專利名稱：一種電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于低壓配電技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體講涉及一種電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電動(dòng)汽車充換電站通常有兩種一、電動(dòng)汽車整車充電站，將電動(dòng)汽車停放在整車充電位，使用大功率直流充電機(jī)整車充電，充電時(shí)間較長(zhǎng)，充電站占地面積較大，有效利用面積較小；二、電動(dòng)汽車電池更換站，將電動(dòng)汽車停放在換電位取下電池，更換為已充滿電 池，使用分箱充電系統(tǒng)對(duì)待充電池分箱充電，換電時(shí)間較短，但需要專門電池更換車間，目前大型公交電池更換站，占地面積非常大，換電車間大約需要400平米；在國(guó)外，主要有小型車電池更換站，大、小型車整車充電站，目前尚無同時(shí)具備大型小型整車充電和自動(dòng)更換功能充電站。2010年5月，中國(guó)電力科學(xué)研究院開始進(jìn)行蘇州鄧尉路電動(dòng)汽車充換電站設(shè)計(jì)，鄧尉路充換電站地形狹長(zhǎng)，可利用面積較小，需要滿足大型公交車整車充電、電池更換與自動(dòng)充電，小型乘用車整車充電、電池更換與自動(dòng)充電，滿足充電、換電、配電、安防等監(jiān)控功能，滿足休息、營(yíng)業(yè)等其余輔助功能；因此需要設(shè)計(jì)占地面積小，效率高、建設(shè)成本低電動(dòng)汽車充換電站。目前已建成的電動(dòng)汽車充電站不能完全滿足大、小型車充換電功能，且占地面積較大，效率非常低，建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本非常高，只能重新設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車充換電站以滿足當(dāng)前建設(shè)需求。此外，我國(guó)現(xiàn)有的電動(dòng)汽車充換電設(shè)施大部分服務(wù)于特定對(duì)象，其獨(dú)立運(yùn)行和服務(wù)的方式難以滿足廣大電動(dòng)汽車用戶對(duì)方便、快捷、自由的動(dòng)力服務(wù)的要求。另外，電動(dòng)汽車充換電設(shè)施作為電網(wǎng)的一部分，其運(yùn)行和使用都和電網(wǎng)的安全運(yùn)行密切相關(guān)，但各充換電站的獨(dú)立運(yùn)行和服務(wù)使得電網(wǎng)的管理系統(tǒng)不能對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提出一種電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)是以監(jiān)控自動(dòng)更換電池、分箱充電為主，整車充電為輔助的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠適應(yīng)大型商用車和小型成用車電能補(bǔ)充要求，并能對(duì)電動(dòng)汽車充換電實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時(shí)有效監(jiān)控。本實(shí)用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)包括上級(jí)系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)；所述上級(jí)系統(tǒng)包括通信網(wǎng)關(guān)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)；所述配電監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)分別與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)和上級(jí)系統(tǒng)連接；所述電池更換監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)連接；所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述上級(jí)系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述配電監(jiān)控系統(tǒng)包括測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊、控制輸出模塊和信息管理模塊；所述測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊和控制輸出模塊通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與信息管理模塊連接；所述信息管理模塊通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路連接所述上級(jí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)。本實(shí)用新型提供的第二優(yōu)選的技術(shù)方案是所述測(cè)量采集模塊包括監(jiān)控工作站和前置服務(wù)器；所述信號(hào)采集模塊包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、用電信息采集終端和計(jì)量系統(tǒng)；所述控制輸出模塊包括打印機(jī)和配電系統(tǒng)；所述信號(hào)管理模塊包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和配電系統(tǒng)通信管理機(jī)；所述監(jiān)控工作站、監(jiān)控工作站、前置服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和用電信息采集終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和配電系統(tǒng)依次通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)、用電信息采集終端和計(jì)量系統(tǒng)依次通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路連接。本實(shí)用新型提供的第三優(yōu)選的技術(shù)方案是所述充電監(jiān)控系統(tǒng)包括充電單元、智能通信終端、充電樁、整車充電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；所述充電樁包括直流充電樁和交流充電樁； 所述充電單元、充電樁和整車充電機(jī)通過控制器局域網(wǎng)與智能通信終端連接；所述智能通信終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；所述充電單元包括充電管理服務(wù)器、分箱充電機(jī)和電池管理系統(tǒng)；所述充電管理服務(wù)器、分箱充電機(jī)和電池管理系統(tǒng)通過控制器局域網(wǎng)連接。