韋煜陽

（山東建筑大學(xué)）

0 引言

目前我國(guó)高度重視新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過提供扶持政策、加大專項(xiàng)資金投入力度等一系列方法，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)有力的支持，這使得我國(guó)電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)備研發(fā)工作在短時(shí)間內(nèi)取得了突破性進(jìn)展。但是也必須看到，由于起步時(shí)間比較晚等原因的影響，目前電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究還不到位，影響了電動(dòng)汽車智能充電樁的使用性能。

1 電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)工作

第一，低碳經(jīng)濟(jì)及節(jié)能減排成為國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)［1］。結(jié)合有關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)來看，碳排放已經(jīng)成為環(huán)境問題的首要成因，特別是在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，碳排放問題所帶來的負(fù)面影響將會(huì)更加嚴(yán)重。在這種情況下，黨和政府提出了低碳經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排等一系列國(guó)家層面的發(fā)展戰(zhàn)略，為各行各業(yè)提供了方向上的指導(dǎo)。新能源汽車、插電式混合動(dòng)力汽車等，可以看作是汽車制造業(yè)進(jìn)行低碳化發(fā)展的重要產(chǎn)物；在這種情況下，加強(qiáng)電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

第二，石油危機(jī)十分嚴(yán)峻，發(fā)展替代能源已成必然趨勢(shì)。石油是不可再生資源，消耗速度過快將會(huì)影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，目前世界范圍內(nèi)的許多國(guó)家都開始開發(fā)替代能源，以期能夠降低石油資源的使用量，而推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加強(qiáng)電動(dòng)汽車配套設(shè)施建設(shè)，可謂是勢(shì)在必行。電動(dòng)汽車智能充電樁作為電動(dòng)汽車應(yīng)用中最重要的配套設(shè)施之一，已然成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，加強(qiáng)電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究，是未來工作的不二之選［2］。

第三，電動(dòng)汽車成為中國(guó)新能源汽車發(fā)展方向。在傳統(tǒng)汽車中，石油是汽車燃油消耗的主要資源，經(jīng)過燃燒后會(huì)排出大量的尾氣并對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的損害，這顯然不符合新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。在這種情況下，推動(dòng)汽車行業(yè)朝著環(huán)保、清潔、節(jié)能的方向發(fā)展，顯然具有一定的積極作用，而加強(qiáng)電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究，則是目前工作的重中之重。

第四，電動(dòng)汽車能源供給基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)較為落后，也是對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究的主要原因之一。目前我國(guó)的電動(dòng)汽車能源供給體系還不夠成熟，特別是相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題更是十分嚴(yán)峻，在這種情況下，對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，可謂是勢(shì)在必行。

2 電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)

2.1.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車智能充電樁工作包括多方面的內(nèi)容，而硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)無疑是其中最基礎(chǔ)、最重要的設(shè)計(jì)工作之一。一般來說，電動(dòng)汽車智能充電樁的硬件設(shè)備包括中央主控、讀卡器、打印機(jī)、顯示單元裝置和保護(hù)裝置等。研究人員應(yīng)結(jié)合其運(yùn)行需求，對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)［3］。比如，在進(jìn)行智能充電樁中央控制模塊設(shè)計(jì)工作的過程中，需要著重做好總控制模塊結(jié)構(gòu)系統(tǒng)關(guān)停開啟的設(shè)計(jì)工作，確保電動(dòng)汽車智能充電樁能夠與其他設(shè)備和模塊進(jìn)行有效聯(lián)動(dòng)，對(duì)充電樁運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督管理。另外，在進(jìn)行中央主控模塊設(shè)計(jì)的過程中，還需要不斷優(yōu)化其通信模式和信息收集能力，從而使之成為收集充電樁數(shù)據(jù)流的重要功能模塊，以便提升電動(dòng)汽車智能充電樁的整體設(shè)計(jì)應(yīng)用質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)在智能充電樁主控系統(tǒng)相關(guān)功能設(shè)計(jì)的過程中，選擇能耗更低、數(shù)據(jù)冗余度更小、參數(shù)處理時(shí)效更快和控制能力更佳的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用；提升數(shù)據(jù)信息管理能力，以便對(duì)電池電量利用進(jìn)行優(yōu)化［4］。更重要的是，要考慮到電動(dòng)汽車智能充電樁在用戶互動(dòng)方面的功能，增加數(shù)據(jù)查詢功能和消費(fèi)金額查詢，在用戶進(jìn)行消費(fèi)以后，為用戶提供查詢等一系列服務(wù)，確保電動(dòng)汽車智能充電樁的應(yīng)用效果。最后，在進(jìn)行電動(dòng)汽車智能充電樁硬件設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行參數(shù)顯示單元和監(jiān)控單元的設(shè)計(jì)工作，確保顯示燈等硬件系統(tǒng)能夠在軟件程序運(yùn)行支撐下妥善穩(wěn)定運(yùn)行，在充電樁連接充電設(shè)備后，顯示燈應(yīng)具備準(zhǔn)確反應(yīng)充放電過程的功能，從而確保電動(dòng)汽車的車主可以根據(jù)自己的行程安排等及時(shí)控制充電過程，提升電動(dòng)汽車智能充電樁的使用價(jià)值。

