專利名稱：電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，屬于電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車尤其是純電動(dòng)汽車要想走進(jìn)尋常百姓家，必須借助便捷的充電網(wǎng)絡(luò)。目 前，世界各國(guó)也正在積極制定電動(dòng)汽車獎(jiǎng)勵(lì)和推廣政策，幫助電動(dòng)汽車早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)
口 ο我國(guó)正在掀起充電站建設(shè)熱潮，如何合理規(guī)劃和建設(shè)面向大眾的充電網(wǎng)絡(luò)，成為 人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)已經(jīng)成為世界上汽車保有量增長(zhǎng)最快的國(guó)家。2010年初，汽車銷售量首次超 過(guò)美國(guó)成為世界第一。從汽車產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，以及我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車 保有量的差距來(lái)看，預(yù)計(jì)今后一段時(shí)期，我國(guó)汽車保有量仍將保持持續(xù)的增長(zhǎng)。目前我國(guó) 85%的汽油被汽車消耗，而我國(guó)作為石油資源相對(duì)貧乏的國(guó)家，2009年石油對(duì)外依存度已 經(jīng)超過(guò)50%，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到我國(guó)能源安全。大力發(fā)展新能源汽車已成為我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變 化和推動(dòng)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要措施，以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展 趨勢(shì)和方向。2008年國(guó)家財(cái)政部、科技部在全國(guó)推行“十城千輛”節(jié)能和新能源計(jì)劃，國(guó)家 財(cái)政部預(yù)計(jì)將投入2000億元用于推廣和使用新能源汽車。隨著我國(guó)純電動(dòng)汽車研發(fā)力度 的加大，純電動(dòng)汽車的電池、電機(jī)等技術(shù)難關(guān)被一一攻克，純電動(dòng)汽車技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。電動(dòng)汽車要想取代傳統(tǒng)的燃油汽車必須解決能源供給問(wèn)題。電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源 于車載電池，如果沒(méi)有布局合理、設(shè)施完善的充電網(wǎng)絡(luò)，就會(huì)大大降低電動(dòng)汽車使用的便利 性，嚴(yán)重削弱電動(dòng)汽車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，制約電動(dòng)汽車的推廣和發(fā)展。目前，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家都已建成了各自的電動(dòng)汽車充電設(shè) 施，主要以充電樁為主。我國(guó)電動(dòng)汽車充電站試點(diǎn)大多局限于電動(dòng)公交汽車或內(nèi)部集團(tuán)用車，因此我國(guó)還 沒(méi)有建成真正面向不同用戶的充電站服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。充電設(shè)施的建設(shè)方案應(yīng)充分考慮電動(dòng)汽車的種類以及其行駛要求。按照傳統(tǒng)的思 路，公交車、市政環(huán)衛(wèi)車輛行駛線路固定，可以利用已有的停車場(chǎng)建設(shè)充電站，采用以快換 為主結(jié)合快充的方式，保證車輛的正常行駛和工作。而政府公務(wù)車、企業(yè)商用車、示范園區(qū) 用車等運(yùn)行區(qū)域比較固定集中，則可以在政府集中辦公場(chǎng)所或企業(yè)集聚附近區(qū)域、博覽會(huì) 中心區(qū)域建設(shè)電動(dòng)汽車充電站，采用以慢充為主，結(jié)合快充或快換的方式。但是對(duì)于向出租 車、私家車等，由于運(yùn)行線路和區(qū)域不確定，應(yīng)該在機(jī)場(chǎng)、火車站、酒店、醫(yī)院、購(gòu)物中心、超 市等公共停車場(chǎng)或者小區(qū)停車位中建大量充電樁，采用快充或者慢充的方式給車輛進(jìn)行充 H1^ ο電動(dòng)汽車商業(yè)化運(yùn)營(yíng)需要多種力量支持，根據(jù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中主體參與者不同，目前 電動(dòng)汽車充電站的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式主要有政府主導(dǎo)型、充電系統(tǒng)關(guān)聯(lián)企業(yè)主導(dǎo)型、社會(huì)企 業(yè)主導(dǎo)型和電動(dòng)車輛用戶主導(dǎo)型四種。
由于國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車及充電站商業(yè)運(yùn)營(yíng)還處于發(fā)展初期探索階段，因此，具體采用 哪種運(yùn)營(yíng)方式，必須考慮電動(dòng)汽車的發(fā)展程度以及不同電動(dòng)汽車的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)。然而，以色列 Better Place公司開(kāi)創(chuàng)性的提出了象運(yùn)營(yíng)手機(jī)一樣來(lái)運(yùn)營(yíng)電動(dòng)汽車充電業(yè)務(wù)，以一個(gè)全新 的思路提出了電動(dòng)汽車充電技術(shù)和運(yùn)營(yíng)模式的新方向。