淺談基于云平臺的智能充電服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：新能源清潔能源汽車是汽車行業(yè)的發(fā)展方向，其中電動汽車更是國內(nèi)外主要的研究方向，在擁有*、*、駕駛簡單等點(diǎn)的同時(shí)，電動汽車的續(xù)航方式仍在探索之中。本文圍繞電動汽車（EV）充電技術(shù)、基于云平臺的電動汽車智能充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及主要功能、電動汽車智能充電系統(tǒng)的性能測試三個(gè)方面展開討論，介紹并驗(yàn)證充電樁充電與服務(wù)云平臺相結(jié)合的服務(wù)方式，為解決電動汽車?yán)m(xù)航方式提供參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車云平臺智能充電系統(tǒng)

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于能源的消耗越來越大，常規(guī)實(shí)化燃料作為一種不能再生能源，儲量有限，必將越用越少，使用中還會對大氣造成了很大程度的污染。目前，很多和科研機(jī)構(gòu)正在致力于電動汽車的研發(fā)與生產(chǎn)，我國的汽車行業(yè)在汽油發(fā)動機(jī)領(lǐng)域落后于外國，正加快電動汽車的研發(fā)，因?yàn)槠鸩捷^早，有彎道超車的趨勢，而且電動汽車已經(jīng)成為節(jié)能減排與改善地球環(huán)境的必然趨勢。

電動汽車憑借其*、*、駕駛簡單的勢一度成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，但是，電動汽車?yán)m(xù)航能力弱、以及充電不方便等缺點(diǎn)也成為現(xiàn)實(shí)大范圍使用的障礙。目前電動汽車采用蓄電池作為動力來源，當(dāng)電壓低時(shí)，就進(jìn)行電能補(bǔ)給，否則電池壽命將會受到很大影響。

本系統(tǒng)的研究將解決電動汽車、電動車臨時(shí)充電的問題，還能夠?qū)恿﹄姵剡M(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)提示、自動充電斷電切換，具有人性化的人機(jī)交互界面和完善的通訊能力。確保用戶操作簡便實(shí)現(xiàn)智能化。

一、電動汽車（EV）充電技術(shù)

目前，電動汽車（EV）充電的方法主要有：

1、接觸式充電

接觸式樁充電將交流電經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，向電動汽車的動力電池組直接充電。接觸式充電樁技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格便宜。但充電時(shí)要用小電流充電，充電時(shí)間長，安穩(wěn)性較差。

2、感應(yīng)式充電

感應(yīng)式車載充電器充電時(shí)間較短，不需要用插頭和插座接觸，安穩(wěn)性較好。但只能在裝有感應(yīng)式充電站的地方，和裝有感應(yīng)充電裝置的電動汽車，才能進(jìn)行感應(yīng)充電。目前使用較不方便，充電時(shí)，會產(chǎn)生感應(yīng)損耗，效率較低，造價(jià)也較高

3、更換電池組

這種充電方法為每一輛電動汽車準(zhǔn)備了兩組蓄電池，一組為電動汽車提供電源的同事，另一組處于地面充電狀態(tài)，當(dāng)車載電池組電量不足的時(shí)候，可以及時(shí)地拆下并更換已經(jīng)充足電量的電池組。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)間的充電過程。但是需要建設(shè)大量的電池更換站，需要大量人員進(jìn)行維護(hù)。投資成本大，智能化程度低，不予采用。

本研究只考慮交流220V、380V充電樁的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

二、安科瑞充電樁運(yùn)營管理平臺

1、系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)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(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過小程序掃描二維碼，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(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，具體功能如下：

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(yùn)行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

交易結(jié)算：充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

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

小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

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

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動對充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷超過百分之五十時(shí)，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過百分之八十時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

2.2平臺首頁

平臺首頁總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長，累計(jì)的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長，以及相應(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控

l 充電站監(jiān)控

充電站監(jiān)控頁面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等，匯總了用戶擁有各樁的當(dāng)日充電總次數(shù)、總電量、總時(shí)長，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。

l 充電槍監(jiān)控

充電樁監(jiān)控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時(shí)長和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時(shí)長等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4小程序

l 搜索與使用

小程序可以通過掃描二維碼和文字搜索找到，點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

l 充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價(jià)和預(yù)計(jì)可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當(dāng)前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時(shí)間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進(jìn)進(jìn)行評價(jià)。

3、硬件配置

3.1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）