安科瑞(ruì) 陳聰(cōng)

摘要：鑒於電動(dòng)汽車數量未來爆發式(shì)增長的現象，利(lì)用分(fēn)布(bù)式邊(biān)緣(yuán)雲模塊(kuài)化(huà)技術，以(yǐ)服(fú)務功(gōng)能劃分為(wéi)有(yǒu)序充電雲模塊(kuài)和(hé)遠(yuǎn)程自(zì)動檢測模塊，通過(guò)蜂窩無(wú)綫遠距離(lí)傳(chuán)輸(shū)的方(fāng)式，實現采樣(yàng)數據(jù)及控製信息上(shàng)下行(háng)數(shù)據(jù)交互(hù)的(dí)承(chéng)載(zǎi)。利(lì)用雲(yún)平(píng)台的(dí)虛(xū)擬(nǐ)化(huà)存儲(chǔ)，動態(tài)擴展，功(gōng)能(néng)模塊化(huà)部(bù)署特點(diǎn)，可以在(zài)靈活的(dí)空間(jiān)範圍內部(bù)署後台計(jì)算與能源資源(yuán)匹配(pèi)與應用(yòng)；利(lì)用一(yī)套遠程自(zì)檢裝置，通(tōng)過(guò)軟件(jiàn)形式(shì)定期(qī)下發自檢測(cè)程序，充電(diàn)樁(zhuāng)啟(qǐ)動(dòng)自檢(jiǎn)模式，將檢測報告與(yǔ)裝置(zhì)內存(cún)儲的(dí)標準數據(jù)進行比對，進一步(bù)改(gǎi)善(shàn)平(píng)台充電(diàn)樁(zhuāng)監(jiān)控狀(zhuàng)態(tài)。通(tōng)過(guò)邊緣雲(yún)平台(tái)信息分區分(fēn)功(gōng)能交互的模(mó)式(shì)，利用虛(xū)擬空(kōng)間構(gòu)建(jiàn)一個(gè)大(dà)容(róng)量(liáng)，高可靠的管控(kòng)平(píng)台，為車聯網應用(yòng)提(tí)供一(yī)種切(qiē)實(shí)可行的(dí)解(jiě)決(jué)方(fāng)案。

關鍵詞：雲平台；自(zì)動檢測(cè)；能源管理；有序充電

今年(nián)，電動(dòng)汽(qì)車(chē)行(háng)業(yè)抓住(zhù)了(liǎo)疫情影響窪地，迅速找到了發(fā)展(zhǎn)突破(pò)口，從電動汽(qì)車發行(háng)政策到鋰電(diàn)池開發技(jì)術均(jūn)出台(tái)了(liǎo)多(duō)層麵利好(hǎo)消(xiāo)息(xī)，未來一段時間內(nèi)會出現(xiàn)電(diàn)動汽(qì)車乘用車數(shù)量(liáng)井噴現象(xiàng)，如(rú)何(hé)滿足如此批(pī)量(liáng)的(dí)電動汽車充電服(fú)務需求(qiú)，有必要(yào)改善現(xiàn)有(yǒu)車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平(píng)台(tái)服務能力。車聯(lián)網作為(wéi)充電樁(zhuāng)集(jí)群式係統管理平(píng)台，可以遠(yuǎn)程(chéng)對充(chōng)電樁空(kōng)閒狀態，運行狀(zhuàng)態(tài)，分(fēn)布位(wèi)置(zhì)等(děng)進行(háng)管理，並(bìng)通(tōng)過車(chē)載終端(duān)獲取管轄區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛充(chōng)電需(xū)求(qiú)及位置(zhì)要(yào)求，將充電需(xū)求與充電樁存(cún)量信(xìn)息(xī)進(jìn)行匹配，為車(chē)輛(liàng)主動(dòng)推送(sòng)合適的(dí)充電(diàn)方(fāng)案(àn)信息。但隨(suí)著車輛數量的(dí)快(kuài)速(sù)遞增，傳(chuán)統車(chē)聯網管理方法會逐步表(biǎo)現(xiàn)出(chū)處理能(néng)力(lì)的(dí)缺(quē)陷(xiàn)，應通過某些(xiē)智(zhì)能化技術(shù)提升管理係統的處(chǔ)理(lǐ)容(róng)量(liáng)和效(xiào)率。

1 有(yǒu)序(xù)充(chōng)電(diàn)計量(liáng)數據管理(lǐ)及(jí)樁(zhuāng)站管(guǎn)理現(xiàn)狀(zhuàng)

