基于大數據與云計算的電動汽車有序充電智能管控軟件平臺設計及應用拓展

摘要:為了打造便捷生活,實現對用戶充電信息的采集、充電狀態的實時監測,該文基于電動汽車立體車庫智能管控系統,設計并開發電動汽車有序充電智能管控軟件平臺。該軟件由電動汽車有序充電后臺管理軟件和微信小程序兩部分構成,旨在實現全面、高效的充電管理。電動汽車有序充電后臺管理軟件作為整個系統的核心,主要包括基礎數據管理模塊、有序充電管理模塊充電數據管理模塊。微信小程序作為前端工具,主要服務于電車用戶。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,還能隨時查詢電車充電過程狀態信息等,從而實現對多網數據的統一調度、統一監控和統一管理,實現智能立體車庫高效、安全運營。

關鍵詞:新能源；有序充電；微信小程序；智能管控；軟件設計

一、引言

進人21世紀以來，新能源汽車因為融匯了新能源、新材料和互聯網、大數據和人工智能等多種變革性技術,對建設清潔美麗世界、構建人類命運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設施是新能源汽車產業的重要組成部分，是新能源汽車重要的配套基礎設施。目前各種充電設施內部車輛信息網、充電設備物聯網、電網等多套系統之間存在信息共享困難、數據種類繁多、系統動態異構及信息孤島現象嚴重等問題。如何實現多網融合,并研發電動汽車立體車庫智能管控軟件平臺及移動客戶端，打造便捷生活,實施“互聯網+"信息惠民工程,是本項目的落腳點。

二、電動汽車立體車庫智能管控軟件平臺

智能管控系統由基礎負荷預測算法、有序充電算法、智能管控裝置和智能管控軟件4部分構成。基礎負荷預測算法是利用歷史負荷對未來 24h的區域負荷進行預測,主要目的是為有序充電算法提供未來時間的可用負荷容量。有序充電算法是本系統的核心,主要目的是實現對電動汽車充電的優化控制,實現負荷的移峰填谷和降低充電費用。智能管控裝置由數據轉換單元(DTU)和充電管理控制器組成,DTU通過485 接口與每臺充電樁中的充電控制器及小區基礎負荷總電度量表進行通信,通過以太網接口與服務器進行通信,來中轉數據;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信息。

電動汽車有序充電智能管控軟件主要由電動汽車有序充電后臺管理軟件和微信小程序構成。電動汽車有序充電后臺管理軟件包括基礎數據管理、有序充電管理、充電數據管理等功能。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信息和提醒電車用戶充電完成，軟件總體架構如圖1所示。

圖1 智能管控軟件總體架構圖

三、應用方案

圖2 平臺結構圖

充電運營管理平臺是基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統，可以實現對充電樁的監控、調度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數據，方便后續的調度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數進行實時監控，及時發現和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內充電，避免對電網造成過大的負荷。

四、安科瑞充電樁云平臺具體的功能

平臺除了對充電樁的監控外，還對充電站的光伏發電系統、儲能系統以及供電系統進行集中監控和統一協調管理，提高充電站的運行可靠性，降低運營成本，平臺系統架構如圖3所示。

圖3 充電樁運營管理平臺系統架構

大屏顯示：展示充電站設備統計、使用率排行、運營統計圖表、節碳量統計等數據。

圖4 大屏展示界面

站點監控：顯示設備實時狀態、設備列表、設備日志、設備狀態統計等功能。

圖5 站點監控界面

設備監控：顯示設備實時信息、配套設備狀態、設備實時曲線、關聯訂單信息、充電功率曲線等。

圖6 設備監控界面

運營趨勢統計：顯示運營信息查詢、站點對比曲線、日月年報表、站點對比列表等功能。

圖7 運營趨勢界面

收益查詢：提供收益匯總、實際收益報表、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、故障狀態餅圖、故障趨勢分析、故障類型餅圖等功能。

圖9 故障分析界面

訂單記錄：提供實時/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導出、運營商應收信息、充電明細、交易流水查詢、充值余額明細等功能。

圖10 訂單查詢界面

五、產品選型

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快速、經濟、智能運營管理的市場需求。實現對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，同時為提高公共充電樁的效率和實用性，具有有智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能；智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級；保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能；適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。下面是具體產品的型號和技術參數。

六、現場圖片

七、結論

本系統是基于于電動汽車立體車庫智能管控系統進行開發的電動汽車有序充電智能管控軟件平臺。電動汽車有序充電后臺管理軟件可以實現對充電樁的遠程監控和管理，確保充電樁的正常運行和充電服務的順利進行;微信小程序則為用戶提供了便捷的充電服務預約和支付功能，提高了充電服務的便利性和用戶體驗。該平臺結合了后臺管理和用戶端功能，實現了對電動車充電服務的全面管控和優化，為用戶和運營商提供了更加便捷和高效的充電服務體驗。

參 考 文 獻：

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

[2]路興勇.電動汽車智能充電樁的設計與應用研究[J].內燃機與配件,2023(21):51-53

[3]鄭麗輝,電動汽車充電樁電量遠程監控系統設計與分析[J].農機使用與維修,2023(10):42-45