簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定(ding)201801

摘(zhai)要：智能(neng)電動汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)誕(dan)生，在很大程(cheng)度上緩解了我國環境由于(yu)(yu)汽(qi)(qi)油型汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)大量使(shi)用(yong)(yong)所不得不承擔的(de)(de)(de)空氣(qi)污染、能(neng)源耗竭的(de)(de)(de)問題。而(er)推動電動車(che)運行的(de)(de)(de)內在動力(li)，來自于(yu)(yu)其(qi)智能(neng)充電樁(zhuang)。因此，本文就這一智能(neng)電動車(che)重的(de)(de)(de)要(yao)部位——充電樁(zhuang)的(de)(de)(de)設計(ji)要(yao)點及其(qi)在現(xian)實當中的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)進(jin)行深入探討(tao)，希望(wang)能(neng)夠(gou)以此來推進(jin)我國智能(neng)電動汽(qi)(qi)車(che)行業的(de)(de)(de)進(jin)步。

關鍵詞(ci)：智能電動汽車；充電樁；設計；應用；節(jie)能環(huan)保

一、淺析智能(neng)充電樁的使用意義

      智能(neng)化(hua)的(de)(de)電動汽(qi)車之所以能(neng)夠在這個時代受到普遍化(hua)的(de)(de)歡(huan)迎(ying)，一(yi)方(fang)面是因為(wei)人們(men)對于汽(qi)車環保性能(neng)的(de)(de)重視程(cheng)度的(de)(de)逐(zhu)步提高，另一(yi)方(fang)面，也(ye)是因為(wei)這種類型的(de)(de)汽(qi)車本(ben)身(shen)在使用(yong)過程(cheng)當中所制造出來的(de)(de)噪音(yin)較小，同時其相(xiang)比于傳(chuan)統(tong)的(de)(de)汽(qi)車，幾乎不(bu)會產(chan)生任何的(de)(de)尾氣。

二、淺(qian)析智(zhi)能電(dian)動汽車(che)充電(dian)樁的整(zheng)體設計

1、淺析充電樁的設計原則

（1）安全性的原則

      智能充電樁的設計，有一個不容忽視的原則——安全性原則。汽車的使用包含了許多潛在的不安全因素，尤其是對于配置了充電樁的智能電動汽車而言，不管是充電過程的安全性還是用電過程的安全性，都是需要進行把控的、不容小覷的重要內容。因此，充電樁的設計人員需要首先將汽車使用人員的安全置于其設計該充電樁時參考要素當中的重要位置。

（2）便捷性原(yuan)則

      智能充電樁顧名思義，其智能化是重要的使用優勢。相應的，在智能化的操控下，其使用過程的便利性程度也會獲得相應的提高。如此一來，就能為其使用者提供許多操作上的便利，使其傾向于使用智能電動汽車。

（3）效(xiao)率高的原則

      智能充電樁需要在其充電效率方面形成優于傳統汽車的優勢，如此一來才能夠吸引更多的消費者選擇這一類型的汽車作為代步工具。

2、硬件(jian)系(xi)統設計分析

      在我國進行設計以及投入使用的智能電動汽車，需要立足于我國的氣候條件和環境基礎，才能夠設計出較能夠滿足我國消費者使用需求的汽車[2]。因此，設計員在對其硬件系統進行設計的時候，就需要考慮我國南北不同地區的使用者所在的環境之間存在的較大的溫度差異。除此之外，還需要考慮這一充電樁的工作環境，往往是在電磁強度較高的背景下。因此，其硬件條件需要能夠適應于周圍宏觀環境及微觀環境的需求。

