一种充换电站系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种充换电站系统，属于电动汽车充换电【技术领域】。本发明通过采用包括站控层、间隔层和过程层的三层服务接口平台架构，间隔层中的换电设备和分箱式充电机通过GOOSE交换机连接，换电设备之间以及换电设备与分箱式充电机之间通过GOOSE报文交换信息，避免两台换电设备同时在车上操作，同时实现充换电控制过程的安全互锁，成功解决了电动汽车充换电站对不同厂家设备之间的互操作和系统集成以及更可靠更完善的同步操作、充换电操作、充换电信息记录、安全互锁、电池位置识别等方面的技术难点。
【专利说明】一种充换电站系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种充换电站系统，属于电动汽车充换电【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，国内电动汽车充换电站系统的应用和实施尚处于探索示范阶段，充换电站通信网络与系统多采用基于IEC104等通讯规约扩展的专有通信协议进行通信，很难实现不同厂家设备之间的互操作和系统集成。同时，现有充换电站通信网络与系统在同步操作、安全互锁、电池位置识别等方面的难题尚未得到完全解决。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种充换电站系统，以解决目前充电站中很难实现不同厂家设备之间的互操作和系统集成的问题。
[0004]本发明为解决上述技术问题而提供一种充换电站系统，该充换电站系统采用包括站控层、间隔层和过程层的平台架构，站控层涉及的设备包括服务器、工作站及相关的网络设备，间隔层涉及的设备包括分箱充电机、换电设备和配电设备，过程层涉及的设备包括车辆和充电架上的动力电池箱本身。
[0005]所述的充换电站系统间隔层中的换电设备之间通过G00SE报文之间交换信息，避免两台换电设备同时在车上操作。
[0006]所述间隔层中的充电机和换电设备之间通过G00SE报文通信，以实现充换电控制过程的安全互锁。
[0007]所述过程层中换到同一辆车上的电池箱编为一个电池组，对电池组进行充电控制。
[0008]所述的间隔层中将同一辆车的换电设备编为一组，换电操作时将换点操作命令同时下发给一组换电设备，以简化换电控制的步骤。
[0009]所述间隔层中的分箱式充电机在充电时按照设定的时间间隔对充电过程信息进行保存，并在充电完成后生成消费记录。
[0010]所述的分箱式充电机在充电完成后将保存的充电过程信息和消费记录上传到监控系统中，监控系统收到文件无误并保存好后，清除分箱式充电机成功上传过的文件。
[0011]所述的电池箱设置在电池仓格中，电池仓格与分箱式充电机固定连接，上传电池箱信息中包括有其所处的电池仓格位置信息。
[0012]本发明的有益效果是:本发明通过采用包括站控层、间隔层和过程层的三层服务接口平台架构，间隔层中的换电设备和分箱式充电机通过G00SE交换机连接，换电设备之间以及换电设备与分箱式充电机之间通过G00SE报文交换信息，避免两台换电设备同时在车上操作，同时实现充换电控制过程的安全互锁，成功解决了电动汽车充换电站对不同厂家设备之间的互操作和系统集成以及更可靠更完善的同步操作、充换电操作、充换电信息记录、安全互锁、电池位置识别等方面的技术难点。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明充换电站系统中接口的整体框架结构图；
[0014]图2是本发明充换电站系统的层次划分示意图；
[0015]图3是本发明充换电站系统中G00SE信息交互示意图；
[0016]图4是本发明充换电站系统中对象管理模块接口示意图；
[0017]图5是本发明充换电站系统中文件服务管理模块接口定义示意图；
[0018]图6是本发明充电站系统中电池箱位置识别示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0020]如图2所示，本发明的充换电站系统采用包含站控层、间隔层、过程层三层的多层级服务接口的平台架构，其中站控层涉及的主要设备包括服务器、工作站及相关的网络设备，间隔层涉及的主要设备包括分箱式充电机、换电设备和配电设备等其他设备，过程层是架构的最低层和执行层，管理的对象为车辆和充电架上的动力电池箱本身，过程层需要借助车载或非车载的智能终端实现电动汽车的充电过程的优化管理。如图1所示，该充换电站系统接口总体设计遵循IEC61850抽象通信服务接口的设计思想，具体实现安装IEC61850标准的特定通信服务定义完成接口的设计，电动汽车充换电设施监控系统的接口开发主要是充换电设施客户端业务接口的开发，如图4所示，对象参引是字符串，在业务处理中如果以对象参引为索引进行信息检索效率不高，因此定义数值型的对象ID，在对象空间创建、解析SCD文件的过程中，进行由对象参引转ID和对象ID转参引采用的转换，在通讯解析和业务处理中改处理对象参弓I为处理对象ID，可以提高了信息处理的效率。
