胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，主要是借助電力作為能源，有著多方面的優(yōu)點(diǎn)。但是也存在著一定的問(wèn)題，尤其在續(xù)航能力上相對(duì)較差。因此，在實(shí)際工作中要正確利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，讓電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)智能充電。在研究中所涉及到的技術(shù)也相對(duì)較多，在這一背景的影響下，電動(dòng)汽車智能充電樁中的軟件設(shè)計(jì)與硬件結(jié)構(gòu)得到了發(fā)展。本文針對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁管理方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，并提出幾點(diǎn)個(gè)人看法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；智能充電樁；管理方案

1. 前言

常規(guī)的汽車所采用的動(dòng)力能源主要以化石燃料為主，且在這種燃料的影響下，不僅會(huì)造成環(huán)境上的污染，同時(shí)受到化石能源稀缺的影響，使得資源的儲(chǔ)備量上也在逐漸減少。因此，越來(lái)越多的人開始將目光放在了電動(dòng)汽車的生產(chǎn)與研宄上。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，改善地球中的環(huán)境，電動(dòng)汽車的發(fā)展己經(jīng)成為了必然。

二、電動(dòng)汽車中充電方法與建設(shè)充電樁監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

雖然人們對(duì)電動(dòng)汽車投入了較大的關(guān)注度，但是受到其續(xù)航能力的影響，還是要做好研究與分析工作。加之在不便于充電等因素的影響下，使得電動(dòng)汽車的使用范圍受到了限制。就目前來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車動(dòng)力的來(lái)源上主要是從蓄電池上得到的，如果電壓相對(duì)較低，就需要進(jìn)行充電，否則就會(huì)直接影響到汽車的性能以及速度等方面。現(xiàn)如今充電的方法逐漸增多，如交流充電、電池組快速更換以及直流快速充電等。在電動(dòng)汽車中電池的重量與體積相對(duì)較大的，其重要性也不言而喻，因此，電動(dòng)汽車智能充電樁受到了人們的關(guān)注。在智能充電樁的影響下，可以從電池的電量上出發(fā)，對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，也便于用戶進(jìn)行操作，從而解決了電動(dòng)汽車隨時(shí)充電的問(wèn)題。

（一）充電方式

第一，交流充電。對(duì)于交流充電來(lái)說(shuō)，常常是采用了220V或是380V的交流電源，且在充電的過(guò)程中，還會(huì)對(duì)電流實(shí)現(xiàn)整流與濾波，從而保護(hù)了電動(dòng)汽車中的電源，實(shí)現(xiàn)了充電的目標(biāo)。但是對(duì)于這種充電方法來(lái)說(shuō)，需要的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所以主要是適用于小型的電動(dòng)汽車以及混合式的電力汽車。第二，直流充電。在這種充電方法中就是借助直流電源來(lái)對(duì)電動(dòng)汽車中的蓄電池進(jìn)行充電的，并不需要對(duì)車載裝置等進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣也就減輕了汽車自身的重量。因此，在采取這一充電方法的過(guò)程中就可以運(yùn)用于大型的電動(dòng)汽車充電上。主要是因?yàn)檫@種充電方法有著功率大與充電效率高的特點(diǎn)。第三，更換電池組。在這種方法中要準(zhǔn)備出兩組電池，一組電池為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力，另一組進(jìn)行地面直流充電。當(dāng)所使用的蓄電池電力出現(xiàn)不足時(shí)，就可以將這一蓄電池替換為另一組，以此來(lái)縮短充電的時(shí)間。但是對(duì)于這種方法來(lái)說(shuō)，需要建造出相應(yīng)的電池更換站，同時(shí)也需要更多的人員來(lái)參與到電池更換維護(hù)中去。所以也就需要投入較大的成本，也降低了智能化的發(fā)展。第四，非接觸式充電。對(duì)于這種方法來(lái)說(shuō)，在電動(dòng)汽車充電中并不多見，主要是因?yàn)樾枰囟ǖ碾姎庠瑫r(shí)還要保證與汽車實(shí)現(xiàn)即時(shí)接觸，這樣才能確保在汽車行駛的過(guò)程中也可以進(jìn)行隨時(shí)充電。但是受到技術(shù)以及資金等方面的影響，這種充電方法并沒(méi)有得到推廣。

