本实用新型是一种电动汽车智能充电通信系统中的充电桩端通信控制器,属于电动汽车通信技术领域。
背景技术:
电动车辆充电管理需要充电设备与管理后台进行数据交互,plc(powerlinecommunication)电力载波通信,利用现有的高压电力线,通过载波方式传输数据,减少布线成本。
hpav(homeplugaudiovideo)是由行业标准化联盟订立的一种家庭电力线通信接口标准,其接口的通信速率为200mbps。现该技术标准广泛应用于电力线通信、电力猫、远程抄表等多种途径。
hpgp(homepluggreenphy)是在hpav标准协议基础上进行优化精简应用于车载的通信标准。iso标准iso15118协议组织确定homepluggreenphy1.1(hpgp1.1)为非车载式充电设备(evse)与插电电动汽车之间的通信传输接口标准。iso15118协议规定充电设备与电动汽车之间使用控制导向cp信号线和保护接地pe两根线进行数据交互。iso15118协议规定了充电设备与电动汽车间协议传输的osi七层网络协议。
ocpp(openchargepointprotocol)是由oca(openchargealliance)发起的一个全球开放性的充电站点与各供应商中央管理系统间通讯标准。ocpp目前已经在海外多个国家应用于几万台充电设施,它已经成为充电设施网络通讯的行业标准。
技术实现要素:
本实用新型提出的是电动汽车智能充电通信系统中的充电桩端通信控制器,其目的在于针对现有电动车辆充电管理的需求,提供一种基于plc的充电桩端通信控制器。
本实用新型的技术解决方案:
一种电动汽车智能充电通信系统中的充电桩端通信控制器,其特征是所述充电桩端通信控制器内建标准iso15118标准桩端通信协议栈,包括主处理器、hpgp电力线载波芯片、hpav电力线载波芯片,mcu移植ipv6协议栈,通过spi接口与hpgp电力线载波芯片连接,通过以太网接口与hpav电力线载波芯片连接。
所述主处理器为st公司的stm32f429芯片。所述hpgp电力线载波芯片为qca7000芯片。所述与hpav电力线载波芯片为qca6410芯片。
其详细结构为包括stm32f429芯片、sram、flash、phy芯片、qca6410芯片、iso1050接口芯片、evse控制器、qca7000芯片、hcpl0531光耦芯片和opa4170运放芯片;其中,所述stm32f429芯片通过数据总线和地址总线连接sram和flash,stm32f429芯片通过一路以太网接口rmii连接以太网phy芯片,phy芯片与qca6410芯片的以太网接口相连,qca6410芯片通过变压器连接到电力线上;stm32f429芯片通过一路can接口与iso1050接口芯片相连,通过canh、canl两根信号线与evse控制器相连;stm32f429芯片通过一路spi接口与qca7000芯片相连接,qca7000芯片连接变压器,耦合出cp、pe线;stm32f429芯片通过gpio生成pwm信号通过hcpl0531光耦芯片耦合到cp信号线上,cp信号线通过opa4170运放芯片连接stm32f429的ad检测管脚。
所述充电桩端通信控制器与plc通信网关集中器、电动车端通信控制器构成电动汽车充电通信系统,所述qca6410芯片通过变压器连接到电力线,通过电力线与plc通信网关集中器,所述qca7000芯片通过变压器耦合出cp、pe线,与电动汽车端plc通信模块连接。
本实用新型的有益效果:
1)所述充电桩端通信控制器通过电力线传输,利用gpav技术实现单一站点的信息统计汇总并统一上报到云端,解决了中大型电动汽车充电站点中的网络布线问题。
2)所述充电桩端通信控制器,利用网络通信技术可便捷实现远程启动充电、停止充电,远程预约、收费、远程故障、智能充电提示等多项管理功能。
3)所述充电桩端通信控制器,将ipv6协议栈移植到mcu中实现ipv6网络层,建立iso15118标准通信协议,降低充电系统成本。
附图说明
附图1是充电桩端plc通信控制器结构示意图。