傳統車聯網係(xì)統數據的(dí)管理(lǐ)更側(cè)重(zhòng)於對車輛的管理，例(lì)如車輛(liàng)運(yùn)行路(lù)徑，車輛能量(liáng)剩(shèng)餘(yú)情(qíng)況(kuàng)，車(chē)輛間距，一(yī)定空間內(nèi)車輛(liàng)容納(nà)數量等信息，以上(shàng)綜合(hé)信息有利(lì)於(yú)幫(bāng)助係(xì)統(tǒng)了解(jiě)充電(diàn)樁附近的車(chē)輛(liàng)充電需求量，主(zhǔ)要目(mù)的是為(wéi)車輛主(zhǔ)動推(tuī)送充(chōng)電信(xìn)息，用(yòng)戶(hù)可以(yǐ)從(cóng)車載(zǎi)終端或(huò)其(qí)他APP上迅速(sù)搜索(suǒ)到附(fù)近可充(chōng)電的(dí)充(chōng)電點，節(jié)省了用戶的(dí)等(děng)待(dài)時(shí)間。但電動汽(qì)車(chē)發展速度過快，導致(zhì)傳統車聯網在數據(jù)控(kòng)製與管理方麵也逐步(bù)顯(xiǎn)露出了較(jiào)多不匹配(pèi)的地方(fāng)，總結(jié)為以下(xià)幾(jī)點(diǎn)：

（1）充電樁(zhuāng)數(shù)量與電動汽(qì)車(chē)充電需(xū)求數量完(wán)*不成(chéng)正比：充電樁安裝(zhuāng)需要安全，有源(yuán)的(dí)空間(jiān)預留，隨著城(chéng)市智能(néng)化建(jiàn)設的加速，可以(yǐ)滿足(zú)充電(diàn)樁部署的空(kōng)間(jiān)比較有(yǒu)限，如(rú)何(hé)解決(jué)有(yǒu)限的能源用於更多(duō)的設(shè)備充電(diàn)是需要解決(jué)的問題(tí)。

（2）充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)充電(diàn)技術還未完(wán)*成(chéng)熟(shú)：某個省(shěng)質檢單位對充(chōng)電(diàn)樁產品出廠前(qián)檢測(cè)結果(guǒ)反(fǎn)映(yìng)，70%產(chǎn)品存在著安(ān)全隱患，例如有的存(cún)在(zài)故障(zhàng)無(wú)警(jǐng)示(shì)或(huò)者元件接地錯誤等(děng)，也意味(wèi)著，這批充電樁在運(yùn)行(háng)一(yī)段時間後(hòu)出現安(ān)全問(wèn)題的可能(néng)性很大。在(zài)充(chōng)電樁(zhuāng)數(shù)量(liáng)如(rú)此有(yǒu)限(xiàn)的(dí)情況(kuàng)下，再(zài)加(jiā)上充電樁(zhuāng)故障(zhàng)的風(fēng)險，給充電(diàn)能力(lì)增加了(liǎo)更大(dà)的(dí)壓力。

（3）車(chē)聯網缺(quē)乏對(duì)充(chōng)電(diàn)樁聯(lián)網(wǎng)供(gōng)電(diàn)能力的(dí)評估(gū)：目前(qián)車聯(lián)網僅(jǐn)是將每(měi)個充(chōng)電樁供(gōng)電(diàn)水平值(zhí)采(cǎi)集到(dào)係(xì)統(tǒng)，當周(zhōu)邊有車(chē)輛預(yù)到達(dá)時(shí)，可推送(sòng)充電消息。但往往由於充電樁分配不合(hé)理(lǐ)，導(dǎo)致有(yǒu)的(dí)車輛無電(diàn)可(kě)充(chōng)，而(ér)有(yǒu)可(kě)充電(diàn)的(dí)樁站卻空閒(xián)。

2 基(jī)於雲平台服務(wù)的(dí)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電(diàn)應用管理(lǐ)架(jià)構(gòu)

基(jī)於(yú)以(yǐ)上深度(dù)的分析，解決(jué)車聯(lián)網(wǎng)充(chōng)電服(fú)務問題的(dí)根本(běn)要(yào)從兩(liǎng)個(gè)方(fāng)麵(miàn)入手(shǒu)：一是加(jiā)強車聯網(wǎng)能(néng)源供(gōng)應(yīng)與(yǔ)充電需求的匹配(pèi)度(dù)；二是增加充(chōng)電樁自檢測能力(lì)，並能(néng)通(tōng)過(guò)程(chéng)序(xù)自(zì)優(yōu)化方法對(duì)充電樁進行升級(jí)。本文針對兩個(gè)主(zhǔ)要需求采(cǎi)用(yòng)邊緣雲(yún)模塊的方(fāng)式，不(bù)同(tóng)的(dí)雲功(gōng)能(néng)設計不同的(dí)模(mó)塊，還(huán)能(néng)借(jiè)助雲特性實(shí)現(xiàn)雲模塊間(jiān)的數據耦(ǒu)合與(yǔ)擴(kuò)展。通過(guò)功能(néng)雲(yún)數據(jù)與能(néng)源管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)內其(qí)他(tā)設備(bèi)相(xiāng)互聯(lián)係(xì)，可支(zhī)撐整(zhěng)個(gè)充電過(guò)程(chéng)服(fú)務的實現(xiàn)。整(zhěng)體架(jià)構(gòu)如圖 1 所示(shì)。