然而，如何從技術(shù)角度實(shí)現(xiàn)和支撐 這樣新的運(yùn)營(yíng)方式，一直是其全面落實(shí)的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，以解決電動(dòng)汽車的大規(guī)模充 電業(yè)務(wù)如何向電網(wǎng)提供靈活、安全、有效的儲(chǔ)能和供電服務(wù)，以及充電業(yè)務(wù)如何更加快捷便 利的向用戶提供不間斷動(dòng)力服務(wù)的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)包括汽車物聯(lián)網(wǎng)，其中每臺(tái)電動(dòng)汽車包括車載管理芯片和車載移動(dòng)終端，所述車載管 理芯片用于記錄電動(dòng)汽車各自的特性，所述車載移動(dòng)終端用于電動(dòng)汽車行駛數(shù)據(jù)的采集、 無(wú)線信息交互及客戶端軟件的運(yùn)行；電池物聯(lián)網(wǎng)，其中每一塊電池都包括電池管理芯片，該芯片用于記錄其自身的品 牌、類型、容量、使用壽命和充放電次數(shù)特性信息；充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，充電設(shè)施包括充電樁、換電站和集中充電站，且每種充電設(shè)施包括 充電設(shè)施芯片，用于記錄充電設(shè)施的容量、位置、狀態(tài)特性信息，以及與電池管理芯片進(jìn)行 數(shù)據(jù)的交互；監(jiān)控中心，包括監(jiān)控子站和監(jiān)控主站，監(jiān)控子站用于匯總監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有充電設(shè) 施芯片、車載管理芯片傳遞的汽車信息，所述監(jiān)控主站用于接收、存儲(chǔ)監(jiān)控子站上傳的數(shù) 據(jù)，并根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)監(jiān)控和規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的充電設(shè)施充放電的操作，調(diào)配電池在各充電 站之間的分配；所述汽車物聯(lián)網(wǎng)、電池物聯(lián)網(wǎng)、充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)分別通過(guò)各車載管理芯片、電池管理 芯片、充電設(shè)施芯片與監(jiān)控中心通訊連接。進(jìn)一步的，所述汽車物聯(lián)網(wǎng)中的車載管理芯片嵌入車輛電池管理系統(tǒng)中，所述車 載管理芯片含有車輛的唯一識(shí)別碼VEHICLE_ID。進(jìn)一步的，所述車載管理芯片包括VEHICLE_ID驗(yàn)證模塊、汽車特性記錄模塊和安 全準(zhǔn)入驗(yàn)證模塊。進(jìn)一步的，所述車載管理芯片用于記錄車輛各自不同的特性，如汽車的耗電量、載 重量、總行駛里程數(shù)。進(jìn)一步的，所述車載移動(dòng)終端包括分別通過(guò)接口與車載管理芯片、電池管理芯片 通訊連接的車輛信息輸出及電池信息輸入模塊、VEHICLE_ID及車輛特性模塊，以及車輛行 駛數(shù)據(jù)采集模塊、GPS定位模塊、充電設(shè)施狀況描述模塊和VEHICLE_ID驗(yàn)證模塊，上述功能 模塊均與主控程序模塊相連。進(jìn)一步的，所述電池管理芯片包括BATTERY_ID驗(yàn)證模塊、車輛數(shù)據(jù)記錄模塊、 充電記錄模塊和電池?cái)?shù)據(jù)記錄模塊，該電池?cái)?shù)據(jù)記錄模塊與所述車輛數(shù)據(jù)記錄模塊、 BATTERY_ID驗(yàn)證模塊雙向通訊連接，所述充電記錄模塊與BATTERY_ID驗(yàn)證模塊通訊連接。進(jìn)一步的，所述充電設(shè)施芯片具有唯一的標(biāo)識(shí)碼MACHINE_ID。
進(jìn)一步的，所述監(jiān)控子站還用于與行駛在該區(qū)域內(nèi)的電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)通信、處理行 駛數(shù)據(jù)，向電動(dòng)汽車發(fā)送所需信息。進(jìn)一步的，所述監(jiān)控主站的運(yùn)行管理功能包括智能充電單元、電池調(diào)度單元，智能 充電單元用于監(jiān)控和規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的充電設(shè)施充放電的操作；電池調(diào)度單元根據(jù)所收集地 理信息系統(tǒng)GIS的信息監(jiān)控所有電池在各充電站之間的分布和流動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)汽車的流量 和向電網(wǎng)反向售電的規(guī)劃，調(diào)配電池在各充電站之間的分配。進(jìn)一步的，所述監(jiān)控主站還包括計(jì)費(fèi)結(jié)算功能單元，該單元用于根據(jù)銷售合同實(shí) 時(shí)進(jìn)行與汽車用戶之間的計(jì)費(fèi)和結(jié)算；根據(jù)需要與電網(wǎng)公司進(jìn)行電量解算；同時(shí)，由于充 電站內(nèi)大量的電池組可以作為儲(chǔ)能裝置和分布式電源向電網(wǎng)反送電能，該單元也要同時(shí)處 理向電網(wǎng)公司反向售電的結(jié)算。本發(fā)明的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)汽車、電池以及充 電設(shè)施之間架起的信息交互渠道構(gòu)建起了面向電動(dòng)汽車業(yè)務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)信息 整合傳遞給監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理運(yùn)營(yíng)，并實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的技術(shù)整合和信息交互。在實(shí)施中， 通過(guò)成立一個(gè)專職的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司，面向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)電池的更換服務(wù)，用戶不需對(duì)充 電時(shí)間的等待，也不需要自己購(gòu)買電池。通過(guò)汽車、電池以及充電機(jī)之間交換的數(shù)據(jù)信息， 可以進(jìn)行各種必須的計(jì)費(fèi)結(jié)算和管理功能。同時(shí)，因?yàn)樵陔姵氐某潆姇r(shí)間和地點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了 與汽車動(dòng)力服務(wù)的解耦，可以更加靈活的有序安排電池的充放電運(yùn)行(智能充電管理)，以 滿足電網(wǎng)的特定需求。此外，也可以支持用戶通過(guò)被遠(yuǎn)程控制的分布式充電樁進(jìn)行自主充 電，只要相應(yīng)的信息得到記錄和交互，用戶即可享受最大限度的自由和服務(wù)。在本發(fā)明中， 無(wú)論是汽車、電池、充電機(jī)還是電網(wǎng)的信息，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全面的采集和共享， 使得為客戶提供更加復(fù)雜和高級(jí)的服務(wù)成為可能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的輔助運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的智能充電管理示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的車載管理芯片功能框圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的車載移動(dòng)終端功能框圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)電池管理芯片功能框圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例的智能充電管理層次圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)架構(gòu)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)汽車物聯(lián)網(wǎng)、電池物聯(lián)網(wǎng)和充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及其內(nèi)部的電能和信息流動(dòng)，為新的運(yùn)營(yíng)模式提供了一種全面的技術(shù)框架方案 作為支撐，以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車用戶靈活便捷的動(dòng)力服務(wù)，以及對(duì)電網(wǎng)安全有效的儲(chǔ)能和供電服 務(wù)，即解決了電池造價(jià)以及動(dòng)力服務(wù)快速便捷等汽車用戶側(cè)的障礙，也解決了充電設(shè)施和 電池的集中控制管理等電網(wǎng)側(cè)的障礙。