一种集成换电交互的ETC系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆换电领域，尤其涉及一种集成换电交互的etc系统及车辆。

背景技术：

电子不停车收费系统(electronictollcollection，etc)通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签(onboardunit，obu)与在收费站etc车道上的微波天线之间进行专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过高速公路或桥梁收费站无需停车而能交纳高速公路或桥梁费用的目的。对使用etc车道的未安装车载器或车载器无效的车辆，则视作违章车辆，实施图像抓拍和识别，会同交警部门事后处理。在高速公路收费的应用中，etc已经较为成熟。

在换电站的车辆出入口，尤其对于可实现24小时无人值班、全自动车辆换电的换电站而言，需要在车辆进入时识别车辆以进行换电准备、在车辆换电结束后写入换电数据、计算服务费用等，即需要建立换电站和车辆之间的通信连接。开发新的通信设备和方式的同时，带来的是额外的开发成本和生产成本，考虑到现有etc系统应用的成熟和广泛，在现有的etc系统基础上实现换电站和车辆的信息交互不失为一种优选的实现方式。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是在现有的etc系统基础上实现换电站和车辆的信息交互。

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种集成换电交互的etc系统及车辆。具体技术方案如下所述：

第一方面，本实用新型提供了一种集成换电交互的etc系统，所述etc系统包括：

车端etc装置；换电站端etc装置；

所述换电站端etc装置安装在换电站端，所述换电站端etc装置通过站内以太网与换电站的控制主机通信连接，所述换电站端etc装置作为车辆与换电站信息交互过程中换电站端的信息发送和接收装置；

所述车端etc装置安装在车辆端，所述车端etc装置通过can总线或车内以太网与车载网关通信连接，所述车载网关与车辆控制器通过总线或车内以太网连接，所述车端etc装置作为车辆与换电站信息交互过程中车辆端的信息发送和接收装置；

所述车端etc装置与所述换电站端etc装置通过微波建立通信链路以实现所述车辆与所述换电站的信息交互。

进一步地，所述车端etc装置设有主控单元和射频单元，所述主控单元为微处理器，所述主控单元与所述射频单元电连接。

进一步地，所述车端etc装置设有第一存储单元，所述第一存储单元存储有所述车端etc装置的唯一身份标识，所述唯一身份标识用于所述车辆与所述换电站建立点对点的通信连接，所述第一存储单元与所述主控单元通过总线连接。

进一步地，所述车端etc装置设有信息处理单元，所述信息处理单元包括调制子单元、解调子单元、加密子单元和解密子单元，所述信息处理单元与所述主控单元通过总线连接。

进一步地，所述车端etc装置设有通信控制单元，所述通信控制单元与所述主控单元通过总线连接，所述通信控制单元包括通信链路建立子单元、通信链路保持子单元和通信链路释放子单元。

进一步地，所述车端etc装置设有第一天线发送接收单元，所述第一天线发送接收单元与所述射频单元电连接；所述换电站端etc装置设有第二天线发送接收单元；所述第一天线发送接收单元和所述第二天线发送接收单元通过微波建立短程通信链路。

进一步地，所述车端etc装置设有第二存储单元，所述第一存储单元与所述主控单元通过总线连接，所述第二存储单元存储有车辆静态信息，所述车辆静态信息包括车辆识别号码、车牌号码和车型信息，所述车辆静态信息用于车辆身份识别。

进一步地，所述车端etc装置设有车内通信单元，所述车内通信单元与所述主控单元通过总线连接；所述车内通信单元还通过can总线或车内以太网与车载网关通信连接，所述车载网关与车辆控制器通过总线或车内以太网通信连接以转发换电信息和车辆动态信息，所述车辆动态信息包括电池包编码信息和电池电量信息，所述车辆动态信息用于车辆换电操作。

进一步地，所述换电站端etc装置还设有站内通信单元，所述站内通信单元通过以太网与所述换电站的控制主机通信连接以转发所述换电信息、所述车辆静态信息和/或所述车辆动态信息。

第二方面，本实用新型提供了一种车辆，所述车辆设有有车端etc装置，所述车端etc装置通过can总线或车内以太网与车载网关通信连接，所述车端etc装置作为如第一方面中所述的一种集成换电交互的etc系统的车端etc装置部分以实现所述车辆与换电站的信息交互。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种集成换电交互的etc系统及车辆具有如下有益效果：本实用新型通过将车端etc装置与车载网关建立通信连接以及在换电站增加站端etc装置，最终建立起车辆和换电站的通信链路，实现换电过程中稳定的信息交互。利用本实用新型提供的集成换电交互的etc系统，避免了对换电信息交互设备及方法的额外开发，降低了开发生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种集成换电交互的etc系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种集成换电交互的etc系统中车端etc装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种集成换电交互的etc系统中另一种车端etc装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种集成换电交互的etc系统的结构示意图；

图中，110-车端etc装置，120-换电站端etc装置，130-换电站的控制主机，140-车载网关，150-车辆控制器，111-主控单元，112-射频单元，113-第一存储单元，114-信息处理单元，115-通信控制单元，116-第一天线接收发送单元，117-第二存储单元，118-车内通信单元，121-第二天线接收发送单元，122-站端射频单元，123-站内通信单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

图1是本实用新型实施例提供的一种集成换电交互的etc系统的结构示意图，如图1所示，所述etc系统可以包括：

车端etc装置110；换电站端etc装置120；

所述换电站端etc装置120安装在换电站端，所述换电站端etc装置120通过站内以太网与换电站的控制主机130通信连接，所述换电站端etc装置120作为车辆与换电站信息交互过程中换电站端的信息发送和接收装置；

