[發(fā)明專利]一種具有安全防護(hù)功能的電動(dòng)汽車充電樁控制裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110349453.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102436697A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟峰;趙兵;劉鷹;呂英杰;付義倫;李保豐;岑煒;李華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G07F15/00
• 分類號(hào): G07F15/00;H02J7/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車控制裝置，具體涉及一種具有安全防護(hù)功能的電動(dòng)汽車充電樁控制裝置。

背景技術(shù)：

隨著低碳經(jīng)濟(jì)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，電動(dòng)汽車可以降低石油消耗，減少污染氣體排放，已成為我國(guó)大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。電動(dòng)汽車充電站為電動(dòng)汽車運(yùn)行提供能量補(bǔ)給，是電動(dòng)汽車發(fā)展所必需的配套設(shè)施，但現(xiàn)有裝置占地面積較大，資金消耗較多，且需要消耗大量的人力資源等缺點(diǎn)又阻礙了其大規(guī)模的發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)低成本的充電樁成為電動(dòng)汽車發(fā)展的必然趨勢(shì)。在現(xiàn)有的電動(dòng)汽車充電樁技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，其充電控制技術(shù)是關(guān)鍵。現(xiàn)有電動(dòng)汽車充電樁充電控制技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車充電并計(jì)費(fèi)等功能，但充電樁控制器后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的通信方式大多采用CAN總線或GPRS無(wú)線公網(wǎng)，其通信線路沒(méi)有完全與其它用戶物理隔離，攻擊者可通過(guò)竊聽(tīng)、監(jiān)視或者破譯等技術(shù)手段獲取機(jī)密信息，安全性較低。為了防止電動(dòng)汽車充電樁的傳輸數(shù)據(jù)被篡改、數(shù)據(jù)的機(jī)密性與完整性被破壞，用戶的身份被冒用，本發(fā)明提供了一種具有安全防護(hù)功能的電動(dòng)汽車充電樁控制裝置，并詳述了該裝置的應(yīng)用方法。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決現(xiàn)有電動(dòng)汽車充電樁為電動(dòng)汽車供電、計(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)的安全性傳輸?shù)葐?wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有安全防護(hù)功能的電動(dòng)汽車充電樁控制裝置，通過(guò)射頻讀卡單元實(shí)現(xiàn)用戶卡與電動(dòng)汽車充電樁控制裝置之間的信息交互功能，通過(guò)ESAM芯片的加解密功能將遠(yuǎn)程發(fā)送的電價(jià)信息、黑、灰名單信息等關(guān)鍵信息解密后存儲(chǔ)在EEPROM中，通過(guò)GPRS通信信道與后臺(tái)通信，發(fā)送充電樁的工作狀態(tài)，接收后臺(tái)發(fā)送的電價(jià)調(diào)整、黑灰名單更新、參數(shù)設(shè)置和控制信息等。具體方案如下：

本發(fā)明提供的一種具有安全防護(hù)功能的電動(dòng)汽車充電樁控制裝置，其改進(jìn)之處在于，所述充電樁控制裝置包括電動(dòng)汽車充電中央控制單元和電動(dòng)汽車充電執(zhí)行單元；所述電動(dòng)汽車充電中央控制單元包括CPU控制單元I、存儲(chǔ)單元、射頻讀卡單元和通信單元；所述電動(dòng)汽車充電執(zhí)行單元包括CPU控制單元II、GPRS通信單元、人機(jī)交互單元和充放電檢測(cè)控制單元；

所述CPU控制單元I分別與所述存儲(chǔ)單元、所述射頻讀卡單元和所述通信單元連接；所述CPU控制單元II分別與所述GPRS通信單元、所述人機(jī)交互單元和所述充放電檢測(cè)控制單元連接。

優(yōu)選的，所述CPU控制單元I的型號(hào)為STM32F103。其是電動(dòng)汽車充電中央控制單元的核心單元，它可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，通過(guò)計(jì)算后對(duì)安全存儲(chǔ)單元ESAM芯片、射頻讀卡單元、存儲(chǔ)單元和通信單元給出控制命令。它的控制程序可以通過(guò)紅外或GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程更新。

優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)單元包括安全存儲(chǔ)單元ESAM芯片和EEPROM存儲(chǔ)單元。所述的安全存儲(chǔ)單元ESAM芯片主要用于存儲(chǔ)錢包文件等與安全防護(hù)相關(guān)的重要信息和刷卡時(shí)的密鑰驗(yàn)證。它采用對(duì)稱密碼算法和非對(duì)稱密碼算法，對(duì)稱密碼算法主要完成數(shù)據(jù)的加/解密，非對(duì)稱密碼算法主要完成密鑰更新，通過(guò)安全的流程實(shí)現(xiàn)獲取隨機(jī)數(shù)、MAC計(jì)算、密鑰更新、非對(duì)稱密鑰的注冊(cè)等功能。所述的EEPROM存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)安全存儲(chǔ)單元ESAM芯片認(rèn)證或解密后的關(guān)鍵信息。

優(yōu)選的，所述通信單元包括RS485通信單元和TTL電平通信單元。所述的RS485通信單元用于電動(dòng)汽車充電中央控制單元與智能電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由智能電能表記錄充電樁的充放電量信息。所述的TTL電平通信單元為電動(dòng)汽車充電中央控制單元和電動(dòng)汽車充電執(zhí)行單元的數(shù)據(jù)通信接口，通信采用中斷方式。

優(yōu)選的，所述人機(jī)交互單元包括液晶顯示單元和鍵盤輸入單元。所述的人機(jī)交互單元包括液晶顯示單元和鍵盤輸入單元，它們是電動(dòng)汽車充電執(zhí)行單元和電動(dòng)汽車充電中央控制單元信息連接的橋梁。液晶顯示的電動(dòng)汽車充電狀態(tài)等信息從中央控制單元獲得，鍵盤輸入的購(gòu)電金額或購(gòu)電電量等信息需要從電動(dòng)汽車充電執(zhí)行單元輸入再傳遞到中央控制單元進(jìn)行控制。

優(yōu)選的，所述充電樁控制裝置的電源規(guī)格為DC5V?100mA。

優(yōu)選的，所述充放電檢測(cè)控制單元包括自適應(yīng)數(shù)字濾波器。所述的充放電檢測(cè)控制單元主要負(fù)責(zé)檢測(cè)電動(dòng)汽車蓄電池的狀態(tài)，主要包括虧電狀態(tài)、即將充滿狀態(tài)和已充滿狀態(tài)三種；所述的電動(dòng)汽車充電樁控制裝置的中央控制單元根據(jù)不同的充電狀態(tài)發(fā)出不同的控制指令(快速充電、慢速充電和停止充電)，執(zhí)行單元根據(jù)該指令進(jìn)行相應(yīng)的操作。所述的充放電檢測(cè)控制單元包括自適應(yīng)數(shù)字濾波器，該濾波器根據(jù)蓄電池的能量特性曲線和蓄電池工作中的電流電壓所得的等效電路，利用自適應(yīng)算法推算出剩余電量。

所述的充電樁控制裝置的電源規(guī)格為DC5V?100mA，其主要負(fù)責(zé)向整個(gè)充電樁控制裝置供電。