從廣義上講，實(shí)現(xiàn)物體與物體之間的信息交互的技術(shù)都可以稱之為物聯(lián)網(wǎng)。無(wú)論互聯(lián)網(wǎng)還是物聯(lián)網(wǎng)，其本質(zhì)都是提供了信息交互的渠道和平臺(tái)。而物聯(lián)網(wǎng)的這種信息交互 已經(jīng)不僅僅停留在計(jì)算機(jī)之間，而是任何相關(guān)的實(shí)際物體。在電動(dòng)汽車充電業(yè)務(wù)中，通過(guò)汽 車、電池以及充電設(shè)施之間架起的信息交互渠道構(gòu)建起了面向電動(dòng)汽車業(yè)務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)，通 過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)信息整合傳遞給監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理運(yùn)營(yíng)，并實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的技術(shù)整合和信息 交互。通過(guò)成立一個(gè)專職的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司，面向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)電池的更換服務(wù)，用戶不需 對(duì)充電時(shí)間的等待，也不需要自己購(gòu)買電池。通過(guò)汽車、電池以及充電機(jī)之間交換的數(shù)據(jù)信 息，可以進(jìn)行各種必須的計(jì)費(fèi)結(jié)算和管理功能。同時(shí)，因?yàn)樵陔姵氐某潆姇r(shí)間和地點(diǎn)上實(shí)現(xiàn) 了與汽車動(dòng)力服務(wù)的解耦，可以更加靈活的有序安排電池的充放電運(yùn)行(智能充電管理)， 以滿足電網(wǎng)的特定需求。此外，也可以支持用戶通過(guò)被遠(yuǎn)程控制的分布式充電樁進(jìn)行自主 充電，只要相應(yīng)的信息得到記錄和交互，用戶即可享受最大限度的自由和服務(wù)。在這一方案 中，起決定性作用的是信息，無(wú)論是汽車、電池、充電機(jī)還是電網(wǎng)的信息，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)了全面的采集和共享。也是因?yàn)閷?duì)信息的全面掌握，使得更加復(fù)雜和高級(jí)的經(jīng)營(yíng)管理 方式成為可能。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)采取三級(jí)架構(gòu)，可以看成是三層不同的網(wǎng)絡(luò)縱向結(jié)合而成 汽車物聯(lián)網(wǎng)、電池物聯(lián)網(wǎng)、充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，每一層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的實(shí)體都具有自身唯一的電子標(biāo)簽芯片 以標(biāo)識(shí)身份，并記錄其特性信息。汽車物聯(lián)網(wǎng)中汽車通過(guò)內(nèi)嵌的車載管理芯片具有唯一的識(shí)別碼VEHICLE_ID，并記 錄汽車各自不同的特性，如汽車的耗電量、載重量、總行駛里程數(shù)等。用于結(jié)算的汽車行駛 路程等信息，根據(jù)用戶選擇，可以通過(guò)電池芯片中轉(zhuǎn)上傳給監(jiān)控中心，也可以通過(guò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程 無(wú)線通信傳遞，形成一個(gè)信息交互的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如果進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用，可以承載智 能交通管理等更多高級(jí)應(yīng)用。電池物聯(lián)網(wǎng)中，每一塊電池通過(guò)電池管理芯片具有唯一的標(biāo)識(shí)碼BATTERY_ID，用 于記錄電池自身的品牌、類型、容量、使用壽命和充放電次數(shù)等特性信息。這些信息用來(lái)為 每一塊電池建立其技術(shù)檔案，以便進(jìn)行全生命周期的資產(chǎn)管理，也用于在使用過(guò)程中判斷 其是否因用戶的不當(dāng)使用造成了損壞。充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)論是充電站中的充電設(shè)施還是充電樁，都具有唯一的標(biāo)識(shí)碼 MACHINE_ID，并記錄其容量、位置、狀態(tài)等特性信息。此外，由于充電設(shè)施也是電網(wǎng)資產(chǎn)的一 部分，所以由圖可見(jiàn)，充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)可以看做是未來(lái)智能電網(wǎng)的一部分。所有充電設(shè)施都具 有與電池管理芯片交互數(shù)據(jù)的能力，這樣無(wú)論是車輛行駛的信息還是電池使用的信息，都 可以通過(guò)充電設(shè)施上傳給監(jiān)控后臺(tái)。此外，由于所有充電設(shè)施與監(jiān)控系統(tǒng)具有雙向通信能 力，充電設(shè)施的運(yùn)行完全處于監(jiān)控后臺(tái)的控制之下，這也為實(shí)現(xiàn)智能充電管理建立了有效 的架構(gòu)體系。由圖1所示，上、中、下三層中，層與層之間的實(shí)體也可以發(fā)生關(guān)聯(lián)，如圖中虛線所 示，但是這種關(guān)聯(lián)是動(dòng)態(tài)和變化的。例如，一輛汽車使用了一塊電池，它們之間發(fā)生了關(guān)聯(lián)， 但是這種關(guān)聯(lián)是暫時(shí)性的，等到汽車更換電池后，就發(fā)生了另一個(gè)新的關(guān)聯(lián)。一塊電池也可 以在不同的充電設(shè)施進(jìn)行充放電操作，它們之間也發(fā)生了關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)也是動(dòng)態(tài)和暫時(shí) 的，隨著電池進(jìn)一步流通，這個(gè)關(guān)聯(lián)就消失了。