對(duì)通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，該加密過(guò)程包括以下步驟:
[0019]A.充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通信建立后雙方發(fā)送加密隨機(jī)數(shù)并驗(yàn)證Esam加密芯片的加密解密功能；
[0020]B.充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先經(jīng)過(guò)Esam加密芯片加密；
[0021]C.若其中一方解密數(shù)據(jù)失敗雙方需重新認(rèn)證；
[0022]D.充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)定時(shí)給對(duì)方發(fā)送用于加密的隨機(jī)數(shù)。
[0023]所述當(dāng)輛駛過(guò)預(yù)約充電站而未充電時(shí)取消充電預(yù)約時(shí)所獲取排隊(duì)號(hào)。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先根據(jù)車輛可行駛里程和附近充電站排隊(duì)車輛數(shù)、預(yù)約充電車輛數(shù)以及充電粧狀態(tài)確定最佳充電站地點(diǎn)并預(yù)約充電獲取排隊(duì)號(hào)；當(dāng)車輛進(jìn)入預(yù)約充電站時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)操作管理層的人機(jī)交互單元取排隊(duì)號(hào)和設(shè)置排隊(duì)號(hào)密碼；當(dāng)車輛進(jìn)入和開(kāi)出充電車位前需在人機(jī)交互單元輸入排隊(duì)號(hào)和排隊(duì)號(hào)密碼，經(jīng)系統(tǒng)驗(yàn)證無(wú)誤后將車位控制桿打開(kāi)，使車輛駛?cè)氤潆娢换蜷_(kāi)出充電位，并在車輛駛?cè)氤潆娢换蜷_(kāi)出充電位后關(guān)閉車位控制桿。本發(fā)明解決了非電動(dòng)車輛占位和電動(dòng)車輛充完電占位的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)設(shè)備及業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)管理以實(shí)現(xiàn)快速充電站安全、高效、穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)，使充電站服務(wù)從充電預(yù)約到充電完成整個(gè)流程智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明電動(dòng)汽車快速充電管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明電動(dòng)汽車快速充電管理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0028]本發(fā)明的一種快速充電站的充電管理系統(tǒng)的實(shí)施例
[0029]本發(fā)明的電動(dòng)汽車快速充電管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所不，該充電管理系統(tǒng)包括手機(jī)客戶端、系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層、系統(tǒng)操作管理層和系統(tǒng)業(yè)務(wù)執(zhí)行層，其中手機(jī)客戶端用于提供給用戶業(yè)務(wù)查詢、充電預(yù)約和充電預(yù)訂服務(wù)；系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層包括云服務(wù)平臺(tái)和遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)充電站所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)監(jiān)控管理；系統(tǒng)操作管理層包括充電操作管理單元和人機(jī)交互單元，負(fù)責(zé)充電過(guò)程操作；系統(tǒng)業(yè)務(wù)執(zhí)行層包括充電粧、車位控制桿、電度表和讀卡器負(fù)責(zé)充電過(guò)程的業(yè)務(wù)執(zhí)行。各層之間緊密結(jié)合、相互協(xié)調(diào)，完成高速公路快速充電站操作管理。
[0030]其中系統(tǒng)操作管理層的充電操作管理單元與系統(tǒng)業(yè)務(wù)層的充電粧、車位控制桿、電度表和讀卡器通信連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車充電過(guò)程的控制，人機(jī)交互單元與充電操作管理單元通信連接，用于實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程中的人機(jī)交互；充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)之間采用GPRS通信方式，用于接收和發(fā)送充電管理信息，同時(shí)充電站系統(tǒng)升級(jí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)將需要更新的exe和dll轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制格式傳輸給充電操作管理單元；云服務(wù)平臺(tái)與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通信連接，手機(jī)客戶端與云服務(wù)平臺(tái)通信連接，用于獲取車輛附近各個(gè)充電站里所有充電粧狀態(tài)和排隊(duì)以及預(yù)約充電車輛數(shù)。
[0031]人機(jī)交互單元提供三種充電和停車超費(fèi)支付:有卡支付、二維碼支付和驗(yàn)證碼支付，有卡充電結(jié)束后需刷卡支付，用戶忘記刷卡支付可在其他充電站的充電粧刷卡支付；用戶在人機(jī)交互單元設(shè)置充電金額后動(dòng)態(tài)生成二維碼，充電結(jié)束在手機(jī)客戶端賬戶扣費(fèi)；用戶通過(guò)手機(jī)客戶端預(yù)訂充電后產(chǎn)生一個(gè)充電驗(yàn)證碼，充電結(jié)束手機(jī)客戶端賬戶扣費(fèi)。
[0032]此外，本發(fā)明的系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)層還設(shè)置有充電站歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，充電站歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與充電操作管理單元通信連接，用于對(duì)充電交易記錄、充電過(guò)程數(shù)據(jù)以及黑名單用戶卡信息進(jìn)行存儲(chǔ)，擁有至少能夠保存充電站一年數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量。
[0033]為了提高通信的可靠性，系統(tǒng)業(yè)務(wù)執(zhí)行層還設(shè)置有加密芯片，該加密芯片用于對(duì)充電操作管理單元和遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)之間的通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)建立鏈路通信后，雙方對(duì)各自的Esam加密芯片的加密和解密功能進(jìn)行驗(yàn)證；充電操作管里單元和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)之間的傳輸數(shù)據(jù)通過(guò)Esam加密芯片加密和解密。Esam加密芯片對(duì)通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加密過(guò)程為:1)充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)通信建立后雙方發(fā)送加密隨機(jī)數(shù)并驗(yàn)證Esam加密芯片的加密解密功能；2)充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先經(jīng)過(guò)Esam加密芯片加密；3)其中一方解密數(shù)據(jù)失敗雙方需重新認(rèn)證；4)充電操作管理單元與遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)定時(shí)給對(duì)方發(fā)送用于加密的隨機(jī)數(shù)。
[0034]該充電管理系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:當(dāng)電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程需要充電時(shí)，用戶通過(guò)手機(jī)客戶端獲取車輛附近各個(gè)充電站里所有充電粧狀態(tài)和排隊(duì)以及預(yù)約充電車輛數(shù)，并