一种充电桩在线计量校准检定方法及系统

文档序号:632415 发布日期:2021-05-11 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 一种充电桩在线计量校准检定方法及系统 (Charging pile online metering calibration verification method and system ) 是由 李林 曹军 崔红辉 于 2021-02-09 设计创作,主要内容包括:一种充电桩在线计量校准检定方法及系统,属于在线计量校准技术领域,解决现有技术中对充电桩的检测时间长、效率低,需要检测设备多、成本高的问题,本发明的技术的方案通过在直流充电桩或交流充电桩中安装对应充电校准模块,在远程系统中安装在线计量校准检定系统平台,配合用户手机,依托移动互联网的便利,实现用户在充电结束消费时,及时对当前充电桩运营站的充电数据公平准确性进行第三方比较检定,实现计费充电量的安全透明,来达到公共监督目的,减轻计量执法部门的工作压力,同时可以降低相关设备的采购,节约社会资源。(A charging pile on-line metering calibration verification method and a system belong to the technical field of on-line metering calibration, and solve the problems of long detection time, low efficiency, more required detection equipment and high cost of a charging pile in the prior art.)

一种充电桩在线计量校准检定方法及系统

技术领域

本发明属于在线计量校准技术领域,涉及一种充电桩在线计量校准检定方法及系统。

背景技术

随着电动汽车的逐步推广,我国已经成为全世界最大的电动汽车保有国,电动汽车充电需求有了非常大的提升。除了一部分电动公交大巴有专用充电场站以及一部分拥有私人充电位的私家车以外,北上广深等特大城市的大部分私家电动车、使用纯电车辆的网约车、出租车都需要到开放的公共充电站充电,这里存在大量的充电交易行为,充电桩作为收费交易的计量依据功能被放大到了一个很重要的位置。

充电桩在我国发展迅速,但是却缺少相关的产品技术规范,对于计量的要求依据相对较少,很多充电桩制造企业和运营商或对计量要求不懂或有意在计量上做手脚,将很多不该消费者承担的电损算给消费者,或干脆计量就是有问题的多收消费者的费用。目前,很多消费者因为充电桩计量充电电度数与车标冲入电度数有差异,寻求质检部门的处理和介入已经比比皆是。

针对以上情况,国家质检总局在2018年分别发布了JJG1048-2018《电动汽车交流充电桩》检定规程和JJG1049-2018《电动汽车非车载充电机》检定规程,对于电动汽车充电桩的计量要求提供了依据,同时也规定了充电桩的计量校准检定周期为一年。

目前,按照上述计量检定规程,各地质检部门已经开始开展了公共运营充电桩的计量校准检定工作,但目前大部分检定工作均采用车载外置电源和负载,通过串入充电桩检测充电桩的计量精度的方式,实施起来有很多的问题:一方面,移动检测车的设备采购数额巨大,单台设备检测时间往往一两个小时以上,如保障覆盖的检测数量,设备采购将及其巨大。另一方面,因为单次检测均为线下,只能一个站点一个站点的测试,人员、车辆的消耗也很大,而且效率很难有提升的空间。最后,因为为了保障消费者的消费权益,检定周期定为一年,周而复始,对于社会资源的消耗将是持续的。

现有技术中,公开日期为2018年8月的文献《充电设施远程测量管理体系》(安徽省计量科学研究院,吴安平),公开了一种充电设施远程测量系统,虽然该技术方案声称实现了远程校准的过程高度自动化,减少了校准时间和成本,但是依然存在上述问题。

发明内容

本发明的目的在于如何解决现有技术中对充电桩的检测时间长、效率低,需要检测设备多、成本高的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:

一种充电桩在线计量校准检定方法,包括以下步骤:

步骤1:配置充电校准模块,配置过程包含校准和编码生成;

步骤2:将配置好的充电校准模块安装于充电桩内,并连接在线计量校准检定系统平台,使充电校准模块上线,充电校准模块上线成功后,在充电桩外侧人机交互处粘贴充电校准模块对应的二维码图片;

步骤3:充电校准模块按照周期发送链路维护心跳报文,保持与在线计量校准检定系统平台处于连接在线状态;