每一次發(fā)生這樣的關(guān)聯(lián)，就伴隨著電能和信息的雙向流動(dòng)，如圖1中空心箭頭表示電能流動(dòng)的方向，黑實(shí)體箭頭表示信息流動(dòng)的方向。這種物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，確保了三層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的解耦，也確保了它們可以自 由關(guān)聯(lián)，通過(guò)對(duì)信息的交互和記錄，又使得它們之間的這種自由交互可以完全在運(yùn)行和計(jì) 費(fèi)結(jié)算中完整的體現(xiàn)出來(lái)。尤其是實(shí)現(xiàn)了車輛與電池的完全解耦，并保證了它們之間任意 組合的自由。這樣，運(yùn)營(yíng)公司可以只關(guān)注于電池的管理和信息回收，而不受車輛位置等因素 的制約。不管用戶以何種方式歸還電池就可以進(jìn)行計(jì)費(fèi)結(jié)算，而不一定要把車輛開(kāi)入充電 站；即使用戶使用充電樁自主充電，由于充電樁可以采集電池信息和雙向通信，也不影響按 照里程數(shù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)結(jié)算的功能。而且，這種解耦和信息傳遞方式，使得用戶采用其它動(dòng)力源 行駛的里程不會(huì)被錯(cuò)誤記進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司的賬單。輔助運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)上述物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的運(yùn)營(yíng)，相應(yīng)的設(shè)計(jì)了其運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖2所示， 整個(gè)系統(tǒng)可以大致劃分為電網(wǎng)交互層、運(yùn)營(yíng)公司內(nèi)部應(yīng)用層、用戶交互層三個(gè)層次圖中所有商務(wù)功能的連接用細(xì)箭頭表示，所有技術(shù)功能的連接用粗箭頭表示。由 圖可知，電網(wǎng)交互層對(duì)應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司與電網(wǎng)公司的信息交互，相應(yīng)的功能和信息均為 技術(shù)的，也就意味著電網(wǎng)公司只接受與電網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)的技術(shù)信息，而不過(guò)問(wèn)商務(wù)信息；用 戶交互層對(duì)應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司與用戶的交互，相應(yīng)的接口信息均為商務(wù)的，說(shuō)明用戶只與 物聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)生商務(wù)往來(lái)，而不參與技術(shù)問(wèn)題。這樣設(shè)計(jì)的目的是要達(dá)到以下兩點(diǎn)設(shè)計(jì)原 則a.電網(wǎng)公司與營(yíng)銷業(yè)務(wù)的解耦，不要把商務(wù)問(wèn)題交給電網(wǎng)公司解決；b.用戶與技術(shù)方案的解耦，不要把技術(shù)問(wèn)題遺留給用戶。這樣，實(shí)質(zhì)性的商務(wù)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能都集中在內(nèi)部應(yīng)用層，由物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司內(nèi) 部實(shí)現(xiàn)和把握，達(dá)到其商業(yè)運(yùn)作的獨(dú)立性以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)的完整性。對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)運(yùn) 營(yíng)公司成為一個(gè)獨(dú)立的與其它電力用戶無(wú)差別的用戶；對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，為其提供最為簡(jiǎn)便 快捷的服務(wù)，可在多種服務(wù)中靈活選擇而不需要關(guān)心任何技術(shù)問(wèn)題，也不需要過(guò)于復(fù)雜的 使用方式，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也不需要用戶特殊的配合。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司所有的業(yè)務(wù)范圍用矩形框圈出。系統(tǒng)流程1)如圖2所示，用戶通過(guò)銷售終端與物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司達(dá)成SUUServiceLevel Agreement)服務(wù)協(xié)議，包括購(gòu)買行駛里程數(shù)，有選擇性的選取所需的高級(jí)汽車服務(wù)選項(xiàng)，合 同內(nèi)容被記錄于銷售終端，合同信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上傳到監(jiān)控中心。由于不同類型的汽車載 重量和耗電量不同，在購(gòu)買同樣里程數(shù)的合同時(shí)，其價(jià)格應(yīng)有所差異。2)用戶在達(dá)成銷售合同后，獲得車載管理芯片以及車載移動(dòng)終端，該芯片含有車 輛的唯一識(shí)別碼VEHICLE_ID，該芯片嵌入車載電池管理系統(tǒng)后，成為外界識(shí)別電動(dòng)汽車身 份及其特性(如耗電量、載重量等)的唯一接口，也是監(jiān)控中心與汽車通信識(shí)別汽車地理位 置的標(biāo)志。3)車載移動(dòng)終端是通用設(shè)備，與車載芯片結(jié)合使用，車載芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的身份 識(shí)別和自身特性的記錄，而移動(dòng)終端負(fù)責(zé)汽車行駛數(shù)據(jù)的采集、無(wú)線信息交互以及本地客 戶端軟件的運(yùn)行。4)與每一個(gè)識(shí)別碼VEHICLE_ID對(duì)應(yīng)建立一個(gè)賬號(hào)，用戶在賬戶內(nèi)預(yù)存一定量的
8采購(gòu)資金，在合同執(zhí)行過(guò)程中進(jìn)行結(jié)算。5)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司負(fù)責(zé)在運(yùn)營(yíng)區(qū)域建設(shè)眾多充電設(shè)施，包括充電樁、換電站和集 中充電站。用戶憑識(shí)別碼VEHICLE_ID以及合同在充電站獲取電池，并將電池安裝在電動(dòng)汽 車上與車載電池管理系統(tǒng)對(duì)接。6)每一塊標(biāo)準(zhǔn)電池都含有唯一的電池管理芯片，作為電池的唯一識(shí)別標(biāo)志 BATTERY_ID,并與車載移動(dòng)終端通信，驗(yàn)證身份以及權(quán)限，并交互用戶、電量、時(shí)間以及行駛
