付昌星

摘 要：隨著中國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們的綠色環(huán)保意識越來越重，推動了與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在汽車產(chǎn)業(yè)，電動汽車這種能源清潔的汽車自問世以來受到了廣泛關(guān)注，得到快速推廣?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也為電動汽車的研發(fā)提供了良好的條件，催生了智能充電技術(shù)，為用戶提供了安全可靠的充電服務(wù)，也方便了用戶的使用。本文對電動汽車的研究主要集中于智能充電系統(tǒng)的研發(fā)方面。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng) 電動汽車 設(shè)計與應(yīng)用

Design and Application of Internet-oriented Intelligent Charging System for Electric Vehicles

Fu Changxing

Abstract：With the continuous improvement of China's economic level， people are becoming more and more aware of environmental protection， which promotes the development of related industries. In the automobile industry， electric vehicles， a clean energy vehicle， have received extensive attention since their advent and have been rapidly promoted. The development of Internet technology has also provided good conditions for the research and development of electric vehicles， giving birth to smart charging technology， providing users with safe and reliable charging services， and facilitating their use. This article's research on electric vehicles mainly focuses on the research and development of intelligent charging systems.

Key words：Internet， electric vehicle， design and application

中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了汽車工業(yè)的發(fā)展，國民生活水平不斷提高，我國的汽車保有量也不斷提高，面臨著嚴(yán)峻的能源和環(huán)境危機(jī)?；诖?，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式開始向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式融入了環(huán)保思想，而電動汽車正是這種新興經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn)，自問世以來就收到了廣泛關(guān)注，同時其充電服務(wù)也廣受爭議，出現(xiàn)很多人想買電動汽車而因為充電服務(wù)設(shè)施薄弱而擱置計劃的現(xiàn)象。電動汽車作為一種新能源汽車，有能源清潔、成本低的優(yōu)勢，受到了社會各界的關(guān)注，這也有利于其技術(shù)和充電設(shè)施的開發(fā)。充電技術(shù)是電動汽車推廣前提條件之一?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)為其提供了技術(shù)支持，有助于電動汽車的發(fā)展和推廣。

1 設(shè)計面向互聯(lián)網(wǎng)的電動汽車智能充電服務(wù)系統(tǒng)

1.1 云服務(wù)器

1.1.1 設(shè)計架構(gòu)

電動汽車的智能充電服務(wù)系統(tǒng)中選用的云服務(wù)器是將數(shù)據(jù)以分層技術(shù)進(jìn)行處理的，這種在spring 開源架構(gòu)上構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理方法降低了數(shù)據(jù)的處理能力，有助于整個智能充電服務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，使之有了更好的性能，這讓智能充電服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量攀升，為電動汽車潛在客戶打了一劑強(qiáng)心針。此外，這種設(shè)計架構(gòu)下，智能充電服務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)分為了三層：網(wǎng)絡(luò)層;應(yīng)用層;業(yè)務(wù)層，這三層分別對應(yīng)保障通信技術(shù)傳送數(shù)據(jù);對多種數(shù)據(jù)實行統(tǒng)一管理，為業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)和支持;構(gòu)建基于各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)處理的信息模型，深層優(yōu)化云服務(wù)器的技術(shù)架構(gòu)?？梢婋妱悠嚨闹悄艹潆姺?wù)系統(tǒng)無論是技術(shù)支撐還是架構(gòu)都比較完善，能夠為用戶提供安全可靠的汽車充電服務(wù)[1]。

1.1.2 設(shè)計功能

（1）監(jiān)控。本功能的定位在于保障充電設(shè)備的正常運(yùn)行和實時檢測，將可視化和高精準(zhǔn)度作為交流充電樁和直流充電樁的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。（2）交易。本環(huán)節(jié)的設(shè)置在于保證電費(fèi)賬目的明晰，對費(fèi)用流轉(zhuǎn)、明細(xì)等問題進(jìn)行管理。以此來提高對智能充電服務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行管理成本，提供更精確的數(shù)據(jù)用以成本優(yōu)化。（3）信息采集。本環(huán)節(jié)的設(shè)置旨在采集任務(wù)、檔案管理，以此對充電設(shè)備進(jìn)行檢測，保證監(jiān)測的時效性。（4）運(yùn)營工況。本環(huán)節(jié)旨在對電動汽車的推廣現(xiàn)狀、充電設(shè)施的發(fā)展、財務(wù)等信息進(jìn)行分析，全面了解不同地區(qū)和不同用戶的需求，在此基礎(chǔ)之上優(yōu)化方案策略的制定。這種方式使得智能充電服務(wù)系統(tǒng)更符合市場需求，能夠獲得更多青睞，進(jìn)而提高電動汽車的推廣力度。（5）系統(tǒng)。本環(huán)節(jié)主要由系統(tǒng)管理員完成，其管理內(nèi)容包含了權(quán)限、系統(tǒng)用戶及相關(guān)參數(shù)、系統(tǒng)消息等。

