基于大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的電動(dòng)汽車有序充電智能管控軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)及應(yīng)用拓展

摘要:為了打造便捷生活,實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶充電信息的采集、充電狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),該文基于電動(dòng)汽車立體車庫智能管控系統(tǒng),設(shè)計(jì)并開發(fā)電動(dòng)汽車有序充電智能管控軟件平臺(tái)。該軟件由電動(dòng)汽車有序充電后臺(tái)管理軟件和微信小程序兩部分構(gòu)成,旨在實(shí)現(xiàn)全面、高效的充電管理。電動(dòng)汽車有序充電后臺(tái)管理軟件作為整個(gè)系統(tǒng)的核心,主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊、有序充電管理模塊充電數(shù)據(jù)管理模塊。微信小程序作為前端工具,主要服務(wù)于電車用戶。用戶可以通過小程序錄入電車用戶的充電需求信息、車輛信息等,還能隨時(shí)查詢電車充電過程狀態(tài)信息等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多網(wǎng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)智能立體車庫高效、安全運(yùn)營(yíng)。

關(guān)鍵詞:新能源；有序充電；微信小程序；智能管控；軟件設(shè)計(jì)

一、引言

進(jìn)人21世紀(jì)以來，新能源汽車因?yàn)槿趨R了新能源、新材料和互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等多種變革性技術(shù),對(duì)建設(shè)清潔美麗世界、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體具有重要意義,得到了大力推廣。新能源汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是新能源汽車重要的配套基礎(chǔ)設(shè)施。目前各種充電設(shè)施內(nèi)部車輛信息網(wǎng)、充電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)等多套系統(tǒng)之間存在信息共享困難、數(shù)據(jù)種類繁多、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)異構(gòu)及信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。如何實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)融合,并研發(fā)電動(dòng)汽車立體車庫智能管控軟件平臺(tái)及移動(dòng)客戶端，打造便捷生活,實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+"信息惠民工程,是本項(xiàng)目的落腳點(diǎn)。

二、電動(dòng)汽車立體車庫智能管控軟件平臺(tái)

智能管控系統(tǒng)由基礎(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)算法、有序充電算法、智能管控裝置和智能管控軟件4部分構(gòu)成?；A(chǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)算法是利用歷史負(fù)荷對(duì)未來 24h的區(qū)域負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),主要目的是為有序充電算法提供未來時(shí)間的可用負(fù)荷容量。有序充電算法是本系統(tǒng)的核心,主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車充電的優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的移峰填谷和降低充電費(fèi)用。智能管控裝置由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元(DTU)和充電管理控制器組成,DTU通過485 接口與每臺(tái)充電樁中的充電控制器及小區(qū)基礎(chǔ)負(fù)荷總電度量表進(jìn)行通信,通過以太網(wǎng)接口與服務(wù)器進(jìn)行通信,來中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù);充電管理控制器的主要功能是控制充電樁的通斷和采集充電狀態(tài)信息。

電動(dòng)汽車有序充電智能管控軟件主要由電動(dòng)汽車有序充電后臺(tái)管理軟件和微信小程序構(gòu)成。電動(dòng)汽車有序充電后臺(tái)管理軟件包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、有序充電管理、充電數(shù)據(jù)管理等功能。微信小程序的主要功能是錄人電車用戶充電需求信息、車輛信息,查詢電車充電過程狀態(tài)信息和提醒電車用戶充電完成，軟件總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能管控軟件總體架構(gòu)圖

三、應(yīng)用方案

圖2 平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

充電運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗(yàn)和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預(yù)約充電，避免在充電站排隊(duì)等待的情況，同時(shí)也能為充電站提供更準(zhǔn)確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。通過平臺(tái)可對(duì)充電樁的功率、電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理充電樁故障和異常情況對(duì)充電樁的功率進(jìn)行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內(nèi)充電，避免對(duì)電網(wǎng)造成過大的負(fù)荷。

