文/丁毅
隨著新能源電動(dòng)汽車的快速發(fā)展,充電用戶數(shù)量逐漸增多。為實(shí)現(xiàn)降低費(fèi)用,節(jié)能減排,提高能源利用效率,電價(jià)信息、充電位置信息等問(wèn)題越來(lái)越備受關(guān)注。解決此問(wèn)題重中之重在于充電樁的監(jiān)測(cè)及職能控制管理研究,針對(duì)國(guó)內(nèi)尚未構(gòu)建App、充電裝置和充電服務(wù)平臺(tái)一體的智能應(yīng)用系統(tǒng),本文討論了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的智能充電管理系統(tǒng),利用手機(jī)便可實(shí)現(xiàn)充電裝置鎖定、智能充電、充電預(yù)約、定位巡航等功能,同時(shí),還可以通過(guò)挖掘用戶充電行為,為廣大電動(dòng)汽車用戶提供更為完善的服務(wù)。
本次構(gòu)成主要包括移動(dòng)客戶端APP、云服務(wù)器以及智能充電樁,其中,移動(dòng)客戶端APP是重要的用戶參與用電管理的接口,通過(guò)APP軟件,查詢充電樁狀態(tài)和位置,并予以充電預(yù)約和定位導(dǎo)航;云服務(wù)器用于電動(dòng)汽車對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘、維護(hù)、加工、存貯、搜集以及發(fā)布等等,主要由平臺(tái)軟件、外圍設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及計(jì)算機(jī)等組成,無(wú)論是硬件還是軟件,均具有較高的可擴(kuò)展性與可靠性。
在智能充電樁中,內(nèi)置Wi-Fi通信模塊,并通過(guò)光纖網(wǎng)、2G、3G、4G網(wǎng)傳送信息于云服務(wù)器,用戶可利用平板電腦、智能手機(jī)等終端設(shè)備,利用碼分多址和無(wú)線分組業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)云服務(wù)器的通信。
云服務(wù)功能設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)管理、運(yùn)營(yíng)工況分析、信息采集管理、交易管理以及監(jiān)控管理,其中,系統(tǒng)管理主要為管理員使用,用于操作系統(tǒng)信息管理、參數(shù)管理、日志管理、權(quán)限管理、菜單管理、角色管理以及用戶管理等等;運(yùn)營(yíng)工況分析主要包括客戶、區(qū)域、地區(qū)的數(shù)據(jù)等,目的為了分析電動(dòng)車分布情況,從而提供數(shù)據(jù)報(bào)表支撐,如財(cái)務(wù)分析、工況分析以及充電分析等;信息采集系統(tǒng)主要采集充電數(shù)據(jù),同時(shí)提供其他數(shù)據(jù)采集,如信息檔案采集、基礎(chǔ)檔案構(gòu)建等業(yè)務(wù),交易管理是在管理充電業(yè)務(wù)過(guò)程中的管理交易明細(xì)、賬單數(shù)據(jù)、費(fèi)用流轉(zhuǎn)等,確保電費(fèi)賬目精準(zhǔn)無(wú)誤,并提供客戶交易信息檢索、計(jì)費(fèi)管理等功能;監(jiān)控管理主要負(fù)責(zé)直流、交流充電樁的充電設(shè)備管理,確保充電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和充電設(shè)備狀態(tài)信息滿足用戶需求。
一般而言,智能充電樁包括直流和交流兩種,交流樁是為電動(dòng)汽車充電的供電裝置,并兼有通信、計(jì)量計(jì)費(fèi)等功能,直流樁則除卻上功能外,還提供電池管理、汽車狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電源變換等功能。智能充電樁主要模塊包括:
作為控制核心的MCU,本系統(tǒng)主要選擇高性價(jià)比、低能耗的CORTEX-MO芯片,利用串行、串口外圍設(shè)備接口總線以及Wi-Fi通信模塊,以I2C總線實(shí)現(xiàn)Flash儲(chǔ)存單元通信,以485總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)電表通信,利用接觸器連接驅(qū)動(dòng)電機(jī),控制充電電能的通斷。
該模塊可以將交流電轉(zhuǎn)化為直流電,并設(shè)置不同需求的電壓等級(jí),為其他電路提供電源供能。
運(yùn)用Wi-Fi通信模塊實(shí)現(xiàn)充電裝置電能、功率、電流、遠(yuǎn)程控制信息等數(shù)據(jù)上報(bào)。
主要包括漏電保護(hù)器、防雷器,避免電壓侵入導(dǎo)致設(shè)備破壞,還避免因漏電故障導(dǎo)致的人身觸電。
APP客戶端可采用多層次的C/S體系結(jié)構(gòu),以便提供更好的擴(kuò)展能力和靈活。主要分為三層,既實(shí)體層、業(yè)務(wù)邏輯層、視圖層。
具體涵蓋所有的業(yè)務(wù)實(shí)體,并解析網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù),維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
APP軟件根據(jù)用戶的不同需求,調(diào)用相應(yīng)的邏輯層模塊,并通過(guò)業(yè)務(wù)實(shí)體層反映到視圖層中,實(shí)現(xiàn)信息交換, APP客戶端軟件功能主要包括查詢功能、控制功能、支付功能、狀態(tài)顯示功能以及地圖功能等。
充電服務(wù)模式如下:
模式①:定電量充電,輸入設(shè)定電量,充電直到滿足電量設(shè)定值停止。
模式②:定時(shí)間充電,輸入設(shè)定時(shí)間,充電直到滿足時(shí)間設(shè)定值停止。
模式③:定金額充電,輸入金額充電,充電直到滿足金額設(shè)定值停止。
模式④:自動(dòng)充電,充電樁自動(dòng)充電,直到充滿為之。
主要用于視圖層功能的業(yè)務(wù)邏輯支撐,主要包括狀態(tài)顯示功能、查詢功能、控制功能、支付功能以及地圖功能等。通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯的運(yùn)算及判斷,實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)讀取和服務(wù)器數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
主要用于響應(yīng)用戶請(qǐng)求,并通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯層予以邏輯處理,為用戶展現(xiàn)不同的形式。視圖層主要包括查詢界面、控制界面、狀態(tài)顯示、支付結(jié)算以及地圖顯示。
綜上所述,電動(dòng)汽車智能充電管理系統(tǒng)可在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)合理用電、有序充電和用電管理等功能,并且可利用app客戶端豐富高級(jí)功能,為用戶和電網(wǎng)的互動(dòng)提供更多的可能。
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