电动汽车交流充电桩智能控制系统的设计

周晓丽

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：电动汽车的出现，是科技发展和环保推行的产物。随着人们生活质量的提高，越来越多家庭开始购置汽车，导致环境环保压力日渐增大。电动汽车的推行，能够有效缓解环保压力，降低对传统能源的消耗，是汽车产业发展的重要趋势之一。现在已经有众多汽车品牌发展电动汽车，并良好成效。但是，汽车充电是电动汽车的重要配套服务，直接影到电动汽车的普及。因此，在研发电动汽车的同时，有必要对电动汽车交流充电桩智能控制系统进行开发设计，为电动汽车的普及发展保驾**。

关键词：电动汽车；交流充电桩；智能控制；系统设计

0引言

电动汽车保留了汽车流动性大的特点，为保证电动汽车可以正常运行，需要建立覆盖率广的交流充电桩网点，确保电动汽车能够符合人们的正常使用需要。电动汽车交流充电桩是指采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电源的**供电装置，是电动汽车发展所需提供的重要服务。交流充电桩充电时间长，但覆盖率和使用率高，利用智能科技的便利性，提升使用者的体验感，已经是大势所趋。

1电动汽车交流充电桩智能控制系统设计的发展意义

（1）充电服务更便利，提升用户体验感

在电动汽车交流充电桩采用智能控制系统，能够为用户提供智能服务，例如连接手机，用户可以利用移动手机查询电动汽车的充电状态，选择合适的时候取车，节省等待的时间，并且对汽车的使用情况进行有效监督，提升对充电服务的信任度。对充电完成的电动汽车，智能控制系统能够为用户提供提示性服务和支付服务，提升用户的使用效益。

（2）有利于促进电动汽车的普及化发展

各种智能技术的出现和推广应用，让人们的生活形式变得简单舒适。电动汽车交流充电桩采用智能系统控制，能够降低对交流充电桩的管理成本，省略人为直接监督的环节，让充电桩摆脱空间的制约，在不同的小区和偏僻的地方进行应用。广泛地布置交流充电桩，是电动汽车普及应用的**条件。智能系统还能将交流充电桩的充电情况整合成大数据，利用智能系统分析，对交流充电桩的数量和安装位置进行调整，让电动车充电服务不断完善。

（3）有利于提升交流充电桩使用的安全性

交流充电桩的智能系统应用，并不局限在使用体验方面上的便利性应用，还包含使用过程中的安全性能应用。交流充电桩虽然相比直流充电桩安全性能高，但是依然存在一定的危险性。由于使用操作不当或者机件老化，容易出现漏电等安全问题。智能系统能够对交流充电桩进行实时准确监控，确保各部分机件运行畅顺。在机件出现断电时，自动对交流充电桩提供断电服务，并且及时通知维修人员进行维护处理。

2电动汽车交流充电桩智能控制系统设计的问题

（1）智能控制系统技术不足，与发达国家差距大

目前**产业和汽车制造业的核心依然掌握在发达国家手中，虽然我国**产业迅猛发展，但相对良好技术依然差距甚大。目前我国电动汽车交流充电桩智能控制系统技术水平低，重要核心技术和机件由发达国家掌控，导致交流电充电桩的应用成本高，推广安装缓慢。

（2）使用者素质低，智能交流充电桩损耗率高

交流充电桩为大众化电动汽车服务，是公共工具。应用高科技智能技术的交流充电桩，智能芯片具有脆弱性，容易受到人为破坏。目前，我国正处于社会主义初级阶段，有些人们的道德素质水平较低，也会导致加大交流充电桩损坏的风险。高科技智能技术普及率低，大量人群不懂应用，在盲目的使用过程中，容易对器材造成不必要的破坏。

（3）智能控制系统开发成本高，需要不断更新

智能控制系统是高科技产物，开发成本高，阻碍传统交流充电桩的应用。同时现代科学技术迅猛发展，智能控制系统更新换代需要投入大量的硬件和软件更换成本，导致较好的智能技术难以普及化的推行。

