一种充电站充电计量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种充电站充电计量系统，包括主处理器，与主处理器电气连接的电源模块、显示模块、通讯模块、电能计量模块、数据读写模块、数据存储模块、输出模块、输出端口、门锁与充电控制模块，以及由门锁与充电控制模块控制开闭的充电门；采用模块化设计，降低了各个功能之间的耦合度；通过输出端口增强了充电计量系统的人机交互实用性以及人性化使用体验，并且为本系统提供了预留的扩展空间，可进行硬件的功能扩展；系统的自升级和维护功能，实现了系统的高集成度以及智能化；各功能分阶段实现，按照功能需求进行阶段划分，按照重要性程序进行阶段性实现，避免功能重复或模块间同时交互通讯互相影响而造成功能紊乱。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种为电动车辆提供充电服务的充电站，尤其涉及充电站的充电计量系统。
技术介绍
随着全球能源危机的日趋加重，世界各国都在努力寻求节能降耗、能源可再利用的途径以及清洁无污染能源，汽车作为人们日常生活的必备交通工具，其能耗污染巨大，电力作为一种清洁能源已越来越受到青睐，而世界各大汽车制造企业也都在努力研发电动汽车来逐步替代燃油动力汽车。电动汽车是指利用存储于车辆的可再充电电池/电池组内的电能来提供动力驱动的汽车。通常情况下，电动汽车的电池通过连接至充电设施的充电装置，进行一段有效时 间充电后实现再充电。在现有环境下，已经出现了一定规模的电动汽车充电设施，但是电动汽车的大型普及受到了充电设施功能和数量缺少的限制，需要分布更为广泛、功能更为齐全的充电设施，且普通电动汽车充电时间较长，通常选择在夜间或电动汽车停车时间足够长的情况下进行充电，则进一步需要允许车辆长时间停车的充电设施。尽管现今有一些充电站采用大电流充电的方式来缩短充电时间，以缓解充电需求，然而在一般情况下，电动汽车充电设施皆利用220V市电作为电力源，充电时间能控制在4至6小时，而150至600A的大电流即使能够缩减充电时间，却造成电网不稳定，且大电流的集中充电很可能造成台区瞬时负荷过大而引发断电，同时会缩短电动汽车电池寿命，因此这种方式并不可取。其次，现今技术中充电设施的充电计量系统仍存在着若干缺陷。例如，中国专利ZL200810059392. 3中公开了一种充电站充电计费系统，其主要包括充电机、交流电能计量表、直流电能计量表和充电站管理电脑，充电接口包括整车充电接口和单相标准电池模块充电接口，所述充电站管理电脑连接有打印机和GPRS通信收发器，数据通信线为485线。其利用三相交电网络为电动汽车实现充电计费，同时将费用信息和用户信息传输至终端服务器，但此项技术对具体结构以及计费、通讯过程均未作出详细描述，也提及现今技术中存在的一些缺陷，诸如充电时间、故障确认、漏电保护、防雷保护等因素，因此无法从根本上解决或缓解现有技术中存在的难题。再者，作为一种消费类的服务装置，用户的体验也是一个重要因素，在现有情况下，一般是电动汽车用户根据电池的电量来选择最短距离的充电设施进行充电，而正如上文所述，可能存在某些充电站需求量过大的情形发生。而特别是在偏远地区，尤其是人口稀少的地区，加之气候、温度等环境因素较为恶劣，架设充电设施成本更高，所以充电站数量较少，而充电设施若不能进行智能化、人性化的改进创造，则势必会对用户造成损失。另外，即使在城市中，如何避免充电设施存在拥堵的情况，合理安排和调度电池充电，必须寻求一种可使用户实时寻找充电设施，以及无误差、迅捷的充电设施通信网络。再次，充电设施属于高压用电区域，与加油站类似，需要对动力源进行合理监管，尤其是在偏远地区，不能完全依靠人工来实现监管。例如用户在购电过程中与充电设施发生接触，则存在高压触电的隐患，因此对充电设施的设计亦必须考虑完善。最为重要地，充电设施的主要功能之一是对电动汽车用户的购电量实现即时精确计量，并将信息通过通讯网络发送至服务器终端进行数据汇总。