所述车端etc装置110安装在车辆端，所述车端etc装置110通过can总线或车内以太网与车载网关140通信连接，所述车载网关与车辆控制器150通过总线或车内以太网连接，所述车端etc装置110作为车辆与换电站信息交互过程中车辆端的信息发送和接收装置；

所述车端etc装置110与所述换电站端etc装置120通过微波建立通信链路以实现所述车辆与所述换电站的信息交互。

在一些可行实施方式中，如图2所示，所述集成换电交互的etc系统中的车端etc装置110可以设有：

主控单元111和射频单元112，所述主控单元111为微处理器，所述主控单元111与所述射频单元112电连接，主控单元111从射频单元112接收射频信号，并将存储的车辆静态信息或获取到的车辆动态信息通过射频单元112发送出去。

第一存储单元113，所述第一存储单元113存储有所述车端etc装置110的唯一身份标识，所述唯一身份标识用于所述车辆与所述换电站建立点对点的通信连接，所述第一存储单元113与所述主控单元111通过总线连接，以使得所述主控单元111能对所述第一存储单元113快速访问读取数据。

信息处理单元114，所述信息处理单元114包括调制子单元、解调子单元、加密子单元和解密子单元，所述信息处理单元114与所述主控单元110通过总线连接，所述信息处理单元114接收所述主控单元110的数据输入，并返回处理后的数据内容，所述信息处理单元114和所述主控单元111之间通过总线连接以使得数据的传输更为稳定快速。

通信控制单元115，所述通信控制单元115与所述主控单元111通过总线连接，所述通信控制单元115可以包括通信链路建立子单元、通信链路保持子单元和通信链路释放子单元。

优选地，在车辆进入换电站时，通信链路建立子单元工作，在车辆身份校验通过后，通信链路保持子单元工作并可以检测通信过程，在完成换电并将换电的操作数据如更换后的电池包编码数据、电池电量写入车端etc装置中以及将后台结算的服务费用进行扣除并将扣费信息发送至车辆终端或用户的移动终端后，通信链路释放子单元工作，换电站出口对车辆放行。

第一天线发送接收单元116，所述第一天线发送接收单元116与所述射频单元112电连接，射频单元112设有连接引脚，与微波天线进行连接；所述换电站端etc装置120设有第二天线发送接收单元121；所述第一天线发送接收单元116和所述第二天线发送接收单元121通过微波建立短程通信链路。

可以理解的是，基于车辆和换电站的距离因素，采用较为成熟的专用短程通信协议，实现所述所述第一天线发送接收单元116和所述第二天线发送接收单元121之间的微波通信，降低开发难度和成本。

第二存储单元117，所述第一存储单元117与所述主控单元111通过总线连接以使得所述主控单元111能对所述第二存储单元117快速访问读取数据，所述第二存储单元117存储有车辆静态信息，所述车辆静态信息包括车辆识别号码、车牌号码和车型信息，所述车辆静态信息用于车辆身份识别。

车内通信单元118，所述车内通信单元118与所述主控单元111通过总线连接；所述车内通信单元118还通过can总线或车内以太网与车载网关140通信连接，所述车载网关通过can总线或车内以太网与车辆控制器150通信连接以转发换电信息和车辆动态信息，所述车辆动态信息包括电池包编码信息和电池电量信息，所述车辆动态信息用于车辆换电操作。

在一些可行实施方式中，如图3所示，所述集成换电交互的etc系统中的车端etc装置110中部分单元的连接方式可以为：所述信息处理单元114和所述通信控制单115元集成在所述主控单元111中。本实用新型实施例提供的所述车端etc装置110的内部单元可以包括但不限于上述单元，内部单元可以进行集成或合并，且内部单元的连接结构并不局限于图2和图3中所示，在此不再赘述。

优选地，所述集成换电交互的etc系统中的换电站端etc装置120可以设有：

第二天线发送接收单元121，所述第一天线发送接收单元116和所述第二天线发送接收单元121通过微波建立短程通信连接。

站端射频单元122，用于调制所述换电信息、所述车辆静态信息和/或所述车辆动态信息，所述站端射频单元122和所述第二天线发送接收单元121电连接。

站内通信单元123，所述站内通信单元123通过以太网与所述换电站的控制主机130通信连接以转发所述换电信息、所述车辆静态信息和/或所述车辆动态信息。

在其他一些可行的实施方式中，如图4所示，所述换电站端etc装置120简化为微波天线，并通过以太网接口与换电站的控制主机130通信连接。所述车载网关140通过总线与车辆的车身控制模块(bodycontrolmodule，bcm)、新能源汽车整车控制器(vehiclecontrolunit，vcu)、车身电子稳定控制系统(electronicstabilitycontroller，esc)等车辆控制器150连接，bcm采集车辆各个功能模块的状态信息，vcu采集电机及电池状态、加速踏板信号、制动踏板信号、执行器及传感器信号，esc采集车辆横向摆动信息和纵向行驶信息，等等......一方面，响应所述车载网关140转发的采集指令，采集相应控制器的状态信息，另一方面，将相应控制器的状态信息发送至所述车载网关140，经由所述车端etc装置110发送至换电站端。从而实现车辆与换电站的信息交互。

本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆设有有车端etc装置，所述车端etc装置通过can总线或车内以太网与车载网关通信连接，所述车端etc装置作为如第一方面中所述的一种集成换电交互的etc系统的车端etc装置部分以实现所述车辆与换电站的信息交互。

本实用新型实施例提供的一种具有如下有益效果：本实用新型通过将车端etc装置与车载网关建立通信连接以及在换电站增加站端etc装置，最终建立起车辆和换电站的通信链路，实现换电过程中稳定的信息交互。利用本实用新型提供的集成换电交互的etc系统，避免了对换电信息交互设备及方法的额外开发，降低了开发生产成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。