电动汽车物联网充电系统技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车物联网充电系统，汽车物联网、电池物联网、充电设施网络构成三级物联网架构，每一网络中的实体都具有唯一的电子标签芯片以标识其身份，并记录各实体各自的特性信息，实体之间可信息交互，可将信息汇总到监控中心，以便监控中心进行智能充放电管理；本发明专利技术中电池的充电时间和地点上实现了与汽车动力服务的解耦，可以灵活有序安排电池的充放电运行；可以支持用户通过被远程控制的分布式充电桩进行自主充电，只要相应的信息得到记录和交互，用户即可享受最大限度的自由和服务；物联网的平台实现了信息全面的采集和共享，使得为客户提供更加复杂和高级的服务成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车物联网充电系统，属于电动汽车充电

技术介绍
电动汽车尤其是纯电动汽车要想走进寻常百姓家，必须借助便捷的充电网络。目 前，世界各国也正在积极制定电动汽车奖励和推广政策，帮助电动汽车早日实现商业化运口 ο我国正在掀起充电站建设热潮，如何合理规划和建设面向大众的充电网络，成为 人们关注的热点问题。我国已经成为世界上汽车保有量增长最快的国家。2010年初，汽车销售量首次超 过美国成为世界第一。从汽车产业作为我国经济的支柱产业，以及我国与发达国家的汽车 保有量的差距来看，预计今后一段时期，我国汽车保有量仍将保持持续的增长。目前我国 85%的汽油被汽车消耗，而我国作为石油资源相对贫乏的国家，2009年石油对外依存度已 经超过50%，已经严重威胁到我国能源安全。大力发展新能源汽车已成为我国应对气候变 化和推动节能减排的一项重要措施，以电动汽车为代表的新能源汽车将会成为未来的发展 趋势和方向。2008年国家财政部、科技部在全国推行“十城千辆”节能和新能源计划，国家 财政部预计将投入2000亿元用于推广和使用新能源汽车。随着我国纯电动汽车研发力度 的加大，纯电动汽车的电池、电机等技术难关被一一攻克，纯电动汽车技术已经趋于成熟。电动汽车要想取代传统的燃油汽车必须解决能源供给问题。电动汽车的动力来源 于车载电池，如果没有布局合理、设施完善的充电网络，就会大大降低电动汽车使用的便利 性，严重削弱电动汽车的市场竞争力，制约电动汽车的推广和发展。目前，美国、法国、德国、英国、加拿大等国家都已建成了各自的电动汽车充电设 施，主要以充电桩为主。我国电动汽车充电站试点大多局限于电动公交汽车或内部集团用车，因此我国还 没有建成真正面向不同用户的充电站服务网络。充电设施的建设方案应充分考虑电动汽车的种类以及其行驶要求。按照传统的思 路，公交车、市政环卫车辆行驶线路固定，可以利用已有的停车场建设充电站，采用以快换 为主结合快充的方式，保证车辆的正常行驶和工作。而政府公务车、企业商用车、示范园区 用车等运行区域比较固定集中，则可以在政府集中办公场所或企业集聚附近区域、博览会 中心区域建设电动汽车充电站，采用以慢充为主，结合快充或快换的方式。但是对于向出租 车、私家车等，由于运行线路和区域不确定，应该在机场、火车站、酒店、医院、购物中心、超 市等公共停车场或者小区停车位中建大量充电桩，采用快充或者慢充的方式给车辆进行充 H1^ ο电动汽车商业化运营需要多种力量支持，根据运营过程中主体参与者不同，目前 电动汽车充电站的商业化运营模式主要有政府主导型、充电系统关联企业主导型、社会企 业主导型和电动车辆用户主导型四种。由于国内电动汽车及充电站商业运营还处于发展初期探索阶段，因此，具体采用 哪种运营方式，必须考虑电动汽车的发展程度以及不同电动汽车的运营特点。