本實(shí)用新型提供的第四優(yōu)選的技術(shù)方案是所述電池更換監(jiān)控系統(tǒng)包括智能通信終端和快速更換機(jī)器人；所述智能通信終端和快速更換機(jī)器人之間通過控制器局域網(wǎng)連接；所述快速更換機(jī)器人包括堆垛機(jī)、傳輸機(jī)和機(jī)械手臂；所述堆垛機(jī)和傳輸機(jī)之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接；所述智能通信終端整合有調(diào)度軟件；所述調(diào)度軟件和智能通信終端之間通過數(shù)字通信鏈路連接。本實(shí)用新型提供的第五優(yōu)選的技術(shù)方案是所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括安防監(jiān)控工作站、球機(jī)和視頻服務(wù)器；所述球機(jī)與視頻服務(wù)器之間通過控制器局域網(wǎng)以及視頻信號(hào)線連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)與視頻服務(wù)器之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接；所述安防監(jiān)控工作站與視頻服務(wù)器之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接。本實(shí)用新型提供的第六優(yōu)選的技術(shù)方案是所述配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)和電池更換監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建在軟件平臺(tái)上，并且共用計(jì)算機(jī)設(shè)備，統(tǒng)一受上級(jí)系統(tǒng)調(diào)度；所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，通過上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)與配電監(jiān)控系統(tǒng)和充電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)；[0027]所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路與配電監(jiān)控系統(tǒng)的配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和用電信息采集終端連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻服務(wù)器連接；所述通信網(wǎng)關(guān)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)之間通過遠(yuǎn)程通信鏈路連接。本實(shí)用新型提供的第七優(yōu)選的技術(shù)方案是所述通信鏈路包括通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信鏈路和遠(yuǎn)程通信鏈路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是I、本實(shí)用新型涉及的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)是一種分布式、模塊化、通過本地工業(yè)以太網(wǎng)和CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))總線通信的具有智能化充換電功能的管理系統(tǒng)，整合了配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)于統(tǒng)一平臺(tái)，并對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行了新的優(yōu)化，所有的硬件軟件均已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、產(chǎn)品化，符合用戶的要求，很好地解決了電動(dòng)汽車充換電站大、小車兼容充換電監(jiān)控問題?！?、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)中的配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型方便，不僅具有本地/遠(yuǎn)方監(jiān)控功能，可實(shí)現(xiàn)“四遙”(遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào))，而且具有故障自動(dòng)應(yīng)急處理、負(fù)荷自動(dòng)管理和不停電倒閘功能，具有極強(qiáng)的抗干擾能力和長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的能力，并且安裝過程中只需連接電源線和通信電纜，安裝施工方便；本發(fā)明很好地解決了電動(dòng)汽車充換電站大、小車兼容充電、換電監(jiān)控問題。3、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)中的充電監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要隨時(shí)增加、修改測(cè)量及控制參數(shù)，可根據(jù)用戶設(shè)定的電壓保護(hù)值、充電限流值、維護(hù)性均充間隔時(shí)間等充電參數(shù)調(diào)整整流模塊的充電方式、充電電流，自動(dòng)地完成電池的精確管理及保養(yǎng)維護(hù)，并且可自動(dòng)完成電池溫度補(bǔ)償功能，免維護(hù)電池的充電電壓需要隨環(huán)境溫度的變化做相應(yīng)的調(diào)整，確保電池處于最佳工作狀態(tài)，延長(zhǎng)電池使用壽命，安全、快速完成動(dòng)力電池的充放電過程。4、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)中的充電監(jiān)控系統(tǒng)具備高速CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))總線和本地工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,可第一時(shí)間上傳充電設(shè)備與電池的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障告警信息，接受上級(jí)控制命令，并且其人機(jī)界面友好，可顯示當(dāng)前電池類型、充電方式、充電電流、充電電壓、充電時(shí)間、充電電量及計(jì)費(fèi)信息，在手動(dòng)設(shè)定過程中顯示輸入和幫助信息，并具備急停按鈕、人工確認(rèn)啟動(dòng)充電、交流輸入過壓保護(hù)、交流輸入欠壓告警、交流輸入過流保護(hù)、直流輸出過流保護(hù)、直流輸出短路保護(hù)、直流輸出防止反接、輸出軟啟動(dòng)、充電聯(lián)鎖、阻燃一系列保護(hù)功能，可靠性高。