雷电网络在电动汽车充电交易中的技术前景

针对区块链(block chain)生态系统为能源领域带来的新契机,初步研究了基于区块链技术的电动汽车(electric vehicle,EV)充电交易方案。在分析了区块链技术内涵、交易特征的基础上,提出建立基于雷电网络的电动汽车充电交易管理体系。借助智能合约与中介转账机制,建立了基于雷电网络的链下交易管理通道,并给出了电动汽车用户与充电桩进行链下交易的流程框架,该架构有助于减少链上交易压力,促进交易频率和交易速度的提升、降低区块链交易网络中的管理成本和运行风险等。结合充电桩使用场景,说明了基于雷电网络的交易方式与智能合约的实现过程。最后对区块链在能源交易管理方面的拓展性和可用性做了展望。     

基于区块链生态系统的充电桩共享经济模式

充电桩共享是解决充电难的创新服务模式。分析了中心化共享平台在信用体系、信息安全、收益分配以及数据共享等方面的弊端,指出具有分布式点对点、去中心化、共识信任机制和信息不可篡改等特点的区块链技术是实现共享系统的理想选择。由于单项技术难以满足复杂应用系统的多样化需求,所以需要多项技术相互作用,互为补充。提出基于区块链、闪电网络和智能合约技术,形成区块链生态系统,构建安全、高效和自动化的共享平台。结合电动汽车充电场景,说明基于闪电网络的支付网络的建立和基于哈希密钥逐级验证的智能合约的实现过程。最后,展望了该方案在售电管理、需求响应管理及新能源消纳等方面构建能源区块链的应用可能性。     

基于区块链技术的充电桩运维系统研究

面对电动汽车大规模推广应用对充电桩高效运维管理的需求,首先在介绍区块链技术基本原理的基础上,分析了充电桩运维系统的高分布性、多主体性和高可信性特征,归纳了区块链技术在充电桩运维系统上的应用价值,然后构建了基于联盟链式结构、采用PBFT共识机制、包含完全和不完全两类节点的区块链充电桩运维系统。最后,结合具体应用场景给出了系统在服务层、管理层和数据结构层各个层面的详细功能。为充电桩、配电站、运维机构、检定机构和监管部门等多边利益主体构思了一种基于区块链的端到端透明化、高可信性的去中心化管理模式,为区块链技术在充电桩运维系统的落地实施提供了参考。     

基于WebGIS的分布式电动汽车充电桩运营管理系统设计与实现

为了对分布式电动汽车充电桩进行有效运营管理,根据电动汽车充电设施特点和用户需求,提出分布式电动汽车充电桩运营管理模式。结合当前通信技术、数据采集技术、GIS技术、Web技术,提出了电动汽车充电桩运营管理系统建设方案。运营管理系统包括数据采集系统、发卡充值系统、网络地理信息系统（Web geographic information system,WebGIS）。介绍了运营管理系统应用情况和未来发展方向。     

基于模糊层次分析法的电动汽车充电桩信息安全风险评估方法

为定量评估电动汽车充电桩系统信息安全水平,发现其脆弱之处和安全隐患,基于模糊层次分析法设计电动汽车充电桩系统信息安全风险评估方案与流程;建立电动汽车充电桩系统资产安全价值层次分析模型、安全威胁层次分析模型及其评价指标体系;将电动汽车充电桩系统分为电动汽车充电桩、运营管理平台、用户资产及其之间的通信链路与通信数据,通过调...     

电动汽车充电桩轻量级密钥管理方案

充电桩通信系统作为“泛在电力物联网”通信网络的重要组成部分,其密钥管理是信息安全防护措施成功实施的关键。为保证管理控制中心、电气控制柜、电动汽车充电桩三层架构的通信安全,兼顾电动汽车充电桩通信效率,提出一种轻量级的充电桩密钥管理方案（charging pile key management scheme,CPKMS）,并给出了详细的密钥管理实现流程;分析了该方案的密钥安全性、前向与后向安全性、抗攻击能力及其运算负荷和密钥存储数量。分析结果表明：该方案具有抗伪造攻击、抗中间人攻击与抗重放攻击的能力,兼顾了安全性与效率,能够满足充电桩密钥管理的安全需求。     

