基于互联网的电动汽车智能充电管理系统

文/丁毅

随着新能源电动汽车的快速发展，充电用户数量逐渐增多。为实现降低费用，节能减排，提高能源利用效率，电价信息、充电位置信息等问题越来越备受关注。解决此问题重中之重在于充电桩的监测及职能控制管理研究，针对国内尚未构建App、充电装置和充电服务平台一体的智能应用系统，本文讨论了一种基于互联网的智能充电管理系统，利用手机便可实现充电装置锁定、智能充电、充电预约、定位巡航等功能，同时，还可以通过挖掘用户充电行为，为广大电动汽车用户提供更为完善的服务。

1 智能充电管理系统组成

本次构成主要包括移动客户端APP、云服务器以及智能充电桩，其中，移动客户端APP是重要的用户参与用电管理的接口，通过APP软件，查询充电桩状态和位置，并予以充电预约和定位导航；云服务器用于电动汽车对数据的挖掘、维护、加工、存贮、搜集以及发布等等，主要由平台软件、外围设备、存储设备、网络设备以及计算机等组成，无论是硬件还是软件，均具有较高的可扩展性与可靠性。

在智能充电桩中，内置Wi-Fi通信模块，并通过光纤网、2G、3G、4G网传送信息于云服务器，用户可利用平板电脑、智能手机等终端设备，利用码分多址和无线分组业务，实现云服务器的通信。

2 智能充电管理系统详细分析

2.1 云服务器

云服务功能设计主要包括系统管理、运营工况分析、信息采集管理、交易管理以及监控管理，其中，系统管理主要为管理员使用，用于操作系统信息管理、参数管理、日志管理、权限管理、菜单管理、角色管理以及用户管理等等；运营工况分析主要包括客户、区域、地区的数据等，目的为了分析电动车分布情况，从而提供数据报表支撑，如财务分析、工况分析以及充电分析等；信息采集系统主要采集充电数据，同时提供其他数据采集，如信息档案采集、基础档案构建等业务，交易管理是在管理充电业务过程中的管理交易明细、账单数据、费用流转等，确保电费账目精准无误，并提供客户交易信息检索、计费管理等功能；监控管理主要负责直流、交流充电桩的充电设备管理，确保充电设备运行参数和充电设备状态信息满足用户需求。

2.2 智能充电桩

一般而言，智能充电桩包括直流和交流两种，交流桩是为电动汽车充电的供电装置，并兼有通信、计量计费等功能，直流桩则除却上功能外，还提供电池管理、汽车状态监测、电源变换等功能。智能充电桩主要模块包括：

2.2.1 MCU单元

作为控制核心的MCU，本系统主要选择高性价比、低能耗的CORTEX-MO芯片，利用串行、串口外围设备接口总线以及Wi-Fi通信模块，以I2C总线实现Flash储存单元通信，以485总线实现数据电表通信，利用接触器连接驱动电机，控制充电电能的通断。

2.2.2 电源转换模块

该模块可以将交流电转化为直流电，并设置不同需求的电压等级，为其他电路提供电源供能。

2.2.3 Wi-Fi通信模块

运用Wi-Fi通信模块实现充电装置电能、功率、电流、远程控制信息等数据上报。

2.2.4 保护单元

主要包括漏电保护器、防雷器，避免电压侵入导致设备破坏，还避免因漏电故障导致的人身触电。

2.3 APP客户端

APP客户端可采用多层次的C/S体系结构，以便提供更好的扩展能力和灵活。主要分为三层，既实体层、业务逻辑层、视图层。

2.3.1 业务实体层

具体涵盖所有的业务实体，并解析网关数据库数据，维护数据库。

APP软件根据用户的不同需求，调用相应的逻辑层模块，并通过业务实体层反映到视图层中，实现信息交换， APP客户端软件功能主要包括查询功能、控制功能、支付功能、状态显示功能以及地图功能等。

充电服务模式如下：

模式①：定电量充电，输入设定电量，充电直到满足电量设定值停止。

模式②：定时间充电，输入设定时间，充电直到满足时间设定值停止。

模式③：定金额充电，输入金额充电，充电直到满足金额设定值停止。

模式④：自动充电，充电桩自动充电，直到充满为之。

2.3.2 业务逻辑层

主要用于视图层功能的业务逻辑支撑，主要包括状态显示功能、查询功能、控制功能、支付功能以及地图功能等。通过业务逻辑的运算及判断，实现本地数据库读取和服务器数据请求。

2.3.3 视图层

主要用于响应用户请求，并通过业务逻辑层予以逻辑处理，为用户展现不同的形式。视图层主要包括查询界面、控制界面、状态显示、支付结算以及地图显示。

3 结论

综上所述，电动汽车智能充电管理系统可在互联网技术的基础上实现合理用电、有序充电和用电管理等功能，并且可利用app客户端丰富高级功能，为用户和电网的互动提供更多的可能。

参考文献

[1]殷树刚,龚桃荣,刘瑞等.基于云平台的电动汽车智能充电管理系统设计与应用[J].供用电,2015(07):43-47.

[2]龚桃荣,李涛,刘瑞等.面向互联网的电动汽车智能充电管理系统运营分析[J].供用电,2015,32(12):11-15.

[3]王旭,齐向东.电动汽车智能充电桩的设计与研究[J].机电工程,2014,31(03):393-396.