5、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，電池更換監(jiān)控系統(tǒng)中的快速更換機(jī)器人采用了標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人的核心技術(shù)，是電動(dòng)汽車換電站的核心工作系統(tǒng)；快速更換機(jī)器人中集成了招合金輕型框架、伺服控制系統(tǒng)、POS (Position and OrientationSystem,定位定向系統(tǒng))絕對(duì)定位、激光認(rèn)址、激光安全檢測(cè)和激光自動(dòng)定位系統(tǒng)等多項(xiàng)高新技術(shù)，具有換電作業(yè)時(shí)間短、工況穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，在電池更換過程中完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化工作，并且調(diào)度軟件采用數(shù)字通信鏈路，抗干擾能力強(qiáng)、易于調(diào)制、保密性強(qiáng)、可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和控制差錯(cuò)，并便于和計(jì)算機(jī)結(jié)合。6、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)易于安裝，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并具有遠(yuǎn)程訪問功能，允許同時(shí)錄制多個(gè)安全攝像頭內(nèi)置的日期/時(shí)間或事件或分部搜索，具備對(duì)證據(jù)質(zhì)量的視頻和音頻素材的準(zhǔn)備可用性，可與電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)視區(qū)的智能設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)防盜、防火功能，對(duì)設(shè)備、場(chǎng)地、休息室、值班室、營(yíng)業(yè)窗口進(jìn)行全方位立體式監(jiān)視，并可實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能、控制功能、圖像錄像管理功能及系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能。7、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集功能，可采集充電機(jī)/樁工作狀態(tài)、溫度、故障信號(hào)、功率、電壓和電流，電池組溫度、電池荷電狀態(tài)、端電壓、電流、電池故障信號(hào)，充電站/電池更換站供電系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)信號(hào)、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能計(jì)量信息。8、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)十分方便，可向整車充電機(jī)下發(fā)控制命令，遙控充電機(jī)起停、校時(shí)、緊急停機(jī)和遠(yuǎn)方設(shè)定充電參數(shù)，可控制配電系統(tǒng)斷路器及開關(guān)的合分，可向電池更換系統(tǒng)下發(fā)啟停及更換電池位置信息，并且具備數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)功能，具備整車充電機(jī)和配電監(jiān)控系統(tǒng)的越限報(bào)警、故障統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)處理功能，電池箱充電過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)整車充電機(jī)、電池箱、更換設(shè)備和配電系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信、報(bào)警事件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和查詢功能。9、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄各種事件，具體包括操作記錄、系統(tǒng)故障記錄、充電運(yùn)行參數(shù)異常記錄、電池組參數(shù)異常記錄等，并可對(duì)遙信變位、遙測(cè)越限、遙控操作、系統(tǒng)核心組件啟停等事件按時(shí)間、類型及裝置分類檢索。10、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好、操作簡(jiǎn)單，具備實(shí)用靈活、功能強(qiáng)大的畫面編輯工具，并且可以顯示曲線、棒圖、餅圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表格等不同種類的畫面，可提供圖形化操作完成充電機(jī)的各種遙控操作，報(bào)警處理功能強(qiáng)大，可提供圖形、文字、語音等報(bào)警方式以及相應(yīng)的報(bào)警處理功能。11、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)具備電池充電信息管理，可存儲(chǔ)每個(gè)電池箱的各類參數(shù)、使用時(shí)間、維護(hù)維修記錄等信息，并記錄電池箱充電過程相關(guān)數(shù)據(jù)，包括充電電壓、溫度、充電次數(shù)、充電起止時(shí)間和充電電量。12、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確通信，監(jiān)控系統(tǒng)采用CAN總線或本地工業(yè)以太網(wǎng)方式與整車充電機(jī)通信，能夠通過本地工業(yè)以太網(wǎng)、具有保障信息安全措施的無線公網(wǎng)等通信方式與監(jiān)控中心等上級(jí)系統(tǒng)通信，具備用戶管理和權(quán)限管理功能，系統(tǒng)可根據(jù)需要規(guī)定操作員對(duì)各種業(yè)務(wù)活動(dòng)的使用范圍和操作權(quán)限，并具備報(bào)表管理與打印功能，用戶可以方便地定義各類日?qǐng)?bào)、月報(bào)及年報(bào)，并具有定時(shí)/召喚打印功能。