步骤4:用户电动汽车充电时,充电校准模块检测充电枪侧的电压和电流信号,开始记录充电电量并累计;

步骤5:用户完成一次充电后,充电校准模块检测到电压和电流信号同时消失,一次充电订单完成,将充电记录信息上传到在线计量校准检定系统平台;

步骤6:在线计量校准检定系统平台收到充电记录信息后,生成充电订单保存到数据库系统中;

步骤7:用户打开微信小程序客户端,扫描粘贴于充电桩外侧的二维码,查询最新充电订单,与充电桩实际结算信息进行比较是否存在误差,实现公众监督。

本发明的技术的方案通过在直流充电桩或交流充电桩中安装对应充电校准模块,在远程系统中安装在线计量校准检定系统平台,配合用户手机,依托移动互联网的便利,实现用户在充电结束消费时,及时对当前充电桩运营站的充电数据公平准确性进行第三方比较检定,实现计费充电量的安全透明,来达到公共监督目的,减轻计量执法部门的工作压力,同时可以降低相关设备的采购,节约社会资源。

作为本发明技术方案的进一步改进,步骤1中所述的充电校准模块配置的方法包括:

1)检测充电校准模块的计量精度是否满足设定的精度阈值;

2)若充电校准模块的计量精度不满足精度要求,则对充电校准模块的计量精度进行校准,直至满足精度要求为止;

3)若充电校准模块的计量精度满足精度要求,则由充电校准模块生成唯一编码,依据唯一编码对应生成二维码,并将二维码编码信息录入在线计量校准检定系统平台。

作为本发明技术方案的进一步改进,步骤2中所述的连接在线计量校准检定系统平台,使充电校准模块上线的方法包括:

a)给充电校准模块安装sim卡后配置网络参数,并发送连接请求;

b)在线计量校准检定系统平台收到连接请求后,查看连接请求中的充电校准模块二维码编码信息是否存在,如果存在则回复确认,使充电校准模块上线,如果不存在则拒绝充电校准模块上线。

作为本发明技术方案的进一步改进,步骤6中所述的充电订单的格式包括:订单序号、模块编码、充电电量、充电开始时间、充电结束时间。

一种充电桩在线计量校准检定系统,包括充电校准模块、在线计量校准检定系统平台、微信小程序客户端,所述的充电校准模块作为Client安装在充电桩内,在线计量校准检定系统平台采用基于C/S架构实现,在线计量校准检定软件作为Server安装于在线计量校准检定系统平台中的主服务器内,微信小程序客户端用于发送查询计量电度数据的请求和接收相应的计量电度数据。

作为本发明技术方案的进一步改进,所述的充电校准模块包括4G无线传输模块、主控CPU模块、计量芯片模块、电源、电流互感器、电压采样单元;所述的电源分别与4G无线传输模块、主控CPU模块、计量芯片模块连接,所述的G无线传输模块、主控CPU模块、计量芯片模块依次串接,所述的电流互感器、电压采样单元分别与计量芯片模块连接。

作为本发明技术方案的进一步改进,所述的在线计量校准检定系统平台包括:通讯前置模块、数据库系统模块、微信小程序服务端;所述的通讯前置模块用于处理充电校准模块的连接请求、链路维护以及充电记录数据主动上报;所述的数据库系统模块配合通讯前置线程记录相应的充电校准模块的充电订单信息;所述的微信小程序服务端用于根据微信小程序客户端的服务请求,查询相应的充电校准模块上传的计量电度数据,并将查询的计量电度数据发送给微信小程序客户端。

作为本发明技术方案的进一步改进,所述4G无线传输模块中安装有sim卡,所述的sim卡采用N720-100PIN-LGA芯片。

作为本发明技术方案的进一步改进,所述主控CPU模块采用STM32F207-LQFP100芯片。

作为本发明技术方案的进一步改进,所述计量芯片模块采用可采集交流信号和直流信号的计量芯片CS5480。

本发明的优点在于:

本发明的技术的方案通过在直流充电桩或交流充电桩中安装对应充电校准模块,在远程系统中安装在线计量校准检定系统平台,配合用户手机,依托移动互联网的便利,实现用户在充电结束消费时,及时对当前充电桩运营站的充电数据公平准确性进行第三方比较检定,实现计费充电量的安全透明,来达到公共监督目的,减轻计量执法部门的工作压力,同时可以降低相关设备的采购,节约社会资源。

