[发明专利]基于电力线载波的电动车充电收费系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体是基于电力线载波的电动车充电收费系统。

背景技术

随着电动车的普及，电动车充电与日常管理问题就日益突出。小区尤其是高层电动车用户充电难的问题，不得不让车主为了给电动车充电，要么从自家窗口扔下一根很长的临时电源，要么得把电瓶取下来抬回家充电。这些举措既耗时耗力又不安全，而且还影响小区或者市区的美观。

近些年，为了解决电动车充电难的问题，市面上出现了一些电动车收费充电系统，它通过相应管理软件对IC卡进行发卡、充值，用户将IC卡在电源控制器上刷卡或者通过投硬币便能控制电源输出时间。另外，市面上也出现了一些可移动充电站，具有可移动性好等功能，但这些充电收费系统不具有实时通信的功能，充电的用电信息无法实时传输、管理员也无法实时控制充电设备，而且用户在消费时也无法知道电压、电流以及所消耗的电量等用电信息，再有就是这些电动车收费充电装置的充电收费只可以按时收费而不可以按消耗的电量收费等。现有电动车收费充电系统在安全性、实时性和灵活性等均存在明显的不足。

发明内容

本发明的目的是公开一种基于低压电力线载波通信的电动车收费充电系统。该收费充电系统具有实时监控、实时采集数据、电能计量等功能。用户使用本发明设计的收费充电系统可选择刷卡、投币和现金消费，同时还可选择按时和按电量两种消费方式，大大提高了系统的实时性、灵活性和安全性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的电动车收费充电系统包括主站管理系统、数据集中器、充电终端。主站管理系统通过网线或者GPRS与数据集中器相连，进行有线和无线的数据通信，而数据集中器则通过三相电力线与充电终端进行连接，实现电力线载波通信。

其中（1）主站管理系统包括数据服务器、PC机、IC卡充值机和打印机。数据服务器通过网线与PC机相连接；IC卡充值机通过USB接口或者IC卡充值机专用数据线与PC机相连接；打印机则通过USB打印连接线和并口打印连接线与PC机相连接。主站管理系统主要实现的功能有：数据采集功能、数据管理功能、远程控制功能、负荷分析和预测、异常用电分析、电能质量数据统计、维护及故障记录、远程升级功能、IC卡充值服务、打印服务。

所述的数据服务器是用来存储电动车收费充电系统的相关数据；

所述的PC机是为管理者提供各种管理界面以及其他服务；

所述的IC卡充值机则是为用户提供IC卡充值服务；

所述的打印机是打印各种用电信息和现金消费使用密码等。

（2）数据集中器包括电源模块、可充电电池模块、载波收发模块、GPRS模块、以太网模块、RS485模块、计量模块、数据存储模块、LCD显示屏、设置按键、红外收发模块、USB模块、MCU、声光报警、安全模块。各模块都与MCU相连接，各模块当中以太网模块和GPRS模块另一接口还与主站管理系统相连，分别进行有线和无线的数据通信，另外载波收发模块、计量模块和电源模块的另一接口则与电力线进行连接，分别实现电源供应和与充电终端数据通信。数据集中器主要实现的功能有：通讯功能、级联功能、智能主动上报、参数设置功能、数据抄读功能、测量点状态及告警事件、重点充电设备用电监测功能、自动线损分析功能、数据采集和处理、数据补抄、报警功能、自诊断和异常信息记录功能、远程控制功能、远程和现场升级功能、日线损计算功能。

所述的电源模块， 主要由AC转DC电路和各种稳压器组成，它能够输出不同的电压，以提供相应的电源给集中器的各个模块。

所述的可充电电池模块是当连接集中器的电力线没电时，可充电电池能够向集中器的各个模块提供相应的电压，以让数据集中器在电力线没电的情况下仍然能够正常工作。

所述的GPRS模块和以太网模块，为数据集中器与主站管理系统提供了两种互相通信的方式，提高了数据集中器与主站管理系统通信的灵活性。

所述的RS485模块，它能够以RS485的通信方式与其他支持RS485的设备进行通信。对于数据集中器它是作为数据集中器与充电终端预留的一种的通信方式接口，它是以级联的方式与充电终端进行连接。对于本发明，它为数据集中器和充电终端的通信提供了电力线和RS485不同的通信方式，提高了本发明的灵活性。

所述的计量模块可对电力线的电压、电流、功率、用电量、功率因数等数据进行测量，并把这些测量出来的数据转化为数字信号，这些数字信号保存在计量芯片内部的寄存器中，MCU通过SPI接口可对这些寄存器进行读或者写操作。