[发明专利]一种支持车联网的多频段智能充电桩系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车充电系统技术领域，具体涉及一种支持车联网的多频段智能充电桩系统。

背景技术

智能充电桩是电动汽车广泛使用的充电基础设施，也是构建智能充换电服务网络的核心成员。与传统的充电桩相比，智能充电桩除了满足电动汽车充电的基本功能，通过融合多种信息通信、自动化技术，可参与构建智能充换电服务网络，提供充换电设施、电动汽车电池电量、充换电站运行状况的实时监测和调度、计量计费、资产管理等功能。从智能充电桩的硬件系统结构来看，通信模块是实现上述功能的核心部件。

目前，智能充电桩主要利用CAN总线实现与电动汽车之间的数据交互功能，并采用GPRS通信模块，通过无线移动公网向本地或远程的数据服务器传输所连接充电车辆的运行状态数据。随着物联网技术及其产业的快速发展，其在电动汽车充换电设施领域的应用也逐渐得到广泛关注，如：电动汽车与充电设施之间采用RFID标签和无线传感器网络技术进行数据交互。通过在电动汽车的挡风玻璃上或动力电池中粘贴RFID标签，当电动汽车驶入充电站内时，放置有RFID阅读器的充电设施，便可识别电动汽车的身份信息，并感知和采集电动汽车的电池剩余电量及运行状态数据。同样地，若在电动汽车电池上安装Zigbee传感器节点，充电站内安装有Zigbee模块的充电设施便可实现对电池状态参数及车辆运行数据采集。同时，安装了Zigbee传感器节点的配电设施状态信息也能被上传给充电设施。

通过上述分析，无论是采用CAN总线，RFID标签，还是Zigbee传感器节点，充电设施仅能采集到驶入固定充电站内电动汽车的运行状态信息，无法捕获充电站外未充电车辆的电池余量及运行状态信息，导致目前基于电动汽车状态数据采集的充换电服务网络，很难对所有电动汽车的状态进行实时监控，由此做出的充电引导、调度等决策不是最优的。

为了解决该问题，本发明将车联网技术引入到电动汽车的充换电设施应用领域。车联网是物联网技术在交通领域的典型应用，目的是实现车辆与车辆之间的互联互通。假设所有电动汽车之间能实现互联互通，只要任意一辆电动汽车与充电设施建立数据链接，其它许多未充电车辆的状态数据便可利用该充电车辆间接地转发给充电设施。因此，本发明设计了一种支持车联网的智能充电桩，从而为智能充换电服务网络提供更多更好的数据源。

目前，多数实现车联网组网的方法主要采用无线通信技术，适用于高速移动环境下的专用车辆间通信技术是DSRC（Dedicated Short Range Communication），基于IEEE 802.11p标准协议实现车辆与车辆（V2V）、车辆与路边单元（V2R）通信，主要采用5.9GHz频段通信，带宽20MHz，最大通信范围可达300-1000米。因此，国际上公认的车联网是基于DSRC构建的VANET（Vehicle Ad-hoc Network，车载自组网）。但因目前的VANET技术在国内发展条件有限，导致国内多数人认为车联网就是基于无线移动公网实现的车辆互联网，这其实是最简单的集中式组网方式，并未真正实现车辆之间的互联互通，且这种组网方式成本较高。

此外，部分学者也提出利用无线传感器网络技术组建车联网，它也被称为车载无线传感器网络（VSN，Vehicle Sensor Network）。但由于低成本、低功耗的车载无线传感器节点的通信距离毕竟有限，导致网络连通度较低，链路断裂愈加频繁，因此，利用V2V通信转发数据的传输延时较大，充电设施的状态数据采集效率也较低。

针对目前市场上车载智能设备的通信单元呈现复杂多样化的特点，而充电设施的通信模块单一，不同类型电动汽车与充电设施之间无法建立快速数据传输通道的问题，本发明提出充电设施的通信模块也需支持多频接入技术。特别地，为了提供和支持最佳的车联网组网方式，本发明强调在充电设施的通信模块添加DSRC射频芯片。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种支持车联网的多频段智能充电桩系统，用以解决现有技术通信模块单一的问题，实现了不同类型汽车与充电设施之间的快速数据通道建立。