車聯(lián)網(wǎng)對於封閉(bì)式的電網(wǎng)而言，屬於信(xìn)息外(wài)網，因此架(jià)構從縱(zòng)向來看劃分為信息內網(wǎng)與信(xìn)息外網兩部(bù)分(fēn)。信息內(nèi)網側(cè)重(zhòng)於能源(yuán)側，包括(kuò)配電網發電-充電(diàn)樁供(gōng)電-供電交(jiāo)易(yì)計量，其過程具體(tǐ)可描述為智(zhì)能配(pèi)電網(wǎng)將(jiāng)傳(chuán)統電網(wǎng)或分(fēn)布(bù)式(shì)新能(néng)源等不同形式能源通(tōng)過(guò) 10 kV 電纜(lǎn)通(tōng)道(dào)傳輸到(dào)能源路由器，由能源(yuán)路(lù)由(yóu)器(qì)根據用戶(hù)需(xū)求(qiú)將(jiāng)能源(yuán)分配給的汽車充電，並(bìng)將(jiāng)充電(diàn)結果反(fǎn)饋(kuì)到交易(yì)中心進行記錄，完成收費(fèi)過(guò)程。信息外網側(cè)重於充電服務(wù)，主要(yào)由用戶(hù)電(diàn)動汽(qì)車，用戶(hù)信息交互(hù) APP 及車(chē)聯網組成，其(qí)過程(chéng)具體可描(miáo)述為當(dāng)車輛需要充(chōng)電時(shí)，利用APP軟件將需求(qiú)發送(sòng)到車聯(lián)網(wǎng)，車聯(lián)網根(gēn)據(jù)係(xì)統內(nèi)充電樁圈的(dí)空(kōng)閒情況(kuàng)及設備狀態(tài)情(qíng)況，合理(lǐ)推送(sòng)充電方案(àn)，完成充電過程(chéng)。

基(jī)於(yú)邊(biān)緣(yuán)雲平(píng)台(tái)的(dí)車聯網服(fú)務架(jià)構(gòu)與(yǔ)傳(chuán)統架(jià)構的不同之(zhī)處在於(yú)，部(bù)分原由能源交(jiāo)易管理係(xì)統執行(háng)的功能下(xià)放到車(chē)聯網(wǎng)內。BMS（Battery ManagementSystem）是動力電(diàn)池(chí)管理(lǐ)係(xì)統的約(yuē)束，掌(zhǎng)握(wò)電(diàn)池(chí)的(dí)狀(zhuàng)態(tài)，保證充放(fàng)電過(guò)程的安全(quán)，功(gōng)能模(mó)塊(kuài)集(jí)成(chéng)在(zài)車聯(lián)網(wǎng)平(píng)台中(zhōng)；能(néng)源管(guǎn)理係(xì)統對每個(gè)充(chōng)電樁(zhuāng)運行狀(zhuàng)態數據通過數(shù)據(jù)邏(luó)輯形式發送(sòng)到(dào)車(chē)聯(lián)網雲端，進行鏡(jìng)像存儲(chǔ)，車聯網(wǎng)中(zhōng)的(dí)控(kòng)製雲能(néng)更(gēng)充分結(jié)合用戶用(yòng)能(néng)行為習慣，將(jiāng)用(yòng)戶群(qún)體(tǐ)需求圈(quān)中(zhōng)的所有充電樁供能

狀態集(jí)中建(jiàn)模(mó)，綜合參(cān)考用(yòng)戶等待(dài)時(shí)間(jiān)，充電樁群(qún)綜合供(gōng)能(néng)效(xiào)率(shuài)，車輛服(fú)務移動(dòng)綜合距(jù)離等(děng)評(píng)價(jià)參(cān)量，保(bǎo)證分配(pèi)方案(àn)的(dí)合(hé)理(lǐ)化。將控(kòng)製權下放到(dào)車聯網係統中，1.它(tā)屬(shǔ)於分布式管(guǎn)理(lǐ)方式(shì)，采用邊緣(yuán)雲(yún)處(chǔ)理(lǐ)的方法(fǎ)，能(néng)夠(gòu)更快(kuài)地出具分配(pèi)方(fāng)案，相(xiāng)比能源(yuán)管理係(xì)統集中式(shì)處理(lǐ)方式，效率(shuài)和(hé)準確(què)率均會有所(suǒ)提升，也(yě)能(néng)降低(dī)集(jí)中數據(jù)管(guǎn)理的負擔；2.它(tā)與用戶直(zhí)接(jiē)接觸，可以較(jiào)靈活地根據(jù)用戶充電習慣的(dí)改變而(ér)優化能(néng)源分(fēn)配模型，實時更新(xīn)雲數據庫(kù)空(kōng)間(jiān)內(nèi)容，以更(gēng)多(duō)數據(jù)服務形式(shì)滿足用戶(hù)服務的要(yào)求(qiú)。