基于区块链的电动汽车有序充电应用方案

2018年国内新能源汽车保有量达到180万辆,电动汽车产业步入加速发展的“快车道”,但是居民区等人口密集地区仍存在充电设施安装难、充电难等问题。因此,有必要探索推广有序充电服务,结合新建小区配套供电设施与老旧小区改造增容情况,提高资源整体利用效率。通过利用先进、可靠并去中心化的区块链技术理念,研究基于区块链特征匹配与充电桩共享经济下的共享经济运营模式及业务,形成一整套有序充电智能调度平台和互动软硬件,引导电动汽车低谷充电、错峰充电、排队充电,提升电网设备和客户电力设备利用率,满足不断增长的规模化、多样化充电需求,促进清洁能源消纳。     

基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化

为了解决电动汽车大规模发展带来的充电交易主体之间的信任问题,提出了基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化方法。首先,设计电动汽车充电桩两阶段交易优化框架;然后,为了避免电网负荷过载给电网的安全稳定运行带来影响,以电网容量裕度为约束,引入双向交易市场、P2P交易市场,在各个充电站之间进行充电权交易,构建电网与电动汽车充电桩交易优化模型;其次,为了降低充电站的偏差惩罚成本以及引导电动车车主有序充电,构建了基于需求响应的电动汽车充电桩与车主交易优化模型;最后,以某一仿真场景为例进行算例分析,验证模型的有效性。算例结果表明:基于区块链的两阶段交易优化模型,能提高充电站的收益,降低系统峰谷差。     

区块链在分布式能源交易的应用架构及安全性分析*

随着电力工业发展,电能逐渐还原商品属性。电力交易模式由集中式向分布式逐渐演化,引发市场主体互信不足、数据安全性不高、管理难度大等隐患。文章分析了区块链技术在电力交易市场中的应用模式。从定量分析了角度评估电力交易区块链信息安全性。结合区块链技术特征与电力交易通信机制,建立抗毁性与生存度指标,建模定量分析了“弱中心化”电力交易区块链通信网络安全性。算例分析结果表明,“弱中心化”分布式电力交易通信架构相比传统的中心化“星型”通信架构,在可靠度取值范围为0.90～0.99时,前者实际抗毁性比后者提高了2.67%～31.07%,前者实际生存度比后者提高了5.31～5.95倍。     

电动汽车充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案设计与实现

为提高分布式电动汽车充电桩的信息安全防护能力,保障充电桩与后台服务管理中心之间传输数据的机密性、完整性与真实性,分析了充电桩信息安全威胁与信息安全需求,采用高级加密标准（advanced encryption standard,AES）和HMAC-SHA256算法,设计了基于认证加密的充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案;基于STM32F407ZGT6芯片和嵌入式操作系统μC/OS-III,搭建了充电桩通信模拟平台;制定了充电桩-后台服务管理中心通信应用层协议,设计了充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案;测试了不同类型数据在明文传输、加密传输、认证传输、认证加密传输4种安全情形下的报文传输时间,量化了充电桩-后台服务管理中心信息安全防护方案的实施对充电桩通信实时性的影响。测试结果表明,所设计信息安全防护方案可满足充电桩与后台服务管理中心之间通信的机密性、完整性、真实性和实时性要求。     

充电桩群控操作管理单元的设计与实现

利用两个充电桩同时对一辆电动汽车充电的技术,设计了充电桩群控操作管理单元对多个充电桩控制管理,既可对小功率的车单充,又可对大功率的车双充。结合"互联网+"技术提出了手机APP、在线卡和离线卡三种支付方式兼容的充电方法。在软件实现上采用模块化设计,规范充电流程,数据流通过消息总线机制在各模块间传输。在双充操作上,充电桩群中任意两个充电桩都可以组合,组合后在其中任一充电桩上可以启动和终止充电,将充电中双桩设置主桩和辅桩进行管理。通过厦门多个公交站的运营情况表明,该充电桩群控操作管理单元使用是稳定可靠的。与传统的充电装置相比,使用充电桩群控操作管理单元使充电功率选择更多元化,充电站设计成本更低。     

