淺談基于云平臺的智能充電服務系統設計與應用

摘要：新能源清潔能源汽車是汽車行業的發展方向，其中電動汽車更是國內外主要的研究方向，在擁有*、*、駕駛簡單等點的同時，電動汽車的續航方式仍在探索之中。本文圍繞電動汽車（EV）充電技術、基于云平臺的電動汽車智能充電系統的設計及主要功能、電動汽車智能充電系統的性能測試三個方面展開討論，介紹并驗證充電樁充電與服務云平臺相結合的服務方式，為解決電動汽車續航方式提供參考。

關鍵詞：電動汽車云平臺智能充電系統

引言

隨著我國經濟的發展，對于能源的消耗越來越大，常規實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，很多和科研機構正在致力于電動汽車的研發與生產，我國的汽車行業在汽油發動機領域落后于外國，正加快電動汽車的研發，因為起步較早，有彎道超車的趨勢，而且電動汽車已經成為節能減排與改善地球環境的必然趨勢。

電動汽車憑借其*、*、駕駛簡單的勢一度成為人們關注的焦點，但是，電動汽車續航能力弱、以及充電不方便等缺點也成為現實大范圍使用的障礙。目前電動汽車采用蓄電池作為動力來源，當電壓低時，就進行電能補給，否則電池壽命將會受到很大影響。

本系統的研究將解決電動汽車、電動車臨時充電的問題，還能夠對動力電池進行維護保養提示、自動充電斷電切換，具有人性化的人機交互界面和完善的通訊能力。確保用戶操作簡便實現智能化。

一、電動汽車（EV）充電技術

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過整流器轉換為直流電，向電動汽車的動力電池組直接充電。接觸式充電樁技術成熟，結構簡單，使用方便，價格便宜。但充電時要用小電流充電，充電時間長，安穩性較差。

2、感應式充電

感應式車載充電器充電時間較短，不需要用插頭和插座接觸，安穩性較好。但只能在裝有感應式充電站的地方，和裝有感應充電裝置的電動汽車，才能進行感應充電。目前使用較不方便，充電時，會產生感應損耗，效率較低，造價也較高

3、更換電池組

這種充電方法為每一輛電動汽車準備了兩組蓄電池，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，當車載電池組電量不足的時候，可以及時地拆下并更換已經充足電量的電池組。這種方式能夠實現短時間的充電過程。但是需要建設大量的電池更換站，需要大量人員進行維護。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充電樁的監控系統的設計。

二、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統架構

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；用戶通過小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應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模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，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，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

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：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺首頁

平臺首頁總覽每天的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

2.3實時監控

l 充電站監控

充電站監控頁面監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

l 充電槍監控

充電樁監控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時長等、充電電壓電流等參數。

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，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數據，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價。

3、硬件配置

3.1平臺服務器：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）

序號	名稱	型號、規格	單位	數量	備注
1	數據服務器	DellR730CPU:E5-2620內存:32G硬盤容量:4*1.2T(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5	臺	1	甲供，供參考
2	WEB服務器	DellR730CPU:E5-2603內存:16G硬盤容量:3*300G(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5	臺	1	甲供，供參考
3	操作系統	WindowsServer2012R2	套	2	甲供，供參考
4	數據庫	MySQL	套	1	甲供，供參考
5	網絡交換機	華為（HUAWEI）S1728GWR-4P-AC，24口千兆交換機	臺	1	甲供，供參考

 

序號	點數	數量	名稱	CPU資源	硬盤	帶寬	操作系統版本
1	<1000點	1臺		4核16G	數據盤150GSSD	5M	WindowsServer2012數據平臺版64位
2	<5000點	2臺	應用服務器	4核16G	數據盤150GSSD	6M	WindowsServer2012數據平臺版64位
			數據服務器	4核16G	數據盤200GSSD	1M	WindowsServer2012數據平臺版64位
3	<10000點	2臺	應用服務器	8核32G	數據盤50GSSD	10M	WindowsServer2012數據平臺版64位
			數據服務器	4核16G	數據盤400GSSD