其(qí)次(cì)基於邊緣(yuán)雲平台增(zēng)加(jiā)的檢測(cè)雲模塊，通過在係(xì)統主(zhǔ)站部署(shǔ)一(yī)套(tào)智能化檢測裝(zhuāng)置，提前將常規性充電樁運(yùn)行(háng)狀態(tài)檢測方(fāng)案轉(zhuǎn)換成軟件編碼形式(shì)，周期性地下(xià)發(fā)自檢(jiǎn)模式(shì)控製指令(líng)，充(chōng)電(diàn)樁會(huì)自動(dòng)啟(qǐ)動(dòng)自檢功能(néng)，完成綫纜(lǎn)連接，電流額定(dìng)功率，通信(xìn)故障等係列檢測(cè)程(chéng)序(xù)，最終(zhōng)形成(chéng)自(zì)檢(jiǎn)報告，對(duì)於有(yǒu)問題節(jié)點會將(jiāng)警示消息傳輸到(dào)車聯網(wǎng)，車聯網會(huì)根據(jù)充電樁狀態(tài)實時(shí)調(tiáo)整分配方案，並(bìng)下(xià)發檢(jiǎn)修信(xìn)息到(dào)能源管理(lǐ)平台(tái)，報(bào)送(sòng)電網進行檢(jiǎn)修(xiū)。檢測(cè)雲(yún)從設(shè)備(bèi)自身狀(zhuàng)態出發(fā)提升(shēng)了設備使用壽(shòu)命，也變(biàn)相緩解了充(chōng)電樁使用的壓(yā)力。

3 基(jī)於邊緣計(jì)算的(dí)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電算(suàn)法實現(xiàn)

車聯網(wǎng)有序(xù)充電(diàn)服務(wù)過(guò)程以用(yòng)戶側需(xū)求(qiú)為(wéi)主，按照(zhào)先預(yù)測用戶(hù)充電需求(qiú)趨勢來提(tí)前部(bù)署充電樁分配方案(àn)。如果采用傳(chuán)統(tǒng)的(dí)需(xū)求(qiú)與充(chōng)電樁(zhuāng)實(shí)時匹配(pèi)方(fāng)案，經常(cháng)出現充電(diàn)樁(zhuāng)無(wú)空閒的(dí)狀態(tài)，因(yīn)此要(yào)對(duì)需求(qiú)提前(qián)預(yù)測(cè)，才能盡量(liáng)保障能源的供(gōng)應。有(yǒu)序(xù)充電流程如圖 2 所(suǒ)示。

電動汽車(chē)用(yòng)戶接(jiē)收(shōu)到的(dí)信(xìn)息(xī)可能(néng)包括電(diàn)價(jià)信息(xī)，獎(jiǎng)勵和(hé)懲罰信息，充(chōng)放電功(gōng)率限製(zhì)，充放電(diàn)時間(jiān)限製等(děng)。這些信息可能來(lái)自於不(bù)同(tóng)的主(zhǔ)體(tǐ)，電(diàn)動汽(qì)車用(yòng)戶(hù)根據(jù)這(zhè)些(xiē)信息結(jié)合自身的行(háng)駛需(xū)求，對各(gè)種信息(xī)做出選擇和(hé)響應(yīng)決(jué)策(cè)。同(tóng)一充電設施(shī)可(kě)能被(bèi)多個(gè)用(yòng)戶(hù)使用(yòng)，電(diàn)動汽車(chē)用(yòng)戶(hù)並(bìng)不是直(zhí)接(jiē)的電力用(yòng)戶(hù)。在(zài)這些公(gōng)共停車(chē)位上，包含了(liǎo)長時(shí)間(jiān)充電或快速充電的需求(qiú)，可具備功(gōng)率較(jiào)大的交(jiāo)流(liú)充電或(huò)者(zhě)直流充電設施。這些充電設(shè)施應具備(bèi)用戶識別和充(chōng)電(diàn)費用(yòng)結(jié)算功能(néng)。多輛電動汽車充放電協調(tiáo)控製的(dí)目(mù)標(biāo)包(bāo)括：1.執行上(shàng)級控製(zhì)命令；2.滿足(zú)各電(diàn)動汽(qì)車用戶的充電需(xū)求(qiú)。在(zài)控(kòng)製過(guò)程中，電(diàn)動(dòng)汽車(chē)接入(rù)，退出，各(gè)控製對象的狀態(tài)在不斷地變化。協調控(kòng)製策略(lüè)應實時，動(dòng)態地(dì)進行調整，可見(jiàn)控製策略是(shì)有序(xù)充電規(guī)則製定的核心。本文采用基於密度(dù)聚(jù)類的方式(shì)對用戶(hù)充電行(háng)為(wéi)數據進行分(fēn)析，具(jù)體(tǐ)測(cè)算(suàn)過(guò)程(chéng)如(rú)下：

（1）構(gòu)建一個三維的信息(xī)采(cǎi)集(jí)坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為(wéi)用戶(hù)需(xū)要(yào)充電(diàn)時(shí)間，縱(zòng)坐標為充(chōng)電電(diàn)量，空間坐(zuò)標(biāo)為發(fā)出充(chōng)電需(xū)求時(shí)車輛所在(zài)位(wèi)置。

（2）對數據(jù)進行(háng)實時采(cǎi)集，選(xuǎn)擇不同時間段(duàn)的(dí)充電行(háng)為(wéi)進(jìn)行采集(jí)，在(zài)三維(wéi)坐(zuò)標(biāo)軸(zhóu)上(shàng)記錄(lù)下(xià)多方(fāng)麵信(xìn)息(xī)，在坐(zuò)標(biāo)軸上標識出(chū)的一個點表示一個車輛(liàng)在某個(gè)空間(jiān)位(wèi)置(zhì)需(xū)要(yào)充電(diàn)的(dí)電(diàn)量信息，最終在(zài)坐標(biāo)軸(zhóu)上形(xíng)成(chéng)多(duō)個標識位(wèi)置不同(tóng)的節點(diǎn)。

