淺談電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)的設(shè)計

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：電動汽車的出現(xiàn)，是科技發(fā)展和環(huán)保推行的產(chǎn)物。隨著人們生活質(zhì)量的提高，越來越多家庭開始購置汽車，導(dǎo)致環(huán)境環(huán)保壓力日漸增大。電動汽車的推行，能夠有效緩解環(huán)保壓力，降低對傳統(tǒng)能源的消耗，是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢之。現(xiàn)在已經(jīng)有眾多汽車品牌發(fā)展電動汽車，并取得良好成效。但是，汽車充電是電動汽車的重要配套服務(wù)，直接影到電動汽車的普及。因此，在研發(fā)電動汽車的同時，有必要對電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計，為電動汽車的普及發(fā)展保駕護(hù)航。

 

關(guān)鍵詞：電動汽車；交流充電樁；智能控制；系統(tǒng)設(shè)計

 

0引言

電動汽車保留了汽車流動性大的特點，為保證電動汽車可以正常運行，需要建立覆蓋率廣的交流充電樁網(wǎng)點，確保電動汽車能夠符合人們的正常使用需要。電動汽車交流充電樁是指采用傳導(dǎo)方式為具有車載充電機的電動汽車提供交流電源的專yong供電裝置，是電動汽車發(fā)展所需提供的重要服務(wù)。交流充電樁充電時間長，但覆蓋率和使用率高，利用智能科技的便利性，提升使用者的體驗感，已經(jīng)是大勢所趨。

1電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展意義

（1）充電服務(wù)更便利，提升用戶體驗感

在電動汽車交流充電樁采用智能控制系統(tǒng)，能夠為用戶提供智能服務(wù)，例如連接手機，用戶可以利用移動手機查詢電動汽車的充電狀態(tài)，選擇合適的時候取車，節(jié)省等待的時間，并且對汽車的使用情況進(jìn)行有效監(jiān)督，提升對充電服務(wù)的信任度。對充電完成的電動汽車，智能控制系統(tǒng)能夠為用戶提供提示性fu務(wù)和支付服務(wù)，提升用戶的使用效益。

（2）有利于促進(jìn)電動汽車的普及化發(fā)展

各種智能技術(shù)的出現(xiàn)和推廣應(yīng)用，讓人們的生活形式變得簡單舒適。電動汽車交流充電樁采用智能系統(tǒng)控制，能夠降低對交流充電樁的管理成本，省略人為直接監(jiān)督的環(huán)節(jié)，讓充電樁擺脫空間的制約，在不同的小區(qū)和偏僻的地方進(jìn)行應(yīng)用。廣泛地布置交流充電樁，是電動汽車普及應(yīng)用的先行條件。智能系統(tǒng)還能將交流充電樁的充電情況整合成大數(shù)據(jù)，利用智能系統(tǒng)分析，對交流充電樁的數(shù)量和安裝位置進(jìn)行調(diào)整，讓電動車充電服務(wù)不斷完善。

（3）有利于提升交流充電樁使用的性

交流充電樁的智能系統(tǒng)應(yīng)用，并不局限在使用體驗方面上的便利性應(yīng)用，還包含使用過程中的性能應(yīng)用。交流充電樁雖然相比直流充電樁性能高，但是依然存在定的危險性。由于使用操作不當(dāng)或者機件老化，容易出現(xiàn)漏電等問題。智能系統(tǒng)能夠?qū)涣鞒潆姌哆M(jìn)行實時準(zhǔn)確監(jiān)控，確保各部分機件運行暢順。在機件出現(xiàn)斷電時，自動對交流充電樁提供斷電服務(wù)，并且及時通知維修人員進(jìn)行維護(hù)處理。

2電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)設(shè)計的問題

（1）智能控制系統(tǒng)技術(shù)不足，與發(fā)達(dá)家差距大

目前高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和汽車制造業(yè)的核心依然掌握在發(fā)達(dá)家手中，雖然我高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，但相對領(lǐng)xian技術(shù)依然差距甚大。目前我電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)技術(shù)水平低，重要核心技術(shù)和機件由發(fā)達(dá)家掌控，導(dǎo)致交流電充電樁的應(yīng)用成本高，推廣安裝緩慢。

（2）使用者素質(zhì)低，智能交流充電樁損耗率高

交流充電樁為大眾化電動汽車服務(wù)，是公共工具。應(yīng)用高科技智能技術(shù)的交流充電樁，智能芯片具有脆弱性，容易受到人為破壞。目前，我正處于社會主義初級階段，有些人們的道德素質(zhì)水平較低，也會導(dǎo)致加大交流充電樁損壞的風(fēng)險。高科技智能技術(shù)普及率低，大量人群不懂應(yīng)用，在盲目的使用過程中，容易對器材造成不必要的破壞。

（3）智能控制系統(tǒng)開發(fā)成本高，需要不斷更新

智能控制系統(tǒng)是高科技產(chǎn)物，開發(fā)成本高，阻礙傳統(tǒng)交流充電樁的應(yīng)用。同時現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，智能控制系統(tǒng)更新?lián)Q代需要投入大量的硬件和軟件更換成本，導(dǎo)致較好的智能技術(shù)難以普及化的推行。