       智(zhi)能充電(dian)樁(zhuang)的(de)(de)(de)(de)硬件系(xi)統(tong)結(jie)構如圖(tu)1所(suo)呈(cheng)(cheng)現(xian)的(de)(de)(de)(de)，其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)較(jiao)為(wei)(wei)(wei)重要的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)，分(fen)(fen)別是(shi)“三大(da)單(dan)(dan)(dan)元”——其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)一(yi)是(shi)總(zong)(zong)控(kong)(kong)單(dan)(dan)(dan)元，其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)二是(shi)顯(xian)示單(dan)(dan)(dan)元，其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)三是(shi)監(jian)(jian)控(kong)(kong)單(dan)(dan)(dan)元。總(zong)(zong)控(kong)(kong)單(dan)(dan)(dan)元作(zuo)為(wei)(wei)(wei)整(zheng)個系(xi)統(tong)得以(yi)運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)核心技術支持，其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)所(suo)負(fu)責的(de)(de)(de)(de)內容可(ke)以(yi)分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)四大(da)部(bu)分(fen)(fen)，按照充電(dian)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)順序，可(ke)以(yi)分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)啟動控(kong)(kong)制(zhi)、運(yun)行(xing)控(kong)(kong)制(zhi)、關閉控(kong)(kong)制(zhi)以(yi)及(ji)在(zai)其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)過程(cheng)(cheng)當(dang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)穿插(cha)的(de)(de)(de)(de)監(jian)(jian)控(kong)(kong)部(bu)分(fen)(fen)。除(chu)了以(yi)上功能之外(wai)，這(zhe)一(yi)總(zong)(zong)控(kong)(kong)單(dan)(dan)(dan)元還需要負(fu)責隨(sui)(sui)時隨(sui)(sui)地地向其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)后臺傳輸(shu)(shu)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)數據。而其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)顯(xian)示單(dan)(dan)(dan)元這(zhe)一(yi)部(bu)位，同樣由四個部(bu)分(fen)(fen)構成(cheng)，顯(xian)示部(bu)分(fen)(fen)一(yi)般來說，采用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)都是(shi)ＬＣＤ型號的(de)(de)(de)(de)顯(xian)示器，其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)擁(yong)有較(jiao)為(wei)(wei)(wei)清晰的(de)(de)(de)(de)顯(xian)示功能，在(zai)和觸摸屏相互結(jie)合之后，可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)具體操作(zuo)途(tu)徑(jing)直觀地呈(cheng)(cheng)現(xian)在(zai)用(yong)(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)(de)面前，以(yi)供(gong)其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)進行(xing)選擇。其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)次(ci)是(shi)指示燈，其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，是(shi)為(wei)(wei)(wei)了提示用(yong)(yong)(yong)戶，充電(dian)樁(zhuang)處(chu)(chu)于(yu)(yu)何種狀態當(dang)中(zhong)。當(dang)指示燈轉變(bian)為(wei)(wei)(wei)綠(lv)色的(de)(de)(de)(de)時候(hou)，說明其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)已完成(cheng)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)充電(dian)過程(cheng)(cheng)。較(jiao)后，監(jian)(jian)控(kong)(kong)單(dan)(dan)(dan)元所(suo)承(cheng)擔的(de)(de)(de)(de)較(jiao)主(zhu)要責任，是(shi)保障這(zhe)一(yi)充電(dian)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)性。其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)工作(zuo)流程(cheng)(cheng)如下：當(dang)模擬(ni)量(liang)數據得到(dao)采集之后，這(zhe)一(yi)單(dan)(dan)(dan)元就(jiu)會以(yi)較(jiao)快的(de)(de)(de)(de)速度，將(jiang)其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)傳輸(shu)(shu)給接下來的(de)(de)(de)(de)開關量(liang)單(dan)(dan)(dan)元，這(zhe)一(yi)單(dan)(dan)(dan)元在(zai)對用(yong)(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)(de)充電(dian)量(liang)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)進行(xing)判斷之后，就(jiu)會為(wei)(wei)(wei)用(yong)(yong)(yong)戶提供(gong)充電(dian)服務。由于(yu)(yu)以(yi)上單(dan)(dan)(dan)元的(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)始終處(chu)(chu)于(yu)(yu)智(zhi)能環境當(dang)中(zhong)，因此其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)異常(chang)情況往往可(ke)以(yi)在(zai)出現(xian)的(de)(de)(de)(de)時候(hou)就(jiu)得到(dao)處(chu)(chu)理(li)，這(zhe)就(jiu)在(zai)很大(da)程(cheng)(cheng)度上保障了其(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)度。

3、軟件系(xi)統(tong)的設計目(mu)標(biao)

       軟件系統設計的科學度，同樣是會對整個智能電動汽車的運行產生影響的重要方面。而根據經驗與理論的啟示，我們認為充電樁的軟件系統設計，需要滿足以下的目標。首先，為了體現其智能化的優勢，需要將其操作頁面設計得更為簡潔清晰，讓車主一眼就能夠了解其操作原理，從而杜絕由于車主的不當操作所引起的安全事故的發生。其次，其對于充電過程的管理能力需要獲得不斷的提升，使其安全度得以獲得有力的保障[3]。再者，在其中引入能夠較大地便利于車主的計時服務、計電服務等等，幫助其明確自身的用電量。除此之外，這一軟件系統，還需要能夠為車主提供相應的消費憑證打印服務，借助這一標準化的服務，車主能夠在更高的程度上，對這一類型的汽車產生由衷的認可。

       除了以(yi)上的(de)(de)(de)總體(ti)設計方(fang)式(shi)之(zhi)外(wai)，在(zai)正式(shi)將這一(yi)充電(dian)樁(zhuang)(zhuang)投入使用(yong)之(zhi)前(qian)，還需要(yao)對其(qi)進行相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)測試[2]。測試內容一(yi)般包括如下幾個部(bu)分(fen)，其(qi)一(yi)是性能測試，也就是在(zai)其(qi)投入使用(yong)之(zhi)前(qian)，為其(qi)充電(dian)狀況進行測試，包括余額的(de)(de)(de)顯示情(qing)況和充電(dian)速度(du)等(deng)等(deng)。其(qi)二是承(cheng)壓性測試，其(qi)主(zhu)要(yao)內容是測試這一(yi)智能充電(dian)樁(zhuang)(zhuang)充滿電(dian)之(zhi)后，在(zai)壓力(li)較大的(de)(de)(de)情(qing)況下，是否能夠具備相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)安(an)全水平。