（3）將 n 個(gè)訓(xùn)練節點(diǎn)均標識在(zài)坐(zuò)標軸(zhóu)上(shàng)，從(cóng)圖麵上(shàng)初步確定了核心節點(diǎn)k，以(yǐ)這(zhè)k個核(hé)心(xīn)節點為(wéi)起(qǐ)點，設定距離(lí)門(mén)限值δ，分別計算k個核心(xīn)節(jié)點周圍節點(diǎn)的距(jù)離(lí)，計算條件如下(xià)：

通過計(jì)算(suàn)，可(kě)以(yǐ)形成 k 個不同(tóng)範圍密(mì)度(dù)圈(quān)。

計(jì)算遺漏(lòu)節(jié)點 t，將每(měi)個遺漏點(diǎn)再(zài)分(fēn)別(bié)與k個密度(dù)圈(quān)的(dí)節點(diǎn)計算(suàn)距(jù)離(lí)，選擇小(xiǎo)的距離(lí)值，然(rán)後納(nà)入到此(cǐ)密度圈中；依(yī)次計算，直到遺(yí)漏(lòu)節(jié)點劃(huá)分完畢，記錄t個(gè)節點(diǎn)距離值(zhí)L，並備注為(wéi)特(tè)殊(shū)節點。具(jù)體(tǐ)映(yìng)射(shè)模型如(rú)圖3所示。

至(zhì)此(cǐ)，完成用戶充電(diàn)行(háng)為的坐標描述(shù)，用能行(háng)為直(zhí)觀(guān)地(dì)表示成(chéng)不(bù)同的能量密(mì)度(dù)圈(quān)，機(jī)器(qì)可以容(róng)易(yì)計算(suàn)出每個(gè)密(mì)度圈(quān)中(zhōng)表(biǎo)示的(dí)充電總量，車(chē)輛數量(liáng)，聚(jù)集時(shí)間(jiān)段和充(chōng)電區域，從而(ér)可(kě)以大(dà)致描繪(huì)出詳細的充電(diàn)行為(wéi)曲綫(xiàn)圖(tú)。依照(zhào)此行為(wéi)曲綫(xiàn)圖中位置(zhì)及電量參(cān)量(liáng)，將充(chōng)電樁(zhuāng)群(qún)進(jìn)行密(mì)度(dù)劃(huá)分，同樣形成不同(tóng)的(dí)密度集(jí)，將(jiāng)兩(liǎng)個密度(dù)集進(jìn)行比(bǐ)對(duì)，構(gòu)建(jiàn)兩個(gè)參(cān)量的密(mì)度圈一對(duì)一，一對多的(dí)映(yìng)射(shè)關(guān)係。

（1）充電(diàn)樁(zhuāng)聚集密(mì)度太(tài)零(líng)散，用戶(hù)需(xū)求側一(yī)個密(mì)度圈(quān)會對應(yīng)多個能(néng)量(liáng)側(cè)密度圈(quān)。

（2）用戶用能量(liáng)過大，同(tóng)樣需要多個能量(liáng)側(cè)密度(dù)圈來(lái)映射。

（3）一(yī)對一(yī)的情(qíng)況是(shì)指用戶側需求剛好在(zài)同區域的能量圈(quān)範(fàn)圍內[8]。

無論(lùn)哪種映(yìng)射關(guān)係，具體(tǐ)到圈(quān)內(nèi)每個節(jié)點的(dí)映射關(guān)係(xì)均(jūn)是在(zài)能量維度滿足(zú)的(dí)條件(jiàn)下，距離短原理來(lái)計算(suàn)。按照(zhào)需(xū)求側(cè)和能源側負荷曲(qū)綫(xiàn)匹配結(jié)果形(xíng)成(chéng)充(chōng)電(diàn)序(xù)列(liè)，車(chē)聯網以(yǐ)設定順序(xù)下發充電樁(zhuāng)分配指令，電動(dòng)汽(qì)車依(yī)照指令完成充(chōng)電(diàn)路(lù)徑。通(tōng)過本文(wén)設(shè)計的(dí)有序充電(diàn)服務計算模型，實(shí)現(xiàn)了充(chōng)電樁運行狀態(tài)與(yǔ)用戶(hù)需求(qiú)的共(gòng)同聯(lián)網分析，分析模型(xíng)在控(kòng)製雲中集(jí)成實現，適應(yīng)用戶需(xū)求(qiú)改變(biàn)和充電樁(zhuāng)狀態(tài)不(bù)穩(wěn)定的現象，可以實(shí)時更新(xīn)模(mó)型條件(jiàn)及映(yìng)射關(guān)係，保持(chí)車聯網服(fú)務(wù)模(mó)型(xíng)的適應(yīng)性(xìng)。