2.1.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)工作比較復(fù)雜，除了要保證硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量之外，工作人員還需要從軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，確保不同功能模塊結(jié)構(gòu)之間相互連接的穩(wěn)定性，確保各個(gè)功能模塊之間的兼容合作與協(xié)調(diào)配合效果，共同為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車智能充電樁應(yīng)用目標(biāo)提供助力。在這個(gè)過程中，工作人員應(yīng)加強(qiáng)主機(jī)、服務(wù)器、終端APP 和存儲(chǔ)服務(wù)器等元件的連接功能，并在充分調(diào)查消費(fèi)者消費(fèi)偏好、待充電電動(dòng)汽車的型號(hào)規(guī)格和消費(fèi)者充電續(xù)航的目的等一系列問題的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不同的電動(dòng)汽車智能充電樁充電方案，從而給出在價(jià)格、電量和時(shí)間等方面有一定差異的智能充電樁充電方案，為消費(fèi)者提供更有側(cè)重點(diǎn)的、更符合其需求的充電方案，切實(shí)提升充電服務(wù)的水平。

在此基礎(chǔ)上，還需要優(yōu)化智能充電樁的通信功能等，確保用戶消費(fèi)信息能及時(shí)傳遞給智能充電樁充電過程的功能單元，并給系統(tǒng)內(nèi)不同硬件設(shè)備下達(dá)相關(guān)指令，以提升電動(dòng)汽車智能充電樁的自動(dòng)化運(yùn)行水平。另外，一定要考慮到電動(dòng)汽車智能充電樁的安全性、隱私性問題，在進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中引入數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)、解密密鑰管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)匹配模塊等，在不影響信息安全的基礎(chǔ)上，確保充電樁能夠合理利用各種用戶信息，同時(shí)加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理安全屏障架設(shè)，堅(jiān)決杜絕安全性問題［5］。同時(shí)，要合理利用智能化技術(shù)、專家信息系統(tǒng)等技術(shù)手段的優(yōu)異作用，加強(qiáng)電動(dòng)汽車智能充電樁的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)工作，使其數(shù)據(jù)傳輸功能、交互功能等得到完善，保證電動(dòng)汽車智能充電樁能夠順利安全運(yùn)行。

最后，要充分了解用戶的使用需求和常用功能，以此為基礎(chǔ)提升智能充電樁智慧顯示屏設(shè)計(jì)和交互應(yīng)用設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁顯示界面的內(nèi)容布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而為用戶提供更加細(xì)致服務(wù)和完善的操作指引等，提升電動(dòng)汽車智能充電樁的使用效益，讓用戶僅僅通過簡(jiǎn)單的滑行和點(diǎn)擊等基本操作，就能夠獲取想要的消費(fèi)數(shù)據(jù)。

2.1.3 環(huán)境兼容系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為各國(guó)為之努力的重要方向，各行各業(yè)的從業(yè)人員也基本都形成了綠色可持續(xù)發(fā)展的工作理念，在這種情況下加強(qiáng)電動(dòng)汽車智能充電樁、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈上的環(huán)境兼容性設(shè)計(jì)，可謂是勢(shì)在必行。

首先，在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車智能充電樁的過程中，工作人員應(yīng)對(duì)電動(dòng)汽車充放電使用過程進(jìn)行充分了解，并明確不同用戶群體的具體需求，在充分了解電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)使用原則的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮云技術(shù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)、管理平臺(tái)的積極作用，確保電動(dòng)汽車智能充電樁的數(shù)據(jù)信息收集處理功能［6］。

其次，要考慮到大部分電動(dòng)汽車智能充電樁都直接安裝在室外的特點(diǎn)，充分了解外界環(huán)境變化可能給電動(dòng)汽車智能充電樁帶來的一系列負(fù)面影響，在確保電動(dòng)汽車智能充電樁應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，盡最大可能避免電動(dòng)汽車智能充電樁因環(huán)境因素而出現(xiàn)運(yùn)行故障的問題。