在燃油汽车逐渐被替代的趋势下，对电网的要求也逐渐增多，而如何实现有效无误通信则是现今电网的一个难题，并且需要按照政府规定或电力部门的合理调度来实施电力分配。从上述描述可以看出，通信网络是电动汽车再充电系统的一个必不可少的部分，其必须满足电动汽车用户、充电设施管理者、电力公司以及政府部门的需求。当前普遍技术是通过电力线通信技术来实现载波通信，对于大量数据的告诉传输而言，该项技术的限制为传输距离的劣势。另外可以使用有线局域网络来连接终端服务器，有线局域网与PLC网络的区别在于使用专用线路来承载通信信号，以太网就是最为普遍的技术，但此项技术需要专属线路铺设，成本较高。而广域网络是覆盖范围最广的计算机网络，当前已经开始利用WAN，例如Internet网络实现数据通信，但是这项技术村在的问题较为普遍数据是以加密数据封包的形式传送至主站电脑，这样通常会存在网络延迟、断线或数据损坏的问题，而这些问题通常出现在用户终端——充电设施的集成系统，亦正如前文所述的问题，充电系统的系统集成度不完善，设计不够人性化，才会导致此类问题的发生。随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，以及国务院确定的战略性新兴产业之一，必将成为今后中国汽车工业和能源产业发展的重点。然而，电动汽车产业是一项系统工程，电动汽车充电站则是主要环节之一，必须与电动汽车其他领域实现共同协调发展。因此，需要一种高集成度、合理设计的电动汽车充电设施，以解决上述的技术难题，在有效利用电网资源的同时，实现用户的便捷使用。
技术实现思路
本技术所要解决的问题就是提供一种充电站充电计量系统，以解决现有技术存在的缺陷。为解决上述技术问题，本技术提出了一种充电站充电计量系统，其特征在于包括主处理器，与主处理器电气连接的电源模块、显示模块、通讯模块、电能计量模块、数据读写模块、数据存储模块、输出模块、输出端口、门锁与充电控制模块，以及由门锁与充电控制模块控制开闭的充电门；所述门锁与充电控制模块上依次连接有系统开关模块以及供车辆充电插头连接的充电插座模块，所述系统开关模块通过防雷器连接电网；所述主处理器中设有充电控制单元、查询控制单元、系统维护控制单元、账务管理单元及安全防护控制单元；所述显示模块包括主控制器以及与主控制器电气连接的照明装置、充电指示装置、显示装置、触控单元；所述通讯模块包括GPRS通讯模块、ZigBee通讯模块及CAN通讯模块；所述数据读写模块包括射频卡读写单元与操作界面单元；所述电能计量模块包括电能计量单元、功能关联单元及充电供电单元；所述输出模块包括打印输出单元与音频输出单元；所述电源模块通过系统开关模块与电网连接，电网电压通过电源模块转换成供主处理器、显示模块、输出模块、输出端口、门锁与充电控制模块、通讯模块及电能计量模块工作的至少一种工作电压。进一步的，所述安全防护控制单元包括硬件保护单元与软件保护单元；所述硬件保护单元包括过压保护单元、过流保护单元、欠压保护单元、漏电保护单元及防雷保护单元；所述软件保护单元包括视频监控单元、事件记录单元、登陆验证单元、语音提示单元、余额检查单元、通讯故障处理单元、备用电池电量检查单元、充电插座保护单元、界面提示单元及充电门保护单元；所述过压保护单元、过流保护单元、欠压保护单元、漏电保护单元、防雷保护单元、事件记录单元以、界面提示单元分别电气连接在充电控制单元上；所述通讯模块、电能计量模块、输出模块、充电插座模块分别电气连接在充电控制单元上；所述充电控制单元用于控制系统开关的开启与关断，并进行实时周期抄读电能计量模块的电量信息，并通过输出模块及通讯模块发送充电凭证并进行语音提示及界面提示，并分别对过压保护单元、过流保护单元、欠压保护单元、漏电保护单元、防雷保护单元进行控制。