四、安科瑞充電樁云平臺(tái)具體的功能

平臺(tái)除了對(duì)充電樁的監(jiān)控外，還對(duì)充電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控和統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高充電站的運(yùn)行可靠性，降低運(yùn)營(yíng)成本，平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

大屏顯示：展示充電站設(shè)備統(tǒng)計(jì)、使用率排行、運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)圖表、節(jié)碳量統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)。

圖4 大屏展示界面

站點(diǎn)監(jiān)控：顯示設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、設(shè)備列表、設(shè)備日志、設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計(jì)等功能。

圖5 站點(diǎn)監(jiān)控界面

設(shè)備監(jiān)控：顯示設(shè)備實(shí)時(shí)信息、配套設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備實(shí)時(shí)曲線、關(guān)聯(lián)訂單信息、充電功率曲線等。

圖6 設(shè)備監(jiān)控界面

運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)：顯示運(yùn)營(yíng)信息查詢、站點(diǎn)對(duì)比曲線、日月年報(bào)表、站點(diǎn)對(duì)比列表等功能。

圖7 運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)界面

收益查詢：提供收益匯總、實(shí)際收益報(bào)表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。

圖8 收益查詢界面

故障分析：提供故障匯總、故障狀態(tài)餅圖、故障趨勢(shì)分析、故障類型餅圖等功能。

圖9 故障分析界面

訂單記錄：提供實(shí)時(shí)/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導(dǎo)出、運(yùn)營(yíng)商應(yīng)收信息、充電明細(xì)、交易流水查詢、充值余額明細(xì)等功能。

圖10 訂單查詢界面

五、產(chǎn)品選型

安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式，便攜式、壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kw/21kw交流充電樁，30kw直流充電樁，60kw/80kw/120kw/180kw直流一體式充電樁來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)營(yíng)管理的市場(chǎng)需求。實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池快速、高效、安全、合理的電量補(bǔ)給，同時(shí)為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性，具有有智能監(jiān)測(cè)：充電樁智能控制器對(duì)充電樁具備測(cè)量、控制與保護(hù)的功能；智能計(jì)量：輸出配置智能電能表，進(jìn)行充電計(jì)量，具備完善的通信功能；云平臺(tái)：具備連接云平臺(tái)的功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，財(cái)務(wù)報(bào)表分析等等；遠(yuǎn)程升級(jí)：具備完善的通訊功能，可遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備軟件進(jìn)行升級(jí)；保護(hù)功能：具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)，漏電保護(hù)和接地保護(hù)等功能；適配車型：滿足國標(biāo)充電接口，適配所有符合國標(biāo)的電動(dòng)汽車，適應(yīng)不同車型的不同功率。下面是具體產(chǎn)品的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)。

六、現(xiàn)場(chǎng)圖片

七、結(jié)論

本系統(tǒng)是基于于電動(dòng)汽車立體車庫智能管控系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的電動(dòng)汽車有序充電智能管控軟件平臺(tái)。電動(dòng)汽車有序充電后臺(tái)管理軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，確保充電樁的正常運(yùn)行和充電服務(wù)的順利進(jìn)行;微信小程序則為用戶提供了便捷的充電服務(wù)預(yù)約和支付功能，提高了充電服務(wù)的便利性和用戶體驗(yàn)。該平臺(tái)結(jié)合了后臺(tái)管理和用戶端功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)車充電服務(wù)的全面管控和優(yōu)化，為用戶和運(yùn)營(yíng)商提供了更加便捷和高效的充電服務(wù)體驗(yàn)。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]翟佳恬.新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與前景分析[J].汽車實(shí)用技術(shù),2023,48(20):193-198.

[2]路興勇.電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2023(21):51-53

[3]鄭麗輝,電動(dòng)汽車充電樁電量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J].農(nóng)機(jī)使用與維修,2023(10):42-45