淺析新能源汽車充電樁監控平臺方案研究

胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：隨著我國進入經濟新常態，通過發展充電基礎設施和推廣電動汽車應用，既能利用清潔能源替代污染較重的化石能源，減少環境污染，實現綠色、低碳發展；又能通過充電基礎設施建設和電動汽車產業培育，助力新興產業發展，促進產業結構向開放型、創新型和高品質化、信息化、綠色化轉變。相應地，對各類充電基礎設施需具備有效的監控手段，實現實時查看所有運營電站信息，監控當前終端工作狀態，充電歷史記錄等，為運營商提供全方面、多元化的運營支撐。

關鍵詞：新能源汽車；充電樁；云平臺

引言

當前，環境保護意識不斷提高，大力發展電動汽車對保障能源安穩、促進節能減排、防治大氣污染、餞行“綠色、低碳、循環、可持續的生產生活方式"具有重要意義。

一、研究背景和意義

隨著我國進入經濟新常態，通過發展充電基礎設施和推廣電動汽車應用，既能利用清潔能源替代污染較重的化石能源，減少環境污染，實現綠色、低碳發展；又能通過充電基礎設施建設和電動汽車產業培育，助力新興產業發展，促進產業結構向開放型、創新型和高品質化、信息化、綠色化轉變。

相應地，對各類充電基礎設施需具備有效的監控手段，實現實時查看所有運營電站信息，監控當前終端工作狀態，充電歷史記錄等，為運營商提供全方面、多元化的運營支撐。

二、新能源汽車充電樁監控平臺設計

1、設計思路

新能源汽車充電設施項目投資方一般也為項目運營方，充電樁布點分散，針對此情況，非常適合統一部署1套系統實現對充電樁的監控，而不是按地區獨立部署。

2、設計原則

（1）統一配置和部署各類軟硬件資源，并對所有軟硬件資源進行統一管控。

（2）平臺統一部署，在縱向層面，只設置一個級別的監控平臺。

（3）具備遠端（包括移動終端）接入能力，適應各類場景接入。

3、整體方案

針對新能源汽車充電樁布點分散的特點，非常適合采用“云技術"統一部署1套監控平臺。云平臺，就是通過物聯網、云計算、移動互聯網、大數據等先進IT技術在充電系統中的運用，建立一個開放的平臺，實現對各類充電終端的遠程監控，提供全方面、多元化的運營支撐[2]。解決電動汽車充電設施規劃、建設、管理和服務運營問題；通過和整車制造、車載終端、車聯網、電池生產等企業的協同研發，實現充電網和車聯網的有機融合，為電動汽車提供更智能、更安穩、更經濟的充電服務。

云平臺主要包含以下功能模塊：

（1）充電監控平臺

（2）運營支撐平臺

（3）用戶入口

①充電監控平臺

充電監控平臺主要完成：

a.對各類充電站、充電終端的實時監控；實時查看所有運營電站信息，監控當前終端工作狀態，充電歷史記錄等。

b.跟蹤各充電站、各充電終端的歷史數據進行數據分析。

c.可以通過地圖的方式查看電站的分布情況，可以將建設中的電站和運營的電站通過不同的圖例在地圖上區分顯示。

②運營支撐平臺

運營支撐平臺主要完成對不同客戶類型，運營方式，充電啟動方式，充電模式，計費模式，扣費模式提供全方面、多元化的運營支持。

③用戶入口

用戶可以通過以下方式進行自助充電：

a.   充電APP

b.   微信

c.   充電

通過以上三種方式，用戶可以完成自助注冊，Z線充值，自助充電，一鍵導航（導航至充電站）、賬戶狀態查詢、充電業務查詢、充電狀態通知、充電進度查詢等功能。

三、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統架構

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；而用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體功能如下：

資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺首頁

平臺首頁總覽每天的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

2.3實時監控

l  充電站監控

充電站監控頁面監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

• 充電槍監控

充電樁監控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時長等、充電電壓電流等參數。

2.4微信小程序

• 搜索與使用

微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

• 授權登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權登錄才可以進入小程序主功能頁面，如圖所示：

• 主功能頁

初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關功能，在地圖上查看到當前所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。

• 充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數據，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價。

• 個人信息

個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

3.2現場推薦硬件配置清單： 

若客戶自己租用阿里云服務器，服務器配置根據充電槍點數的不同，分別如下：

四、結束語

針對充電樁的布置特點，從節約設備投資成本，節約人力運維成本，降低運維難度的角度，非常適合采用“云技術"統一部署1套監控平臺，實現實時查看所有運營電站信息，監控當前終端工作狀態，充電歷史記錄等，為運營商提供全方面、多元化的運營支撐。

參考文獻

[1]   范翠華.電動汽車充電樁設計分析及控制方法[J].城市建筑,2016,(11):353-353

[2]   沙杰.新能源汽車充電樁監控平臺方案研究

[3]   安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版