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的制作方法

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。

THE END
1.中国第一汽车股份有限公司申请主从网络管理专利,保证ECU基本功能金融界2024年12月5日消息,国家知识产权局信息显示,中国第一汽车股份有限公司申请一项名为“主从网络管理方法、装置、电子设备及存储介质”的专利,公开号CN 119071092 A,申请日期为2024年8月。 专利摘要显示,一种主从网络管理方法、装置、电子设备及存储介质,涉及语音车控技术领域,它包括:在被唤醒后,进入网络模式,在https://www.dongchedi.com/article/7444855862864249398
2.2023年现阶段汽车网关到底是什么样子的?能够满足服务型网关、车载计算机、域控制器、区域处理器、安全处理器等各类新型汽车电子电气架构的开发需求https://www.zhihu.com/question/607455067/answer/3178997504
3.汽车网关汽车网关 概述 文件 硬件评估工具 网关是一个中央路由器, 可以安全可靠地在车辆内的多个不同网络内互连和传输数据。 它通过物理隔离和协议转换, 在共享数据的功能域(动力总成、 底盘和安全性、 车身控制、 信息娱乐、 远程信息处理、 ADAS)之间进行信息交互。…阅读更多https://www.st.com/zh/applications/telematics-and-networking/automotive-gateway.html
4.汽车网关在什么位置?汽车网关在什么位置?汽车网关的位置一般在汽车仪表盘的后方,网关指的是该车使用了网关电脑,也就是总线技术。汽车网关电脑负责接收汽车上各种信号,行车电脑不能接收的信息可以使用网关电脑进行接收。网关的主要就是协调各个模块之间的信息传输,对于各个电脑模块所发送的数据会进行优先处理。因为汽车内各个模块所属的总线http://baijiahao.baidu.com/s?id=1712310568722396160&wfr=spider&for=pc
5.电动汽车充电网关控制器开发可通过在电动车上增加一个充电网关模块,在不影响原车充电功能的前提下,增加国家标准快充功能,即在同一辆车上实现两种充电协议。充电网关控制器对充电接口协议进行转换,而不改变充电过程中的电流、电压控制等内容。可以在现有的汽车控制器的基础上对充电网关控制器的硬件进行开发,通过对硬件进行配置和优化,使用多个端口https://eri.usst.edu.cn/html/2018/3/20180307.htm
6.一篇易懂的整车网络管理指南·不同CAN总线网络通过网关才能进行通讯。 当整车处于休眠状态,即所有的控制器都睡觉了,在整车某个休眠唤醒场景下,制动踏板行程传感器BPS感知到变化了,从而唤醒的硬线信号有了变化,被IEB检测到了,那么处于休眠的IEB将被唤醒,对应着图中1区域,这里IEB称为主动唤醒节点。 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0NzE4MTQwMg==&mid=2247527573&idx=2&sn=c5512567d28928beb87944a7a495610c&chksm=c378eea0f40f67b6efca2a9d7b991c96539cd354b2363fe48639970d8f940cb166f1e5d3ef9c&scene=27
7.广州华望汽车电子有限公司网关控制器返回欢迎访问 中国汽车零部件供应商推介平台 用户名:密码:注册找回密码 首页平台介绍 广州华望汽车电子有限公司 Guangzhou Hua Wang Automobile Electronics Co网关控制器 零部件号: 总产量: 供应商:广州华望汽车电子有限公司 配套情况 配套企业:广汽集团; 配套证书 产品参数http://t.qcgys.com/company_goods_detail.php?mid=130&id=325
8.智能驾驶网关控制器通用汽车GMW3097电磁兼容EMC检测怎么做除了智能驾驶网关控制器通用汽车GMW 3097电磁兼容EMC检测怎么做,您也可能对以下产品感兴趣 氮氧传感器长城DVP试验GWT 面议 车载电子产品东风DVP试验EQ 面议 脚踢传感器长城DVP试验GWT 面议 汽车空调控制器东风DVP试验E 面议 无线车钥匙东风DVP试验EQC 面议 汽车空调控制器戴姆勒-奔驰DV 面议 汽车高低压连接器https://www.51sole.com/b2b/pd_425331220.htm
9.汽车的网关模块作用汽车中的网关模块,扮演着调控不同构造与特性的数据网络间信息互换及故障排查的重要角色,堪称汽车网络系统的心脏。 作为汽车内通讯局域网的枢纽,汽车网关让各条总线上的信息能够相互流通,同时还肩负起车内网络管控与故障诊断的重任。 汽车网关控制器的主要功能包括三点:首先是报文路由,即网关能传递报文,并对总线上的报https://www.yoojia.com/article/9217676244387157865.html
10.汽车网关(Gateway)知识介绍w2.jpg汽车网关控制器,堪称车内电、光总线间的路由器,扮演着至关重要的角色。它就像一位翻译官,负责在车辆内部众多网络(如CAN、LIN、MOST、FlexRay等)间传递数据,确保这些数据的安全与可靠传输。同时,网关也是整车电子电气架构中的核心部件,为整车的数据交互提供了枢纽。 http://www.cartech8.com/plugin.php?id=attachcenter:page&aid=555117
11.CES2023:最佳创新高尖技术!200+未来黑科技(上)FOGO 01-一款革命性家用取暖器 由于其材料:纤维增强混凝土 (UHPC) 和新型超导体石墨烯,将在不影响舒适性的情况下带来热量。材料具有巨大的热反应性、强大的热惯性。 Nature X-支持多协议的多功能桌面控制器和网关 通过旋钮和按钮,它可以控制各种智能家居设备,包括第三方设备,如窗帘、灯光、空调和音乐等。还可设置https://www.cifnews.com/article/138699
12.汽车全车网关控制与信息娱乐系统陕西交通职业技术学院近年来,汽车上电控器件的应用空前广泛,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。随着嵌入式系统、局域网控制和数据总线技术的不断成熟,智能网联汽车被列入国家加快发展的战略性新兴产业,网络化、智能化已成为汽车发展的大方向。汽车网关控制器则是整车电子电气架构中的核心部件,是整车网络的数据交互枢纽,以其高速率、多https://www.xuetangx.com/course/scct5607nril/16909707
13.汽车电子产品分类经纬恒润自2007年开始布局商用车汽车电子产品,目前已推出车门控制器DCM、车身控制器BCM、无钥匙进入系统和无钥匙启动系统PEPS、网关GW、热管理系统VTMS、车身域控制器BDCU和区域控制器ZCU等多种产品,覆盖12V、24V系统,现已给国内外主流厂商提供配套产品与服务,累计出货量超1500万套。 https://www.hirain.com/blank4361.html
14.基于CAN/LIN总线的汽车混合网关设计AET如上所述,网关的硬件电路主要由主控制器、高速CAN节点模块、低速CAN节点模块、LIN节点模块4部分组成。为了满足网关的正常通信要求,必须考虑主控制器的数据处理能力。另外,由于网关的工作环境为电磁干扰非常严重的汽车内部,故还须考虑网关的抗噪声干扰性能。网关的硬件设计简图如图2所示, AT91SAM7A3为网关的主控制芯片,http://www.chinaaet.com/article/73355