淺談電動汽車交流充電樁智能控制系統的設計
發布時間：2021-03-31瀏覽次數：1363返回列表
李茜
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：電動汽車的出現，是科技發展和環保推行的產物。隨著人們生活質量的提高，越來越多家庭開始購置汽車，導致環境環保壓力日漸增大。電動汽車的推行，能夠有效緩解環保壓力，降低對傳統能源的消耗，是汽車產業發展的重要趨勢之一。現在已經有眾多汽車品牌發展電動汽車，并取得良好成效。但是，汽車充電是電動汽車的重要配套服務，直接影到電動汽車的普及。因此，在研發電動汽車的同時，有必要對電動汽車交流充電樁智能控制系統進行開發設計，為電動汽車的普及發展保駕護航。
關鍵詞：電動汽車；交流充電樁；智能控制；系統設計
0引言
電動汽車保留了汽車流動性大的特點，為保證電動汽車可以正常運行，需要建立覆蓋率廣的交流充電樁網點，確保電動汽車能夠符合人們的正常使用需要。電動汽車交流充電樁是指采用傳導方式為具有車載充電機的電動汽車提供交流電源的專用供電裝置，是電動汽車發展所需提供的重要服務。交流充電樁充電時間長，但覆蓋率和使用率高，利用智能科技的便利性，提升使用者的體驗感，已經是大勢所趨。
1電動汽車交流充電樁智能控制系統設計的發展意義
（1）充電服務便利，提升用戶體驗感
在電動汽車交流充電樁采用智能控制系統，能夠為用戶提供智能服務，例如連接，用戶可以利用移動查詢電動汽車的充電狀態，選擇合適的時候取車，節省等待的時間，并且對汽車的使用情況進行有效監督，提升對充電服務的信任度。對充電完成的電動汽車，智能控制系統能夠為用戶提供提示性服務和支付服務，提升用戶的使用效益。
（2）有利于促進電動汽車的普及化發展
各種智能技術的出現和推廣應用，讓人們的生活形式變得簡單舒適。電動汽車交流充電樁采用智能系統控制，能夠降低對交流充電樁的管理成本，省略人為直接監督的環節，讓充電樁擺脫空間的制約，在不同的小區和偏僻的地方進行應用。廣泛地布置交流充電樁，是電動汽車普及應用的先行條件。智能系統還能將交流充電樁的充電情況整合成大數據，利用智能系統分析，對交流充電樁的數量和安裝位置進行調整，讓電動車充電服務不斷完善。
（3）有利于提升交流充電樁使用的安全性
交流充電樁的智能系統應用，并不局限在使用體驗方面上的便利性應用，還包含使用過程中的安全性能應用。交流充電樁雖然相比直流充電樁安全性能高，但是依然存在一定的危險性。由于使用操作不當或者機件老化，容易出現漏電等安全問題。智能系統能夠對交流充電樁進行實時準確監控，確保各部分機件運行暢順。在機件出現斷電時，自動對交流充電樁提供斷電服務，并且及時通知維修人員進行維護處理。
2電動汽車交流充電樁智能控制系統設計的問題
（1）智能控制系統技術不足，與發達國家差距大
目前高新技術產業和汽車制造業的核心依然掌握在發達國家手中，雖然我國高新技術產業迅猛發展，但相對發達技術依然差距甚大。目前我國電動汽車交流充電樁智能控制系統技術水平低，重要核心技術和機件由發達國家掌控，導致交流電充電樁的應用成本高，推廣安裝緩慢。
（2）使用者素質低，智能交流充電樁損耗率高
交流充電樁為大眾化電動汽車服務，是公共工具。應用高科技智能技術的交流充電樁，智能芯片具有脆弱性，容易受到人為破壞。目前，我國正處于社會主義初級階段，有些人們的道德素質水平較低，也會導致加大交流充電樁損壞的風險。高科技智能技術普及率低，大量人群不懂應用，在盲目的使用過程中，容易對器材造成不必要的破壞。
（3）智能控制系統開發成本高，需要不斷優化
智能控制系統是高科技產物，開發成本高，阻礙傳統交流充電樁的應用。同時現代科學技術迅猛發展，智能控制系統換代需要投入大量的硬件和軟件成本，導致較好的智能技術難以普及化的推行。
3電動汽車交流充電樁智能控制系統的設計策略
（1）智能與人工控制系統并行
智能控制系統的應用，能夠簡化人為的操作，但實際上，人為操作具有靈活性，能夠確保交流充電樁始終保持提供合理且優質的服務狀態。電動汽車交流充電樁智能控制系統的設計，需要保留人工控制系統，并提升人工控制系統的權限，確保在遇到突發事故時，人工能夠及時對交流充電樁的運行狀態進行調整。采用智能控制與人為控制的雙軌模式，讓智能控制系統具人性化。
（2）進行獨享數據網絡傳輸，并融入高端殺毒系統