附图说明

图1为本发明实施例的充电桩在线计量校准检定系统的结构示意图;

图2为本发明实施例的充电校准模块的结构示意图;

图3为本发明实施例的在线计量校准检定系统平台的结构示意图;

图4为本发明实施例的充电校准模块发布前配置流程图;

图5为本发明实施例的充电校准模块工作流程图;

图6(a)为本发明实施例的在线计量校准检定系统平台的链路通道建立流程图;

图6(b)为本发明实施例的在线计量校准检定系统平台的数据报文处理流程图;

图6(c)为本发明实施例的在线计量校准检定系统平台数据处理流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述:

实施例一

如图1所示,一种充电桩在线计量校准检定系统,包括充电校准模块、在线计量校准检定系统平台、微信小程序客户端,充电校准模块作为Client安装在充电桩内,在线计量校准检定系统平台采用基于C/S架构实现,在线计量校准检定软件作为Server安装于在线计量校准检定系统平台中的主服务器内,微信小程序客户端用于发送查询计量电度数据的请求和接收相应的计量电度数据。

如图2所示,所述的充电校准模块包括4G无线传输模块、主控CPU模块、计量芯片模块、电源、电流互感器、电压采样单元;所述的电源分别与4G无线传输模块、主控CPU模块、计量芯片模块连接,所述的G无线传输模块、主控CPU模块、计量芯片模块依次串接,所述的电流互感器、电压采样单元分别与计量芯片模块连接。

所述的充电校准模块分为直流充电校准模块和交流充电校准模块,直流充电校准模块和交流充电校准模块不同的地方在于采样部分的输入电压电流不同,直流充电校准模块采样的是充电桩枪口接线的直流电压和直流电流,交流充电模块采样的是充电桩枪口接线的交流电压和交流电流,其中电流采样通过电流互感器实现,接线采用电流穿心方式,方便拆卸,具有一次性防盗封签设计,可被回收校准。电压采样通过串接分压电阻实现;直流充电校准模块的电源由充电桩内通用24V电压供电,交流充电校准模块由充电桩内220V交流供电。

所述主控CPU模块采用STM32F207-LQFP100芯片,实现计量数据的采集和统计上传;所述计量芯片模块采用可采集交流信号和直流信号的计量芯片CS5480,用于采集充电时流过充电枪的电流和电压,记录并累加电量;所述4G无线传输模块中安装有sim卡,所述的sim卡采用N720-100PIN-LGA芯片,实现充电校准模块数据与在线计量校准检定系统平台的交互。

如图3所示,所述的在线计量校准检定系统平台包括:通讯前置模块、数据库系统模块、微信小程序服务端;所述的通讯前置模块用于处理充电校准模块的连接请求、链路维护以及充电记录数据主动上报;所述的数据库系统模块配合通讯前置线程记录相应的充电校准模块的充电订单信息;所述的微信小程序服务端用于根据微信小程序客户端的服务请求,查询相应的充电校准模块上传的计量电度数据,并将查询的计量电度数据发送给微信小程序客户端。

充电校准模块在安装前先到各地质检部门进行发布前配置,配置成功后充电校准模块精度达到0.2%要求,充电校准模块生成唯一编码N,二维码生成与充电校准模块一一对应,同时生成编码N的二维码图片,将该编码N存入在线计量校准检定系统平台的数据库系统模块中。将配置好的充电校准模块安装在充电桩运营站中的直流(交流)充电桩内,采样电压和电流取自充电桩的枪口输出电压和电流,插入sim卡到4G模块中,配置模块本地网络参数和在线计量校准检定系统平台的远程系统网络参数,充电校准模块上线,并将配对的二维码图片贴到充电桩外壳人机交互处。

采用上述充电桩在线计量校准检定系统的方法包括以下步骤:

(1)充电校准模块首先需通过配置后才能发布,配置包含校准和编码生成,校准是通过台体校准充电校准模块计量精度是否符合0.2%的要求,符合即套上校准封签,随后生成该模块的唯一编码和该编码对应的二维码图片,编码信息录入在线计量校准检定系统平台。