（二）必要性

目前電動(dòng)汽車在充電方式上主要是采用了直流與交流兩種，所以不論是哪一種方法，都需要建設(shè)充電樁。所以為了確保實(shí)現(xiàn)充電智能化，充電樁的監(jiān)控系統(tǒng)也要隨之建設(shè)。雖然現(xiàn)階段電動(dòng)汽車上存在著一定的問(wèn)題，但是在社會(huì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，電動(dòng)汽車具備了噪音小污染小等特點(diǎn)，所以也受到了人們的廣泛關(guān)注。因此，在實(shí)際工作中要做好充電系統(tǒng)的建設(shè)工作，雖然這一項(xiàng)工作存在著一定的復(fù)雜性，但是也是十分必要的。在電動(dòng)汽車的快速發(fā)展中，所采用的蓄電池往往是鋰離子電池，且這種電池在充電中有著較為嚴(yán)格的要求，如果不能做好智能充電樁的管理工作，很容易對(duì)鋰電池產(chǎn)生出較大的影響，嚴(yán)重的還會(huì)威脅到人們的人身安全。

三、電動(dòng)汽車充電樁監(jiān)控系統(tǒng)

（一）可行模式

第一，建立交流充電樁，在停車場(chǎng)中就可以進(jìn)行交流式充電樁的建設(shè)工作，且在實(shí)際工作中還要保證其電壓在220V或是380V，主要是因?yàn)檫@兩種電壓的適用范圍相對(duì)較為廣泛。借助這些交流充電樁可以對(duì)小型的電動(dòng)車或是換位清潔車等進(jìn)行充電。且這一充電樁的優(yōu)勢(shì)就是可以實(shí)現(xiàn)夜間充電。第二，建立直流充電樁。對(duì)于這種充電樁來(lái)說(shuō)，往往適用于大型或是公交車聚集相對(duì)較多的場(chǎng)合中。在直流充電樁的影響下，可以實(shí)現(xiàn)快速充電。主要是因?yàn)檫@種充電樁中具備了較大的功率，但是對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行上卻會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。因此，在直流充電樁建設(shè)的過(guò)程中，要做好電網(wǎng)的保護(hù)工作，以此來(lái)提高使用的效果。

（二）主要功能

第一，APP或IC卡識(shí)別。在實(shí)際工作中就需要借助識(shí)別APP或IC卡來(lái)激活充電樁，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)上的功能。第二，在對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的過(guò)程中，就可以對(duì)蓄電池中的電壓以及電流等方面進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以進(jìn)行有效的檢測(cè)。第三，在充電的過(guò)程中也可以對(duì)充電時(shí)的狀態(tài)以及電壓等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。第四，在充電的過(guò)程中也可以對(duì)電池實(shí)現(xiàn)智能化的保護(hù)，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。

四、充電樁智能監(jiān)控系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)

(一)硬件

對(duì)于充電樁來(lái)說(shuō)，其電源主要是380V交流網(wǎng)電源，所以通過(guò)對(duì)進(jìn)行整流與濾波，也可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫矗瑥亩鴮?duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。想要進(jìn)行充電，還要借助APP或IC卡進(jìn)行激活，且這一模塊上的設(shè)計(jì)可以幫助用戶激活充電樁。在APP云端或讀卡器中也可以對(duì)用戶的信息進(jìn)行識(shí)別，從而現(xiàn)實(shí)出相應(yīng)的信息以及余額等。在狀態(tài)現(xiàn)實(shí)模塊中則可以將充電信息顯示出來(lái)。在硬件系統(tǒng)中主要包含了中央主控制板以及顯示屏等設(shè)備。所以在建設(shè)充電樁時(shí)要做好樁體材料上選擇工作，綜合好防潮與防水的性能。同時(shí)還要保證材料自身的防水效果，這樣才能在潮濕雨水天氣時(shí)也可以正常對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。