附图2是电动汽车充电通信控制系统结构示意图。
具体实施方式
一种电动汽车智能充电通信系统,包括ocpp充电云管理平台、plc通信网关集中器、充电桩端plc通信模块、电动车端plc通信模块。所述充电桩端plc通信模块对上通过hpav电力线载波通信与plc通信网关集中器进行数据交互,每一个充电桩端plc通信模块均有唯一mac地址;充电桩端plc通信模块对下通过hpgp电力线载波通信与电动车端plc通信模块进行数据交互;充电桩端plc通信模块内建标准iso15118标准桩端通信协议栈。
所述充电桩端plc通信模块,包括mcu、hpgp电力线载波芯片、hpav电力线载波芯片,mcu移植了ipv6协议栈,通过spi接口与hpgp电力线载波芯片连接,通过以太网接口与hpav电力线载波芯片连接,hpav电力线载波芯片与plc通信网关集中器中使用的hpav芯片相同。mcu通过ipv6协议与对下的电动车端plc模块建立iso15118协议栈通信会话。
下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步解释说明。
对照附图1,充电桩端plc通信控制器,采用st公司的stm32f429芯片作为主处理器,通过数据总线和地址总线连接sram和flash,在处理器及内存、flash的基础上内建嵌入式ucos操作系统,stm32f429通过一路以太网接口(rmii)连接以太网phy芯片与qca6410的以太网接口相连,qca6410通过变压器连接到电力线上,通过电力线与plc通信网关集中器的qca6410进行数据交互。stm32f429通过一路can接口与iso1050接口芯片相连,通过canh、canl两根信号线与evse控制器相连,evse控制器负责电动汽车充电桩的充电电气控制功能。充电桩端plc通信模块与evse控制器之间为定制的can总线私有协议。
stm32f429通过一路spi接口与hpgp协议芯片qca7000相连接,qca7000通过变压器耦合出cp、pe线,与电动汽车端plc通信模块连接。stm32f429的软件系统中内建iso15118/din70121协议栈,通过协议栈充电桩端plc通信模块与电动汽车端plc通信模块进行充电通信交互会话。根据iec61851-1规定,cp信号线上需要有1khz的pwm信号进行充电引导,stm32f429通过gpio生成pwm信号通过hcpl0531光耦芯片耦合到cp信号线上。通过根据iec61851-1及iso15118/din70121协议规定,cp上的电压指示出当前充电运行的阶段。充电桩端plc通信模块需要对cp电压进行监测。cp信号通过opa4170运放芯片进行放大处理输入stm32f429的ad检测管脚,通过ad检测对充电状态进行监控。
对照附图2,一种基于ipv6协议栈和plc电动汽车充电通信系统,包括:ocpp充电云管理系统、plc通信网关集中器、充电桩端plc通信模块、电动车端plc通信模块。所述的ocpp充电云管理平台利用tcp/ip协议与plc通信网关集中器进行ocpp数据协议交互,通过云管理平台可实现远程启动充电、停止充电,远程预约、收费,远程故障提示等管理功能;所述的plc通信网关集中器装载嵌入式linux系统,运行有ocpp协议栈,对上通过4g/wifi/eth多种网络途径与ocpp后台进行数据交互,对下通过hpav电力线载波通信与充电桩端plc通信模块进行数据交互。plc通信网关集中器可连接不低于256个充电桩端plc通信模块,实现一个充电站点的网关单元;所述的充电桩端plc通信模块对上通过hpav电力线载波通信与plc通信网关集中器进行数据交互,每一个充电桩端plc通信模块均有唯一mac地址。充电桩端plc通信模块对下通过hpgp电力线载波通信与电动车端plc通信模块进行数据交互。充电桩端plc通信模块内建标准的iso15118标准桩端通信协议栈。所述的电动车端plc通信模块通过hpgp电力线载波通信与充电桩端plc通信模块进行数据交互。充电车端plc通信模块内建标准的iso15118标准车端通信协议栈。