然而，以色列 Better Place公司开创性的提出了象运营手机一样来运营电动汽车充电业务，以一个全新 的思路提出了电动汽车充电技术和运营模式的新方向。然而，如何从技术角度实现和支撑 这样新的运营方式，一直是其全面落实的障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车物联网充电系统，以解决电动汽车的大规模充 电业务如何向电网提供灵活、安全、有效的储能和供电服务，以及充电业务如何更加快捷便 利的向用户提供不间断动力服务的问题。为实现上述目的，本专利技术的电动汽车物联网充电系统包括汽车物联网，其中每台电动汽车包括车载管理芯片和车载移动终端，所述车载管 理芯片用于记录电动汽车各自的特性，所述车载移动终端用于电动汽车行驶数据的采集、 无线信息交互及客户端软件的运行；电池物联网，其中每一块电池都包括电池管理芯片，该芯片用于记录其自身的品 牌、类型、容量、使用寿命和充放电次数特性信息；充电设施网络，充电设施包括充电桩、换电站和集中充电站，且每种充电设施包括 充电设施芯片，用于记录充电设施的容量、位置、状态特性信息，以及与电池管理芯片进行 数据的交互；监控中心，包括监控子站和监控主站，监控子站用于汇总监控区域内所有充电设 施芯片、车载管理芯片传递的汽车信息，所述监控主站用于接收、存储监控子站上传的数 据，并根据上传的数据监控和规划整个系统的充电设施充放电的操作，调配电池在各充电 站之间的分配；所述汽车物联网、电池物联网、充电设施网络分别通过各车载管理芯片、电池管理 芯片、充电设施芯片与监控中心通讯连接。进一步的，所述汽车物联网中的车载管理芯片嵌入车辆电池管理系统中，所述车 载管理芯片含有车辆的唯一识别码VEHICLE_ID。进一步的，所述车载管理芯片包括VEHICLE_ID验证模块、汽车特性记录模块和安 全准入验证模块。进一步的，所述车载管理芯片用于记录车辆各自不同的特性，如汽车的耗电量、载 重量、总行驶里程数。进一步的，所述车载移动终端包括分别通过接口与车载管理芯片、电池管理芯片 通讯连接的车辆信息输出及电池信息输入模块、VEHICLE_ID及车辆特性模块，以及车辆行 驶数据采集模块、GPS定位模块、充电设施状况描述模块和VEHICLE_ID验证模块，上述功能 模块均与主控程序模块相连。进一步的，所述电池管理芯片包括BATTERY_ID验证模块、车辆数据记录模块、 充电记录模块和电池数据记录模块，该电池数据记录模块与所述车辆数据记录模块、 BATTERY_ID验证模块双向通讯连接，所述充电记录模块与BATTERY_ID验证模块通讯连接。进一步的，所述充电设施芯片具有唯一的标识码MACHINE_ID。进一步的，所述监控子站还用于与行驶在该区域内的电动汽车实时通信、处理行 驶数据，向电动汽车发送所需信息。进一步的，所述监控主站的运行管理功能包括智能充电单元、电池调度单元，智能 充电单元用于监控和规划整个系统的充电设施充放电的操作；电池调度单元根据所收集地 理信息系统GIS的信息监控所有电池在各充电站之间的分布和流动状态，根据汽车的流量 和向电网反向售电的规划，调配电池在各充电站之间的分配。进一步的，所述监控主站还包括计费结算功能单元，该单元用于根据销售合同实 时进行与汽车用户之间的计费和结算；根据需要与电网公司进行电量解算；同时，由于充 电站内大量的电池组可以作为储能装置和分布式电源向电网反送电能，该单元也要同时处 理向电网公司反向售电的结算。本专利技术的电动汽车物联网充电系统以物联网技术为基础，通过汽车、电池以及充 电设施之间架起的信息交互渠道构建起了面向电动汽车业务的物联网，通过将物联网信息 整合传递给监控系统进行综合管理运营，并实现与电网的技术整合和信息交互。在实施中， 通过成立一个专职的物联网运营公司，面向用户提供标准电池的更换服务，用户不需对充 电时间的等待，也不需要自己购买电池。