[0021]如图3所示，间隔层中的换电设备和分箱式充电机通过G00SE交换机连接，换电设备之间以及换电设备与分箱式充电机之间通过G00SE报文交换信息。在换点过程中，同一车辆至少需要两台换电设备分别在车辆的左右侧进行，通过G00SE报文左侧的换电设备和右侧换电设备之间交换信息，以协调两台换电设备的工作过程，实现左侧和右侧换电设备同时进行换电操作，交换的信息包括换电设备的工作状态、换电设备当前位置和换电设备当前正在进行的操作，换电设备在另一台换电设备正在从车上取下电池或往车上插入电池的时候等待一会，避免两台换电设备同时在车上操作，以提高自动换电成功率。同时，在充换电过程中，换电设备和分箱式充电机之间通过G00SE报文交换信息，以实现充换电控制过程的安全互锁，换电设备工作时，根据G00SE报文交换得到的充电机的充电状态和电池箱信息，判断是否允许对电池箱进行操作，当充电机正对电池箱进行充电操作时，换电设备不允许对上述电池箱进行操作，避免出现安全问题，充电机工作时，根据G00SE报文交换得到的换电设备的状态和电池箱信息，判断是否允许对这些电池箱进行充电操作，当换电设备正在对上述电池箱操作时，充电机不允许对上述正在被换电设备操作的电池箱进行充电操作。
[0022]在电池箱以上定义电池组，把换到同一辆车辆上的电池箱编为一个电池组，采用整组电池充电控制的控制模式，对一组电池箱进行充电及停止的操作用一次操作即可完成，简化了充电控制的步骤，同时只设置一次充电参数就能保证一组电池充电参数设置的一致性，提高充电控制效率和安全性。在换电设备以上定义换电工位，把为同一辆车换电的换电设备编为一组，换电操作时一次换点操作命令同时下发给一组换电设备，简化换电控制的步骤，提高换电控制效率和安全性。
[0023]如图5所示，定义充电记录存储文件的读写接口，用于从分箱式充电机读取、清除充电过程文件和充电记录文件，分箱式充电机充电时，按照一定的时间间隔采样充电电流、充电电压、充电电量、充电时间、电池单体信息和温度信息等充电过程信息并进行保存，充电完成后，生成消费记录，充电过程信息和消费记录以文件的方式保存在分箱式充电机上，当充电完成后，分箱式充电机将这些以文件方式上传到监控系统，监控系统收到文件无误并保存好后，下发命令清除分箱式充电机成功上传过的文件。
[0024]电池箱信息上传到分箱式充电机后，分箱式充电机利用其和电池仓格的连接关系固定的这一特点，在上传电池箱信息是加入电池仓格位置信息，从而实现对电池箱在电池仓格中位置的识别。对于一个分箱式充电机接入多个电池箱的情况，每个电池箱从一个物理通道接入，如图6所示，分箱式充电机利用电池箱信息接入的物理通道判断电池箱所在的电池仓格位置，从而实现一个分箱式充电机连接多个电池箱时对电池箱位置的识别。
[0025]综上所述，通过上述方式实现的充换电设备的通信实用接口方法，不仅实现了将IEC61850标准应用于电动汽车充换电站通信网络与系统，成功解决了电动汽车充换电站对不同厂家设备之间的互操作和系统集成的问题，而且通过更完善的同步操作、充换电操作、充换电信息记录、安全互锁、电池位置识别方法实现了提高了电动汽车充换电站系统的自动化、信息化、智能化水平。
【权利要求】
1.一种充换电站系统，其特征在于，该充换电站系统采用包括站控层、间隔层和过程层的平台架构，站控层涉及的设备包括服务器、工作站及相关的网络设备，间隔层涉及的设备包括分箱充电机、换电设备和配电设备，过程层涉及的设备包括车辆和充电架上的动力电池箱本身。
2.根据权利要求1所述的充换电站系统，其特征在于，所述的充换电站系统间隔层中的换电设备之间通过GOOSE报文之间交换信息，避免两台换电设备同时在车上操作。
3.根据权利要求2所述的充换电站系统，其特征在于，所述间隔层中的充电机和换电设备之间通过GOOSE报文通信，以实现充换电控制过程的安全互锁。
4.根据权利要求3所述的充换电站系统，其特征在于，所述过程层中换到同一辆车上的电池箱编为一个电池组，对电池组进行充电控制。
5.根据权利要求4所述的充换电站系统，其特征在于，所述的间隔层中将同一辆车的换电设备编为一组，换电操作时将换点操作命令同时下发给一组换电设备，以简化换电控制的步骤。
6.根据权利要求5所述的充换电站系统，其特征在于，所述间隔层中的分箱式充电机在充电时按照设定的时间间隔对充电过程信息进行保存，并在充电完成后生成消费记录。
7.根据权利要求6所述的充换电站系统,其特征在于，所述的分箱式充电机在充电完成后将保存的充电过程信息和消费记录上传到监控系统中，监控系统收到文件无误并保存好后,清除分箱式充电机成功上传过的文件。
8.根据权利要求7所述的充换电站系统，其特征在于，所述的电池箱设置在电池仓格中，电池仓格与分箱式充电机固定连接，上传电池箱信息中包括有其所处的电池仓格位置信息。
【文档编号】H02J7/00GK103683398SQ201310626021
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】连湛伟, 陈志刚, 李洪峰, 克萧, 徐怡山, 邓健慎, 马仪成, 何锡点 申请人:许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司