13、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)有系統(tǒng)維護(hù)與系統(tǒng)自檢功能，具備較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，可完成不同類型整車充電機(jī)接入，并具備可伸縮性，可滿足充電站規(guī)模擴(kuò)容要求。14、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)時(shí)功能，可接受GPS(GlobalPositioning System,全球定位系統(tǒng))同步時(shí)鐘對(duì)時(shí)，也可對(duì)站內(nèi)各個(gè)整車充電機(jī)及智能通信終端等智能裝置對(duì)時(shí)，可保證系統(tǒng)時(shí)間的高度一致性。15、本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)具備計(jì)量計(jì)費(fèi)功能，電動(dòng)汽車充換電站內(nèi)由用電采集終端負(fù)責(zé)采集各個(gè)關(guān)口電表、直流電表、交流電表的實(shí)時(shí)電量信息，通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與計(jì)費(fèi)工作站通訊，將整個(gè)充電站的總電量、各整車充電機(jī)的每次充電電量傳送到后臺(tái)進(jìn)行處理，并把電量和計(jì)費(fèi)信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，并可通過用電采集終端完成與上級(jí)監(jiān)控中心的通信，確保上級(jí)監(jiān)控中心能夠?qū)崟r(shí)獲取充電站內(nèi)的電量信
肩、O16、隨著國(guó)家的重視，人們對(duì)電動(dòng)車的了解以及環(huán)保問題和能源短缺的日益嚴(yán)重，電動(dòng)汽車即將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，本實(shí)用新型提供的監(jiān)控系統(tǒng)也變得尤為重要，該監(jiān)控系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展有著巨大的積極作用。

圖I是本實(shí)用新型提供的整車充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖I (a)是對(duì)大型車整車充電示意圖；圖I (b)是對(duì)小型車整車充電示意圖；圖2是本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)示意圖；圖3是本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件部署示意圖；圖4是本實(shí)用新型提供的配電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型提供的充電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型提供的電池更換監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型提供的視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是本實(shí)用新型提供的整車充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I (a)所示，對(duì)大型車整車充電直流充電機(jī)與直流充電樁通過充電電纜連接，直流充電樁提供整車充電接口，對(duì)大型電動(dòng)公交車充電，直流充電樁與電動(dòng)公交車電池BMS(Battery Management System,電池管理系統(tǒng))通過CAN總線進(jìn)行通信，進(jìn)行充電實(shí)時(shí)監(jiān)控，直流充電機(jī)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。如圖I (b)所示，對(duì)小型車整車充電交流充電樁與小型電動(dòng)汽車通過充電接口連接，對(duì)小型電動(dòng)車充電，交流充電樁與電動(dòng)車控制導(dǎo)引進(jìn)行通信，當(dāng)充電連接正確時(shí)，進(jìn)行充電，交流充電樁將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。圖2是本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，監(jiān)控系統(tǒng)將圖I所表示的設(shè)備的數(shù)據(jù)分類到各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行處理，本實(shí)用新型提供的監(jiān)控系統(tǒng)包括上級(jí)系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，配電監(jiān)控系統(tǒng)與上級(jí)系統(tǒng)之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)和GPRS/CDMA (General Packet Radio Service,通用分組無線業(yè)務(wù)；Code Division Multiple Access,碼多分址無線網(wǎng)絡(luò))無線網(wǎng)絡(luò)等其他通信鏈路通信，配電監(jiān)控系統(tǒng)與充電監(jiān)控系統(tǒng)之間、充電監(jiān)控系統(tǒng)與電池更換監(jiān)控系統(tǒng)之間、視頻監(jiān)控系統(tǒng)與上級(jí)系統(tǒng)之間均通過本地工業(yè)以太網(wǎng)通信。配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建在統(tǒng)一軟件平臺(tái)上，子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)共用，考慮到網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)以及公安部門對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入要求，視頻監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，通過上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)與充電監(jiān)控系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)。