路程等信息。7)在行駛過(guò)程中，車載移動(dòng)終端通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信，監(jiān)控中心向 移動(dòng)終端傳遞必要的實(shí)時(shí)信息。移動(dòng)終端結(jié)合實(shí)時(shí)信息以及提前下載的網(wǎng)絡(luò)信息，在本地 進(jìn)行客戶服務(wù)的運(yùn)算。根據(jù)用戶需求，也可提供路線規(guī)劃、充電規(guī)劃、換電規(guī)劃、電量告警、 余額告警、充電站查詢等高級(jí)汽車服務(wù)功能。除此之外，根據(jù)用戶選擇，電池和汽車的運(yùn)行 數(shù)據(jù)可以暫時(shí)存儲(chǔ)在移動(dòng)終端或芯片上，也可以實(shí)時(shí)發(fā)送回監(jiān)控中心。8)用戶行駛一定距離后，可在另一個(gè)換電站憑合同歸還并更換電池，換電站的電 池經(jīng)物流調(diào)度統(tǒng)一在集中充電站充電。無(wú)論哪里的充電裝置都含有電子標(biāo)簽，作為唯一識(shí) 別MACHINE_ID，并可以同監(jiān)控中心進(jìn)行雙向通信。當(dāng)電池進(jìn)行充電時(shí)，其存儲(chǔ)的汽車和電池 的運(yùn)行及行駛記錄被讀入，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上傳給該區(qū)域的監(jiān)控子站。9)用戶也可以在公共或私人充電樁(由運(yùn)營(yíng)公司按客戶要求在私人家庭或企業(yè) 安裝)充電。充電樁與監(jiān)控中心具有雙向通信能力和唯一的MACHINE_ID，并且具有讀取電 池芯片所記錄數(shù)據(jù)的功能。這樣，即使用戶利用充電樁自主充電，其使用電池和車輛行駛的 信息也可以被系統(tǒng)獲取，并根據(jù)MACHINE_ID記錄其為電池充電的歷史數(shù)據(jù)，這樣無(wú)論用戶 采取換電還是充電的方式，都不影響統(tǒng)一的結(jié)算。10)監(jiān)控子站負(fù)責(zé)某一指定區(qū)域內(nèi)所有充電設(shè)施、銷售終端以及傳遞的汽車行駛 信息匯總，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)被繼續(xù)上傳給監(jiān)控主站，存入海量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，以供更多高級(jí)應(yīng) 用使用。子站也負(fù)責(zé)與行駛在該區(qū)域內(nèi)的汽車實(shí)時(shí)通信、處理行駛數(shù)據(jù)，向汽車發(fā)送必要信 息，提供高級(jí)汽車服務(wù)。11)監(jiān)控主站的銷售合同管理單元，根據(jù)車載電池管理系統(tǒng)的芯片VEHICLE_ID， 分析匯總持有該芯片的車輛在所有的行駛記錄和電池使用記錄，以檢查合同的完成情況。12)監(jiān)控主站的購(gòu)電合同管理單元，根據(jù)需要與電網(wǎng)公司進(jìn)行電量結(jié)算；同時(shí)，由 于充電站內(nèi)大量的電池組可以作為儲(chǔ)能裝置和分布式電源向電網(wǎng)反送電能，該單元也要同 時(shí)處理向電網(wǎng)公司反向售電的結(jié)算。13)監(jiān)控主站的智能充電單元監(jiān)控和規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的充電設(shè)施充放電的操作，在 考慮電網(wǎng)需求和汽車動(dòng)力服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)約束等條件下，既要滿足電網(wǎng)在削峰填谷或負(fù)荷管 理等方面的需求，也要滿足用戶對(duì)于汽車動(dòng)力服務(wù)的需求。如圖3所示。14)監(jiān)控主站的電池調(diào)控單元根據(jù)所收集地理信息系統(tǒng)(Geographicinformation system，簡(jiǎn)稱GIS)的信息監(jiān)控所有電池在各充電站之間的分布和流動(dòng)狀況，根據(jù)汽車的流 量和向電網(wǎng)反向售電的規(guī)劃，調(diào)配電池在各充電站之間的分配。15)監(jiān)控中心主站的子站協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)要識(shí)別和管理不同區(qū)域的子站，當(dāng)電池接 入不同的子站區(qū)域，要協(xié)調(diào)管理其數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和使用。如果某一子站由于故障退出運(yùn)行，也 可以將其管理區(qū)域轉(zhuǎn)交給其它子站負(fù)責(zé)，以此保證其靈活性。此外，其它所有涉及跨區(qū)域的服務(wù)和信息共享，都要有該單元協(xié)調(diào)管理。16)銷售合同與購(gòu)電合同的信息經(jīng)匯總處理后提供給現(xiàn)金結(jié)算單元，根據(jù)合同內(nèi) 容和執(zhí)行結(jié)果向銀行進(jìn)行現(xiàn)金結(jié)算。17)主站監(jiān)控單元收集所有與電網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)，通過(guò)專用通信接口與電網(wǎng)交 互數(shù)據(jù)。18)主站匯總所有由子站采集上傳的用戶同意開(kāi)放的GIS信息，包括車輛和電池 等不同設(shè)備，將這些信息匯總后得到所有相關(guān)實(shí)體的地理分布，作為其它高級(jí)應(yīng)用的依據(jù)。19)對(duì)于用戶在路途中意外斷電或電池故障等造成的無(wú)動(dòng)力狀況提供應(yīng)急救援， 由主站實(shí)行應(yīng)急救援指揮；活在交通事故等其它意外事故時(shí)，協(xié)助與交通和醫(yī)療救援部門 溝通，提供救援。20)根據(jù)用戶選擇，提供附加的道路交通信息服務(wù)，主站負(fù)責(zé)所有道路交通信息的 采集、維護(hù)以及發(fā)布。21)物聯(lián)網(wǎng)公司所掌握的所有信息，在適當(dāng)?shù)臈l件下可以與其它有需求的部門 (例如交通管理部門)交互，主站可以預(yù)先保留一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的交互接口。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