1.2 智能充電樁

目前，電動汽車的智能充電樁為人們提供了兩種不同的充電形式：交流充電和直流充電。這使得電動汽車有了計量、計費(fèi)、通信等多元化的功能。交流充電可以使電動汽車與交流電網(wǎng)連接獲得交流電源，相較于直流沖電，交流充電沒有監(jiān)測汽車狀態(tài)、要換電源和管理電視的功能。但智能充電樁有保護(hù)單元和微控制單元，電源轉(zhuǎn)換模塊和WiFi通信模塊，可以使用WiFi路由器和云服務(wù)器完成連接，構(gòu)建一個WiFi通信的模塊。（1）微控制單元。智能充電樁的微控制單元是整個裝置的核心，其在WiFi通信模塊的基礎(chǔ)之上，主要依托于串行或串口外圍設(shè)備的總線接口與自身高性價比和低功耗的芯片完成通信。微控制單元可以借助以下兩種方式進(jìn)行通信：借助flash存儲單元、12C總線;數(shù)字電表、485總線。而在充電電能的通斷問題是，該單元設(shè)置可以利用接觸器、驅(qū)動電器完成。（2）Wi-Fi 通信模塊。智能充電樁因為有了這個模塊設(shè)置，功耗更低，并且能夠借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的通信，實現(xiàn)充電狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，搜集更為精準(zhǔn)的電能、電流等信息。（3）保護(hù)單元。智能充電服務(wù)的漏電保護(hù)、防雷器即構(gòu)成了自身的保護(hù)單元，前者可以通過漏電保護(hù)器處理充電樁漏電或其他危險因素問題，保證人的生命安全，后者可以降低內(nèi)部和雷電天氣給充電設(shè)備帶來的負(fù)面影響。（4）電源轉(zhuǎn)換模塊。此模塊主要針對智能充電樁的供電問題進(jìn)行設(shè)置，旨在實現(xiàn)交流電的轉(zhuǎn)換，為用戶提供不同等級的直流電電壓充電服務(wù)[2]。

1.3 App客戶端

（1）視圖層。該層設(shè)計旨在實現(xiàn)用戶交互，獲取相應(yīng)的信息發(fā)聵，并及時的針對業(yè)務(wù)中存在的問題進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果進(jìn)行公布，使得用戶能夠借助客戶端獲得信息，如支付結(jié)算、地圖顯示、控制和查詢等等。在此過程中，必須借助業(yè)務(wù)邏輯層完成。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層。本層的設(shè)置旨在支持視圖層業(yè)務(wù)的完成，支持其功能的實現(xiàn)。在運(yùn)行過程中，業(yè)務(wù)邏輯層主要提供業(yè)務(wù)的判斷、運(yùn)算邏輯，以此來提供更為便捷的數(shù)據(jù)提取途徑。

（3）業(yè)務(wù)實體層。本層次是在業(yè)務(wù)實體的前提之下，對客戶端的平臺服務(wù)、網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行分析，借助這種方式維護(hù)數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析等等。而用戶可以在客戶端選擇自己需要的功能，調(diào)用相應(yīng)的層，以此來實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器及其接口的信息交流。在此過程中，業(yè)務(wù)邏輯層提供了邏輯支撐，實現(xiàn)了客戶端的支付、地圖和狀態(tài)顯示、查詢等功能。此外，用戶還可以通過客戶端設(shè)置不同的電動汽車充電模式。