圖3是本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件部署示意圖，配電監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控工作站、服務(wù)器、打印機(jī)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和用電信息采集終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與充電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，配電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)連接，配電系統(tǒng)通信管理機(jī)通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)等其他通信鏈路與配電系統(tǒng)以及上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)連接，用電信息采集終端通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)等其他通信鏈路與計(jì)量系統(tǒng)以及上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)連接；所述充電監(jiān)控系統(tǒng)的充電樁、整車充電機(jī)通過CAN總線與智能通信終端連接，智能通信終端再通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與配電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，充電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述配電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；電池更換監(jiān)控系統(tǒng)的智能通信終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻服務(wù)器通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)連接。其中數(shù)據(jù)服務(wù)器可以存儲(chǔ)監(jiān)控系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，前置服務(wù)器可以采集和解析相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給其他計(jì)算機(jī)。充電監(jiān)控工作站監(jiān)視、控制充電、配電設(shè)備，并兼做電能計(jì)量計(jì)費(fèi)工作站。安防監(jiān)控工作站用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。通信網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)CAN總線和本地工業(yè)以太網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)有24 口，可以劃分VLAN(Virtual Local Area Network,虛擬局域網(wǎng)),實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間的通信。圖4是本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的配電監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，配電監(jiān)控系統(tǒng)分為測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊、控制輸出模塊、信息管理模塊，測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊、控制輸出模塊通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與信息管理模塊連接，信息管理模塊通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)等其他通信鏈路連接上級(jí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)；其中測(cè)量采集模塊包括監(jiān)控工作站01、前置服務(wù)器，信號(hào)采集模塊包括監(jiān)控工作站02、數(shù)據(jù)服務(wù)器、用電信息采集終端、計(jì)量系統(tǒng)，控制輸出模塊包括打印機(jī)、配電系統(tǒng)，信號(hào)管理模塊包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)；監(jiān)控工作站01、監(jiān)控工作站02、前置服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和用電信息采集終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)通信，配電系統(tǒng)通信管理機(jī)與配電系統(tǒng)以及上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)之間、用電信息采集終端與計(jì)量系統(tǒng)以及上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)之間均通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)等其他通信鏈路通信。測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊、控制輸出模塊屬于并聯(lián)關(guān)系，其中測(cè)量采集模塊采集二次電流互感器信號(hào)和二次電壓互感器信號(hào)，信號(hào)采集模塊采集遙信量、開關(guān)信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、告警信號(hào)、事故信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)等一系列信號(hào)量，兩類信號(hào)通過CAN總線傳輸至信息管理模塊，信息管理模塊與上級(jí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)之后，由上級(jí)系統(tǒng)下達(dá)控制命令至信息管理模塊，再通過CAN總線傳輸至控制輸出模塊動(dòng)作。圖5是本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的充電監(jiān)控系統(tǒng)中的充電單元的結(jié)構(gòu)示意圖，充電監(jiān)控系統(tǒng)包括充電單元、智能通信終端、充電樁、整車充電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；充電樁包括直流充電樁和交流充電樁；充電單元、充電樁和整車充電機(jī)通過CAN總線與智能通信終端連接；智能通信終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與充電監(jiān)控系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；充電單元包括充電管理服務(wù)器、分箱充電機(jī)、電池BMS，充電管理服務(wù)器、分箱充電機(jī)、電池BMS之間通過CAN總線連接。