可以分解為不同的軟硬件裝置，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能分別敘 述如下一 .車載管理芯片以及移動(dòng)終端車載管理芯片，作為用戶取得銷售合同的憑證，同時(shí)也是系統(tǒng)識(shí)別車輛身份的標(biāo) 志VEHICLE_ID和接口(與移動(dòng)電話的SIM卡以及對(duì)應(yīng)的電話號(hào)碼相似)。用戶將該芯片 植入車載電池管理系統(tǒng)，作為外界識(shí)別的接口，同時(shí)采集汽車的如耗電量、載重量等特性信 息。車載管理芯片如圖4所示，包括VEHICLE_ID驗(yàn)證模塊、汽車特性記錄模塊和安全準(zhǔn)入 驗(yàn)證模塊。VEHICLE_ID驗(yàn)證VEHICLE_ID作為識(shí)別車輛身份的唯一標(biāo)識(shí)，在車載管理芯片或 車載移動(dòng)終端與外界進(jìn)行任何通信操作之前都必須驗(yàn)證和記錄用戶身份。汽車特性記錄記載汽車自身的一些特性數(shù)據(jù)，如耗電量或載重量等。汽車的特 性信息在用戶注冊(cè)時(shí)會(huì)同時(shí)記入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。為防止惡意欺詐，比如注冊(cè)登記為小型車 輛，但是將車載芯片安裝在重型車輛上使用(同樣的里程數(shù)，載重量和耗電量不同，價(jià)格應(yīng) 該不同)，芯片接入車輛后會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的安全驗(yàn)證，以確保車輛實(shí)際狀況與系統(tǒng)登記并用來(lái) 結(jié)算的信息一致。安全準(zhǔn)入驗(yàn)證驗(yàn)證載入芯片的汽車是否為登記等級(jí)的車輛，汽車特性是否符 合；移動(dòng)終端對(duì)車輛行駛信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄，并從車載芯片獲取車輛身份以及車輛特 性信息。將必要的信息寫入電池管理芯片。此外，它具備語(yǔ)音提示和圖形顯示功能，利用 GPS和3G移動(dòng)通信技術(shù)與監(jiān)控中心交互信息，實(shí)現(xiàn)高級(jí)汽車服務(wù)項(xiàng)目。車載移動(dòng)終端的功能框圖如圖5所示，車載移動(dòng)終端包括車輛信息輸出及電池信 息輸入模塊、VEHICLE_ID及車輛特性模塊，車輛行駛數(shù)據(jù)采集模塊、GPS定位模塊、充電設(shè) 施狀況描述模塊、VEHICLE_ID驗(yàn)證模塊、地理信息存儲(chǔ)模塊、帳戶信息模塊和語(yǔ)音提示及圖 形顯示模塊，且上述功能模塊均與主控程序模塊相連，車載管理芯片通過(guò)VEHICLE_ID及車 輛特性模塊將車輛信息連入車載移動(dòng)終端，車輛信息輸出及電池信息輸入模塊通過(guò)電池芯片接口與電池管理芯片通訊。車載移動(dòng)終端的主要功能描述如下VEHICLE_ID驗(yàn)證每一臺(tái)移動(dòng)終端與使用該設(shè)備的用戶VEHICLE_ID綁定，在與監(jiān) 控中心無(wú)線通信之前必須驗(yàn)證身份和權(quán)限。GPS定位通過(guò)GPS定位技術(shù)確定汽車所在的位置；地理信息存儲(chǔ)道路信息以及充電站分部信息存儲(chǔ)；地理信息在不斷變化之中， 所以提供地理信息下載升級(jí)功能，校驗(yàn)當(dāng)前版本是否為最新版本并提示；車輛行駛數(shù)據(jù)采集采集車輛行駛里程等信息；賬戶信息通過(guò)與監(jiān)控中心無(wú)線通信獲取用戶當(dāng)前賬戶余額；充電設(shè)施狀況描述指定充電站內(nèi)設(shè)備可用狀況、電池供應(yīng)狀況、擁擠狀況；VEHICLE_ID及車輛特性通過(guò)與車載管理芯片，獲取車輛VEHICLE_ID以及車輛特 性信息；主控程序獲取以上所有信息后，在本地進(jìn)行服務(wù)項(xiàng)目要求的分析，獲得分析結(jié) 果；語(yǔ)音提示及圖形顯示分析結(jié)果以語(yǔ)音和圖形的方式呈現(xiàn)給用戶；車輛信息輸出及電池信息輸入將車輛身份、行駛里程等信息寫入電池管理芯片， 由電池管理芯片轉(zhuǎn)回監(jiān)控中心，供結(jié)算使用。這樣可以實(shí)現(xiàn)結(jié)算與車輛的解耦，運(yùn)營(yíng)公司只 需要收回電池就可以獲得結(jié)算的足夠信息，而不必關(guān)心車輛在哪里；一塊電池離開(kāi)換電站 后，即使被不同車輛使用，也不影響結(jié)算；將電池信息輸入，可以監(jiān)控自主充電時(shí)電池電量 狀態(tài)以及行駛時(shí)電池剩余電量。該移動(dòng)通信終端的設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是在保證功能的前提下，盡量減少無(wú)線通信的負(fù) 擔(dān)以及用戶個(gè)人隱私的透露。高級(jí)服務(wù)所需的分析計(jì)算全部在本地車載終端進(jìn)行，監(jiān)控中 心服務(wù)器只是向所有終端發(fā)送其所需的標(biāo)準(zhǔn)格式的實(shí)時(shí)信息，而不需要在沒(méi)有取得用戶同 意下由汽車向服務(wù)器發(fā)送汽車的特殊信息。二.標(biāo)準(zhǔn)電池管理芯片標(biāo)準(zhǔn)電池管理芯片內(nèi)嵌于標(biāo)準(zhǔn)化電池，實(shí)現(xiàn)電池BATTERY_ID的識(shí)別、電池充放 電、運(yùn)行數(shù)據(jù)和用戶使用信息的記錄、與充電設(shè)施的通信。其基本功能框圖如圖6所示。電 池管理芯片也即是電子標(biāo)簽芯片，包括BATTERY_ID驗(yàn)證模塊、車輛數(shù)據(jù)記錄模塊、充電記 錄模塊和電池?cái)?shù)據(jù)記錄模塊，該電池?cái)?shù)據(jù)記錄模塊與車輛數(shù)據(jù)記錄模塊、BATTERY_ID驗(yàn)證 模塊雙向通訊連接，述充電記錄模塊與BATTERY_ID驗(yàn)證模塊通訊連接。BATTERY_ID驗(yàn)證每一臺(tái)電池的內(nèi)嵌芯片都要分配唯一的BATTERY_ID，在電池接 入充電設(shè)施后，首先要進(jìn)行電池BATTERY_ID身份的識(shí)別，一方面便于對(duì)數(shù)據(jù)的處理，一方 面控制其權(quán)限。對(duì)于無(wú)法通過(guò)驗(yàn)證的電池，不允許充電操作。另一方面，當(dāng)電池接入汽車， 如果不能通過(guò)對(duì)汽車用戶的驗(yàn)證，電池拒絕向汽車輸出電能。車輛數(shù)據(jù)記錄從車載移動(dòng)終端獲取使用電池的車輛身份以及車輛行駛里程等信 肩、ο電池?cái)?shù)據(jù)記錄電池的充放電和運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及用戶使用信息被采集并存儲(chǔ)下來(lái)， 例如其充放電狀態(tài)、電量水平、運(yùn)行時(shí)間、使用壽命等。充電記錄當(dāng)用戶利用充電樁進(jìn)行自主充電時(shí)，要記錄充電地點(diǎn)和電量，以及用戶
信息，以供結(jié)算使用。