1.4 APP應(yīng)用

用戶借助客戶端還可以查詢附近的智能充電樁位置，以此找出最快捷的路徑實現(xiàn)電動汽車的充電，不必花費(fèi)更多的時間進(jìn)行充電站的挑選[4]。

1.5 車輛管理

電動汽車在充電時的車牌號碼的識別需要攝像機(jī)完成，這是由于其卡口和道閘設(shè)置特殊所致。智能充電站采用開放式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并在每個停車位安裝了高清檢測攝像機(jī)，以此完成對充電服務(wù)對象的車牌號碼采集。這些數(shù)據(jù)在采集過后會直接傳輸?shù)焦╇姽緝?nèi)部的關(guān)聯(lián)車牌庫，并完成信息對比，以此來避免非電動汽車的占位情況。為了保證高清檢測攝像機(jī)的性能，供電公司選擇了高亮度和低功耗的節(jié)能型LED發(fā)光管，設(shè)置為紅燈有車綠燈無的標(biāo)準(zhǔn)，而藍(lán)燈表示特殊車位，其余如白、青、黃等顏色狀態(tài)表示車位預(yù)留。此外，這種方式有助于對充電站實現(xiàn)實時監(jiān)控，讓供電公司后代能夠及時收取相關(guān)數(shù)據(jù)，不斷改善自身的的供電服務(wù)方案。

2 實例應(yīng)用

2.1 站端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

目前，按照供給電動汽車用戶充電需求、充電站的現(xiàn)場情況可以將充電的設(shè)施分為三種：充電樁、高速快充、城市快充。一般情況下，充電站站端的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計了8個充電車位。

2.2 實時監(jiān)控

（1）供電公司在充電島的站端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置中應(yīng)當(dāng)根據(jù)充電島的現(xiàn)場情況和內(nèi)部設(shè)施完成，一般為了實現(xiàn)全方位的實時監(jiān)控，供電公司的4個車位由一個高清攝像機(jī)監(jiān)控，這些攝像機(jī)連接了網(wǎng)絡(luò)。（2） 為了提高數(shù)據(jù)采集和處理的有效性和銷量，供電公司在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中加入了視頻濃縮技術(shù)，以此來篩選出有效用的信息，并根據(jù)檢索需要進(jìn)行回放等，同時也減少了用戶的投入時間成本[3]。

2.3 可視跟蹤

（1）供電公司設(shè)置高清網(wǎng)絡(luò)紅外球機(jī)主要在于實時環(huán)境監(jiān)控，因此此設(shè)置一般在通道的出入口。為了實現(xiàn)系統(tǒng)自動跟蹤，供電公司引入了移動目標(biāo)智能跟蹤技術(shù)實施全程全區(qū)域的無死角監(jiān)控。而當(dāng)出入口供電公司還布置了箱式站和直流柜，設(shè)置了門磁檢測開關(guān)，在車輛進(jìn)入時，系統(tǒng)根據(jù)門磁的開關(guān)動作實現(xiàn)監(jiān)控。（2）以池州市的杏花園公用停車場為案例，在其北廣場處供電公司設(shè)置了充電站，該站點(diǎn)覆蓋了周圍5千米，分別擁有4座直流分體樁、直流一體充電樁，并擁有一套智能充電系統(tǒng)。這些充電樁很好的解決了杏花園公用停車場北廣場的電動汽車充電問題。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇快充和慢充，前者30分鐘就可充電達(dá)80%，后者則需要4-5h。

3 結(jié)語

總而言之，電動汽車是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為其發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，使之能夠大規(guī)模的推廣智能充電系統(tǒng)，方面充電站管理。本文對電動汽車智能充電服務(wù)的研究主要從APP客戶端、云服務(wù)器幾充電設(shè)置三個角度進(jìn)行，以此來研究電動汽車用戶對智能充電服務(wù)的滿意度，以此為基礎(chǔ)來優(yōu)化智能充電系統(tǒng)和APP客戶端，讓用戶能夠享受預(yù)約充電和定位導(dǎo)航等服務(wù)，提高其使用便捷度[5]。

參考文獻(xiàn)：

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[3]電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)輻射干擾分析與測試研究[J].胡建，徐梟，曹冬冬，劉桂彬.中國汽車.2019（04）.

[4]基于嵌入式ARM的電動汽車智能充電系統(tǒng)的設(shè)計[J].郝常秀.科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2019（06）.

[5]基于云平臺的電動汽車智能充電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J]. 郝常秀.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2018（30）.