電池BMS通過CAN總線將電池組溫度、S0C、端電壓、電流、電池故障等信號(hào)上傳至分箱充電機(jī)，分箱充電機(jī)整理后將分箱充電機(jī)工作狀態(tài)、溫度、故障信號(hào)、功率、電壓、電流等信號(hào)上傳至充電管理服務(wù)器，充電管理服務(wù)器與智能通信終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)，上級(jí)系統(tǒng)可通過智能通信終端向充電機(jī)/樁下發(fā)控制命令，遙控充電機(jī)起停、校時(shí)、緊急停機(jī)、遠(yuǎn)方設(shè)定充電參數(shù)等。充電樁與整車充電機(jī)工作流程與充電單元類似。圖6是本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的電池更換監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，電池更換監(jiān)控系統(tǒng)包括智能通信終端和快速更換機(jī)器人；智能通信終端和快速更換機(jī)器人之間通過CAN總線連接，快速更換機(jī)器人包括堆垛機(jī)、傳輸機(jī)、機(jī)械手臂，快速更換機(jī)器人包括堆垛機(jī)、傳輸機(jī)、機(jī)械手臂，堆垛機(jī)和輸送機(jī)之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接，智能通信終端整合有調(diào)度軟件，調(diào)度軟件和智能通信終端之間通過數(shù)字通信鏈路連接。調(diào)度軟件通過智能通信終端下達(dá)控制命令到堆垛機(jī)，堆垛機(jī)內(nèi)置有PLC (Programmable logicController，可編程序控制器)程序，可以控制電池箱的更換，經(jīng)內(nèi)部分析后從電池架取出電池放置于輸送機(jī)，再由機(jī)械手臂取走；同時(shí)堆垛機(jī)移動(dòng)機(jī)器人的位置、故障信號(hào)，模塊充電機(jī)工作狀態(tài)、溫度、故障信號(hào)、功率、電壓、電流、電池組溫度、S0C、端電壓、電流、電池連接狀態(tài)、電池故障等信號(hào)通過智能通信終端上傳至調(diào)度軟件，調(diào)度軟件可控制模塊充電機(jī)的單個(gè)及整組啟停充電操作。圖7是本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖， 總線以及視頻信號(hào)線連接，視頻服務(wù)器與安防監(jiān)控工作站以及上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接。球機(jī)可以采集充換電站以及周界安全的視頻，通過CAN總線以及視頻信號(hào)線將視頻信息上傳至視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)將信號(hào)上傳至安防監(jiān)控工作站以及上級(jí)系統(tǒng)，上級(jí)系統(tǒng)和安防監(jiān)控工作站具有報(bào)警、控制、圖像管理、對(duì)時(shí)等功能，其中報(bào)警類別包括防盜報(bào)警、非法闖入及畫面異動(dòng)報(bào)警、門禁報(bào)警、溫濕度報(bào)警、圖像設(shè)備故障報(bào)警等，報(bào)警前(至少15秒鐘)、報(bào)警后(至少5分鐘)錄像存貯，對(duì)重要區(qū)域的監(jiān)控點(diǎn)可設(shè)定長(zhǎng)時(shí)間的自動(dòng)循環(huán)錄像存貯。同時(shí)可以通過通信管理機(jī)獲取配電系統(tǒng)監(jiān)控及充電設(shè)施等設(shè)備的相關(guān)告警信息，用以完成視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控，與電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)視區(qū)的智能設(shè)備配合，實(shí)現(xiàn)防盜、防火功能，對(duì)設(shè)備、場(chǎng)地、休息室、值班室、營(yíng)業(yè)窗口等進(jìn)行監(jiān)視。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本實(shí)用新型后依然可對(duì)其具體實(shí)施方式
進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，這些變更、修改或者等同替換，其均在其實(shí)用新型待批的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括上級(jí)系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)；所述上級(jí)系統(tǒng)包括通信網(wǎng)關(guān)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)； 所述配電監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)分別與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)和上級(jí)系統(tǒng)連接；所述電池更換監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)連接；所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述上級(jí)系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述配電監(jiān)控系統(tǒng)包括測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊、控制輸出模塊和信息管理模塊； 所述測(cè)量采集模塊、信號(hào)采集模塊和控制輸出模塊通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與信息管理模塊連接；所述信息管理模塊通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路連接所述上級(jí)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述測(cè)量采集模塊包括監(jiān)控工作站(Ol)和前置服務(wù)器； 所述信號(hào)采集模塊包括監(jiān)控工作站(02)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、用電信息采集終端和計(jì)量系統(tǒng)； 