电动汽车充电桩自动化渗透测试系统的研究和设计

信息物理系统（cyber physical systems，CPS）是集计算、通信与控制于一体的智能系统。电动汽车充电设施是一种典型的信息物理系统，但当前大量部署在现场的充电桩终端存在着用户入侵充电桩系统导致系统异常等安全隐患，亟须研究设计一套针对充电桩的自动化渗透测试系统。从指纹扫描、漏洞检测和漏洞挖掘3个方面对充电桩自动化渗透测试系统进行研究与设计，旨在检测已知漏洞和挖掘未知漏洞，有效地对电动汽车充电桩进行全方位的自动化安全检测，提高充电桩的安全防护等级，加强充电桩的安全防护能力，减少针对充电桩安全攻击所造成的信息泄露和经济损失。     

ESAM在电动汽车充电桩中的应用

智能电网的实施与发展带动了电动汽车与充电桩技术的发展.针对目前充电桩技术领域所存在的安全性问题,提出一种基于ESAM模块的安全认证技术.在充分介绍电动汽车充电桩与电动汽车充电服务的基础上,详述了电动汽车用户通过充电卡与充电桩实现双向安全认证的方式,简述该项认证技术的硬件实现原理与软件流程.测试证明,ESAM技术的安全认证特性符合目前电动汽车充电领域的安全认证要求.     

一种新型电动汽车充电桩技术方案探讨

在“互联网+”的背景下提出新型电动汽车充电桩的技术方案。方案从充电桩架构的角度入手,分析充电桩的现状与存在的问题。定义充电桩的功能需求,设计新型电动汽车充电桩架构,同时也规划了新型架构下需要支持的标准体系。通过架构设计、功能定义、标准体系、业务流程及应用案例的对比分析完成充电桩的技术方案探讨。结果表明,该技术方案在兼顾扩展和安全的前提下,利于充电桩产品的标准化,可以有效提高电动汽车充电桩充电服务能力,降低充电桩运营成本。     

具有安全防护功能的电动汽车充电桩控制装置

针对传统电动汽车充电桩控制装置在电力通信过程中传输数据容易被非法截获等安全性问题,设计了一种具有安全防护功能的电动汽车充电桩控制装置。介绍了硬件结构和软件结构设计。电动汽车充电桩控制装置采用了先进的数据加密技术,增加了安全存储单元,可以有效防止传输数据在通信过程中被非法截获或篡改,保障了数据的完整性和机密性,具有很高的实用价值。     

基于层次分析法的充电桩有序充电策略检测与评价方法

电动汽车及充电桩的快速普及带来便利的同时其充放电行为给电网的安全稳定造成了巨大的影响,因此有序充电技术营运而生。现阶段充电桩有序充电功能缺乏有效的检测手段,无法判断有序充电策略是否执行,策略执行效果无法评价。因此,本文提出了现场充电桩+能源控制器+检测装置+云平台的规模化充电桩有序充电策略检测系统。首先,设计了检测装置硬件结构及通信方式。然后,建立了多场景多时间尺度的用电需求模拟模型,设计了基于云平台的检测软件。最后,构建了有序充电策略评价模型,实现规模化充电桩有序充电策略检测与评价。     

可移动式电动汽车充电桩的设计

电动汽车快速发展对充电桩提出了更高的要求。为更好地满足电动汽车充电需求,研究一类可移动式电动汽车充电桩具有重要的意义。通过分析移动式充电桩的环境要求和技术需求,设计了可移动充电桩的硬件结构和软件系统。移动充电桩结构采用了CATIA进行建模,通过有限元软件ANSYS Workbench进行仿真分析验证强度和可行性。充电桩控制系统与车辆BMS及充电模块采用CANBUS总线通信,并由ADUM1412构成CAN隔离电路避免干扰。采用北斗GPS模块ATK-1218-BD构成无线定位系统,系统设计了充电急停安全模块和充电枪的检测模块。研究结果表明,硬件结构最大变形值为3.07 mm,最大应力为134.41 MPa,充电桩重心点的垂线在结构底面范围内,结构符合强度和稳定性要求。控制系统功能完备,安全急停模块和充电枪安全模块保障了充电桩使用的安全,有一定的工程实践参考价值。