(2)将上述配置好后的充电校准模块安装于充电桩内,为去除充电桩本身功耗消耗对充电交易记录的影响,采样信号取自充电桩充电枪出口侧,直流充电桩安装直流充电校准模块,交流充电桩安装交流充电校准模块。给模块4G无线传输模块安装sim卡,并配置网络参数连接远程系统的在线计量校准检定系统平台,系统平台收到连接请求后,查看连接请求中的模块编码信息是否存在,如存在则回复确认,使模块上线,如不存在则拒绝模块上线。上线成功后,在该安装充电桩外侧人机交互附近粘贴已安装在桩内的充电校准模块二维码图片。

(3)正常运行时,充电校准模块按照周期发送链路维护心跳报文保持和在线计量校准检定系统平台处于连接在线状态。

(4)当用户拔枪插入电动汽车充电时,充电校准模块检测到充电枪侧有电压和电流信号,开始通过计量模块记录电量并累计。

(5)用户完成一次充电后,充电校准模块检测到电压和电流信号同时消失,认为一次充电订单完成,将包含充电电量在内的充电记录信息上传到在线计量校准检定系统平台。

(6)在线计量校准检定系统平台收到充电记录信息后,生成充电订单记录信息保存到数据库系统中,充电订单记录信息由订单序号、模块编码、充电电量、充电开始时间、充电结束时间组成。

(7)用户打开手机微信小程序客户端软件,扫描粘贴于充电桩外侧的二维码,通过在线计量校准检定系统平台的微信小程序服务端查询最新充电订单信息,与充电桩实际结算信息进行比较,若有比较大的误差可以电话到质检部门投诉,达到公共监督的目的。

(8)参考多功能智能电表的标准,充电校准模块可于6年更换校准一次,实现计量校准的闭环。

如图4所示,充电校准模块配置的方法为:

1)检测充电校准模块的计量精度是否满足设定的精度阈值;

2)若充电校准模块的计量精度不满足精度要求,则对充电校准模块的计量精度进行校准,直至满足精度要求为止;

3)若充电校准模块的计量精度满足精度要求,则由充电校准模块生成唯一编码,依据唯一编码对应生成二维码,并将二维码编码信息录入在线计量校准检定系统平台。

如图5所示,充电校准模块工作流程为:

1)空闲期间按照心跳周期T发送链路维护心跳报文,

2)用户到充电桩运营站充电时,充电校准模块通过检测枪口电压V、枪口电流I的值的变化,同时配合充电标志Fcharging的变位信息确定一次充电流程的完成,

3)完成后记录下本次充电的充电电量为Qend-Qstart,充电起始时间Tstart,充电结束时间Tend,加上该模块编码N形成充电记录上报报文的数据域,发送到在线计量校准检定系统平台。

如图6(a)-6(c)所示,在线计量校准检定系统平台的工作流程为:

如图6(a)所示,对每个配置网络参数的充电校准模块建立链路通道,链接通道建立后,在通道内实现与充电校准模块的数据通信。

数据报文处理如图6(b)所示,首先对收到的报文进行编码识别,查看报文数据域中的模块编码N是否存在数据库中,如存在,则判断模块合法,后续处理该模块的链路维护心跳报文和充电记录上报报文,将充电记录上报报文数据域中充电电量为Qend-Qstart,充电起始时间Tstart,充电结束时间Tend,模块编码N加上订单序号存入数据库中充电订单记录信息表中。

用户充电结束后,进行费用结算时,打开微信小程序扫码贴在其进行充电充电桩外壳上的二维码,扫码结束后,微信小程序发送包含该二维码信息N的充电记录查询请求到在线计量校准检定系统平台,平台处理流程如图6(c)所示,平台中的微信小程序服务端接收到查询请求后,对比该编码N是否存在数据库中,如存在则认为是合法查询,将平台数据库中的充电订单记录信息表中模块编码为N的最新充电记录返回到用户手机端,用户将充电记录中的充电电量与充电桩运营商给出结算的充电电量进行对比,实现安全透明消费,社会公共监督,保护消费者权益。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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