进一步的，所述界面提示单元在事件产生时判定提示类型，调用提示数据信息并 将其传输至显示模块的主控制器以呈现于显示装置；所述语音提示单元在事件产生时判定事件提示类型，调用语音播放数据信息并将其传输至音频输出单元以进行语音提示；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充电站充电计量系统，其特征在于包括主处理器(100)，与主处理器(100)电气连接的电源模块(200)、显示模块(300)、通讯模块(400)、电能计量模块(500)、数据读写模块￠00)、数据存储模块(700)、输出模块(800)、输出端口(1300)、门锁与充电控制模块(1200)，以及由门锁与充电控制模块(1200)控制开闭的充电门(1400);所述门锁与充电控制模块( 1200)上依次连接有系统开关模块以及供车辆充电插头连接的充电插座模块(900)，所述系统开关模块通过防雷器(1100)连接电网；所述主处理器(100)中设有充电控制单元(110)、查询控制单元(120)、系统维护控制单元(130)、账务管理单元(140)及安全防护控制单元(150);所述显示模块(300)包括主控制器(310)以及与主控制器(310)电气连接的照明装置(320)、充电指示装置(330)、显示装置(340)、触控单元(350);所述通讯模块(400)包括GPRS通讯模块(410)、ZigBee通讯模块(420)及CAN通讯模块(430);所述数据读写模块(600)包括射频卡读写单元与操作界面单元；所述电能计量模块(500)包括电能计量单元(510)、功能关联单元(520)及充电供电单元(530);所述输出模块(800)包括打印输出单元(810)与音频输出单元(820);所述电源模块(200)通过系统开关模块与电网连接，电网电压通过电源模块(200)转换成供主处理器(100)、显示模块(300)、输出模块(800)、输出端口(1300)、门锁与充电控制模块(1200)、通讯模块(400)及电能计量模块(500)工作的至少一种工作电压。2.根据权利要求I所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于所述安全防护控制单元(150)包括硬件保护单元与软件保护单元； 所述硬件保护单元包括过压保护单元(1511)、过流保护单元(1512)、欠压保护单元(1513)、漏电保护单元(1514)及防雷保护单元(1515)； 所述软件保护单元包括视频监控单元、事件记录单元、登陆验证单元、语音提示单元、余额检查单元、通讯故障处理单元、备用电池电量检查单元、充电插座保护单元、界面提示单元及充电门保护单元； 所述过压保护单元(1511)、过流保护单元(1512)、欠压保护单元(1513)、漏电保护单元(1514)、防雷保护单元(1515)、事件记录单元以、界面提示单元分别电气连接在充电控制单元(110)上；所述通讯模块(400)、电能计量模块(500)、输出模块(800)、充电插座模块(900)分别电气连接在充电控制单元(110)上；所述充电控制单元(110)用于控制系统开关的开启与关断，并进行实时周期抄读电能计量模块(500)的电量信息，并通过输出模块(800)及通讯模块(400)发送充电凭证并进行语音提示及界面提示，并分别对过压保护单元(1511)、过流保护单元(1512)、欠压保护单元(1513)、漏电保护单元(1514)、防雷保护单元(1515)进行控制。3.根据权利要求2所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于所述界面提示单元在事件产生时判定提示类型，调用提示数据信息并将其传输至显示模块(300)的主控制器(310)以呈现于显示装置(340);所述语音提示单元在事件产...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐志刚，孙宏伟，潘洪升，朱俊超，
申请(专利权)人：华立仪表集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：