3電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)的設(shè)計策略

（1）智能與人工控制系統(tǒng)并行

智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠簡化人為的操作，但實際上，人為操作具有靈活性，能夠確保交流充電樁始終保持提供合理且質(zhì)的服務(wù)狀態(tài)。電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)的設(shè)計，需要保留人工控制系統(tǒng)，并提升人工控制系統(tǒng)的權(quán)限，確保在遇到突發(fā)事故時，人工能夠及時對交流充電樁的運行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。采用智能控制與人為控制的雙gui模式，讓智能控制系統(tǒng)更具人性化。

（2）進(jìn)行獨享數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，并融入高duan殺毒系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是智能化的基本體現(xiàn)方式，但由于部分地區(qū)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，將會影響到交流充電樁智能操控系統(tǒng)的應(yīng)用，導(dǎo)致遠(yuǎn)程智能操控出現(xiàn)滯后或失誤。為確保智能操控的質(zhì)量，需要對設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的把控和管理。連接網(wǎng)絡(luò)的智能系統(tǒng)，容易受到不法分子的攻擊，所以電動車交流充電樁智能控制系統(tǒng)，需要融入智能保密和殺毒系統(tǒng)，對智能系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，并定時進(jìn)行自動殺毒，保證機器運行暢順。

（3）對設(shè)備硬件進(jìn)行升級改造

相比傳統(tǒng)的交流充電樁，應(yīng)用智能操作系統(tǒng)的交流充電樁制造成本高，且內(nèi)部機件容易損壞，為提升機器的使用壽命，在安裝智能控制系統(tǒng)前，需要對交流充電樁的機件進(jìn)行升級改造，提升機器的防水、防撞和防漏電能力，以便降低后續(xù)的維護(hù)費用。智能操作系統(tǒng)是軟件，軟件的升級和應(yīng)用，需要良好的硬件設(shè)備支撐，如果智能操作系統(tǒng)軟件功能齊全，但硬件傳統(tǒng)，兼容能力低，對電動車交流充電樁的發(fā)展依然作用甚微。因此，在開發(fā)智能控制系統(tǒng)時，必須關(guān)注硬件設(shè)備對軟件的融合情況。

（4）打造系統(tǒng)程序流程

系統(tǒng)程序流程，是對電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)的制度化管理。讓智能系統(tǒng)按照規(guī)范的流程進(jìn)行系統(tǒng)管理，進(jìn)行系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)自動檢測、用戶信息識別、系統(tǒng)連接確認(rèn)、充電過程檢測和自動繳費提醒等，進(jìn)行流程化運作，減少用戶的操作，又能確保機器順利運行。智能操控系統(tǒng)設(shè)計人員需要對充電過程中常見的問題進(jìn)行預(yù)測，并制定出解決流程，讓機器進(jìn)行自動執(zhí)行[3]。

（5）制作智能系統(tǒng)自動化和被動化的測試系統(tǒng)

交流充電樁作為機件設(shè)備，容易出現(xiàn)各種人為和非人為的損壞，在使用的過程中，需要進(jìn)行功能測試，確保機器處于正常的運行狀態(tài)。為提升對智能控制系統(tǒng)的管理效率，開發(fā)能夠為系統(tǒng)自動測試的設(shè)備，讓智能操控系統(tǒng)定時進(jìn)行自動測試，并上傳測試數(shù)據(jù)。為確保智能控制系統(tǒng)測試的準(zhǔn)確性，需要加入被動測試系統(tǒng)。管理人員可以對交流充電樁智能系統(tǒng)進(jìn)行抽檢測試，進(jìn)步保證機器運行正常。

4 安科瑞交直流電動汽車充電樁運營收費管理解決方案

4.1概述

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護(hù)、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過微xin小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括財務(wù)管理、變壓器監(jiān)控和運營分析等功能。

4.2應(yīng)用場所

（）商場、小區(qū)等物業(yè)環(huán)境；

（二）學(xué)校，醫(yī)院等公建；

（三）各類企事業(yè)單位； 

（四）公交樞紐，公路充電站。

4.3平臺結(jié)構(gòu)

 

4.4平臺主要功能

（）資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測

 

 （二）交易結(jié)算

充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表

 

（三）用戶管理

用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

 

（四）充電服務(wù)

充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等

 

（五）微xin小程序

掃碼充電，賬單支付等功能

 

（六）數(shù)據(jù)服務(wù)

數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

 

（七）變壓器監(jiān)控

監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，超負(fù)荷時對充電樁的調(diào)度管理

 

    

4.5平臺硬件配置

平臺服務(wù)器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

 

 

若客戶自己租用阿里云服務(wù)器，服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點數(shù)的不同，分別如下：

 

 

4.6現(xiàn)場汽車充電樁配置

 

5 總結(jié)

電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)的設(shè)計是電動汽車向前發(fā)展的重要步，但是設(shè)計智能控制系統(tǒng)，需要投入大量的成本，對人才要求較高，是個艱苦的過程。因此，發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)設(shè)計交流充電樁智能控制系統(tǒng)，需要管理人員端正自我心態(tài)，具備不怕困難的堅強意志。

 

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐坤,周子昂,吳定允,耿文波,李向東.電動汽車交流充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2016(03).：47-52+7.

[2] 王騰. 電動汽車交流充電樁智能控制系統(tǒng)的設(shè)計

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06月版.

[4]智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣產(chǎn)品報價手冊.2020.06月版.

 

作者簡介：劉細(xì)鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司