通过汽车、电池以及充电机之间交换的数据信息， 可以进行各种必须的计费结算和管理功能。同时，因为在电池的充电时间和地点上实现了 与汽车动力服务的解耦，可以更加灵活的有序安排电池的充放电运行(智能充电管理)，以 满足电网的特定需求。此外，也可以支持用户通过被远程控制的分布式充电桩进行自主充 电，只要相应的信息得到记录和交互，用户即可享受最大限度的自由和服务。在本专利技术中， 无论是汽车、电池、充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车物联网充电系统，其特征在于，包括：汽车物联网，其中每台电动汽车包括车载管理芯片和车载移动终端，所述车载管理芯片用于记录电动汽车各自的特性，所述车载移动终端用于电动汽车行驶数据的采集、无线信息交互及客户端软件的运行；电池物联网，其中每一块电池都包括电池管理芯片，该芯片用于记录其自身的品牌、类型、容量、使用寿命和充放电次数特性信息；充电设施网络，充电设施包括充电桩、换电站和集中充电站，且每种充电设施包括充电设施芯片，用于记录充电设施的容量、位置、状态特性信息，以及与电池管理芯片进行数据的交互；监控中心，包括监控子站和监控主站，监控子站用于汇总监控区域内所有充电设施芯片、车载管理芯片传递的汽车信息，所述监控主站用于接收、存储监控子站上传的数据，并根据上传的数据监控和规划整个系统的充电设施充放电的操作，调配电池在各充电站之间的分配；所述汽车物联网、电池物联网、充电设施网络分别通过各车载管理芯片、电池管理芯片、充电设施芯片与监控中心通讯连接。

【技术特征摘要】
一种电动汽车物联网充电系统，其特征在于，包括汽车物联网，其中每台电动汽车包括车载管理芯片和车载移动终端，所述车载管理芯片用于记录电动汽车各自的特性，所述车载移动终端用于电动汽车行驶数据的采集、无线信息交互及客户端软件的运行；电池物联网，其中每一块电池都包括电池管理芯片，该芯片用于记录其自身的品牌、类型、容量、使用寿命和充放电次数特性信息；充电设施网络，充电设施包括充电桩、换电站和集中充电站，且每种充电设施包括充电设施芯片，用于记录充电设施的容量、位置、状态特性信息，以及与电池管理芯片进行数据的交互；监控中心，包括监控子站和监控主站，监控子站用于汇总监控区域内所有充电设施芯片、车载管理芯片传递的汽车信息，所述监控主站用于接收、存储监控子站上传的数据，并根据上传的数据监控和规划整个系统的充电设施充放电的操作，调配电池在各充电站之间的分配；所述汽车物联网、电池物联网、充电设施网络分别通过各车载管理芯片、电池管理芯片、充电设施芯片与监控中心通讯连接。2.根据权利要求1所述的电动汽车物联网充电系统，其特征在于，所述汽车物联网 中的车载管理芯片嵌入车辆电池管理系统中，所述车载管理芯片含有车辆的唯一识别码 VEHICLE_ID03.根据权利要求2所述的电动汽车物联网充电系统，其特征在于所述车载管理芯片 包括VEHICLE_ID验证模块、汽车特性记录模块和安全准入验证模块。4.根据权利要求3所述的电动汽车物联网充电系统，其特征在于所述车载管理芯片 用于记录车辆各自不同的特性，如汽车的耗电量、载重量、总行驶里程数。5.根据权利要求1所述的电动汽车物联网充电系统，其特征在于所述车载移动终端 包括分别通过接口与车载管理芯片、电池管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宪章，薛飞，刘红超，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，北京许继电气有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]