一种充电桩充电监测与控制系统的制作方法

本实用新型涉及监测技术领域，特别是涉及一种充电桩充电监测与控制系统。

背景技术：

在中央及地方密集出台补贴等多重利好政策的催化下，我国新能源汽车市场持续井喷状态。随着新能源汽车的规模不断扩大，充电基础设施建设不足、充电难的现状日益显现，充电设施的不完善，也严重制约了新能源汽车发展。在对充电桩的监测过程中，需要工作人员带着检测仪器到现场对充电桩进行数据检测，依据数据检测的情况进而控制充电桩的充电速度，这样需要大量人力成本，而且监测的整个过程非常繁琐的，需要较长的时间，工作效率很低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种充电桩充电监测与控制系统，实现自动监测充电桩，提高监测的工作效率，并节省人力成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种充电桩充电监测与控制系统，包括：

充电桩；

与所述充电桩相连，收集所述充电桩的仪表的功率信息的功率信息收集器；

与所述功率信息收集器相连，利用所述功率信息控制所述充电桩的充电进程的系统控制中心；

与所述充电桩相连，获取所述充电桩的充电状态和用户充电记录的数据采集器；

与所述数据采集器相连，利用所述充电状态和用户充电记录产生总用电量的报告，并显示所述报告的用户监控中心；

与所述充电桩相连，通过改变所述充电桩提供的导频信号的占空比来控制所述充电桩的充电速度的控制装置。

优选的，所述控制装置包括导频信号发生器、导频信号监视器、安全继电控制器和自动复位模块。

优选的，所述系统还包括：

与所述数据采集器相连，存储所述充电状态和用户充电记录的数据库。

优选的，所述充电桩的个数为至少一个。

优选的，所述充电桩与所述控制装置、功率信息收集器和数据采集器均通过以太网的网络连接。

本实用新型所提供的一种充电桩充电监测与控制系统，包括：充电桩；与所述充电桩相连，收集所述充电桩的仪表的功率信息的功率信息收集器；与所述功率信息收集器相连，利用所述功率信息控制所述充电桩的充电进程的系统控制中心；与所述充电桩相连，获取所述充电桩的充电状态和用户充电记录的数据采集器；与所述数据采集器相连，利用所述充电状态和用户充电记录产生总用电量的报告，并显示所述报告的用户监控中心；与所述充电桩相连，通过改变所述充电桩提供的导频信号的占空比来控制所述充电桩的充电速度的控制装置。可见，该系统能够对充电桩进行自动监测和控制，工作效率高，这样不需要工作人员带着检测仪器到现场对充电桩进行数据检测，节省大量人力成本，而且该系统自动监测和控制充电桩，过程简单，时间较短，工作效率很高，所以该系统实现自动监测多制式基站电磁辐射，提高监测的工作效率，并节省人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的一种充电桩充电监测与控制系统的结构示意图；

图2为充电电流与导频信号占空比关系图；

图3为导频信号监视器外围电路图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种充电桩充电监测与控制系统，以实现自动监测充电桩，提高监测的工作效率，并节省人力成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种充电桩充电监测与控制系统的结构示意图，该系统包括：

充电桩11；

与充电桩11相连，收集充电桩11的仪表的功率信息的功率信息收集器12；

与功率信息收集器12相连，利用功率信息控制充电桩的充电进程的系统控制中心13；

与充电桩11相连，获取充电桩的充电状态和用户充电记录的数据采集器14；

与数据采集器14相连，利用充电状态和用户充电记录产生总用电量的报告，并显示报告的用户监控中心15；

与充电桩11相连，通过改变充电桩提供的导频信号的占空比来控制充电桩的充电速度的控制装置16。

可见，该系统能够对充电桩进行自动监测和控制，工作效率高，这样不需要工作人员带着检测仪器到现场对充电桩进行数据检测，节省大量人力成本，而且该系统自动监测和控制充电桩，过程简单，时间较短，工作效率很高，所以该系统实现自动监测多制式基站电磁辐射，提高监测的工作效率，并节省人力成本。

基于上述系统，具体的，所述控制装置包括导频信号发生器、导频信号监视器、安全继电控制器和自动复位模块。自动复位模块具有自动复位功能。

进一步的，所述系统还包括：

与数据采集器相连，存储充电状态和用户充电记录的数据库。

具体的，所述充电桩的个数为至少一个。

其中，充电桩与控制装置、功率信息收集器和数据采集器均通过以太网的网络连接。

数据采集器采集到的信息包括充电桩的充电状态和用户充电记录，充电状态中包括当前充电的车辆正在消耗的电量，从充电状态中能够获取到当前充电的车辆正在消耗的电量，用户充电记录是充电桩的用户充电记录，记录了所有的充电过程和用电量，充电过程记录了用户信息和进行充电的时间段。用户监控中心通过充电状态和用户充电记录得到总用电量，产生总用电量的报告并显示报告，其中，用户监控中心依据充电状态和用户充电记录能够获得总用电量，即将当前充电的车辆正在消耗的电量和所有的用电量相加得到总用电量，产生总用电量的报告，并将报告进行显示。