4 基(jī)於雲架構下(xià)的遠(yuǎn)程(chéng)自動(dòng)檢測有序(xù)充電管(guǎn)理單(dān)元(yuán)設(shè)計(jì)與實現(xiàn)

充電(diàn)樁自檢功能是車聯網(wǎng)平(píng)台中新增的(dí)部(bù)分，通(tōng)過在(zài)平台(tái)中部署一(yī)套智(zhì)能(néng)化自檢裝置，包括軟(ruǎn)硬(yìng)件基礎組件構(gòu)成，通過多(duō)個無綫通道(dào)同時(shí)對多台充(chōng)電樁(zhuāng)進行(háng)性能(néng)檢測，一般(bān)選(xuǎn)擇(zé)蜂(fēng)窩式的通(tōng)信組(zǔ)網(wǎng)模(mó)式(shì)，符(fú)合充電樁(zhuāng)分布(bù)集(jí)群(qún)式(shì)的(dí)部(bù)署(shǔ)特(tè)征。智能(néng)化自檢(jiǎn)裝置軟硬(yìng)件結(jié)構(gòu)圖圖(tú) 4 所示(shì)。

結構(gòu)主要(yào)劃(huá)分為硬件(jiàn)模塊(kuài)與數據庫軟件(jiàn)服務器(qì)部(bù)分，硬件部(bù)分主要實現充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)狀態信(xìn)息的(dí)采集與處(chǔ)理，充電樁上部署(shǔ)了(liǎo)除了(liǎo)互感器等電量采集的(dí)元(yuán)器件(jiàn)外，還有各種非(fēi)電量(liáng)傳(chuán)感器檢測模塊(kuài)，所(suǒ)有數據通過無綫多通(tōng)道並行上(shàng)傳到(dào)檢(jiǎn)測(cè)裝(zhuāng)置的(dí)測(cè)試(shì)接口，高精度(dù)數字(zì)功(gōng)率(shuài)計可(kě)以(yǐ)將充電樁實時(shí)的(dí)三(sān)相(xiāng)電(diàn)流，電壓(yā)及瞬時功率值計算出(chū)來，並通過可編程交流負載(zǎi)，模擬不同電(diàn)阻(zǔ)檔位進行(háng)測試，驗證充電樁(zhuāng)運行電路(lù)中(zhōng)各(gè)個觸(chù)電電量值及(jí)開(kāi)關量(liáng)狀態是否(fǒu)在(zài)安(ān)全運行標準(zhǔn)數值(zhí)範(fàn)圍內。按(àn)照充電樁檢(jiǎn)測用例過程(chéng)要(yào)求(qiú)編(biān)寫測(cè)試(shì)程(chéng)序，下(xià)發(fā)到(dào)充電樁中，可

自(zì)動完成自檢測過程[9]。其次對於充電樁(zhuāng)環境監(jiān)測(cè)是在傳(chuán)感(gǎn)器(qì)參量處理電(diàn)路中執行，將采集的(dí)溫(wēn)度，濕度(dù)，電(diàn)磁(cí)等(děng)參(cān)量的數(shù)據融合(hé)采集，分(fēn)類計(jì)算，同(tóng)樣(yàng)將數據結(jié)果與歷(lì)史故障(zhàng)門限值(zhí)數(shù)據(jù)進行比對，對於(yú)超過安全運行標準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行報警，如故(gù)障在可自動(dòng)修(xiū)復範圍內，係統會(huì)下(xià)發優(yōu)化程序，充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)進行自(zì)調優*過程(chéng)。針(zhēn)對(duì)剛才描(miáo)述(shù)中(zhōng)涉(shè)及到的檢測(cè)編譯程序及歷(lì)史故障庫(kù)等(děng)部分均在(zài)數據(jù)庫服務器中(zhōng)集成(chéng)存儲，結構化(huà)數據庫(kù)按照檢測數(shù)據(jù)，處(chǔ)理模型，故(gù)障(zhàng)庫等(děng)類(lèi)型(xíng)，優(yōu)化(huà)程序等將(jiāng)數據存儲(chǔ)在不同的容器中，根據係統(tǒng)自(zì)檢過程(chéng)順序調取不同數據，配(pèi)合完(wán)成(chéng)各項自測(cè)項目。

5安科瑞充電樁(zhuāng)收費運(yùn)營雲平台(tái)係統選型(xíng)方(fāng)案

5.1概述

AcrelCloud-9000安科(kē)瑞(ruì)充電柱收費(fèi)運(yùn)營雲平台係統(tǒng)通(tōng)過物(wù)聯(lián)網技(jì)術對接入係(xì)統(tǒng)的(dí)電(diàn)動電(diàn)動自行(háng)車(chē)充電站(zhàn)以及各(gè)個(gè)充電(diàn)整法(fǎ)行不間(jiān)斷地數據采集和(hé)監控，實時監控充(chōng)電(diàn)樁運行狀態，進(jìn)行(háng)充(chōng)電服(fú)務(wù)，支付管(guǎn)理，交易結算，資要(yào)管(guǎn)理，電(diàn)能管(guǎn)理(lǐ)，明(míng)細(xì)查(chá)詢(xún)等(děng)。同(tóng)時對充電機過(guò)溫(wēn)保護，漏(lòu)電(diàn)，充電(diàn)機(jī)輸(shū)入(rù)/輸(shū)出過壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故(gù)障(zhàng)進(jìn)行預警；充(chōng)電樁(zhuāng)支持(chí)以太網(wǎng)，4G或WIFI等(děng)方式接(jiē)入(rù)互聯(lián)網，用(yòng)戶通過微信，支(zhī)付寶，雲閃付掃碼充(chōng)電。