1. 軟件構(gòu)成

在對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電時(shí)，只需要對(duì)電動(dòng)汽車上的充電插口進(jìn)行連接，從而將充電樁與汽車連接在一起，借助APP或讀卡器來(lái)對(duì)用戶進(jìn)行識(shí)別，從而可以激活充電樁。當(dāng)充電插口與充電手柄沒(méi)有連接在一起，那么就會(huì)及時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行提示與報(bào)警。在識(shí)別完用戶身份以后，用戶就可以對(duì)充電的時(shí)間進(jìn)行選擇，明確充電模式。如果充電模式檢測(cè)不正常，也會(huì)對(duì)用戶進(jìn)行提醒與報(bào)警。在充電樁中也包含了一些會(huì)顯示給用戶的充電模式選擇建議，且如果所選擇的充電模式是正確的，那么充電樁就會(huì)正常的進(jìn)行工作。在利用充電樁與電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的過(guò)程中，充電樁也會(huì)顯示出用戶在信息以及余額等，幫助用戶明確充電結(jié)束的時(shí)間。在充電結(jié)束后，充電樁也會(huì)及時(shí)提醒用戶，在APP或℃卡上也會(huì)停止計(jì)費(fèi)，并將票據(jù)等打印出來(lái)，在用戶與車輛離開后，充電樁就會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)鎖定，直到下一個(gè)用戶對(duì)充電樁進(jìn)行激活。可以說(shuō)上述環(huán)節(jié)都是智能充電樁的正常使用方法，所以用戶要掌握好這一內(nèi)容，這樣才能更好的對(duì)車輛進(jìn)行充電。

五、安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的汽車充電站、電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資源管理、電能管理、明細(xì)查詢等，同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過(guò)微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

5.2應(yīng)用場(chǎng)合

適用于住宅小區(qū)等物業(yè)環(huán)境、各類企事業(yè)單位、醫(yī)院、景區(qū)、學(xué)校、園區(qū)等公建、公共停車場(chǎng)、公路充電站、公交樞紐、購(gòu)物中心、商業(yè)綜合體、商業(yè)廣場(chǎng)、地下停車場(chǎng)、高速服務(wù)區(qū)、公寓寫字樓等場(chǎng)合。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、煙霧傳感器、測(cè)溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電站配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過(guò)程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

5.4平臺(tái)功能描述

5.4.1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。

5.4.2首頁(yè)總覽

總覽當(dāng)日、當(dāng)月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，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(zhǎng)，以及相應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

5.4.3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(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表。

5.4.4故障管理

故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認(rèn)、故障分析等管理項(xiàng)，為用戶管理故障和查詢提供方便。

5.4.5統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析支持運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)分析、收益統(tǒng)計(jì)，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)。

5.4.6運(yùn)營(yíng)報(bào)告

按用戶周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運(yùn)行、交易、充值、充電及報(bào)警、故障情況，形成分析報(bào)告。

5.4.7APP、小程序移動(dòng)端支持

通過(guò)模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細(xì)信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進(jìn)行充電

5.4.8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(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

5.5選型配置

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述可以看出，電動(dòng)汽車中智能充電樁主要包含了直流充電樁以及交流充電樁。尤其是對(duì)于交流充電樁來(lái)說(shuō)，要在整流與濾波的基礎(chǔ)上來(lái)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫矗瑥亩幌鄳?yīng)的用戶采用，但是這種充電方法的充電效率還是相對(duì)較高的。因此，為了保證蓄電池的充電時(shí)間充足，較大限度的延長(zhǎng)使用的壽命，要及時(shí)做好電動(dòng)汽車智能充電樁的管理工作，從開始到后面的結(jié)束，都要實(shí)現(xiàn)智能化的管理，盡可能的減少人員上的投入，積極推廣電動(dòng)汽車，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]王旭,齊向東.電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與研究引.機(jī)電工程，2014,（03）:393-396.

[2]孟樣軍,梁濤,王興光等.電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與信息化，2011,（06）:58-61．

[3]劉朝輝.電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，電子技術(shù)與軟件工程2017,（03）：248-24.

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06.