網絡的應用是智能化的基本體現方式，但由于部分地區網絡和數據傳輸不穩定，將會影響到交流充電樁智能操控系統的應用，導致遠程智能操控出現滯后或失誤。為確保智能操控的質量，需要對設備網絡進行有效的把控和管理。連接網絡的智能系統，容易受到不法分子的攻擊，所以電動車交流充電樁智能控制系統，需要融入智能保密和殺毒系統，對智能系統的各項數據進行加密處理，并定時進行自動殺毒，保證機器運行暢順。
（3）對設備硬件進行升級改造
相比傳統的交流充電樁，應用智能操作系統的交流充電樁制造成本高，且內部機件容易損壞，為提升機器的使用壽命，在安裝智能控制系統前，需要對交流充電樁的機件進行升級改造，提升機器的防水、防撞和防漏電能力，以便降低后續的維護費用。智能操作系統是軟件，軟件的升級和應用，需要良好的硬件設備支撐，如果智能操作系統軟件功能齊全，但硬件傳統，兼容能力低，對電動車交流充電樁的發展依然作用甚微。因此，在開發智能控制系統時，必須關注硬件設備對軟件的融合情況。
（4）打造系統程序流程
系統程序流程，是對電動汽車交流充電樁智能控制系統的制度化管理。讓智能系統按照規范的流程進行系統管理，進行系統初始化、系統自動檢測、用戶信息識別、系統連接確認、充電過程檢測和自動繳費提醒等，進行流程化運作，減少用戶的操作，又能確保機器順利運行。智能操控系統設計人員需要對充電過程中常見的問題進行預測，并制定出解決流程，讓機器進行自動執行[3]。
（5）制作智能系統自動化和被動化的測試系統
交流充電樁作為機件設備，容易出現各種人為和非人為的損壞，在使用的過程中，需要進行功能測試，確保機器處于正常的運行狀態。為提升對智能控制系統的管理效率，開發能夠為系統自動測試的設備，讓智能操控系統定時進行自動測試，并上傳測試數據。為確保智能控制系統測試的準確性，需要加入被動測試系統。管理人員可以對交流充電樁智能系統進行抽檢測試，進一步保證機器運行正常。
4 安科瑞交直流電動汽車充電樁運營收費管理解決方案
4.1概述
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；用戶通過微信小程序掃描二維碼，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，包括財務管理、變壓器監控和運營分析等功能。
4.2應用場所
（一）商場、小區等物業環境；
（二）學校，醫院等公建；
（三）各類企事業單位；
（四）公交樞紐，公路充電站。
4.3平臺結構
4.4平臺主要功能
（一）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
（二）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
（三）用戶管理
用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理
（四）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
（五）微信小程序
掃碼充電，賬單支付等功能
（六）數據服務
數據采集，短信提醒，數據存儲和解析
（七）變壓器監控
監控充電站變壓器負荷，超負荷時對充電樁的調度管理
4.5平臺硬件配置
平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）
若客戶自己租用阿里云服務器，服務器配置根據充電槍點數的不同，分別如下：
4.6推薦現場汽車充電樁配置
5 總結
電動汽車交流充電樁智能控制系統的設計是電動汽車向前發展的重要一步，但是設計智能控制系統，需要投入大量的成本，對人才要求較高，是個艱苦的過程。因此，發展電動汽車產業，開發設計交流充電樁智能控制系統，需要管理人員端正自我心態，具備不怕困難的堅強意志。
參考文獻：
[1] 徐坤,周子昂,吳定允,耿文波,李向東.電動汽車交流充電樁控制系統設計[J].河南科技大學學報(自然科學版).2016(03).：47-52+7.
[2] 王騰. 電動汽車交流充電樁智能控制系統的設計
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06月版.
[4]智能電網用戶端電力監控/電能管理/電氣安全產品報價手冊.2020.06月版.
作者簡介：李茜,女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電瓶車充電樁的研發和應用。Email：3008713918@qq.com；：；QQ：3008713918