5.2應用(yòng)場所

適用(yòng)於民(mín)用(yòng)建築，一(yī)般(bān)工(gōng)業建(jiàn)築(zhù)，居住小(xiǎo)區(qū)，實(shí)業單(dān)位，商業(yè)綜合體(tǐ)，學(xué)校，園區(qū)等充(chōng)電樁(zhuāng)模(mó)式(shì)的充電基礎(chǔ)設(shè)施設計(jì)。

5.3係(xì)統結構

係統分(fēn)為四(sì)層(céng)：

1）即數據采集層，網(wǎng)絡(luò)傳(chuán)輸(shū)層(céng)，數據(jù)層(céng)和客戶端層。

2）數據采(cǎi)集(jí)層(céng)：包括電瓶車智能充電樁(zhuāng)通(tōng)訊協議(yì)為(wéi)標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智(zhì)能(néng)充(chōng)電樁(zhuāng)用於(yú)采(cǎi)集充(chōng)電(diàn)回路的電(diàn)力參數，並(bìng)進行電能計量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡傳(chuán)輸(shū)層：通過(guò)4G網絡將(jiāng)數(shù)據上傳(chuán)至(zhì)搭建好(hǎo)的數(shù)據庫服務器。

4）數據(jù)層(céng)：包含(hán)應(yīng)用服(fú)務器和數(shù)據服(fú)務器，應用(yòng)服務(wù)器部署數據采集服務(wù)，WEB網站，數(shù)據(jù)服(fú)務器部署(shǔ)實時數(shù)據庫，歷史數據庫，基礎數據庫。

5）應客戶端層(céng)：係統(tǒng)管(guǎn)理員可在瀏覽器中訪問電(diàn)瓶(píng)車充電樁(zhuāng)收費平台(tái)。終端(duān)充電用戶(hù)通過(guò)刷(shuā)卡(qiǎ)掃碼的方(fāng)式(shì)啟(qǐ)動充(chōng)電。

小(xiǎo)區充電平(píng)台功(gōng)能(néng)主要(yào)涵蓋(gài)充電(diàn)設施智(zhì)能化大(dà)屏(píng)，實時監控，交易管理(lǐ)，故障管理，統計(jì)分析(xī)，基礎(chǔ)數據管(guǎn)理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人(rén)員(yuán)提(tí)供運維APP，充電用戶提供充電(diàn)小程序。

5.4安科瑞充(chōng)電樁(zhuāng)雲(yún)平台(tái)係統功(gōng)能

5.4.1智能化大屏(píng)

智(zhì)能(néng)化(huà)大(dà)屏展示站點分布情況，對設備狀態，設備(bèi)使(shǐ)用率(shuài)，充(chōng)電次數，充(chōng)電(diàn)時(shí)長(cháng)，充(chōng)電(diàn)金額，充電(diàn)度數(shù)，充(chōng)電樁故(gù)障等進行統計(jì)顯示，同時可查看每(měi)個站(zhàn)點的站(zhàn)點信息，充電樁列表(biǎo)，充電記錄，收益，能(néng)耗，故障(zhàng)記(jì)錄等。統一管理小(xiǎo)區充(chōng)電樁，查看設備使用率，合(hé)理分(fēn)配(pèi)資源。

5.4.2實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施(shī)運(yùn)行狀(zhuàng)況(kuàng)，主要包括(kuò)充電樁(zhuāng)運(yùn)行(háng)狀態(tài)，回(huí)路狀態(tài)，充電過程(chéng)中的(dí)充電電量，充(chōng)電(diàn)電(diàn)壓電(diàn)流(liú)，充電樁告警信息等。

5.4.3交(jiāo)易管理(lǐ)

平台(tái)管(guǎn)理人(rén)員可(kě)管理充(chōng)電(diàn)用戶(hù)賬(zhàng)戶(hù)，對其(qí)進行賬戶進行充(chōng)值，退款(kuǎn)，凍結，注(zhù)銷(xiāo)等操作，可(kě)查(chá)看小區用戶每(měi)日(rì)的(dí)充電(diàn)交(jiāo)易(yì)詳(xiáng)細(xì)信(xìn)息(xī)。

5.4.4故(gù)障(zhàng)管理(lǐ)

設(shè)備自動上(shàng)報(bào)故障信息(xī)，平(píng)台(tái)管理人員(yuán)可(kě)通過(guò)平台查看故障(zhàng)信(xìn)息並進行派發(fā)處理(lǐ)，同(tóng)時運維人員可通(tōng)過運維(wéi)APP收取(qǔ)故(gù)障推(tuī)送，運維(wéi)人(rén)員在運(yùn)維工作完成後(hòu)將結果上(shàng)報。充電(diàn)用(yòng)戶也可通過(guò)充(chōng)電(diàn)小程序反(fǎn)饋現(xiàn)場(cháng)問題(tí)。