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要特別說(shuō)明電池芯片存儲(chǔ)汽車信息的目的，如果用戶出于個(gè)人隱私的顧慮不愿開(kāi) 通無(wú)線通信實(shí)時(shí)傳遞信息，而用戶在歸還電池時(shí)并不一定會(huì)將汽車開(kāi)入充電站，或只是攜 帶電池來(lái)歸還，那么汽車在使用這塊電池期間的所有信息就只有依靠電池芯片來(lái)傳遞。此 外，汽車所形式的里程，要區(qū)分其動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)電池傳遞結(jié)算數(shù)據(jù)，也就保證了只有在運(yùn) 營(yíng)公司電池的動(dòng)力下的里程才用來(lái)結(jié)算，其它動(dòng)力(比如私人電池)形式的路程不在結(jié)算 之內(nèi)。三.充電設(shè)施全系統(tǒng)充電設(shè)施包括分布在公共區(qū)域或私人區(qū)域的充電樁或小型充電場(chǎng)所、換電 站以及大型集中充電站。充電樁分布于公共區(qū)域、企業(yè)或按用戶要求安裝在用戶家庭私人區(qū)域，供用戶進(jìn) 行自主充電使用。所有充電樁同樣具有電子標(biāo)簽，并可以讀取電池芯片記錄的信息。當(dāng)用戶 在充電樁對(duì)車載電池進(jìn)行自主充電時(shí)，充電樁會(huì)通過(guò)與電池芯片的通信記錄用戶身份、充 電時(shí)間、地點(diǎn)、電量。這些信息被上傳到監(jiān)控中心，結(jié)合指定用戶的合同信息進(jìn)行結(jié)算。所 有充電樁需要具有與電池芯片交互數(shù)據(jù)的能力，也需要有與監(jiān)控中心雙向通信的能力。監(jiān) 控中心可以通過(guò)遠(yuǎn)程通信控制和管理充電操作，以便進(jìn)行全面優(yōu)化，相見(jiàn)“智能充電管理”。換電站根據(jù)公路交通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分布，覆蓋一定的范圍。換電站只對(duì)用 戶提供更換電池服務(wù)，而不必就地進(jìn)行充電操作。這樣，換電站的選址和建設(shè)可以不必過(guò)多 考慮充電操作的約束，而更加關(guān)注于如何更好的向用戶提供服務(wù)。大型集中充電站將換電站更換下來(lái)的電池集中進(jìn)行充電管理，這一方面減少換 電站選址建設(shè)的束縛，也更加便于面向電網(wǎng)的充放電操作，因?yàn)檫@樣的充電站更加集中、容 量更大、建設(shè)和運(yùn)行更具有針對(duì)性，對(duì)電網(wǎng)服務(wù)的效果也越明顯。充電站與換電站之間通過(guò) 物流調(diào)配來(lái)調(diào)節(jié)電池的流通和循環(huán)。所有充換電設(shè)施都應(yīng)該具有電子標(biāo)簽、與電池管理芯片的信息交互能力以及與監(jiān) 控中心的雙向通信能力。智能充電管理全系統(tǒng)的充電操作需要進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和管理，合理的充電規(guī)劃 管理可以大大降低充電業(yè)務(wù)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，降低電網(wǎng)運(yùn)行和投資的成本。智能充電管理需 要從兩個(gè)不同的角度看待充電操作，一是從電網(wǎng)的角度看電網(wǎng)期望電池充電何時(shí)、何地、如 何進(jìn)行，有何特定需求；另一個(gè)是從汽車用戶的角度看，電池的充電應(yīng)該滿足哪些條件，在 兩方面的各種約束條件下，尋求最優(yōu)化的充電方案。從功能的角度看，智能充電管理的相關(guān) 因素可以從三個(gè)不同的層次來(lái)看待，如圖7所示。四.監(jiān)控中心整個(gè)系統(tǒng)的軟件框架可以概括為三個(gè)平臺(tái)信息集成平臺(tái)、業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)、綜合監(jiān) 視平臺(tái)。這三個(gè)平臺(tái)總體由車載終端、銷售終端、充電設(shè)施終端以及監(jiān)控主站和監(jiān)控子站 聯(lián)合構(gòu)成。信息集成平臺(tái)由車載終端、銷售終端、充電設(shè)施終端以及監(jiān)控子站和監(jiān)控主站的 電網(wǎng)信息單元以及海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)構(gòu)成，完成對(duì)于用戶、汽車、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的采集、傳 輸、存儲(chǔ)。業(yè)務(wù)運(yùn)行平臺(tái)由監(jiān)控主站的五大功能模塊(計(jì)費(fèi)結(jié)算、資產(chǎn)管理、運(yùn)行管理、物流調(diào)度、客戶服務(wù))構(gòu)成。綜合監(jiān)視平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)與運(yùn)行管理人員的接口，將全系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)形象便捷 的展示給運(yùn)行人員，以便于及時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，它由監(jiān)控主站在監(jiān)控中心的綜合展示模塊來(lái) 實(shí)現(xiàn)。盡管從功能上可以將系統(tǒng)軟件架構(gòu)劃分為以上三個(gè)平臺(tái)，但是從具體實(shí)現(xiàn)的位置 和集成的角度來(lái)看，除分布于服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)和汽車移動(dòng)的終端外，其它集中安裝在區(qū)域和中央 控制中心的監(jiān)控軟件可以統(tǒng)一歸納為監(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)是運(yùn)營(yíng)商管理整個(gè)充電物聯(lián)網(wǎng)的綜合管理平臺(tái)，由于智能充電站分布于 廣闊的區(qū)域，可以設(shè)置多個(gè)子站，負(fù)責(zé)在對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)對(duì)接入系統(tǒng)的充電站和銷售終端，進(jìn)行 管理并采集匯總數(shù)據(jù)，與行駛在該區(qū)域內(nèi)的電動(dòng)汽車的通信和數(shù)據(jù)交互。這樣的設(shè)計(jì)出于 對(duì)靈活性和可靠性的考慮，由于分區(qū)域控制，即使在主站或通信故障時(shí)，子站區(qū)域依然可以 保持短期運(yùn)行，在服務(wù)恢復(fù)后將子站存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)重新上傳給主站。如果某個(gè)子站故障，可以 將該區(qū)域的管理權(quán)限和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移給有能力冗余的其它子站代理。從功能上講，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)(包括主站和子站)的功能可以劃分為5類計(jì)費(fèi)結(jié) 算、資產(chǎn)管理、運(yùn)行管理、物流調(diào)度、客戶服務(wù)。監(jiān)控中心在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中的位置和功能如圖8所示。