三、安(an)科瑞充電(dian)樁運(yun)營(ying)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；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(chong)電樁可選配WIFI模(mo)塊(kuai)(kuai)或(huo)GPRS模(mo)塊(kuai)(kuai)接入互聯(lian)網，配合加密(mi)技(ji)術和秘鑰(yao)分(fen)發技(ji)術，基(ji)于TCP/IP的(de)數據交互協議，與(yu)云端(duan)進行直連。云平(ping)臺(tai)包含了充(chong)電收費和充(chong)電樁運營的(de)所(suo)有(you)功能(neng)(neng)，具體功能(neng)(neng)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(ping)臺功(gong)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(ye)

       平臺首頁總覽(lan)每天(tian)的(de)開戶(hu)數、充(chong)值金(jin)額、充(chong)電(dian)金(jin)額、充(chong)電(dian)度(du)數、充(chong)電(dian)次(ci)數、充(chong)電(dian)時長，累計(ji)的(de)開戶(hu)數、充(chong)值金(jin)額、充(chong)電(dian)金(jin)額、充(chong)電(dian)度(du)數、充(chong)電(dian)次(ci)數、充(chong)電(dian)時長，以及(ji)相(xiang)應的(de)環比增長和同比增長以及(ji)樁、站分布地圖(tu)導(dao)航、本月充(chong)電(dian)統計(ji)。

2.3實(shi)時監控

充電站監控

       充(chong)(chong)電(dian)站監控頁面(mian)監視用(yong)戶充(chong)(chong)電(dian)槍(qiang)(qiang)總(zong)數(shu)(shu)、正在(zai)充(chong)(chong)電(dian)的槍(qiang)(qiang)數(shu)(shu)、空閑槍(qiang)(qiang)數(shu)(shu)、插(cha)槍(qiang)(qiang)數(shu)(shu)量(liang)、故障(zhang)(zhang)槍(qiang)(qiang)數(shu)(shu)量(liang)等，匯總(zong)了用(yong)戶擁有各樁的當日充(chong)(chong)電(dian)總(zong)次數(shu)(shu)、總(zong)電(dian)量(liang)、總(zong)時(shi)長，進行負荷限制、故障(zhang)(zhang)查(cha)詢。

充電(dian)槍(qiang)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(xiao)程序

搜(sou)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(ke)以(yi)使用地(di)圖(tu)相(xiang)關(guan)功能，在地(di)圖(tu)上查看到當(dang)前(qian)所在區(qu)域的(de)充電(dian)站(zhan)，查看充電(dian)站(zhan)信息，可(ke)以(yi)進行(xing)掃碼充電(dian)操作，地(di)圖(tu)導航等。

充電(dian)

      掃描充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)槍(qiang)上的二維(wei)碼，如果當(dang)(dang)(dang)前充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)樁可(ke)用即可(ke)進入充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)選擇(ze)頁面，可(ke)以(yi)(yi)查看(kan)到當(dang)(dang)(dang)前的充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)站名(ming)(ming)稱、充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)槍(qiang)名(ming)(ming)稱，以(yi)(yi)及當(dang)(dang)(dang)前的賬戶余額，電(dian)(dian)價和(he)預計可(ke)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)量等(deng)數據，還可(ke)以(yi)(yi)查看(kan)當(dang)(dang)(dang)前賬戶的歷史充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)記錄。充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)方(fang)式分為按(an)時間充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)、按(an)金(jin)額充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)、按(an)電(dian)(dian)量充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)這三種方(fang)式。充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)結束可(ke)以(yi)(yi)進進行評(ping)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

五(wu)、結束語

      經過本文詳盡的探討，我們可以得知，在這一智能充電汽車普及的過程當中，其充電樁作為支撐其發展的重要部位，其設計的有效性將會直接對其應用水平產生不容小覷的影響，并間接影響消費者的使用體驗，影響這一類型汽車的市場銷量。因此，需要參考上述設計思路，從其設計原則出發，考慮其硬軟件設計過程所需要面對的難題和達到的設計目標，以此來設計出更符合市場需求的智能充電樁產品。

參考文(wen)獻

[1]王旭,齊向東(dong).電(dian)動汽車智能充電(dian)樁的設計與研究[J].機電(dian)工程,2014(3)

[2]任桂(gui)平.智能電動汽車充電樁的設計(ji)與(yu)應(ying)用(yong)分析(xi)

[3]安科瑞企(qi)業(ye)微電網(wang)設計與應用(yong)手冊.2020.06版(ban)

作者簡(jian)介：

簡婷，女，現(xian)任(ren)于(yu)安科(ke)瑞電(dian)氣股(gu)份(fen)有限公司，主(zhu)要從事電(dian)瓶車充電(dian)樁的(de)研發和應用。