另外，還需要考慮到電動(dòng)汽車智能充電樁受電子干擾影響的問題，利用工業(yè)級(jí)別的相應(yīng)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，杜絕電磁效應(yīng)影響電動(dòng)汽車智能充電樁運(yùn)行效果的問題。

2.2 電動(dòng)汽車智能充電樁關(guān)鍵技術(shù)

電動(dòng)汽車智能充電樁的應(yīng)用價(jià)值毋庸置疑，但是其在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，也確實(shí)給設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究帶來了一定的挑戰(zhàn)。在今后的工作中，工作人員務(wù)必要充分發(fā)揮各種新技術(shù)的積極作用，從而達(dá)到提升電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)質(zhì)量和應(yīng)用價(jià)值的目標(biāo)。

第一，要合理應(yīng)用智能終端技術(shù)，確保電動(dòng)汽車智能充電樁應(yīng)用的便利性。目前我國(guó)基于云計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)的智能化電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)已經(jīng)十分成熟，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建智能終端APP，并確保其能夠與Android（安卓）系統(tǒng)與ISO（蘋果）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)妥善適配，同步上線兩個(gè)APP 版本，確保電動(dòng)汽車智能充電樁智能終端技術(shù)的應(yīng)用效果。一般來說，智能APP 基本都是基于C/S 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)行的，其具有靈活性、擴(kuò)展性，可以分成邏輯層（業(yè)務(wù)）、實(shí)體層（業(yè)務(wù)）、視圖層三層結(jié)構(gòu)，經(jīng)過合理設(shè)計(jì)和應(yīng)用以后，該App將具有狀態(tài)展現(xiàn)、地圖顯示、控制查詢、支付結(jié)算等一系列優(yōu)勢(shì)功能，用戶可以根據(jù)自己的需求使用App的功能模塊，對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁進(jìn)行更快捷的應(yīng)用和控制［7］。

第二，合理應(yīng)用充電（智能）技術(shù)。智能充電技術(shù)是目前比較先進(jìn)的技術(shù)手段之一，其具有智能充電計(jì)量、保護(hù)、充電等一系列功能，在智能App的配合下，用戶可以通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)分布式充電裝置進(jìn)行啟停控制，從而保證整體充電樁充電水平。為了保證智能充電技術(shù)的應(yīng)用效果，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的過程中，工作人員可將充電系統(tǒng)中相對(duì)應(yīng)的充電樁設(shè)備工作狀態(tài)設(shè)置為多種，比如不可用狀態(tài)、預(yù)約狀態(tài)、空閑狀態(tài)及工作狀態(tài)等，都是常見的電動(dòng)汽車智能充電樁運(yùn)行狀態(tài)，用戶在有充電需求的情況下，可以利用移動(dòng)智能設(shè)備和App向系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，查詢附近的電動(dòng)汽車智能充電樁位置，并在充電樁與設(shè)備連接以后查看充電樁的運(yùn)行狀態(tài)、用戶賬戶余額等重要信息，達(dá)到提升電動(dòng)汽車智能充電樁實(shí)用價(jià)值的目標(biāo)。

第三，妥善做好充電樁運(yùn)維工作，是保證電動(dòng)汽車智能充電樁使用質(zhì)量的必然選擇。在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用以后，電動(dòng)汽車智能充電樁的零部件可能會(huì)老化、系統(tǒng)故障也會(huì)逐漸增加，在這種情況下合理運(yùn)用運(yùn)行維護(hù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，則能更進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車智能充電樁的應(yīng)用價(jià)值。工作人員應(yīng)根據(jù)充電樁在建造、運(yùn)行和歷史故障過程中形成的數(shù)據(jù)，在分析周邊使用環(huán)境的基礎(chǔ)上，明確電動(dòng)汽車智能充電樁出現(xiàn)故障的原因以及其可能帶來的嚴(yán)重后果，并采取有針對(duì)性的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，保證電動(dòng)汽車智能充電樁的耐久性，避免因運(yùn)維不到位而導(dǎo)致的電動(dòng)汽車智能充電樁使用問題。

3 結(jié)束語

中國(guó)特色社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)目前已經(jīng)取得了階段性成果，各種各樣的先進(jìn)技術(shù)如同雨后春筍般涌現(xiàn)，特別是新能源產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)更是不斷取得發(fā)展，為廣大人民群眾的生產(chǎn)生活提供了巨大的便利。電動(dòng)汽車智能充電樁是電動(dòng)汽車得以正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，通過優(yōu)化硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和環(huán)境兼容系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提升電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)質(zhì)量，并對(duì)其可能用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，是未來工作的必然選擇。