5.4.5統計(jì)分析(xī)

通(tōng)過(guò)係統(tǒng)平台，從充(chōng)電站(zhàn)點，充電(diàn)設(shè)施，，充(chōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)，充(chōng)電(diàn)方(fāng)式(shì)等不(bù)同(tóng)角(jiǎo)度(dù)，查(chá)詢充(chōng)電交(jiāo)易統(tǒng)計(jì)信息，能耗統(tǒng)計(jì)信(xìn)息等(děng)。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據管理

在係統(tǒng)平(píng)台建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商(shāng)可建立(lì)和管(guǎn)理(lǐ)其運營所需站(zhàn)點和充(chōng)電(diàn)設施(shī)，維護充(chōng)電設(shè)施(shī)信息，價格策略，折(zhē)扣(kòu)，優(yōu)惠活(huó)動，同時可管(guǎn)理(lǐ)在(zài)綫(xiàn)卡用(yòng)戶(hù)充值(zhí)，凍結和(hé)解(jiě)綁(bǎng)。

5.4.7運(yùn)維(wéi)APP

麵向(xiàng)運(yùn)維人員(yuán)使用，可(kě)以(yǐ)對站(zhàn)點和充電樁進行管理，能(néng)夠(gòu)進(jìn)行故(gù)障(zhàng)閉(bì)環處理，查詢流量卡使用情況，查詢充(chōng)電\充(chōng)值(zhí)情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數設(shè)置(zhì)，同時(shí)可(kě)接收(shōu)故障(zhàng)推送

5.4.8充電(diàn)小(xiǎo)程序

麵向充電(diàn)用戶(hù)使(shǐ)用，可查看附(fù)近(jìn)空(kōng)閒設(shè)備(bèi)，主要(yào)包含(hán)掃碼充電，賬(zhàng)戶充值，充電卡綁定，交易(yì)查詢，故障申訴(sù)等(děng)功(gōng)能。

5.5係統硬件配(pèi)置

6 總(zǒng)結

本(běn)文主要針對(duì)電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)充電(diàn)服務水平急(jí)需(xū)提升(shēng)的問題(tí)，設計了(liǎo)邊緣(yuán)雲(yún)的(dí)深度(dù)解決方案(àn)。通(tōng)過調研目前(qián)充電樁(zhuāng)與電動汽(qì)車數量不(bù)匹配(pèi)及充(chōng)電(diàn)樁運行(háng)不(bù)穩定的現狀，分(fēn)別利用基於密度聚(jù)類計算(suàn)的邊緣算法(fǎ)分(fēn)析(xī)車(chē)輛充電的行(háng)為(wéi)習(xí)慣(guàn)，勾勒(lè)出(chū)用(yòng)電密集(jí)度(dù)行為圈；並結合遠程充電樁自(zì)檢驗模式(shì)，定期檢(jiǎn)測(cè)設備運行(háng)健康(kāng)指數，合(hé)理分配(pèi)有(yǒu)效(xiào)的(dí)充電(diàn)裝置，共(gòng)同製定充(chōng)電樁(zhuāng)分配(pèi)方(fāng)案(àn)。本文研(yán)究了一套(tào)基於雲平台(tái)服務的車聯網數據管(guǎn)理(lǐ)架(jià)構方案，分析(xī)其中各(gè)雲管(guǎn)理(lǐ)模(mó)塊的功(gōng)能(néng)及組成，針(zhēn)對充電(diàn)樁遠程自(zì)檢(jiǎn)實現原(yuán)因進行(háng)了研(yán)究，驗證車(chē)聯(lián)網集成平(píng)台新(xīn)增值檢(jiǎn)測業務(wù)的(dí)功效。賦(fù)予(yú)新功能的(dí)車(chē)聯網平台不僅(jǐn)實現(xiàn)了(liǎo)車輛(liàng)充電數(shù)據的實(shí)時采集(jí)，存(cún)儲及(jí)可(kě)視(shì)化控製功能(néng)，還(huán)實(shí)現了(liǎo)充電樁(zhuāng)站(zhàn)設(shè)備的自動檢(jiǎn)測能力(lì)，節(jié)約了大量人力(lì)的(dí)常(cháng)規檢查。

參(cān)考(kǎo)文(wén)獻

1. 劉卓然, 陳健, 林(lín)凱(kǎi), 等(děng). 國內外電(diàn)動汽(qì)車(chē)發展現狀與趨勢

2. 張本鬆(sōng)，張樂平(píng)，吳(wú)昊(hào)文，謝文旺(wàng)，彭建忠(zhōng)，王傑．基(jī)於(yú)雲平(píng)台的充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)用能(néng)計量(liáng)有(yǒu)序充(chōng)電(diàn)服務(wù)應用(yòng)模式研究

[3] 安科瑞企(qǐ)業微電網設(shè)計與應(yīng)用手(shǒu)冊.2022.05版(bǎn)