详细的，控制装置通过连接3G，以太网或WiFi的多协议网关来控制所有的充电桩，通过改变充电桩提供的导频信号的占空比来控制充电速度；功率信息收集器收集充电桩中仪表的功率信息，并定期地发送到系统控制中心以控制充电进程。控制装置具体为2级EVSE中的从控制器，基于ZigBee的硬件提供了多种功能模块，包括导频信号发生器，导频信号监视器，安全继电控制器和自动复位模块，自动复位模块具有自动复位功能。

系统控制中心还具有两个主要的操作流程：启用充电和充电禁用。每个操作流程包括两个子过程：读取出口开/关状态和读取功率信息。功率信息收集器包括一个带ATMEGA328P微处理器的Arduino UNO板，一个Arduino以太网盾和一个RS232串行端口界面板。RS232串行端口界面板和Arduino以太网盾被连接到网关以进行通信。RS232串行端口在充电桩和功率信息收集器之间通信，而以太网端口检索功率信息和仪表的开/关状态。

控制装置通过连接3G，以太网或WiFi的多协议网关来控制所有的充电桩。3G是必要的，尤其是在有线或无线通信不可用的时候。对于通过以太网的网络连接，DHCP路由器分配静态或动态IP地址给网关；当以太网布线不可用时，网关也可以在以太网端口上使用电力线通讯(PLC)模块来进行网络连接。对于WiFi的通信，所述网关被配置为客户机的WiFi范围内的另一个网关或路由器；端口转发用于主机网关或路由器，使得控制装置可访问客户端网关。充电桩对应的充电站彼此之间有连接，用于从控制装置传递命令到充电站，控制充电桩。

数据库存储数据，还能够从网关、充电站、充电算法、PEV用户、停车场和城市中获取包括充电状态及用户充电记录等管理信息。

系统控制中心发送命令到充电站，来控制充电操作，同时积累功率信息。充电站自动地选择充电算法控制基站，可以进行修改和更新。数据收集器还用于周期性地收集个充电站的状态。系统控制中心还能够设置参数，例如设置IP地址、设置充电算法和电源。

用户监控中心能够通过手动控制，也可以被系统管理员监控，除了产生总用电量报告，还能产生充电记录的报告。用户监控中心允许授权的用户检查可用充电站，通过选择停车场和城市，启动或停止充电，检查充电状态，查看每月充电记录，通过移动设备管理帐户信息。

参见图2，控制装置通过改变充电桩提供的导频信号的占空比来控制充电速度，基于充电桩所提供的导频信号的占空比，来调整充电电流，充电电流就代表了充电速度，对充电电流调整就是对充电速度的调整。调整后，在充电桩要进行充电的纯电动汽车PEV相应调整其负载以满足充电电流限制。

参见图3，基于控制装置，当充电桩供给到纯电动汽车PEV进行充电时，控制装置中的导频信号发生器产生的PWM信号被放大，通过施密特触发器从3.3V/GND到+/-12V。其中的施密特触发器有一个单位增益，可以隔离电路以避免监测电路的负载效应；由于信号仅有正的部分被监控，所以肖特基二极管在单位增益后插入。为了便于监控，导频信号被放大以适合A/D变换器的范围，并通过一个低通滤波器反馈直流电压。

综上所述，本实用新型所提供的一种充电桩充电监测与控制系统，包括：充电桩；与充电桩相连，收集充电桩的仪表的功率信息的功率信息收集器；与功率信息收集器相连，利用功率信息控制充电桩的充电进程的系统控制中心；与充电桩相连，获取充电桩的充电状态和用户充电记录的数据采集器；与数据采集器相连，利用充电状态和用户充电记录产生总用电量的报告，并显示报告的用户监控中心；与充电桩相连，通过改变充电桩提供的导频信号的占空比来控制充电桩的充电速度的控制装置。可见，该系统能够对充电桩进行自动监测和控制，工作效率高，这样不需要工作人员带着检测仪器到现场对充电桩进行数据检测，节省大量人力成本，而且该系统自动监测和控制充电桩，过程简单，时间较短，工作效率很高，所以该系统实现自动监测多制式基站电磁辐射，提高监测的工作效率，并节省人力成本。

以上对本实用新型所提供的一种充电桩充电监测与控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。