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基于云計算平臺的電動汽車充電樁的設(shè)計和應(yīng)用研究

2016-07-06 23:00:30葉雅惠
科技尚品 2016年12期
關(guān)鍵詞:充電樁云計算電動汽車

葉雅惠

摘 要:以云計算平臺為載體,對電動汽車充電樁進行設(shè)計,不僅能夠滿足電動汽車的充電需求,而且使汽車充電過程中的規(guī)劃、計費工作等更加合理,能夠?qū)Τ潆姌稛o序充電導(dǎo)致的電網(wǎng)問題進行有效規(guī)避,對充電樁進行充電控制,使其達到良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞:云計算;電動汽車;充電樁;設(shè)計;應(yīng)用

當(dāng)前,我國電動汽車數(shù)量比較多,人們對充電樁提出了越來越高的要求。而充電樁數(shù)量過多,則容易干擾電網(wǎng)的安全性及穩(wěn)定性。因此,需要以云計算平臺為基礎(chǔ),對電動汽車充電樁進行合理設(shè)計,并采取正確的方式對其進行有效監(jiān)控和應(yīng)用,減少城市充電樁數(shù)量,解決電動汽車充電問題。設(shè)計人員不僅要制定完善的設(shè)計方案,而且要對云客戶端和系統(tǒng)模塊等進行有效設(shè)計和構(gòu)建,對其進行實際應(yīng)用,為電動汽車提供良好的充電服務(wù)。

1 電動汽車充電方法

(1)交流充電。經(jīng)電網(wǎng)公司提供220V或380V交流電源。電動汽車車載充電裝置具有載波、整流功能,多用以小型純電動汽車,對蓄電池進行充電。(2)直流充電。經(jīng)地面提供電源,為電動汽車蓄電池充電,充電速度很快,在大型電動汽車充電中應(yīng)用普遍,用以實現(xiàn)電動汽車快速充電。(3)更換電池組。為電動汽車提供兩組蓄電池,一組采用地面充電形式,另一組作為電源。如果一組蓄電池電量不足,可更換,采用另一組蓄電池供電,以縮短充電時間。該種方式也存在一些缺漏。每輛電動汽車都需要兩組蓄電池供電和充電,要建設(shè)很多電池更換站,增加了工作人員的日常維護難度,成本高,智能化水平不足。(4)非接觸式充電。將電器元件嵌入地面,與電動汽車接觸,使電動汽車在行駛過程中也可以充電,該種充電方式,尚未投入使用。

2 智能充電裝置

手持終端控制功能:分布式充電裝置可借助移動端APP,對啟停機進行控制。當(dāng)充電裝置滿足充電要求,可采用移動終端,實現(xiàn)啟??刂?。上傳充電信息:分布式充電裝置直接在服務(wù)器上上傳充電信息,通過手機APP界面,了解電壓、電流、充電費率、計費信息等相關(guān)信息。智能充電裝置的構(gòu)成比較復(fù)雜??刂坪诵氖荕CU單元,主要控制指令和分發(fā)信息,它連接驅(qū)動電路和接觸器,對充電電能輸出進行通斷控制。Wi-Fi通信模塊,能耗低,通過與無線網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)充電裝置開關(guān)及相關(guān)充電信息的遠程控制。電源轉(zhuǎn)換模塊主要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為充電裝置中的其他電路提供電源[1]。

3 基于云計算平臺的電動汽車充電樁設(shè)計

3.1 設(shè)計方案

基于云計算平臺的電動汽車充電樁主要功能是在電動汽車充電時,對它的充電過程進行監(jiān)控、記錄和計費等,并依據(jù)電網(wǎng)谷峰參數(shù)與電網(wǎng)進行實時互動,為云服務(wù)器端提供參考,使其依據(jù)該區(qū)域范圍內(nèi)的電網(wǎng)參數(shù),對充電樁運行計劃進行有效制定,分別對充電過程和用電操作進行遠程控制和調(diào)度,使用電管理更加科學(xué)、合理。避免充電樁使用過多,干擾電網(wǎng)運行。該設(shè)計方案,不僅使人們的日常充電更加便利,而且充電過程也更加安全。與此同時,后期維修、保養(yǎng)難度也相對較小。它通過模塊化應(yīng)用使系統(tǒng)更加獨立、靈活,不僅使充電樁后期維護更加便利,而且能夠?qū)λ墓δ苓M行增加和拓展。以云計算平臺為基礎(chǔ)的電動汽車充電樁是對傳統(tǒng)汽車充電樁的升級和優(yōu)化,而且解決了全民電動汽車充電問題。