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于，包括汽車物聯(lián)網(wǎng)，其中每臺(tái)電動(dòng)汽車包括車載管理芯片和車載移動(dòng)終端，所述車載管理芯片用于記錄電動(dòng)汽車各自的特性，所述車載移動(dòng)終端用于電動(dòng)汽車行駛數(shù)據(jù)的采集、無(wú)線信息交互及客戶端軟件的運(yùn)行；電池物聯(lián)網(wǎng)，其中每一塊電池都包括電池管理芯片，該芯片用于記錄其自身的品牌、類型、容量、使用壽命和充放電次數(shù)特性信息；充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，充電設(shè)施包括充電樁、換電站和集中充電站，且每種充電設(shè)施包括充電設(shè)施芯片，用于記錄充電設(shè)施的容量、位置、狀態(tài)特性信息，以及與電池管理芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互；監(jiān)控中心，包括監(jiān)控子站和監(jiān)控主站，監(jiān)控子站用于匯總監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有充電設(shè)施芯片、車載管理芯片傳遞的汽車信息，所述監(jiān)控主站用于接收、存儲(chǔ)監(jiān)控子站上傳的數(shù)據(jù)，并根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)監(jiān)控和規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的充電設(shè)施充放電的操作，調(diào)配電池在各充電站之間的分配；所述汽車物聯(lián)網(wǎng)、電池物聯(lián)網(wǎng)、充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)分別通過(guò)各車載管理芯片、電池管理芯片、充電設(shè)施芯片與監(jiān)控中心通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于，所述汽車物聯(lián)網(wǎng) 中的車載管理芯片嵌入車輛電池管理系統(tǒng)中，所述車載管理芯片含有車輛的唯一識(shí)別碼 VEHICLE_ID0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述車載管理芯片 包括VEHICLE_ID驗(yàn)證模塊、汽車特性記錄模塊和安全準(zhǔn)入驗(yàn)證模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述車載管理芯片 用于記錄車輛各自不同的特性，如汽車的耗電量、載重量、總行駛里程數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述車載移動(dòng)終端 包括分別通過(guò)接口與車載管理芯片、電池管理芯片通訊連接的車輛信息輸出及電池信息輸 入模塊、VEHICLE_ID及車輛特性模塊，以及車輛行駛數(shù)據(jù)采集模塊、GPS定位模塊、充電設(shè) 施狀況描述模塊和VEHICLE_ID驗(yàn)證模塊，上述功能模塊均與主控程序模塊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述電池管理芯片 包括BATTERY_ID驗(yàn)證模塊、車輛數(shù)據(jù)記錄模塊、充電記錄模塊和電池?cái)?shù)據(jù)記錄模塊，該電 池?cái)?shù)據(jù)記錄模塊與所述車輛數(shù)據(jù)記錄模塊、BATTERY_ID驗(yàn)證模塊雙向通訊連接，所述充電 記錄模塊與BATTERY_ID驗(yàn)證模塊通訊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述充電設(shè)施芯片 具有唯一的標(biāo)識(shí)碼MACHINE_ID。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān) 控子站還用于與行駛在該區(qū)域內(nèi)的電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)通信、處理行駛數(shù)據(jù)，向電動(dòng)汽車發(fā)送所 需fe息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主站包括 智能充電單元、電池調(diào)度單元，智能充電單元用于監(jiān)控和規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的充電設(shè)施充放電 的操作；電池調(diào)度單元根據(jù)所收集地理信息系統(tǒng)GIS的信息監(jiān)控所有電池在各充電站之間 的分布和流動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)汽車的流量和向電網(wǎng)反向售電的規(guī)劃，調(diào)配電池在各充電站之間的分配。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控主站還包 括計(jì)費(fèi)結(jié)算功能單元，該單元用于根據(jù)銷售合同實(shí)時(shí)進(jìn)行與汽車用戶之間的計(jì)費(fèi)和結(jié)算； 根據(jù)需要與電網(wǎng)公司進(jìn)行電量解算；同時(shí)，由于充電站內(nèi)大量的電池組可以作為儲(chǔ)能裝置 和分布式電源向電網(wǎng)反送電能，該單元也要同時(shí)處理向電網(wǎng)公司反向售電的結(jié)算。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車物聯(lián)網(wǎng)充電系統(tǒng)，汽車物聯(lián)網(wǎng)、電池物聯(lián)網(wǎng)、充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成三級(jí)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，每一網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)體都具有唯一的電子標(biāo)簽芯片以標(biāo)識(shí)其身份，并記錄各實(shí)體各自的特性信息，實(shí)體之間可信息交互，可將信息匯總到監(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心進(jìn)行智能充放電管理；本發(fā)明中電池的充電時(shí)間和地點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了與汽車動(dòng)力服務(wù)的解耦，可以靈活有序安排電池的充放電運(yùn)行；可以支持用戶通過(guò)被遠(yuǎn)程控制的分布式充電樁進(jìn)行自主充電，只要相應(yīng)的信息得到記錄和交互，用戶即可享受最大限度的自由和服務(wù)；物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了信息全面的采集和共享，使得為客戶提供更加復(fù)雜和高級(jí)的服務(wù)成為可能。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101950998SQ20101027519
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者劉紅超, 薛飛, 雷憲章 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司;北京許繼電氣有限公司