淺析新能源汽車充電樁監(jiān)控平臺(tái)方案研究

張娟

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：隨著我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)新常態(tài)，通過發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施和推廣電動(dòng)汽車應(yīng)用，既能利用清潔能源替代污染較重的化石能源，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色、低碳發(fā)展；又能通過充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)培育，助力新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向開放型、**型和高品質(zhì)化、信息化、綠色化轉(zhuǎn)變。相應(yīng)地，對(duì)各類充電基礎(chǔ)設(shè)施需具備有效的監(jiān)控手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看所有運(yùn)營(yíng)電站信息，監(jiān)控當(dāng)前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等，為運(yùn)營(yíng)商提供全方面、多元化的運(yùn)營(yíng)支撐。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；充電樁；云平臺(tái)

引言

當(dāng)前，環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷提高，大力發(fā)展電動(dòng)汽車對(duì)保障能源安穩(wěn)、促進(jìn)節(jié)能減排、防治大氣污染、餞行“綠色、低碳、循環(huán)、可持續(xù)的生產(chǎn)生活方式”具有重要意義。

一、研究背景和意義

隨著我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)新常態(tài)，通過發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施和推廣電動(dòng)汽車應(yīng)用，既能利用清潔能源替代污染較重的化石能源，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色、低碳發(fā)展；又能通過充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)培育，助力新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向開放型、**型和高品質(zhì)化、信息化、綠色化轉(zhuǎn)變。

相應(yīng)地，對(duì)各類充電基礎(chǔ)設(shè)施需具備有效的監(jiān)控手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看所有運(yùn)營(yíng)電站信息，監(jiān)控當(dāng)前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等，為運(yùn)營(yíng)商提供全方面、多元化的運(yùn)營(yíng)支撐。

二、新能源汽車充電樁監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)思路

新能源汽車充電設(shè)施項(xiàng)目投資方一般也為項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方，充電樁布點(diǎn)分散，針對(duì)此情況，非常適合統(tǒng)一部署1套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的監(jiān)控，而不是按地區(qū)獨(dú)立部署。

2、設(shè)計(jì)原則

（1）統(tǒng)一配置和部署各類軟硬件資源，并對(duì)所有軟硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一管控。

（2）平臺(tái)統(tǒng)一部署，在縱向?qū)用?，只設(shè)置一個(gè)級(jí)別的監(jiān)控平臺(tái)。

（3）具備遠(yuǎn)端（包括移動(dòng)終端）接入能力，適應(yīng)各類場(chǎng)景接入。

3、整體方案

針對(duì)新能源汽車充電樁布點(diǎn)分散的特點(diǎn)，非常適合cai用“云技術(shù)”統(tǒng)一部署1套監(jiān)控平臺(tái)。云平臺(tái)，就是通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)IT技術(shù)在充電系統(tǒng)中的運(yùn)用，建立一個(gè)開放的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類充電終端的遠(yuǎn)程監(jiān)控，提供全方面、多元化的運(yùn)營(yíng)支撐[2]。解決電動(dòng)汽車充電設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)運(yùn)營(yíng)問題；通過和整車制造、車載終端、車聯(lián)網(wǎng)、電池生產(chǎn)等企業(yè)的協(xié)同研發(fā)，實(shí)現(xiàn)充電網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)融合，為電動(dòng)汽車提供更智能、更安穩(wěn)、更經(jīng)濟(jì)的充電服務(wù)。

云平臺(tái)主要包含以下功能模塊：

（1）充電監(jiān)控平臺(tái)

（2）運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)

（3）用戶入口

①充電監(jiān)控平臺(tái)

充電監(jiān)控平臺(tái)主要完成：

a.對(duì)各類充電站、充電終端的實(shí)時(shí)監(jiān)控；實(shí)時(shí)查看所有運(yùn)營(yíng)電站信息，監(jiān)控當(dāng)前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等。

b.跟蹤各充電站、各充電終端的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

c.可以通過地圖的方式查看電站的分布情況，可以將建設(shè)中的電站和運(yùn)營(yíng)的電站通過不同的圖例在地圖上區(qū)分顯示。

②運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)

運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)主要完成對(duì)不同客戶類型，運(yùn)營(yíng)方式，充電啟動(dòng)方式，充電模式，計(jì)費(fèi)模式，扣費(fèi)模式提供全方面、多元化的運(yùn)營(yíng)支持。

③用戶入口

用戶可以通過以下方式進(jìn)行自助充電：

a.   充電APP

b.   微信

c.   充電官網(wǎng)

通過以上三種方式，用戶可以完成自助注冊(cè)，在線充值，自助充電，一鍵導(dǎo)航（導(dǎo)航至充電站）、賬戶狀態(tài)查詢、充電業(yè)務(wù)查詢、充電狀態(tài)通知、充電進(jìn)度查詢等功能。

三、安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

1、系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)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(duì)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(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)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(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)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(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

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

用戶管理：用戶注冊(cè)，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

微信小程序：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(chǔ)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(dòng)對(duì)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(huì)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(tái)功能

2.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開云平臺(tái)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(tái)首頁

平臺(tái)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(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)。

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(zhǎng)，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(zhǎng)和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4微信小程序

l  搜索與使用

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

l  授權(quán)登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時(shí)，會(huì)進(jìn)入這個(gè)頁面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁面，如圖所示：

l  主功能頁

初次進(jìn)入主功能頁時(shí)需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作，地圖導(dǎo)航等。

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(píng)價(jià)。

l  個(gè)人信息

個(gè)人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號(hào)的昵稱和余額，同時(shí)包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設(shè)置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）

3.2現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單： 

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(diǎn)數(shù)的不同，分別如下：

四、結(jié)束語

針對(duì)充電樁的布置特點(diǎn)，從節(jié)約設(shè)備投資成本，節(jié)約人力運(yùn)維成本，降低運(yùn)維難度的角度，非常適合cai用“云技術(shù)”統(tǒng)一部署1套監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看所有運(yùn)營(yíng)電站信息，監(jiān)控當(dāng)前終端工作狀態(tài)，充電歷史記錄等，為運(yùn)營(yíng)商提供全方面、多元化的運(yùn)營(yíng)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]   范翠華.電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)分析及控制方法[J].城市建筑,2016,(11):353-353

[2]   沙杰.新能源汽車充電樁監(jiān)控平臺(tái)方案研究

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

作者簡(jiǎn)介：張娟，女，現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電瓶車充電樁的研發(fā)和應(yīng)用