所述控制輸出模塊包括打印機(jī)和配電系統(tǒng)； 所述信號(hào)管理模塊包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和配電系統(tǒng)通信管理機(jī)； 所述監(jiān)控工作站(01)、監(jiān)控工作站(02)、前置服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和用電信息采集終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接； 所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)、配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和配電系統(tǒng)依次通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)、用電信息采集終端和計(jì)量系統(tǒng)依次通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路連接。
4.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述充電監(jiān)控系統(tǒng)包括充電單元、智能通信終端、充電樁、整車充電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；所述充電樁包括直流充電樁和交流充電樁； 所述充電單元、充電樁和整車充電機(jī)通過控制器局域網(wǎng)與智能通信終端連接；所述智能通信終端通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述充電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；所述充電單元包括充電管理服務(wù)器、分箱充電機(jī)和電池管理系統(tǒng)；所述充電管理服務(wù)器、分箱充電機(jī)和電池管理系統(tǒng)通過控制器局域網(wǎng)連接。
5.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電池更換監(jiān)控系統(tǒng)包括智能通信終端和快速更換機(jī)器人；所述智能通信終端和所述快速更換機(jī)器人通過控制器局域網(wǎng)連接； 所述快速更換機(jī)器人包括堆垛機(jī)、傳輸機(jī)和機(jī)械手臂；所述堆垛機(jī)和傳輸機(jī)之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接。
6.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括安防監(jiān)控工作站、球機(jī)和視頻服務(wù)器； 所述球機(jī)與視頻服務(wù)器之間通過控制器局域網(wǎng)以及視頻信號(hào)線連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)與視頻服務(wù)器之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接；所述安防監(jiān)控工作站與視頻服務(wù)器之間通過本地工業(yè)以太網(wǎng)連接。
7.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)和電池更換監(jiān)控系統(tǒng)共用計(jì)算機(jī)設(shè)備，統(tǒng)一受上級(jí)系統(tǒng)調(diào)度；所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，通過上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)與配電監(jiān)控系統(tǒng)和充電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)； 所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)通過通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)通信鏈路與配電監(jiān)控系統(tǒng)的配電系統(tǒng)通信管理機(jī)和用電信息采集終端連接；所述上級(jí)系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻服務(wù)器連接；所述通信網(wǎng)關(guān)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)之間通過遠(yuǎn)程通信鏈路連接。
8.如權(quán)利要求7中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述通信鏈路包括通用分組/碼多分址無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信鏈路和遠(yuǎn)程通信鏈路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上級(jí)系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池更換監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)；配電監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)分別與充電監(jiān)控系統(tǒng)和上級(jí)系統(tǒng)連接；電池更換監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與充電監(jiān)控系統(tǒng)連接；視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與所述上級(jí)系統(tǒng)連接；該系統(tǒng)是以監(jiān)控自動(dòng)更換電池、分箱充電為主，整車充電為輔助的電動(dòng)汽車充換電站監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠適應(yīng)大型商用車和小型成用車電能補(bǔ)充要求，并能對(duì)電動(dòng)汽車充換電實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時(shí)有效監(jiān)控。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202749839SQ20112033626
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者辛磊, 張峰, 馮杰波, 陳 光, 柏德勝 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司蘇州供電公司