基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统及其控制方法，控制系统包括供能装置通信控制单元SECC；SECC包括：控制主CPU：负责对电动汽车充电系统的调度、数据处理及控制；电源模块：为供能装置通信控制单元提供电源；采样模块：采集电压、电流信息，并将电压、电流信息上送给控制主CPU；人机模块：用于界面显示和键盘输入；开入开出模块：采集开关量、状态量上送给控制主CPU，同时执行控制主CPU的控制命令；导引控制模块：监测导引控制线状态，并将其上送给控制主CPU；PLC控制模块：将主CPU与EVCC的网络通信数据转换为载波数据；本发明专利技术提供的方案为插入式电动汽车通过EVCC与SECC进行信息交互，从而实现电动汽车与电网的互动V2G，完成电动汽车的自适应充电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车充换电技术，具体涉及一种基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着全球石油资源的日渐枯竭，使用来源于石油的燃料成本不断上升，同时为了提高效率，减少空气的污染，汽车行业推出了新类型的车辆，使用各种发电站输送到电网的电能作为必要的能源，为车辆提供动力，而不是依靠内燃发动机，这些新车型，称为电动汽车。电动汽车将成为汽车市场的一个主要部分，逐渐取代内燃机动力的传统汽车。面对国际油价高位震荡和日益严峻的节能减排压力，世界汽车产业进入全面交通能源转型期，国际电动汽车发展开始加速。根据PIKE Research的一项最新报告预测，2010 年至2015年的五年内，世界插电式电动汽车(PEV，含插电式混合动力汽车和纯电动汽车)总体销量将达到320万辆，其中中国总销量将达到88. 8万辆，规模居世界第一。美国重点发展插电式混合动力汽车和纯电动汽车，出台各项措施支持动力电池、关键零部件的研发和生产，提出政府采购计划和消费者购车补贴政策，支持充电基础设施建设，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。发展电动汽车也是欧盟经济复兴计划的重要组成部分，积极研制和推广电动汽车，预计2020年欧洲将有500万辆电动汽车上路。日本在电动汽车的研制和推广方面，政府对购买纯电动汽车、插电式混合动力汽车等环保车的消费者给予补贴。发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径，我国把电动汽车列为战略性新兴产业，大力推进其产业化应用。我国在国内25个城市开展“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程试点，在6个城市开展私人购买新能源汽车补贴试点。国家科技部拟定了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，将进一步加大对电动汽车科技研发的投入，使我国成为节能及新能源汽车的强国。工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011 2020年)》草案中明确中国未来的新能源汽车发展规划将以插电式混合动力汽车及纯电动汽车为战略方向。分两个阶段实施，第一阶段到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车初步实现产业化，市场保有量超过50万辆。第二阶段是从2015年到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化，市场保有量达到500万辆，充电站网络支撑纯电动汽车实现城际间和区域化运行。电动汽车的动力电池要从外部的电网补充能源，因此它需要一个能公开访问的充电设施或者能够提供电力的充电系统。电动汽车的能量可以在受控状态下实现与电网之间的双向互动和交换(即所谓的V2G)。电动汽车的规模化应用将给充电设施建设和电网运行带来新的挑战。电网基本没有存储(除了部分抽水蓄能)能力，因此发电和输电必须设法匹配用电负荷的波动。随着研发投入不断增大和关键技术的突破，未来我国将进入电动汽车尤其是电动乘用车快速发展时期，形成电动汽车的规模化应用后，这将对充电设施发展和电网运行带来新的挑战(1)引发新的负荷增长，进一步增大电网峰谷差；(2)产生大量充电设施建设需求，对电网升级改造和规划建设提出更高要求；(3)充电需求具有随机性和分散性特点，加大配电网运行管理难度。大规模电动汽车充电时的波动对配电网有明显的影响，因此配电网会对充电系统或充电设施的进行负荷分配和限制。在智能电网背景下，对电动汽车充电实施智能管理，可避免电动汽车充电需求对电网造成的不利影响，并提高电网的运行效率。电动汽车充电控制需要考虑电网负荷的分配限制。对于司机来说，充电成本是一个关键因素，在没有紧急情况下，大多数消费者会选择相对便宜的电价进行能源补充。因此不同时段的费率表对于电动汽车的充电控制非常重要。另外电动汽车充电控制还受电池状态、电池容量、司机不同时期的需求等参数的影响。因此需要一个方法使得在各种情况下电动汽车充电控制能够自适应的进行。当前国内交直流充电设施很少有电动汽车交互的功能，有的直流充电设施只留有CAN接口用于将来通信交互，还没有使用导引控制上的载波并基于SDP及EXI技术的充电控 制功能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统及其控制方法。本专利技术提供的方案为插入式电动汽车PEV (Plug-in ElectricVehicle)通过车载控制器 EVCC (Electric Vehicle Communication Controller)与供能装置通信控制器 SECC (Supply Equipment Communication Controller)进行信息交互，从而实现电动汽车与电网的互动V2G (Vehicle to Grid Communication)。