3.2 云客戶端

(1)云服務(wù)端能夠?qū)Τ潆姌哆M行合理規(guī)劃,有效管理其充電過程,避免不必要的故障及問題。(2)云服務(wù)端能夠?qū)Τ潆姌杜渲脜?shù)及相關(guān)信息進行有效存儲。一旦充電樁出現(xiàn)故障,維修人員可從云服務(wù)器端查詢和下載相關(guān)信息,為充電樁的維修或設(shè)備更換提供輔助。(3)云服務(wù)端能夠?qū)υ瓶蛻舳说某潆姳O(jiān)控數(shù)據(jù)進行存儲。(4)完成電動汽車充電之后,云客戶端將信息傳送到云服務(wù)器端。后者參考充電樁位置、充電時間、地區(qū)收費標(biāo)準(zhǔn)等,進行電費計取。云服務(wù)器端也能夠直接下發(fā)費用至充電樁裝置上,后者在客戶讀卡器上自動扣除充電費用,實現(xiàn)電動汽車充電樁的信息化、自動化和智能化管理[2]。

3.3 監(jiān)控模塊

基于云計算平臺的電動汽車充電樁設(shè)計涉及電池、監(jiān)控板、充電機等諸多監(jiān)控模塊。監(jiān)控板和云客戶端通過RS485實現(xiàn)雙向通信連接。而監(jiān)控板的模擬量、開關(guān)量和輸出控制等,也能夠?qū)讚艋蛲獠课矬w對充電樁的干擾進行有效控制,并對充電樁開關(guān)量信號進行實時監(jiān)控。

監(jiān)控模塊中,應(yīng)用RS232和云客戶端連接數(shù)字電表,在充電樁的輸出端和充電機中間安裝數(shù)字電表,使其對充電樁服務(wù)于客戶時的電能消耗進行記錄。該數(shù)字電表主要通過靜止式交流電能,科學(xué)記錄充電過程中的電能消耗,使充電樁的電能數(shù)據(jù)記錄更加準(zhǔn)確,保障電動汽車充電樁的性能及整體服務(wù)質(zhì)量[3]。

4 基于云計算平臺的電動汽車充電樁應(yīng)用

以某路段路燈充電樁建設(shè)改造項目為例,工程全長1.2km,LED路燈改造數(shù)量為68盞,主要采用80W LED燈,共有慢充充電樁6座,快充充電樁2座,并對電動汽車智能充電系統(tǒng)進行有效部署。該項目建成之后,使用慢充充電樁,充電時間為4~5小時,使用快充充電樁,只需30分鐘即可完成80%的電源補給。該項目使周邊電動汽車充電難的問題得到了有效緩解。

5 結(jié)語

綜上所述,基于云計算平臺對電動汽車充電樁進行合理設(shè)計,不僅能夠?qū)﹄妱悠嚦潆娺^程中的各種問題進行有效解決,而且能夠使電動汽車用戶參與到用電管理中,使電動汽車的充電及用電更加科學(xué)、合理,實現(xiàn)了用戶與電網(wǎng)的溝通及互動,滿足電動汽車充電要求,提高整體服務(wù)質(zhì)量,有助于該技術(shù)的全面推廣。

參考文獻

[1]謝偉才.電動汽車充電樁的設(shè)計與研究[J].通訊世界,2016,(2):105-107.

[2]劉濟舟.基于云計算平臺的電動汽車充電樁設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技資訊,2016,(9):12.

[3]殷樹剛,龔桃榮.基于云平臺的電動汽車智能充電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].供用電,2015,(7):43-47.

(作者單位:國網(wǎng)福建省電力有限公司廈門供電公司)

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