3电动汽车交流充电桩智能控制系统的设计策略

（1）智能与人工控制系统并行

智能控制系统的应用，能够简化人为的操作，但实际上，人为操作具有灵活性，能够确保交流充电桩始终保持提供合理且优质的服务状态。电动汽车交流充电桩智能控制系统的设计，需要保留人工控制系统，并提升人工控制系统的权限，确保在遇到突发事故时，人工能够及时对交流充电桩的运行状态进行调整。采用智能控制与人为控制的双轨模式，让智能控制系统更具人性化。

（2）进行独享数据网络传输，并融入高端杀毒系统

网络的应用是智能化的基本体现方式，但由于部分地区网络和数据传输不稳定，将会影响到交流充电桩智能操控系统的应用，导致远程智能操控出现滞后或失误。为确保智能操控的质量，需要对设备网络进行有效的把控和管理。连接网络的智能系统，容易受到不法分子的攻击，所以电动车交流充电桩智能控制系统，需要融入智能保密和杀毒系统，对智能系统的各项数据进行加密处理，并定时进行自动杀毒，保证机器运行畅顺。

（3）对设备硬件进行升级改造

相比传统的交流充电桩，应用智能操作系统的交流充电桩制造成本高，且内部机件容易损坏，为提升机器的使用寿命，在安装智能控制系统前，需要对交流充电桩的机件进行升级改造，提升机器的防水、防撞和防漏电能力，以便降低后续的维护费用。智能操作系统是软件，软件的升级和应用，需要良好的硬件设备支撑，如果智能操作系统软件功能齐全，但硬件传统，兼容能力低，对电动车交流充电桩的发展依然作用甚微。因此，在开发智能控制系统时，必须关注硬件设备对软件的融合情况。

（4）打造系统程序流程

系统程序流程，是对电动汽车交流充电桩智能控制系统的制度化管理。让智能系统按照规范的流程进行系统管理，进行系统初始化、系统自动检测、用户信息识别、系统连接确认、充电过程检测和自动缴费提醒等，进行流程化运作，减少用户的操作，又能确保机器顺利运行。智能操控系统设计人员需要对充电过程中常见的问题进行预测，并制定出解决流程，让机器进行自动执行[3]。

（5）制作智能系统自动化和被动化的测试系统

交流充电桩作为机件设备，容易出现各种人为和非人为的损坏，在使用的过程中，需要进行功能测试，确保机器处于正常的运行状态。为提升对智能控制系统的管理效率，开发能够为系统自动测试的设备，让智能操控系统定时进行自动测试，并上传测试数据。为确保智能控制系统测试的准确性，需要加入被动测试系统。管理人员可以对交流充电桩智能系统进行抽检测试，进一步保证机器运行正常。

4 安科瑞交直流电动汽车充电桩运营收费管理解决方案

4.1概述

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，包括财务管理、变压器监控和运营分析等功能。

4.2应用场所

（一）商场、小区等物业环境；

（二）学校，医院等公建；

（三）各类企事业单位； 

（四）公交枢纽，公路充电站。

4.3平台结构

 

4.4平台主要功能

（一）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

 

 

（二）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

 

（三）用户管理

用户注册，用户登录，用户帐户管理，消息管理

 

（四）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

 

（五）微信小程序

扫码充电，账单支付等功能

 

（六）数据服务

数据采集，短信提醒，数据存储和解析

 

（七）变压器监控

监控充电站变压器负荷，负荷时对充电桩的调度管理

 

 

 

 

 

4.5平台硬件配置

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）

 

 

若客户自己租用阿里云服务器，服务器配置根据充电枪点数的不同，分别如下：

 

 

 

4.6推荐现场汽车充电桩配置

 

5 总结

电动汽车交流充电桩智能控制系统的设计是电动汽车向前发展的重要一步，但是设计智能控制系统，需要投入大量的成本，对人才要求较高，是个艰苦的过程。因此，发展电动汽车产业，开发设计交流充电桩智能控制系统，需要管理人员端正自我心态，具备不怕困难的坚强意志。

 

参考文献：

[1] 徐坤,周子昂,吴定允,耿文波,李向东.电动汽车交流充电桩控制系统设计[J].河南科技大学学报(自然科学版).2016(03).：47-52+7.

[2] 王腾. 电动汽车交流充电桩智能控制系统的设计

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06月版.

[4]智能电网用户端电力监控/电能管理/电气安全产品报价手册.2020.06月版.