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的一种基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统，其改进之处在于，所述控制系统包括供能装置通信控制单元；所述供能装置通信控制单元通过充电电缆与电动汽车连接；所述供能装置通信控制单元包括控制主CPU :负责对电动汽车充电系统的调度、数据处理及控制；电源模块为所述供能装置通信控制单元提供电源；采样模块采集电压、电流信息，并将电压、电流信息上送给控制主CPU ;所述电压、电流信息包括电动汽车充电系统输入电压(电网侧电压)、输出电压(充电电压)、输入电流、输出电流(充电电流);人机模块用于界面显示和键盘输入；开入开出模块采集开关量、状态量上送给控制主CPU，同时执行控制主CPU的控制命令；导引控制模块监测导引控制线状态，并将其上送给控制主CPU ；PLC控制模块将控制主CPU的通信数据(电动汽车与充电设施通信交互的数据，包括网络的握手连接、服务的获取、参数的获取、充电信息的获取反馈、充电过程的控制等)转换为载波信号。其中，所述电源模块、采样模块、人机模块、开入开出模块、导引控制模块和PLC控制模块分别与控制主CPU连接。其中，所述控制主CPU采用LPC2388芯片。其中，所述电源模块为所述供能装置通信控制单元提供5V、12V和24V各等级电压。其中，所述采样模块通过RS485串行总线与控制主CPU连接。其中，所述人机模块包括显示控制主CPU界面信息的显示器和将外部操作指令传送给控制主CPU的键盘。其中，所述人机模块和开入开出模块均通过I/O控制总线与控制主CPU连接。其中，所述导引控制模块采用LPC2103芯片，该芯片通过RS232串行总线与控制主 CPU连接。其中，所述PLC控制模块采用QCA7000芯片，该芯片通过SPI总线与控制主CPU连接。其中，所述供能装置通信控制单元设置于电动汽车充电系统的充电设施内，所述 充电设施包括充电桩和充电机。其中，所述供能装置通信控制单元通过充电电缆的导引控制线与电动汽车车载控制器进行电力载波通信。其中，供能装置通信控制单元与电动汽车车载控制器进行电力载波通信时信息交互的OSI分层结构包括物理层采用基于导引控制线的电力载波；链路层采用PLC载波；网络层采用互联网协议，即IPv6 ；传输层采用TCP/IP、UDP和TLS协议；会话层采用V2GTP协议(即V2GTP的报文头，包括协议版本信息、校验信息、报文长度)；表示层采用V2GTP-EXI进行高效数据压缩；应用层采用SDP进行装置(装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDP和V2GTP？EXI电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述控制系统包括供能装置通信控制单元；所述供能装置通信控制单元通过充电电缆与电动汽车连接；所述供能装置通信控制单元包括：控制主CPU：负责对电动汽车充电系统的调度、数据处理及控制；电源模块：为所述供能装置通信控制单元提供电源；采样模块：采集电压、电流信息，并将电压、电流信息上送给控制主CPU；人机模块：用于界面显示和键盘输入；开入开出模块：采集开关量、状态量上送给控制主CPU，同时执行控制主CPU的控制命令；导引控制模块：监测导引控制线状态，并将其上送给控制主CPU；PLC控制模块：将控制主CPU的通信数据转换为载波信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDP和V2GTP-EXI电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述控制系统包括供能装置通信控制单元；所述供能装置通信控制单元通过充电电缆与电动汽车连接； 所述供能装置通信控制单元包括 控制主CPU :负责对电动汽车充电系统的调度、数据处理及控制； 电源模块为所述供能装置通信控制单元提供电源； 采样模块采集电压、电流信息，并将电压、电流信息上送给控制主CPU ； 人机模块用于界面显示和键盘输入； 开入开出模块采集开关量、状态量上送给控制主CPU，同时执行控制主CPU的控制命令； 导引控制模块监测导引控制线状态，并将其上送给控制主CPU ； PLC控制模块将控制主CPU的通信数据转换为载波信号。2.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述电源模块、采样模块、人机模块、开入开出模块、导引控制模块和PLC控制模块分别与控制主CPU连接。3.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述控制主CPU采用LPC2388芯片。4.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述电源模块为所述供能装置通信控制单元提供5V、12V和24V各等级电压。5.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述采样模块通过RS485串行总线与控制主CPU连接。6.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述人机模块包括显示控制主CPU界面信息的显示器和将外部操作指令传送给控制主CPU的键盘。7.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述人机模块和开入开出模块均通过I/o控制总线与控制主CPU连接。8.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述导引控制模块采用LPC2103芯片，该芯片通过RS232串行总线与控制主CPU连接。9.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述PLC控制模块采用QCA7000芯片，该芯片通过SPI总线与控制主CPU连接。10.如权利要求I所述的电动汽车自适应充电控制系统，其特征在于，所述供能装置通信控制单元设置于电动汽车充电系统的充电设施内，所述充电设施包括充电桩和...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿群锋，周斌，李延满，惠琪，刘昭慧，桑林，龚栋梁，叶健诚，王刚，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：