浅谈基于云平台的智能充电服务系统设计与应用

 李月霞

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：新能源清洁能源汽车是汽车行业的发展方向，其中电动汽车更是国内外主要的研究方向，在拥有零污染、零噪音、驾驶简单等优点的同时，电动汽车的续航方式仍在探索之中。本文围绕电动汽车（EV）充电技术、基于云平台的电动汽车智能充电系统的设计及主要功能、电动汽车智能充电系统的性能测试三个方面展开讨论，介绍并验证充电桩充电与服务云平台相结合的服务方式，为解决电动汽车续航方式提供参考。

关键词：电动汽车云平台智能充电系统

引言

随着我国经济的发展，对于能源的消耗越来越大，常规实化燃料作为一种不能再生能源，储量有限，必将越用越少，使用中还会对大气造成了很大程度的污染。目前，很多国家和科研机构正在致力于电动汽车的研发与生产，我国的汽车行业在汽油发动机领域落后于外国，正加快电动汽车的研发，因为起步较早，有弯道超车的趋势，而且电动汽车已经成为节能减排与改善地球环境的必然趋势。

电动汽车凭借其零污染、零噪音、驾驶简单的优势一度成为人们关注的焦点，但是，电动汽车续航能力弱、以及充电不方便等缺点也成为现实大范围使用的障碍。目前电动汽车采用蓄电池作为动力来源，当电压低时，就进行电能补给，否则电池寿命将会受到很大影响。

本系统的研究将解决电动汽车、电动车临时充电的问题，还能够对动力电池进行维护保养提示、自动充电断电切换，具有人性化的人机交互界面和完善的通讯能力。确保用户操作简便实现智能化。

一、电动汽车（EV）充电技术

目前，电动汽车（EV）充电的方法主要有：

1、接触式充电

接触式桩充电将交流电经过整流器转换为直流电，向电动汽车的动力电池组直接充电。接触式充电桩技术成熟，结构简单，使用方便，价格便宜。但充电时要用小电流充电，充电时间长，安稳性较差。

2、感应式充电

感应式车载充电器充电时间较短，不需要用插头和插座接触，安稳性较好。但只能在装有感应式充电站的地方，和装有感应充电装置的电动汽车，才能进行感应充电。目前使用较不方便，充电时，会产生感应损耗，效率较低，造价也较高

3、更换电池组

这种充电方法为每一辆电动汽车准备了两组蓄电池，一组为电动汽车提供电源的同事，另一组处于地面充电状态，当车载电池组电量不足的时候，可以及时地拆下并更换已经充足电量的电池组。这种方式能够实现短时间的充电过程。但是需要建设大量的电池更换站，需要大量人员进行维护。投资成本大，智能化程度低，不予采用。

本研究只考虑交流220V、380V充电桩的监控系统的设计。

二、安科瑞充电桩运营管理平台

1、系统架构

安科瑞Acrelcloud-充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；用户通过微信小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。

充电桩可选配WIFI模块或GPRS模块接入互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP的数据交互协议，与云端进行直连。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，具体功能如下：

资源管理：充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。

交易结算：充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表

用户管理：用户注册，用户登录，用户帐户管理，消息管理

充电服务：充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等

微信小程序：扫码充电，账单支付等功能

数据服务：数据采集，短信提醒，数据存储和解析

变压器监控：监控充电站变压器负荷，每个充电站配备一块ARCM300T无线表，超负荷时系统自动对充电桩的进行调度管理，即当负荷超过百分之五十时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为百分之五十，当变压器负荷超过百分之八十时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。

2、平台功能

2.1平台登录

在浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。

2.2平台首页

平台首页总览每天的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。

2.3实时监控

l 充电站监控

充电站监控页面监视用户充电枪总数、正在充电的枪数、空闲枪数、插枪数量、故障枪数量等，汇总了用户拥有各桩的当日充电总次数、总电量、总时长，进行负荷限制、故障查询。

l 充电枪监控

充电桩监控页面充电枪的基本信息、今日充电电量、今日充电次数、今日充电时长和累计充电电量、累计充电次数、累计充电时长等、充电电压电流等参数。

2.4微信小程序

l 搜索与使用

微信小程序可以通过扫描二维码和微信文字搜索找到，点击后可以加入到小程序列表，如下图所示

l 授权登录界面

用户通过搜索或者扫码等途径初次打开小程序时，会进入这个页面，需要用户授权登录才可以进入小程序主功能页面，如图所示：

l 主功能页

初次进入主功能页时需要授权定位才可以使用地图相关功能，在地图上查看到当前所在区域的充电站，查看充电站信息，可以进行扫码充电操作，地图导航等。

l 充电

扫描充电枪上的二维码，如果当前充电桩可用即可进入充电选择页面，可以查看到当前的充电站名称、充电枪名称，以及当前的账户余额，电价和预计可充电量等数据，还可以查看当前账户的历史充电记录。充电方式分为按时间充电、按金额充电、按电量充电这三种方式。充电结束可以进进行评价。

l 个人信息

个人信息可以显示当前登录账号的昵称和余额，同时包括、充值、充值记录查询、账单查询、充电记录查询、设置支付密码等功能

3、硬件配置

3.1平台服务器：建议按照我方推荐配置购买，或者客户自己租用阿里云资源。

推荐硬件配置清单：（如申请阿里云可忽略）